Την τελευταία δεκαετία η εξέλιξη στο χώρο των προσωπικών -και όχι μόνο- υπολογιστών ήταν εντυπωσιακή, οδηγώντας στα πολλαπλά ισχυρά και χρήσιμα μηχανήματα που διαθέτουμε σήμερα. Οι επεξεργαστές που άλλοτε προσέφεραν ταπεινές συχνότητες της τάξεως των μερικών δεκάδων Megahertz, εκτινάχθηκαν σε εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη ταχύτητα, ενσωματώνοντας τις εξελίξεις από τη σχετική επιστημονική έρευνα. Η ταχύτητα της μνήμης επίσης αυξήθηκε, ενώ πολλές φορές γίναμε μάρτυρες σημαντικών αλλαγών με νέους τύπους μνήμης να εμφανίζονται και να αντικαθιστούν τους παλαιότερους. Στο χώρο της αποθήκευσης δεδομένων, οι σκληροί δίσκοι αξιοποίησαν τη συνεχή πρόοδο των ηλεκτρονικών που ενσωματώνουν, και με τη βοήθεια προηγμένων τεχνικών κατάφεραν να αυξήσουν δραματικά την απόδοσή τους. Τέλος, οι κάρτες γραφικών από απλοί συνεργοί του κεντρικού επεξεργαστή στη διεκπεραίωση των περίπλοκων μαθηματικών πράξεων που απαιτούνται για την απεικόνιση γραφικών, μετατράπηκαν σε κάτι περισσότερο από ισότιμο συνεργάτη. Ανέλαβαν εξ ολοκλήρου την εκτέλεση εκατομμυρίων υπολογισμών κάθε δευτερόλεπτο, με αποτέλεσμα σήμερα να απολαμβάνουμε εξόχως ρεαλιστικά παιχνίδια με εκπληκτικές λεπτομέρειες τόσο στους κινούμενος χαρακτήρες, όσο και στα σταθερά αντικείμενα που εμφανίζονται στην οθόνη.
Οι εξελίξεις αυτές ήταν από λίγο έως πολύ αναμενόμενες, όμως για να πραγματοποιηθούν τα διάφορα υποσυστήματα ενσωμάτωσαν τη νέα τεχνολογία καταλήγοντας πολλές φορές σε αρχιτεκτονικές ασύμβατες με το παρελθόν. Η πρακτική αυτή ανάγκασε τους καταναλωτές να δαπανούν συχνά περισσότερα χρήματα σε σχέση με τον προϋπολογισμό τους, αφού η αντικατάσταση ενός υποσυστήματος συχνά οδηγούσε στην αντικατάσταση και άλλων που αποδεικνύονταν ασύμβατα με τις νέες τεχνολογίες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι motherboard ATX που αντικατέστησαν τις AT, οι νέες μνήμες DIMM που δεν συνεργάζονταν με τις παλαιότερες SIMM των 30 και 72 επαφών, τα πληκτρολόγια και ποντίκια USB ή PS/2 που ήταν ασύμβατα με τις παλαιότερες θύρες και αμέτρητες ακόμη περιπτώσεις.
Παρόλα αυτά, μέσα στο διαρκή κυκεώνα αλλαγών κατά την τελευταία δεκαετία, ένα βασικό κομμάτι της αρχιτεκτονικής των υπολογιστών κατάφερε να παραμείνει σχεδόν αναλλοίωτο. Πρόκειται για τον δίαυλο PCI που κατάφερε να καλύψεις τις ανάγκες εκατομμυρίων χρηστών παγκοσμίως για μεγάλο χρονικό διάστημα, ο οποίος όμως σήμερα παρουσιάζει σημαντικές αδυναμίες. Οι επίδοξοι αντικαταστάτες του έχουν ήδη εμφανισθεί, με επικρατέστερο υποψήφιο το PCI Express που ενδεχομένως να μας υποχρεώσει σε σημαντικά έξοδα στο άμεσο μέλλον.
