PCIeとは何ですか？

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）は、業界コンソーシアムPCI-SIGが策定した高速コンポーネントを接続するためのインターフェース規格である。

最も単純な形では、PCIeは2つのPCIe対応デバイス（通常はマザーボードとグラフィックカードまたはSSD）間のポイント・ツー・ポイント接続です。この接続では、差動信号を使って別々の銅線のペアでデータを転送することで、最大32GT/秒の速度を実現します。

PCIeは、今日のコンピュータシステムにおいて重要な規格です。PCIeは、ストレージデバイス、グラフィックカード、その他の周辺機器の接続など、さまざまな用途に使用されています。PCIeは、PCI、USB、SATAなどの他の規格よりも高速なデータ転送を可能にします。

また、コンポーネント間のより信頼性の高い効率的な通信を実現し、レイテンシーやスタッタリングを低減します。また、複数の周辺機器を最小限のレイテンシーで同時に接続することができます。

プロセッサーとチップセットの組み合わせごとに、このPCIeレーンの数には限りがある。

例えば、第13世代インテル・プロセッサーは18 PCIeレーン（16*PCIe 5.0と12*PCIe 4.0）を持ち、Z790チップセットは28 PCIeレーンを持つ。

これらのラインは、CPU/チップセットリンク（上記の例では8本）と、拡張カード用PCIeスロットやSSD用M.2スロットなどの各種コネクタに分かれています。また、チップセットに内蔵されているものでは不十分な場合、USB、SATA、ネットワーク、オーディオコントローラーを追加するために使用することもできます。

すべてのデスクトップPCマザーボードには、多数のPCIeスロットとM.2スロットが搭載されています。前者はGPU（ビデオカードやグラフィックカード）、RAIDカード、Wi-Fiカードの増設に、後者はNMVe（ソリッドステートドライブ）SSDの増設に使用できます。PCで利用可能なPCIeスロットの種類と数は、選択するマザーボードによって異なります。

PCIeにはx1、x4、x8、x16といったさまざまなコンフィギュレーションがある。xの後の数字はPCIeスロットのレーン数を示しています。PCIe x1スロットには1つのレーンがあり、1サイクルあたり1ビットのレートでデータを移動できます。PCIe x2スロットには2つのレーンがあり、1サイクルあたり2ビットのレートでデータを移動できます（以下同様）。

PCIe x16スロットにPCIe x1カードを挿入することはできますが、そのカードは1レーンの帯域幅しか受信できません。同様に、PCIe x4スロットにPCIe x8カードを挿すことはできますが、PCIe x8スロットの最大帯域幅の半分で動作します。ほとんどのGPUはフルスピードで動作するためにPCIe x16スロットを必要とし、M.2 SSDはPCIe x4スロットを必要とします。

世代別のスペックをまとめると以下のようになる：

朗報は、PCIe規格の全世代に下位互換性があることだ。

つまり、世代が異なっても、世代が高くても低くても、ポートとカードの間に互換性の問題はありません。しかし、低世代のポートの場合、最大データレートはそのポートの世代によって制限される。パフォーマンスを失うことになる。