PCI-Express — последовательная шина, разработанная в начале 2000-х и являющаяся развитием шин PCI и AGP.
Ориентирована на подключение высокоскоростных устройств (прежде всего, видеокарты). Работу над шиной начала компания Intel в феврале 2001, в августе того же года разработка была передана организации PCI SIG (Special Interest Group), которая представила спецификацию 1.0 в июле 2002. Первоначально шина называлась 3GIO (Third Generation Input/Output, то есть ввод/вывод третьего поколения), а в официальной спецификации ей дали имя PCI-Express.
От шин AGP и PCI шину отличали следующие особенности:
- последовательная, а не параллельная передача данных. Использовалось минимальное число каналов, от 2 до 32, что позволяло уменьшить стоимость производства плат и разъёмов, сводило на нет проблемы синхронизации сигналов, улучшало масштабируемость;
- многоуровневый стек протоколов передачи данных. Это делало шину более гибкой, позволяя изменять и улучшать каждый уровень по отдельности, без изменения остальных протоколов. Например, можно было использовать альтернативные каналы передачи данных, скажем, оптические волноводы вместо медных проводов;
- высокая пропускная способность (250 мегабайт/с на канал), одинаковая в обоих направлениях. Шина AGP имела пропускную способность от видеоадаптера к центральному процессору на порядок меньше, чем в обратном направлении;
- одновременный обмен данными с процессором в двух направлениях. Передача данных процессору и получение их от него осуществлялось через физически разные контакты, что позволяло избежать конфликтов и потерь пропускной способности при двустороннем обмене.
Как и последние версии PCI, новая шина изначально поддерживала «горячее» подключение, улучшенное управление питанием, контроль целостности данных. Шина PCI-Express распознаётся старыми операционными системами как PCI, и совместима с ней на программном уровне. Главным недостатком PCI-Express перед PCI-X является несовместимость новых слотов со старыми платами PCI. Сами слоты PCI-Express различаются количеством используемых каналов, и называются от x1 до x16 соответственно. Платы с меньшей производительностью могут быть вставлены в более быстрые слоты, но не наоборот.
В марте 2003 вышла спецификация Mini PCI-Express для ноутбуков и встроенных систем, а в октябре 2004 — PCI-Express 1.1. Главным изменением было наличие дополнительного шестиштырькового разъёма питания на платах x16, что позволяло поднимать напряжение на высокопроизводительных видеоадаптерах до 150 вольт; также были сделаны улучшения в управлении питанием и исправлении ошибок передачи данных. С выходом PCI-Express 1.1 шина стала активно вытеснить устаревший видеоинтерфейс AGP в новейших настольных системах. В 2007 ожидается выход спецификации PCI-Express 2.0, которая будет обратно совместима с 1.0 и 1.1.