1. PCI Express (PCIe)
ㅇ 컴퓨터 본체(메인보드)와 고속 주변장치를 연결하는, 고성능 직렬 I/O 버스 규격
ㅇ 기존 PCI 병렬 버스를 대체하기 위해 개발된, 점대점(Point-to-Point) 인터페이스
2. PCIe의 등장 배경
ㅇ 기존 PCI의 한계 및 문제점
- 병렬 버스 방식 사용
. 여러 장치가 버스를 공유 (shared bus)
- 신호 왜곡 (signal skew)
- 장치 간 동기화 문제
- 고속화 한계 등
ㅇ 해결 : 직렬 고속 링크 기반 PCI Express 개발
3. PCIe의 개발 및 도입
ㅇ 2003년 : Intel, Dell, Hewlett-Packard, IBM 社 공동 개발
ㅇ 2004년 이후 : 메인보드 표준 인터페이스로 보급
4. PCIe의 구조적 특징
ㅇ 점대점(Point-to-Point) 연결 방식
- CPU / Chipset ↔ PCIe Link ↔ Device
ㅇ 특징
- 장치마다 독립적인 통신 링크
- 고속 차동 신호(differential signaling) 사용
- 병렬 버스 대비 신호 간섭 감소
5. PCIe의 전송 속도 (세대별)
ㅇ PCI Express 1.0 (2003) : 약 2 Gbps
ㅇ PCI Express 2.0 (2007) : 약 4 Gbps
ㅇ PCI Express 3.0 (2010) : 약 8 Gbps
ㅇ PCI Express 4.0 (2019) : 약 16 Gbps
6. PCIe의 슬롯(Lane) 구조
ㅇ 메인보드에는, lane 수에 따른 슬롯 크기 구분 : x1, x4, x8, x16
ㅇ 특징
- lane 수가 많을수록 대역폭 증가
- GPU, SSD, 네트워크카드 등에 사용
7. PCIe의 응용 : NVMe (Non-Volatile Memory Express)
ㅇ PCIe 기반 SSD 전용 통신 프로토콜
- SSD의 고속 성능을 최대한 활용
- 기존 방식 (SATA) : HDD 중심 설계, 성능 한계 존재
ㅇ NVMe 방식
- CPU ↔ PCIe bus ↔ NVMe Controller ↔ NAND Flash (SSD)
ㅇ 특징
- 매우 낮은 지연시간
- 대규모 병렬 큐 구조
- 초고속 SSD 성능 활용 가능