Δεν υπάρχει καμία αμφιβολία, ότι καθώς οι επεξεργαστές, η μνήμη, το υποσύστημα αποθήκευσης δεδομένων και απεικόνισης γραφικών γνώρισαν δραματική αύξηση των επιδόσεών τους, η βασική 32-bit αρχιτεκτονική διαύλου που αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του ’90 αποδεικνύεται πλέον εντελώς ανεπαρκής για πολλές απαιτητικές εφαρμογές.
Είναι αλήθεια, ότι όταν ένα προϊόν έχει επανειλημμένα αποδείξει την αξία του προσφέροντας επί μακρό χρονικό διάστημα πολύτιμές υπηρεσίες, οι καταναλωτές συχνά αποκτούν μία σχεδόν συναισθηματική σύνδεση μαζί του, αναγνωρίζοντας την απροβλημάτιστη λειτουργία και αξιοπιστία που τους προσέφερε. Παρόλα αυτά, η εμφάνιση του επόμενου και πιο εξελιγμένου μοντέλου που συνήθως χαρακτηρίζεται από σημαντική έως και δραστική αύξηση των επιδόσεων που προσφέρει, υπερτονίζει τα μειονεκτήματα του προκατόχου του και ωθεί τους καταναλωτές προς την αντικατάσταση του παλαιού προϊόντος. Για παράδειγμα, τα modem των 33,6Kbps προσέφεραν για πολλά χρόνια αξιόπιστες υπηρεσίες και σχετικά μεγάλες ταχύτητες διαμεταγωγής στους χρήστες με πρόσβαση στο Internet, όμως η εμφάνιση των βελτιωμένων μοντέλων που προσφέρουν την ταχύτητα των 56,6Kbps, οδήγησε στην σταδιακή εγκατάλειψη των προκατόχων τους. Η εξέλιξη αυτή αποδεικνύεται διαρκής, αφού η εμφάνιση των γραμμών ADSL στην Ελλάδα και η δραματική αύξηση του ρυθμού διαμεταγωγής που προσφέρουν θα εκτοπίσουν τελικά τα αναλογικά modem, καθώς οι τιμές απόκτησής τους θα μειώνονται ώστε να απευθύνονται σε ένα συνεχώς διευρυνόμενο καταναλωτικό κοινό.
Στο χώρο της αρχιτεκτονικής των υπολογιστών, οι δίαυλοι PCI (Peripheral Component Interconnect) προσέφεραν τις υπηρεσίες τους επί μία ολόκληρη δεκαετία, ξεπερνώντας κατά πολύ τον αρχικά προϋπολογισθέντα χρόνο ζωής του προϊόντος. Πραγματικά, η αρχική επινόηση του προτύπου στις αρχές τις δεκαετίας του ’90, αφορούσε στη δημιουργία ενός διαύλου που θα συνέδεε τα διάφορα chip στην επιφάνεια της motherboard. Παρά τις προθέσεις αυτές, το PCI γρήγορα εξελίχθηκε σε αντικαταστάτη του κυρίαρχου εκείνη την εποχή ISA expansion bus (Industry Standard Architecture), διανύοντας μία παραγωγική ζωή που διαρκεί μέχρι σήμερα και θα μας συνοδεύει για τουλάχιστον δύο ακόμη χρόνια. Πέρα από τους προσωπικούς υπολογιστές, η τεχνολογία PCI ενσωματώθηκε σε χιλιάδες servers και πλατφόρμες επικοινωνιών, ακόμη και σε φορητούς υπολογιστές με τη μορφή mini-PCI. Τέλος, οι υποδοχές CardBus που εξοπλίζουν σήμερα χιλιάδες notebooks δεν είναι τίποτε περισσότερο ή λιγότερο από εκδόσεις PC Card του PCI, όπως και οι κάρτες PCMCIA ήταν μία ακόμη μορφή του προγενέστερου ISA bus.
