O padrão de barramento PCI foi originalmente lançado pela Intel em 1992. Trata-se de um barramento paralelo de 32 bits com velocidade máxima de transmissão de 133 MB/s.

Antes da introdução do PCI, os dispositivos de computador eram normalmente conectados por meio do barramento ISA (Industry Standard Architecture). No entanto, a baixa velocidade de transmissão do barramento ISA limitava o desempenho e a escalabilidade dos sistemas de computador. Por isso, a introdução do barramento PCI é considerada um marco importante no desenvolvimento da tecnologia da informação.

Com o avanço contínuo da tecnologia da computação, os padrões do barramento PCI têm sido constantemente atualizados. Em 1993, foi lançado o PCI 2.0, que introduziu uma velocidade de transmissão de 66 MHz, elevando a velocidade máxima de transmissão para 266 MB/s. Em 1995, foi introduzido o PCI 2.1, adicionando suporte para gerenciamento de energia e funcionalidade de hot-swap. Em 1998, foi introduzido o PCI 2.2, adicionando suporte para transmissão de dados de 64 bits.

O padrão de barramento PCI tem sido continuamente atualizado, tornando-se um dos padrões de barramento mais utilizados em sistemas de computação. No entanto, à medida que os requisitos de desempenho e escalabilidade dos sistemas de computação continuam a aumentar, o padrão de barramento PCI já não é capaz de atender às necessidades dos sistemas de computação modernos. Portanto, o padrão de barramento PCI Express (PCIe) substituiu gradualmente o padrão de barramento PCI e tornou-se um dos padrões de barramento mais comumente usados nos sistemas de computação modernos.

Largura de banda e taxa de transmissão

PCIe x1, x2, x4 e x8 referem-se a diferentes configurações do padrão de barramento PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express), indicando o número de pistas no barramento.

PCIe X1: Indica que há uma pista PCIe. A velocidade de cada pista é definida pela especificação PCIe; por exemplo, a velocidade do PCIe 3.0 é de 8 Gbps. Portanto, a velocidade do PCIe X1 é normalmente de 8 Gbps.

PCIe X4: Indica quatro pistas PCIe. A velocidade de cada pista é definida pela especificação PCIe; por exemplo, a velocidade do PCIe 3.0 é de 8 Gbps. Portanto, a velocidade do PCIe X4 é normalmente de 32 Gbps (4 pistas x 8 Gbps).

PCIe X8: Indica oito pistas PCIe. A velocidade de cada pista é definida pela especificação PCIe; por exemplo, o PCIe 3.0 tem uma velocidade de 8 Gbps. Portanto, a velocidade do PCIe X8 é normalmente de 64 Gbps (8 pistas x 8 Gbps).

Quando falamos sobre a taxa de transferência do padrão de barramento PCIe, usamos GT/s (gigatransferências por segundo) em vez de Gbps (gigabits por segundo). Isso ocorre porque a taxa de transferência se baseia nas propriedades do protocolo de comunicação da camada física e não está relacionada a fatores como a largura do link.

A largura de banda (largura de banda disponível) do barramento PCIe pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:

Largura de banda = Taxa de transmissão * Esquema de codificação

Por exemplo, o protocolo PCIe 2.0 suporta 5,0 GT/s, o que significa que cada pista pode transmitir 5 Gbits por segundo. No entanto, nem todas as pistas suportam 5 Gbps porque o PCIe 2.0 utiliza um esquema de codificação 8b/10b. Isso significa que 10 bits devem ser enviados para cada 8 bits transmitidos.

Portanto, a taxa suportada por cada canal do protocolo PCIe 2.0 é de 5 GT/s * 8 / 10 = 4 Gbps = 500 MB/s.

Por exemplo, para uma pista PCIe 2.0 x8, a largura de banda disponível é de 4 Gbps * 8 = 32 Gbps = 4 GB/s.

Da mesma forma, o protocolo PCIe 3.0 suporta 8,0 GT/s, o que significa que 8 Gbits podem ser transmitidos por segundo em cada canal. No entanto, o PCIe 3.0 utiliza um esquema de codificação 128b/130b, o que significa que 130 bits devem ser enviados para cada 128 bits transmitidos.

Portanto, a taxa suportada por cada canal do protocolo PCIe 3.0 é de 8 GT/s * 128 / 130 = 7,877 Gbps = 984,6 MB/s.

Por exemplo, para uma pista PCIe 3.0 x16, a largura de banda disponível é de 7,877 Gbps * 16 = 126,031 Gbps = 15,754 GB/s.

•ISA -> PCI -> PCIe X -> PCIe 1.0 -> PCIe 2.0 -> PCIe 3.0 -> PCIe 4.0 -> PCIe 5.0.

•PCI e PCIe em paralelo; PCIe em série.

•As interfaces PCI Express incluem X1, X4, X8 e X16 (o modo X2 é utilizado para interfaces internas, em vez do modo de slot). Placas PCI Express mais curtas podem ser inseridas em slots PCI Express mais longos.