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PCI Express产生背景：
1992年Intel 在发布486处理器的时候，提出了32-bit 的PCI(周边组件互连)总线。最早提出的PCI 总线工作在33MHz 频率之下，传输带宽达到了133MB/s(33MHz X 32bit/8)，相比之前的ISA 总线有了极大的改善，基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求，1993年提出此了64-bit 的PCI 总线，后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz。目前广泛采用的是32-bit、33MHz 的PCI 总线。如果计算机只需要进行上网浏览和软件下载等简单的应用，PCI 技术也就足够了。
然而时光飞逝，转眼就到了2004年，新的技术和设备层出不穷，特别是游戏和多媒体应用越来越广泛，PCI 的工作频率和带宽都已经无法满足需求。此外，PCI 还存在IRQ 共享冲突，只能支持有限数量设备等问题。PCI 现在已经接近了其性能的极限，工作频率很难提高，工作电压无法轻易降低，同步时钟数据传输受到信号失真的限制，而且其信号路由原则对经济有效的FR4技术是一种限制。
虽然也有很多旨在跨越这些限制，以创造更高带宽的通用I/O 总线方法，无奈它们在导致了成本急剧升高之外，对性能的增益却是少之又少。上述的种种因素都制约了PCI总线的进一步发展，打破性能瓶颈，新总线标准呼之欲出。
在旧式的芯片组(如Intel的440系列)中，只使用一条PCI总线来连接北桥芯片和南桥芯片，这条PCI总线不仅要应对南北桥之间的通信，还有普通的PCI设备、IDE、各种I/O（串口、并口、PS/2）和USB设备的通信。为了改善这种情况，Intel、VIA和SiS用新型的高速连接方式取代了南北桥之间的PCI总线，然后让IDE、各种I/O和USB分别使用专用连接方式连接到南桥芯片。
PCI Express技术优势何在？
首先PCI Express和PCI不同的是实现了传输方式从并行到串行的转变。PCI Express是采用点对点的串行连接方式，这个和以前的并行通道大为不同，它允许和每个设备建立独立的数据传输通道。不用再向整个系统请求带宽，这样也就轻松的到达了其他接口设备可望而不可及的高带宽。
下面我们拿PCI Express和以往的各个接口的数据传输率做一下对比：
PCI Express接口根据总线接口对位宽的要求不同而有所差异，分为PCI Express1X、2X、4X、8X、16X甚至32X。由此PCI Express的接口长短也不同。1X最小，往上侧越大。同时PCI Express不同接口还可以向下兼容其他PCI Express小接口的的产品。既PCI Express4X的设备可以插在PCI Express8X或16X上进行工作。这样，只要您拥有先进的主板，就没必要非得升级档次稍差的显卡了。它良好的向下兼容性也使不少业界人士看好。
另外Intel 的PCI Express接口将包括两条专用的通道连接某设备，比如即将要取代AGP 8X的PCI Express16X图形接口将包括它的两条通道，一条可由显卡单独到北桥，而另一条则可由北桥单独到显卡，每条单独的通道均将拥有4GB/s的数据带宽可充分避免因带宽所带来的性能瓶颈问题。同时PCI Express还支持热插拔及热交换的特性，也就是说，你可以在不必关闭系统和电源的情况下更换PCI Express槽的版卡和各种硬件设备。由以上两点可以看出在未来PCI Express在服务器的应用上估计会更为深远。
PCI Express最大的优势就在于带宽的增加和灵活的扩展性能。与PCI所有设备共享同一条总线资源不同，PCI Express总线采用点对点技术，能够为每一块设备分配独享通道带宽，不需要在设备之间共享资源，充分保障各设备的带宽资源，提高数据传输速率。PCI Express还具有灵活的扩展性能，PCI Express总线能够延伸到系统之外，采用专用线缆可将各种外设直接与系统内的PCI Express总线连接在一起，允许开发商生产出能够与主系统脱离的高性能的存储控制器，不必再担心由于改用FireWire或USB等其他接口技术而使存储系统的性能受到影响。PCI Express还具有诸如热插拔、多点虚拟通道、错误处理和错误报告等等优势。看样子PCI Express是完美无缺的下一代总线技术了，特别是在绘图领域，众多绘图芯片制造商都将PCI Express看作自己产品的一个重要里程碑式标志，那么PCI Express能够为当前的显卡在游戏中的表现带来多大的性能提升呢？
PCI Express对当前的主流显卡在游戏中的性能并无提升：