Αν και οι δίαυλοι PCI προσέφεραν - στις περισσότερες περιπτώσεις - υπεραρκετή ταχύτητα για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους, η ανάγκη για αυξημένη απόδοση, επεκτασιμότητα και αξιοπιστία που εμφανίζεται πιεστικά στη σύγχρονη εποχή, έχει πλέον καταβάλλει την παράλληλη, μοιραζόμενη αρχιτεκτονική τους (parallel, shared architecture). Παρόλο που το αρχικό πρότυπο βελτιώθηκε σημαντικά με την εμφάνιση των αναβαθμισμένων 64-bit/66 MHz PCI διαύλων, η συνολική αύξηση επιδόσεων που επιτεύχθηκε αν και καλοδεχούμενη παραμένει ανεπαρκής και σίγουρα δεν μπορεί να καλύψει τις σημερινές απαιτήσεις. Τα κυριότερα προβλήματα που αντιμετωπίζει ο κυρίαρχος σήμερα δίαυλος αφορούν στην εσωτερική συχνότητα λειτουργίας του που ανέρχεται σε μόλις 33MHz, συχνότητα που υπολείπεται σημαντικά των νεότερων υποσυστημάτων, ενώ εξίσου δύσκολη θεωρείται η μείωση των απαιτήσεών του σε ηλεκτρικό ρεύμα (voltage). Παράλληλα, για τη λειτουργία του απαιτείται ένας μεγάλος αριθμός χάλκινων καλωδίων πάνω στη motherboard, γεγονός που περιορίζει το χώρο για τοποθέτηση περισσότερων εξαρτημάτων, ενώ τέλος παρουσιάζει αρκετά προβλήματα σχετικά με την αποδοτική εκμετάλλευση των διαθέσιμων πόρων του συστήματος (IRQ sharing).
Αν και τα παραπάνω προβλήματα εξηγούν σε μεγάλο βαθμό την ανάγκη ανάπτυξης μίας νέας αρχιτεκτονικής, το μεγαλύτερο ίσως μειονέκτημα της τεχνολογίας PCI που ουσιαστικά τροφοδοτεί τις εξελίξεις στο συγκεκριμένο τομέα, είναι ότι αποτελεί το πιο αδύναμο σημείο των υπολογιστών. Ο αγγλικός όρος «bottleneck» περιγράφει με τον πλέον επιτυχημένο τρόπο την αδυναμία του συγκεκριμένου διαύλου να ανταποκριθεί στη ροή πληροφοριών στο εσωτερικό του υπολογιστή, παρομοιάζοντάς τον με το λαιμό ενός μπουκαλιού που μειώνει τη ροή της πληροφορίας και επομένως τη συνολική απόδοση του συστήματος. Θεωρώντας λοιπόν τον υπολογιστή ως μία αλυσίδα όπου κάθε υποσύστημα αποτελεί ένα διακριτό κρίκο, η τελική ταχύτητα που επιτυγχάνει είναι ίση με την ταχύτητα του πλέον ασθενέστερου ή -ακολουθώντας την επικαιρότητα- αδύναμου κρίκου. Καθώς μάλιστα οι χρήστες προσθέτουν νέες συσκευές υψηλών ταχυτήτων -όπως πολλαπλούς σκληρούς δίσκους- στο μηχάνημά τους, αυτές ανταγωνίζονται για την ανταλλαγή πληροφοριών μέσα από έναν δίαυλο που όλο και περισσότερο αδυνατεί να εξυπηρετήσει τα σχετικά αιτήματα.
