Qu'est-ce que le bus PCI Express ?

Le Peripheral Component Interconnect Express ou PCI Express

Le PCI Express, abrégé PCI-E ou PCIe (anciennement 3GIO, 3rd Generation Input/Output) est l'évolution ultime du bus PCI classique. C'est un bus local série, au contraire du PCI qui lui, est parallèle. Egalement développé par Intel, qui l'introduit la première fois en 2004, sur le chipset 915P. Ce nouveau bus sert à connecter des cartes d'extension sur la carte mère et il est destiné à éventuellement remplacer tous les bus internes d'extension d'un PC, dont le PCI et l'AGP (Si c'est le cas pour l'AGP qui a complètement disparu, le PCI classique résiste encore).

Fonctionnement

Avec PCI Express, ce sont des liaisons série qui relient les périphériques deux à deux. Chaque lien série élémentaire fonctionne à 250Mo/s et fonctionne à une tension de 0,8 V avec une puissance dédié de 75W pour l'ensemble du bus. Il nécessite également moins de câblage. On parle alors de "ligne PCI Express". Les pistes occupant moins de place sur les cartes mères et les connecteurs plus petits, c'est autant de coups de fabrication en moins. Le gain est appréciable, particulièrement avec les portables et les cartes mères haut de gammes. PCI express fait baisser les prix !

Le bus PCI express peut être construit en combinant plusieurs lignes afin de réaliser un rendement plus élevé. Nous pouvons trouver les bus PCI express en plusieurs versions ; il existe les versions 1, 2, 4, 8, 12, 16 et 32 lignes. Par exemple, le taux de transfert d'un système PCI express avec 8 lignes ( x8 ) est de 2 Go/s ( 250 x 8 ). Le PCI express permet des débits allant de 250 Mo/s à 8 Go/s dans sa version 1.1. La révision 3.0 autorise 1 Go/s (985 Mo en réalité) par ligne alors que la 2.0 se "contente" de 500Mo/s.

Les différents bus PCI (base révision 1.1)

• PCI Express 1x avec un débit de 250Mo/s est présent à un ou deux exemplaires sur toutes les cartes mères actuelles.
• PCI Express 2x avec un débit de 500Mo/s est moins répandu, réservé aux serveurs.
• PCI Express 4x avec un débit de 1000Mo/s est également réservé aux serveurs.
• PCI Express 16x avec un débit de 4000Mo/s est trés répandu, présent sur toutes cartes modernes, c'est le format standard des cartes graphiques.
• PCI Express 32x avec un débit de 8000Mo/s possède le même format que le PCI express 16x, il est souvent utilisé sur les cartes mères haut de gamme pour alimenter les bus SLI ou Crossfire. Les références de ces cartes mères possèdent souvent la mention "32". Cela permet d'avoir deux ports PCIexpress au format 16 et câblés en 16 lignes, au contraire des SLI classiques, câblés en 2 x 8 lignes ou des Crossfire basiques, câblés eux en 1x16 + 1x4 lignes. Ces cartes mères se caractérisent aussi par la présence d'un southbridge supplémentaire, uniquement dédié à ce bus 32x.

Les évolutions

Le consortium PCI-SIG, qui est à l'origine des spécifications du bus PCIexpress, vient de lancer le bus PCI Express 2.0. Les derniers chipsets Intel le prennent en charge, ainsi que les nouvelles générations de cartes graphiques. Les spécifications du bus PCI-Express 2.0 font état d'une bande passante doublée pour chaque ligne, 500Mo/s contre 250Mo/s, alors que l'alimentation électrique du bus passe de 75 Watts à 150 Watts (Augmentation de la puissance des cartes graphiques oblige). On retrouve également dans les spécifications PCI-Express 2.0 l'apparition d'un nouveau connecteur d'alimentation électrique 8 broches pour les cartes graphiques nouvelle génération.

• La révision PCI Express 2.1 n'apporte rien de plus que la 2.0 en terme de performance mais introduit des outils de diagnostiques du bus.
• La révision PCI Express 3.0 c'est généralisé en 2013 avec l'apparition des cartes graphiques séries HD7000 et Geforce 600. La révision 3.0 apporte une augmentation importante de la fréquence du bus (qui passe de 5 à 8 GHz) avec un codage à 128 bits (+ 2 bits de parités).
• Le PCI Express 4.0: Spécifié en 2017, il apparait sur les premières cartes mères et carte graphique en 2019. Il permet d'atteindre des débits de l'ordre de 16 GT/s (gigatransferts par seconde) par ligne, soit 2 Go/s (32 Go/s en 16x). Il est donc tout simplement deux fois plus rapide que le PCI Express 3.0.

Informations complémentaires

Les cartes graphiques actuelles sont fabriqué sous la norme PCIexpress 2.0/2.1 et 3.0 pour les plus récentes. Beaucoup se pose la question de savoir si leur vieille carte mère PCIexpress 1.0 ou 1.1 (ou 2.0) sera compatible avec une carte graphique dernier cris.
La réponse est OUI !
A ce jour, les cas d'incompatibilités connus ne touche que certains chipsets VIA et GPU Nvidia série G92 et reste trés marginal.

Plus de renseignements sur le site officiel (en Anglais):
https://pcisig.com/
Traduit de manière automatique en Français ici:
https://pcisig-com.translate.goog/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=fr&_x_tr_hl=fr