虽然说最终图形业界都将过渡到PCI Express总线下，但是应用软件和游戏还需要重新设计，充分挖掘利用PCI Express 16X数据传输带宽，而这个过程可能长达几年时间。
首先要指出在PCI Express的架构中采用了多通道架构，每一个扩展槽都采用集成通道数的多少来表示扩展槽的数据传输能力，如x8或x12，而且PCI Express能够在相同的数据传输率下，实现双向同时传输，这样一来带宽还要增倍。以PCI Express x1扩展槽为例，x1代表此插槽只有一个PCI Express通道，因此带宽相应为250MB/s（如果计算双向传输带宽则为500MB/s）。可以看到，即使是PCI Express x1的带宽都是PCI带宽的数倍，而且由于每一根PCI Express插槽都有250MB/s带宽，也次也不会存在各个外设相互竞争的情况。
由此可知，显卡使用的PCI Express x16插槽的内部有16个通道，换算下来带宽为4GB/s，如果计算双向数据传输带宽则为8GB/s。不过由于以前的AGP插槽并不能够充分的支持双向数据传输，因此在当前绝大多数的应用中，以及对于显卡性能的评测都是以单向传输来进行的。在PCI Express还没有大面积普及，以及软件或硬件开发人员还没有写出适合于PCI Express双向传输的应用前，8GB/s的双向传输带宽仅仅作为广告台词，对个人电脑用户没有什么实际意义。不过4GB/s的带宽也是AGP 8x的2倍或AGP 4x的4倍。PCI Express相对于AGP总线还有一个优势，就是等速的数据双向传递能力，这一点恰恰是AGP总线所不具备的。带宽的提升如此巨大，看来在实际使用中也会有不小的性能提升，但是情况真的如此吗？PCI Express总线为4GB/S，但是计算双向传递带宽则为8GB/S。双向传递的数据流我们称之为上升数据流和下降数据流，也可以将这两个数据流理解为平时我们所熟悉的读入数据和写入数据。AGP总线中，当AGP执行写功能的时候，AGP总线只能够提供266MB/s的数据带宽，这是由AGP总线的技术特性所规定的，因此不论是现在带宽为2.1GB/S的AGP 8X总线还是将来带宽为4.2GB/S的AGP 16X总线，在使用写功能的时候，都只能提供266MB/S带宽。这种读写操作需要同时进行的情况在AGP 3.0技术规格中被定义为同步操作模式。不过由于以前AGP总线的写功能应用很少，因此并没有因为这项技术缺陷影响基于AGP总线的显卡性能发挥，而且大多数的应用程序编写都刻意回避了这种情况的出现。但当PCI Express总线出台之后，各大显卡厂商的技术专家在评测PCI Express和AGP总线在游戏中的性能发挥的时候，却失望的发现PCI Express高带宽在游戏中的尴尬境地。
PCI Express真正有优势的项目，也就是现在所有PCI Express显卡测试中都必备的实时HDTV编辑功能。
 上图IDF论坛上展出的HDTV编辑中所需要传输的数据
实时HDTV（高清晰电视）编辑功能是现在极少数的频繁使用到高数据量的上升数据流和下降数据流的应用程序。这让拥有等速数据传输能力的PCI Express总线大占便宜。而AGP却因为先天的缺陷无法在此项运用中和PCI Express竞争，因此才会有某某绘图芯片制造商宣布它们的显卡在实时HDTV编辑测试中，领先了基于AGP的同款显卡多少多少？
不过在大家兴奋之余，回过头来想想，又有多少人能够用到这项功能呢？购买一个被称为跨时代的技术革新的产品时，难道就仅仅因为它在一项测试中的领先吗？PCI Express取代AGP总线的未来之路注定是曲折的。
PCI-E衍生的SLI Multi-GPU技术：
SLI技术最早是3dfx公司所独有的双显卡同时工作以提高性能的技术。让我们回顾一下SLI技术的含义：SLI技术把画面分为一条条线（Scanline），两块图形芯片分别负责渲染画面的奇数部分和偶数部分，合并后写入帧缓冲，接着在画面上重新显示，这样能比使用单块芯片时渲染速度提升许多。下面我们来看看NVIDIA的SLI技术。
目前可以实现SLi技术的只有采用NV45图形芯片的GeForce 6800系列以及Quadro FX4000显卡，而显卡的连接方式则采用了MIO口，以数字方式连接。连接后的两块显卡将有一块做为主卡(Master)，另一块则做为副卡(Slave)，共同处理图像子系统的工作。
不过NVIDIA的SLI也不再采用早期的奇偶部分渲染的工作模式，而是采用类似于Alienware显卡阵列技术的渲染方式，上下屏幕渲染。这同样会面临显卡处理速度的问题，NVIDIA也开发出类似于图像读取平衡的技术，叫作动态负载平衡算法，以此来保证两款显卡的运算时间一致。
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