Στην εποχή του Internet όπου οι διακομιστές αναλαμβάνουν την αποθήκευση και προσφορά γιγαντιαίων ποσοτήτων πληροφοριών σε χιλιάδες χρήστες ταυτοχρόνως και καθ’ όλη τη διάρκεια του 24ώρου, οποιαδήποτε καθυστέρηση αναδεικνύεται σε μείζον πρόβλημα που θα πρέπει άμεσα να αντιμετωπιστεί. Δικτυακές συνδέσεις Ethernet της τάξεων πολλών gigabytes, οπτικές ίνες και δεκάδες συστοιχίες σκληρών δίσκων ασύλληπτης χωρητικότητας και αυξημένης ταχύτητας, ανταγωνίζονται μεταξύ τους για την πρόσβαση στο εξαιρετικά περιοριστικό bandwidth των 533MB/s που προσφέρει η πλέον βελτιωμένη έκδοση του διαύλου PCI σήμερα. Το μέλλον προμηνύεται ακόμη πιο ζοφερό, αφού οι συνδέσεις Ethernet των 10GB, οι βελτιωμένες ταχύτητες οπτικών ινών, η ανάγκη αποθήκευσης περισσότερων πληροφοριών και οι νέοι 64-bit επεξεργαστές που υπόσχεται η Intel βρίσκονται προ των πυλών, αυξάνοντας εκθετικά την ανάγκη για μεγαλύτερη αξιοπιστία αλλά και ταχύτητα των διαύλων που αναλαμβάνουν τη διακίνηση των δεδομένων μεταξύ των διαφόρων υποσυστημάτων.
Ακόμη όμως και στο χώρο των απλών προσωπικών υπολογιστών, η ολοένα αυξανόμενη χρήση και επεξεργασία ήχου, βίντεο και κινούμενων τρισδιάστατων γραφικών, συνθέτουν ένα εξίσου εφιαλτικό μέλλον στο οποίο είναι αμφίβολο κατά πόσον ο δίαυλος PCI θα μπορέσει να ανταποκριθεί. Δεν θα πρέπει να ξεχνάμε άλλωστε, ότι τα υψηλής ποιότητας γραφικά που προσφέρουν οι σημερινές κάρτες γραφικών έχουν μετακινηθεί από το δίαυλο PCI προς το AGP, υπογραμμίζοντας τις ανεπαρκείς επιδόσεις που έχουν πλέον εντοπισθεί. Ακόμη και ο τρόπος σύνδεσης των North και South bridge chips έχει ήδη απομακρυνθεί από την τεχνολογία PCI και οι εταιρείες που ασχολούνται με την κατασκευή chipsets στρέφονται προς νέες τεχνολογίες όπως το Hub Link της Intel, το V-Link της VIA, το MulTIOL της SIS και φυσικά η τεχνολογία HyperTransport της AMD που χρησιμοποιεί η Nvidia στο nForce και στο Xbox. Οι εξελίξεις αυτές υποδηλώνουν ότι η βιομηχανία υπολογιστών έχει ήδη αναγνωρίσει το πιεστικό πρόβλημα που αντιμετωπίζει η παρούσα αρχιτεκτονική, προτείνοντας παράλληλα κάποιες προσωρινές -ως επί το πλείστον- λύσεις που αφορούν σε συγκεκριμένα υποσυστήματα και όχι σε αλλαγές στην συνολική αρχιτεκτονική των υπολογιστών.
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της Intel, οι μελλοντικές απαιτήσεις σε διατιθέμενο bandwidth μεταξύ των διαφόρων υποσυστημάτων που απαρτίζουν τους υπολογιστές, θα αυξηθεί κατά 50 περίπου φορές κατά τη διάρκεια των επόμενων 10 χρόνων. Στην «αρνητική» αυτή εξέλιξη θα συμβάλλει τόσο η παρουσίαση και κυκλοφορία επεξεργαστών που θα λειτουργούν σε συχνότητες 10 και πλέον GHz, όσο και η αύξηση της ταχύτητας λειτουργίας της μνήμης, των καρτών γραφικών και των δικτύων. Παρόλο που ο δίαυλος PCI θα συνεχίσει να εξοπλίζει τα συστήματά μας για αρκετά χρόνια ακόμη, υπάρχει ήδη μία ασφυκτική ανάγκη για εξεύρεση εναλλακτικών τεχνολογιών που θα τον αντικαταστήσουν προσφέροντας μία «μόνιμη» λύση για τα επόμενα 10 τουλάχιστον χρόνια. Οι προδιαγραφές του προτύπου PCI δεν μπορούν πλέον να ανταποκριθούν στις προκλήσεις του μέλλοντος, αφού πανθομολογείται ότι η περαιτέρω αύξηση επιδόσεων ακόμη και αν τελικά επιτευχθεί, δεν θα είναι ικανή να ανταποκριθεί στις νέες συνθήκες. Για το λόγο αυτό, τα μέλη του οργανισμού PCI-SIG που επιβλέπουν την αρχιτεκτονική διαύλων που χρησιμοποιούνται στους υπολογιστές, έχουν ήδη αρχίσει τη μελέτη νέων προτάσεων που κατά καιρούς υποβάλλονται από μεμονωμένες εταιρείες ή και ολόκληρους συνασπισμούς εταιρειών. Σύμφωνα με όλες τις ενδείξεις, επικρατέστερο πρότυπο για να αντικαταστήσει το ταπεινό PCI εμφανίζεται το PCI-Express, πρώην 3GIO, μία αλλαγή που θα σηματοδοτήσει τη μεγαλύτερη αρχιτεκτονική αλλαγή στους υπολογιστές μετά το 1990.
