PCI에서는 여러 장치가 하나의 병렬 버스 대역폭을 나눠 썼다. 그래픽 부하가 커지자 AGP가 그래픽카드 전용 경로로 추가됐지만, 병렬 신호는 타이밍을 맞추기 어렵고 확장에도 한계가 있었다. PCI Express는 직렬 점대점 Lane을 묶는 링크로 방향을 바꿔, 장치마다 대역폭을 따로 주고 세대를 올려 확장할 수 있게 했다.
초기 PCIe는 x1·x4·x8·x16 링크로 그래픽과 확장카드를 아우렀고, 세대가 오를 때마다 Lane당 전송률을 끌어올렸다. 물리 슬롯 길이와 실제 전기 링크 폭이 다를 수 있다는 특성은 지금도 그대로다. CPU가 PCIe 루트 복합체를 안으로 들여오면서 GPU와 NVMe를 직접 연결하는 구성이 일반화됐다.
레거시 PCI 카드를 신형 시스템에서 쓰려면 슬롯만 변환해서는 끝나지 않는다. 브리지 칩과 펌웨어 Option ROM, 운영체제 드라이버, 전압 신호가 모두 맞아야 한다. 전문 장비를 유지보수하는 현장에서는 오래된 플랫폼을 그대로 보존하는 편이 더 안정적일 때가 많다.
PCI의 공유 버스
여러 장치가 하나의 병렬 버스 대역폭을 나눠 썼다.
AGP
그래픽카드 전용 경로를 더했지만 병렬 신호의 타이밍과 확장 한계는 남았다.
PCI Express
직렬 점대점 Lane을 묶어 장치마다 대역폭을 주고, 세대를 올려 확장할 수 있게 했다.
CPU로 들어온 PCIe 루트
GPU와 NVMe가 CPU에 직접 연결되는 구성이 일반화됐다.
레거시 PCI 유지보수
브리지 칩과 Option ROM, 운영체제 드라이버, 전압 신호가 모두 맞아야 한다.
병렬 폭을 늘리는 대신 직렬 Lane을 쓴 이유
병렬 버스는 여러 데이터선의 도착 시점을 함께 맞춰야 한다. 주파수가 높아지고 장치와 배선이 늘어나면 선 사이 지연 차이와 부하가 문제가 된다. PCIe는 고속 차동 직렬 링크를 Lane 단위로 묶고 각 장치와 점대점으로 연결해 공유 버스의 전기적 부하와 중재 구조를 바꿨다. 다만 여러 링크가 한 스위치 업링크나 칩셋 경로로 모이면 그 지점의 대역폭은 여전히 공유한다.
PCIe는 기존 소프트웨어의 PCI 구성 공간·장치 식별 개념을 이어받았지만 전기 신호와 커넥터는 호환되지 않는다. PCI-X도 이름과 달리 PCIe의 확장형이 아니라 병렬 PCI 계열이다. AGP 역시 슬롯 키와 신호 전압이 세대마다 달랐으므로, 홈이 비슷한 구형 카드를 강제로 꽂는 것은 안전한 호환 시험이 아니다.
브리지로 남는 기능과 사라지는 기능
PCIe-to-PCI 브리지는 버스 트랜잭션을 변환하지만 구형 장치의 드라이버를 새 운영체제용으로 바꾸어 주지는 않는다. 특정 DMA·인터럽트·Option ROM 동작에 의존하는 산업용 카드나 계측 장비는 브리지 아래에서 제한될 수 있다. 유지보수에서는 장치 동작뿐 아니라 원래 소프트웨어·드라이버·복구 매체까지 함께 보존하는 것이 중요하다.
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