PCI Express (PCIe) è l'interfaccia standard su PC, notebook e server per il collegamento di schede grafiche o altre schede di espansione, così come molti componenti onboard sulla scheda madre. La connessione seriale point-to-point ha sostituito AGP e PCI e PCI-X come interfaccia universale.
PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) ha sostituito completamente le interfacce PCI (Peripheral Component Interconnect) e AGP (Accelerated Graphics Port) precedentemente comuni sulle schede madri di PC e notebook dal 2004, così come il bus PCI-X a 64 bit sui server, ed è quindi diventato l'interfaccia standard per collegare schede o chip grafici e altri componenti di espansione come controller di unità, audio o rete. A differenza del PCI, PCI Express non è un bus parallelo, ma una connessione seriale, completamente duplex punto a punto. PCI Express (PCIe) non è né elettricamente né meccanicamente compatibile con il bus PCI o con l'interfaccia della scheda grafica AGP. C'è una limitata compatibilità all'indietro tra PCIe e PCI a livello di software.
PCI Express utilizza corsie di quattro piste o cavi ciascuna per la trasmissione dei dati, due delle quali sono utilizzate come coppia differenziale per l'invio e due per la ricezione dei dati. Per aumentare la velocità dei dati, le singole corsie sono combinate, per esempio fino a 16 corsie per il collegamento di una scheda grafica. Una corsia PCIe può essere utilizzata da diversi dispositivi finali per mezzo di uno switch PCIe.
Standard PCI Express
Lo standard PCI Express 1.0 definito nel 2003 dal PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group) con una velocità di dati di circa 250 MB/s per corsia è stato sostituito nel 2007 da PCI Express 2.0 con 500 MB/s. Nel 2010 è seguito PCI Express 3.0. PCI Express 3.0 (Gen3) è seguito nel 2010 con circa 985 MB/s. La velocità di trasferimento, specificata in gigatransfers al secondo, è aumentata da 2,5 GT/s a 8,0 GT/s. Nel 2017, lo standard per PCI Express 4.0 è stato definito a 16 GT/s. Il primo processore con supporto PCIe 4.0 è il Power9 di IBM, introdotto alla fine del 2017.
Il numero di corsie disponibili in un computer dipende dal chipset o dal processore utilizzato. Con i processori Intel Core della generazione Sandy Bridge introdotti nel 2011, è iniziata l'integrazione di un controller PCI Express 2.0 con 16 corsie direttamente sul die del processore. Inizialmente era usato per la comunicazione con la scheda grafica. Un altro controller PCIe per collegare il controller SATA e altri componenti era alloggiato nel chipset. Il detentore del record in termini di corsie PCI Express oggi è l'AMD Epyc con 128 corsie PCIe Gen3. Lo Xeon Scalable di Intel ha attualmente un massimo di 48 corsie PCIe Gen3. Nei PC e specialmente nei notebook, i processori con un numero inferiore di corsie PCIe sono usati per mantenere sia l'area del chip che il numero di pin di connessione più bassi.
Oltre agli slot PCIe per schede con una, due, quattro, otto o 16 corsie, ci sono altri formati di schede come la PCI Express Mini Card, le schede M.2 in varie lunghezze con due o quattro corsie o la ExpressCard per i notebook.
PCI Express è utilizzato anche per il trasferimento di dati negli SSD con interfaccia NVMe. Le interfacce meccaniche qui sono M.2, U.2 per SSD da 2,5 pollici o PCIe per SSD su schede di espansione. Ci sono anche diverse varianti di cavi PCIe esterni, per esempio per schede grafiche esterne o per collegare unità plug-in con SSD NVMe nei sistemi di storage.