Modos de operação
A conexão PCI express é baseada no conceito de “pistas”, que é uma comunicação em série de apenas um bit, full-duplex e alta velocidade. Pistas podem ser agrupadas para aumentar a largura de banda. Quando, por exemplo, dois dispositivos utilizam quatro pistas, a conexão é considerada “x4” e apresenta largura de banda quatro vezes superior à uma conexão única, isto é, usando apenas uma pista. Na Figura 4, ilustramos dois dispositivos conectados utilizando duas pistas, isto é, uma conexão “x2”. Apesar de, em teoria, qualquer número de uma a 32 pistas poderem ser agrupadas, os números mais comuns são x4, x8 e x16.
Figura 4: Conexão PCI Express x2
As conexões PCI Express 1.0 e 2.0 utilizam sistema de codificação 8b/10b (que é o mesmo sistema usado pelo padrão Fast Ethernet, ou seja, redes de 100 Mbit/s). Isto significa que cada oito bits de dados é codificado e transmitido como um número de 10 bits. Normalmente, para converter um número em bits por segundo (bit/s) para bytes por segundo (B/s), você precisa dividi-lo por oito, já que um byte é um grupo de oito bits. No entanto, devido à codificação 8b/10b, devemos dividi-lo por 10 e não oito. Esta é a razão pela qual com um clock de 2,5 GT/s e 5 GT/s, a largura de banda de x1 dessas conexões são 250 MB/s e 500 MB/s, respectivamente, em vez de 312,5 MB/s e 625 MB/s. Os dois bits adicionados são “desperdício” e consomem 20% da largura do canal de banda.
As versões 3.0, 4.0 e 5.0 do PCI Express usam um sistema de codificação diferente, chamado 128b/130b, que transmite cada dado de 128 bits como um número de 130 bits, o que oferece um desperdício muito mais baixo. Nestas versões, a conexão precisa somente de dois bits extras para transmitir 128 bits de dados, enquanto que as revisões anteriores necessitavam de 32 bits extras (dois a cada oito bits). Devido ao menor desperdício, o PCI Express 3.0 pode atingir o dobro da largura de banda do PCI Express 2.0 com um clock de 8 GT/s em vez de 10 GT/s.
O PCI Express 6.0 e o 7.0 utilizarão outro esquema de codificação.
| Revisão | Codificação | Clock | Largura de banda (x1) |
| 1.0 | 8b/10b | 2,5 GT/s | 250 MB/s |
| 2.0 | 8b/10b | 5 GT/s | 500 MB/s |
| 3.0 | 128b/130b | 8 GT/s | 1 GB/s |
| 4.0 | 128b/130b | 16 GT/s | 2 GB/s |
| 5.0 | 128b/130b | 32 GT/s | 4 GB/s |
| 6.0 | PAM4/FLIT | 64 GT/s | 8 GB/s |
| 7.0 | PAM4/FLIT | 128 GT/s | 16 GB/s |
Como já explicamos, o agrupamento de pistas permite que a largura de banda seja multiplicada pelo número de pistas utilizadas. Deste modo, uma conexão x8 com o PCI Express 3.0 terá uma largura de banda de 8 GB/s (1 GB/s x 8), enquanto uma conexão x16 com o PCI Express 3.0 terá uma largura de banda de 16 GB/s (1 GB/s x 16). Uma conexão x16 com o PCI Express 4.0 terá uma largura de banda de 32 GB/s (2 GB/s x 16), e assim sucessivamente.
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