Η Intel παρουσίασε τον Φεβρουάριο του 2001 την αρχιτεκτονική 3GIO, υποβάλλοντάς την στον οργανισμό PCI-SIG προς πιστοποίηση και αντικατάσταση του σημερινού προτύπου PCI. Η επιτροπή του οργανισμού συνεδρίασε και πριν την πάροδο ενός εξαμήνου, στις αρχές Αυγούστου 2001, ψήφισε ομόφωνα την αποδοχή της προτάσεως. Δεδομένου ότι ο συγκεκριμένος οργανισμός υποστηρίζεται από εταιρείες όπως οι AMD, Compaq, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Microsoft, Phoenix Technologies και Texas Instruments, η πλήρης αποδοχή της απόφασης από το σύνολο της βιομηχανίας υπολογιστών θεωρείται περίπου ως δεδομένη. Η ευρεία υποστήριξη που αναμένεται να απολαύσει το νέο πρότυπο σε συνδυασμό με τα πλεονεκτήματα που αναμφισβήτητα προσφέρει, μετατρέπουν την αρχιτεκτονική 3GIO σε επικρατέστερο υποψήφιο εάν όχι σε βέβαιο διάδοχο του ξεπερασμένου πλέον διαύλου PCI.
Η επιλογή της κατάλληλης ονομασίας για τη νέα αρχιτεκτονική τροφοδότησε σχετικά μακροχρόνιες συζητήσεις, αφού το ακρωνύμιο 3GIO (3rd Generation Input/Output), προήλθε απλά από την επισήμανση της Intel ότι πρόκειται για ένα τρίτης γενιάς πρότυπο διαύλου επικοινωνίας. Παράλληλα, πολλοί αναφέρονταν στην τεχνολογία ως Arapahoe με βάση την ομάδα εργασίας που ήταν υπεύθυνη για την ανάπτυξή της, ενώ αρκετοί άλλοι επαγγελματίες ή μη του χώρου προτιμούσαν την ονομασία Serial PCI, διατηρώντας σε μεγάλο βαθμό την ορολογία του προκατόχου της. Η τελική ονομασία της νέας αρχιτεκτονικής, έτσι όπως αποφασίστηκε από τον οργανισμό PCI-SIG πριν από μερικούς μήνες, είναι PCI Express, θέτοντας τέρμα στις σχετικές αναζητήσεις. Καθοριστικό ρόλο στην τελική επιλογή διαδραμάτισε η ανάγκη σύνδεσης του νέου ονόματος με το σημερινό πρότυπο, γεγονός θα υποδήλωνε και την προς τα πίσω συμβατότητα της νέας τεχνολογίας (backwards compatibility).
