PCI-Express總線技術(shù)的提出是由PCI總線的技術(shù)的先天不足而引發(fā)的,并行PCI總線數(shù)據(jù)傳輸速度只有133MHZ,根本不能滿(mǎn)足現(xiàn)在復(fù)雜的多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊,另外它不能隨著主頻的的提高或者電壓的降低而靈活的調(diào)整傳輸速度,它的同步時(shí)鐘數(shù)據(jù)傳輸受單一上升沿限制,而信號(hào)路由規(guī)則又受到FR4技術(shù)的制約,接口引腳過(guò)多,不利發(fā)展。
PCI-Express的基本結(jié)構(gòu)包括根組件(Root Complex)、交換器(Switch)和各種終端設(shè)備。根組件可以集成到北橋芯片中,用于處理器和內(nèi)存子系統(tǒng)與I/O設(shè)備間的連接 。而交換器的功能通常以軟件的形式提供,以保持和PCI的兼容。
與PCI所有設(shè)備共享一條總線資源不同,PCI-Express總線采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù),能夠?yàn)槊恳粋(gè)設(shè)備單獨(dú)分配帶寬,這樣充分保證了各設(shè)備的帶寬資源,提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。避免了不同設(shè)備同時(shí)爭(zhēng)搶CPU資源的情況。
PCI-Express技術(shù)不需要象PCI總線那樣在主板上布大量的數(shù)據(jù)線,導(dǎo)線數(shù)量相比,下降了將近75%,速度加快而且不需要數(shù)據(jù)同步,因?yàn)橹靼遄呔減少,從而可以通過(guò)增加走線數(shù)量提升總線寬度的方法更容易實(shí)現(xiàn),同時(shí)各走線之間的間隔加寬,減少了相互之間的串?dāng)_。
在數(shù)據(jù)傳輸模式上,PCI-Express總線采用獨(dú)特的雙通道傳輸模式,大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。在PCI-Express 2.0中達(dá)到了每信道單方向5Gbps.
PCI-Express總線在物理結(jié)構(gòu)上,比PCI要簡(jiǎn)單得多,由于減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡男揪數(shù)量,對(duì)電源的消耗大大降低了。
多種連接方式,與PCI不同,PCI-Express總線能夠延伸到系統(tǒng)之外,采用專(zhuān)用線纜可將各種外設(shè)直接與系統(tǒng)內(nèi)的PCI-Express總線連接在一起,這樣可以允許開(kāi)發(fā)商生產(chǎn)出能夠與主系統(tǒng)脫離的高性能存儲(chǔ)器。
PCI-Express其他優(yōu)點(diǎn)還有支持熱插拔和熱交換、支持同步數(shù)據(jù)傳輸、具有錯(cuò)誤處理和先進(jìn)的錯(cuò)誤報(bào)告功能、每個(gè)物理鏈接還有多點(diǎn)虛擬通道功能,而且每個(gè)通信的數(shù)據(jù)包都定義不同的Qos,加快外設(shè)之間的傳輸速率。