PCI 버스 표준은 1992년 인텔에 의해 처음 도입되었습니다. 이는 최대 전송 속도가 133MB/s인 32비트 병렬 버스입니다.

PCI가 도입되기 전에는 컴퓨터 장치들이 주로 ISA(Industry Standard Architecture) 버스를 통해 연결되었습니다. 그러나 ISA 버스의 느린 전송 속도는 컴퓨터 시스템의 성능과 확장성을 제한했습니다. 따라서 PCI 버스의 도입은 컴퓨터 기술 발전의 중요한 이정표로 여겨집니다.

컴퓨터 기술의 지속적인 발전에 따라 PCI 버스 표준도 계속해서 업그레이드되었습니다. 1993년에는 PCI 2.0이 도입되어 66MHz의 전송 속도가 추가되었으며, 이로 인해 최대 전송 속도는 266MB/s로 향상되었습니다. 1995년에는 PCI 2.1이 도입되어 전력 관리 및 핫스왑 기능 지원이 추가되었습니다. 1998년에는 PCI 2.2가 도입되어 64비트 데이터 전송 지원이 추가되었습니다.

PCI 버스 표준은 지속적으로 업그레이드되어 컴퓨터 시스템에서 가장 널리 사용되는 버스 표준 중 하나가 되었습니다. 그러나 컴퓨터 시스템의 성능 및 확장성 요구 사항이 계속 증가함에 따라, PCI 버스 표준은 더 이상 현대 컴퓨터 시스템의 요구를 충족시키지 못하게 되었습니다. 따라서 PCI Express(PCIe) 버스 표준이 점차 PCI 버스 표준을 대체하며, 현대 컴퓨터 시스템에서 가장 널리 사용되는 버스 표준 중 하나가 되었습니다.

대역폭 및 데이터 전송률

PCIe x1, x2, x4 및 x8은 PCI Express(Peripheral Component Interconnect Express) 버스 표준의 서로 다른 구성을 의미하며, 버스의 레인 수를 나타냅니다.

PCIe X1: PCIe 레인이 하나 있음을 나타냅니다. 각 레인의 속도는 PCIe 사양에 따라 정의되며, 예를 들어 PCIe 3.0의 속도는 8Gbps입니다. 따라서 PCIe X1의 속도는 일반적으로 8Gbps입니다.

PCIe X4: 4개의 PCIe 레인을 의미합니다. 각 레인의 속도는 PCIe 사양에 따라 정해지며, 예를 들어 PCIe 3.0의 속도는 8Gbps입니다. 따라서 PCIe X4의 속도는 일반적으로 32Gbps(4레인 × 8Gbps)입니다.

PCIe X8: 8개의 PCIe 레인을 의미합니다. 각 레인의 속도는 PCIe 사양에 따라 정해지며, 예를 들어 PCIe 3.0의 속도는 8Gbps입니다. 따라서 PCIe X8의 속도는 일반적으로 64Gbps(8레인 × 8Gbps)입니다.

PCIe 버스 표준의 전송 속도를 언급할 때는 Gbps(초당 기가비트) 대신 GT/s(초당 기가 전송) 단위를 사용합니다. 이는 전송 속도가 물리 계층 통신 프로토콜의 특성에 기반하며, 링크 폭과 같은 요소와는 무관하기 때문입니다.

PCIe 버스의 처리량(사용 가능한 대역폭)은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

처리량 = 전송 속도 × 부호화 방식

예를 들어, PCIe 2.0 프로토콜은 5.0 GT/s를 지원하므로, 각 레인은 초당 5Gbit를 전송할 수 있습니다. 그러나 PCIe 2.0은 8b/10b 인코딩 방식을 사용하기 때문에 모든 레인이 5 Gbps를 지원하는 것은 아닙니다. 즉, 8비트를 전송할 때마다 10비트를 전송해야 합니다.

따라서 PCIe 2.0 프로토콜의 각 레인이 지원하는 전송 속도는 5 GT/s × 8 ÷ 10 = 4 Gbps = 500 MB/s입니다.

예를 들어, PCIe 2.0 x8 레인의 경우 사용 가능한 대역폭은 4 Gbps × 8 = 32 Gbps = 4 GB/s입니다.

마찬가지로, PCIe 3.0 프로토콜은 8.0 GT/s를 지원하므로, 각 레인당 초당 8G비트를 전송할 수 있습니다. 그러나 PCIe 3.0은 128b/130b 인코딩 방식을 사용하므로, 128비트를 전송할 때마다 130비트를 전송해야 합니다.

따라서 PCIe 3.0 프로토콜의 각 레인이 지원하는 전송 속도는 8 GT/s × 128 ÷ 130 = 7.877 Gbps = 984.6 MB/s입니다.

예를 들어, PCIe 3.0 x16 레인의 경우 사용 가능한 대역폭은 7.877 Gbps × 16 = 126.031 Gbps = 15.754 GB/s입니다.

•ISA → PCI → PCIe ×16 → PCIe 1.0 → PCIe 2.0 → PCIe 3.0 → PCIe 4.0 → PCIe 5.0.

•PCI와 PCIe는 병렬로, PCIe는 직렬로 연결됩니다.

•PCI Express 인터페이스에는 X1, X4, X8, X16이 있습니다(X2 모드는 슬롯 모드가 아닌 내부 인터페이스에 사용됩니다). 길이가 짧은 PCI Express 카드는 더 긴 PCI Express 슬롯에 삽입할 수 있습니다.