Με δεδομένο ότι οι προδιαγραφές του προτύπου PCI Express 1.0 ολοκληρώθηκαν και δημοσιεύθηκαν το περασμένο καλοκαίρι, τα πρώτα προϊόντα αναμένεται να κυκλοφορήσουν στην αγορά περί τα μέσα του επόμενου έτους, ενώ σημαντική διάδοση του προτύπου δεν θα πρέπει να αναμένεται πριν τα μέσα του 2004. Οι ημερομηνίες αυτές χαρακτηρίζονται μάλλον αισιόδοξες, λαμβάνοντας ως δεδομένο τις καθυστερήσεις που έχουν παρατηρηθεί σε ανάλογες περιπτώσεις κατά το παρελθόν. Μία πιο ρεαλιστική προσέγγιση του θέματος θα μας ανάγκαζε να τις τοποθετήσουμε έναν περίπου χρόνο αργότερα, χωρίς να συνυπολογίζονται τυχόν επιπλοκές που πιθανόν να προκύψουν. Λόγω του διευρυμένου αυτού χρονοδιαγράμματος, δεν είναι λίγοι αυτοί που υποστηρίζουν ότι το συγκεκριμένο πρότυπο θα παρουσιαστεί με ιδιαίτερη καθυστέρηση, δίνοντας χρόνο σε ανταγωνιστικές τεχνολογίες να ισχυροποιήσουν τη θέση τους στην αγορά. Για παράδειγμα, η τεχνολογία HyperTransport της AMD που επιτρέπει τη σύνδεση μεταξύ των chip (chip-to-chip interconnect), αναμένεται να εμφανιστεί πριν το PCI Express σε πολλούς προσωπικούς υπολογιστές, ιδιαίτερα σε όσους θα φέρουν επεξεργαστές της ίδιας εταιρείας. Παρόλα αυτά, η υποστήριξη της Intel καθώς και η αποδοχή του προτύπου από τον οργανισμό PCI-SIG, μέλος τους οποίου είναι και η AMD, αποτελεί το πλέον αδιαμφισβήτητο εχέγγυο για την τελική εδραίωση του PCI Express.
Η σημαντικότερη και πλέον εμφανής διαφορά του διαύλου PCI Express σε σχέση με τον προκάτοχό του, είναι η σειριακή, point-to-point αρχιτεκτονική του πρώτου σε σχέση με την παράλληλη, multidrop του δευτέρου. Με απλά λόγια η διαφορά μεταξύ των τεχνολογιών point-to-point και multidrop, είναι ότι στην πρώτη περίπτωση κάθε συσκευή έχει απευθείας επικοινωνία με τα υποσυστήματα που χρειάζεται, ενώ στην δεύτερη περίπτωση πολλές συσκευές αναγκάζονται να μοιράζονται το συνολικό bandwidth του διαύλου. Το πλεονέκτημα της νέας αρχιτεκτονικής είναι ότι η προσθήκη πολλαπλών συσκευών δεν επηρεάζει τη συνολική απόδοση του συστήματος, αφού καθεμία από αυτές έχει ένα ανεξάρτητο «διάδρομο» για την αποστολή και λήψη δεδομένων. Αντιθέτως, η αρχιτεκτονική multidrop εξαντλεί πολύ πιο γρήγορα το συνολικό ρυθμό διαμεταγωγής που προσφέρει, αφού με την εισαγωγή πολλαπλών σκληρών δίσκων, CD-ROM και DVD-ROM στο σύστημα, οι συσκευές ανταγωνίζονται μεταξύ τους για πρόσβαση στον ένα και μοναδικό δίαυλο που τις εξυπηρετεί.
Αντίστοιχα, η σειριακή αρχιτεκτονική παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα έναντι της παράλληλης, που αφορούν τόσο στην αυξημένη απόδοση του διαύλου, όσο και στο κόστος υλοποίησής του. Πρωταρχικής σημασίας είναι η επίτευξη υψηλού bandwidth με λιγότερο αριθμό σημάτων (signals), αφού οι σειριακοί δίαυλοι επικοινωνίας δεν υποφέρουν από το λεγόμενο «delay skew». Πρόκειται για ένα φαινόμενο που εμφανίζεται σε παράλληλες συνδέσεις και προκαλείται όταν τα παράλληλα bit που αποστέλλονται ταυτόχρονα, καταφθάνουν στον τελικό προορισμό τους με μικρή χρονική καθυστέρηση αναμεταξύ τους. Προς αποφυγή αυτού του φαινομένου, οι παράλληλοι δίαυλοι θα πρέπει να συγχρονίζονται μέσω κατάλληλων σημάτων που μειώνουν το συνολικά διατιθέμενο bandwidth. Επιπρόσθετα, οι σειριακές συνδέσεις δεν υποφέρουν από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές στο βαθμό που συμβαίνει με τις παράλληλες, με αποτέλεσμα να προσφέρουν υψηλότερη αξιοπιστία. Τέλος, το κατασκευαστικό κόστος για την υλοποίησή τους είναι χαμηλότερο, γεγονός που αποδεικνύεται ιδιαίτερα σημαντικό τόσο για τις εσωτερικές συνδέσεις μεταξύ των υποσυστημάτων του υπολογιστή, όσο και για τις εξωτερικές συνδέσεις μεταξύ συσκευών. Υπολογίζεται ότι η ενσωμάτωση του νέου διαύλου στις motherboards θα οδηγήσει σε μείωση κατά 75% των χάλκινων καλωδίων, επιτρέποντας την ενσωμάτωση περισσότερων κυκλωμάτων και τη δημιουργία περισσότερο ευέλικτων σχεδίων.
Όμως ο πλέον καθοριστικός παράγοντας που πραγματικά εκτοξεύει τις επιδόσεις του νέου διαύλου, είναι ότι παρά τη σειριακή φύση του μπορεί να υποστηρίξει πολλαπλές -έως και 32- ξεχωριστές «γραμμές». Αυτό σημαίνει ότι οι συσκευές υψηλών επιδόσεων που απαιτούν τη διάθεση εξαιρετικά μεγάλου bandwidth για την πλήρη λειτουργία τους, όπως οι κάρτες γραφικών, μπορούν να χρησιμοποιήσουν πολλαπλές «γραμμές» και επομένως πολλαπλάσιο από τον αρχικό ρυθμό διαμεταγωγής. Αρχικά, το PCI Express θα προσφερθεί με μία μόνο «γραμμή» (channel ή lane) που περιλαμβάνει δύο ζεύγη συρμάτων για αποστολή και λήψη δεδομένων. Οι παλμοί σε αυτά τα σύρματα ταξιδεύουν με ταχύτητα 2,5Gbits/s, προσφέροντας στο κανάλι συνολικό ρυθμό διαμεταγωγής της τάξεως των 200ΜΒ/s «καθαρών» δεδομένων, αφού δηλαδή αφαιρέσουμε τα σήματα ελέγχου που προσθέτει το πρωτόκολλο. Τα 32 συνολικά κανάλια που μπορούν να υποστηριχθούν ταυτόχρονα, προσφέρουν ρυθμό διαμεταγωγής που ξεπερνά τα 6,4 GB/s συνολικά, μεγαλύτερο από οτιδήποτε άλλο έχει προταθεί μέχρι σήμερα. Παράλληλα, οι υπεύθυνοι του νέου προτύπου υπόσχονται έως και τετραπλασιασμό της αρχικής συχνότητας στα 10 Gbits/s προς κάθε κατεύθυνση, προοπτική που εκτοξεύει το συνολικό bandwidth στα 25 GB/s ή και περισσότερο. Ο αριθμός των καναλιών που θα χρησιμοποιηθούν καθώς και η συχνότητα λειτουργίας τους, αποτελούν προϊόν «διαπραγμάτευσης» μεταξύ των δύο συσκευών που θέλουν να ανταλλάξουν δεδομένα κατά την έναρξη της επικοινωνίας.
Ένα από τα πλέον ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά της νέας αρχιτεκτονικής, είναι η δυνατότητα για φυσικό διαμερισμό του προσωπικού υπολογιστή. Με απλά λόγια αυτό σημαίνει ότι γίνεται για πρώτη φορά δυνατή η εύκολη και γρήγορη μετακίνηση συσκευών υψηλών επιδόσεων, όπως σκληροί δίσκοι, οπτικά μέσα αποθήκευσης ή ακόμη και υποσυστήματα γραφικών, μεταξύ πολλών υπολογιστών. Η δυνατότητα υλοποίησης του διαύλου PCI Express τόσο με καλώδια όσο και με συμβατικές υποδοχές, επιτρέπει σε πολλές συσκευές που σήμερα συναντούσαμε υποχρεωτικά μέσα στην κεντρική μονάδα του υπολογιστή, να φιλοξενούνται έξω από αυτήν. Για παράδειγμα, μπορούμε να φανταστούμε έναν υπολογιστή που προσφέρει εύκολη αναβάθμιση του υποσυστήματος γραφικών, αφού η αντίστοιχη κάρτα θα συνδέεται εξωτερικά χωρίς να παρατηρείται καμία απολύτως μείωση των επιδόσεών της. Τη δυνατότητα αυτή θα μπορούσαν να εκμεταλλευτούν κυρίως οι κατασκευαστές προσωπικών υπολογιστών, σχεδιάζοντας νέα συστήματα με πρωτόγνωρο βαθμό ελευθερίας, που μόνο η φαντασία του ανθρώπου μπορεί να περιορίσει. Για παράδειγμα, θα είναι δυνατή η κατασκευή ενός υπολογιστή με δύο βασικές μονάδες που θα συνδέονται μέσω της αρχιτεκτονικής PCI Express, εκ των οποίων η πρώτη θα περιλαμβάνει τα αποθήκευσης μέσα (σκληρούς δίσκους, DVD-ROM, CD-RW) και η δεύτερη τον κεντρικό επεξεργαστή, τη μνήμη και το υποσύστημα γραφικών.
Ιδιαίτερα σημαντική κρίνεται επίσης η υποστήριξη των τεχνολογιών «hot plug» και «hot swapping», που επιτρέπει την σύνδεση και αποσύνδεση συσκευών κατά τη διάρκεια λειτουργίας του υπολογιστή. Πρόκειται για ένα χαρακτηριστικό που υποστηρίζεται ήδη από πρωτόκολλα όπως το USB, χωρίς όμως να προσφέρεται η ευελιξία του PCI Express αφού αφορά σε έναν πολύ περιορισμένο τύπο συσκευών. Τέλος, η δυνατότητα καθορισμού προτεραιότητας στα δεδομένα που ταξιδεύουν με την μορφή πακέτων στο εσωτερικό του υπολογιστή, σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά quality-of-service που επίσης υποστηρίζονται, επιτρέπουν την προσφορά βίντεο υψηλής ποιότητας και streaming audio στους υπολογιστές του μέλλοντος.
Στόχος του νέου διαύλου είναι να αντικαταστήσει μία σειρά από τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα τόσο για τη σύνδεση εσωτερικών και εξωτερικών συσκευών, όσο και μεμονωμένων chips στην επιφάνεια της motherboard. Αυτό σημαίνει ότι σταδιακά το PCI Express θα αντικαταστήσει τις σημερινές τεχνολογίες PCI, AGP, Hub Link κ.λπ., προσφέροντας όχι μόνο αυξημένη αξιοπιστία και ταχύτητα, αλλά και μία ομοιογένεια στην εσωτερική αρχιτεκτονική των υπολογιστών. Παρά όμως τις λαμπρές προοπτικές του νέου πρωτοκόλλου, η ολοκληρωτική εξαφάνιση του διαύλου PCI δεν θα πρέπει να αναμένεται για το άμεσο μέλλον. Στην καταναλωτική αγορά κυκλοφορούν σήμερα χιλιάδες προϊόντα που υποστηρίζουν τον παλαιό δίαυλο, των οποίων η απόδοση μπορεί να εξυπηρετηθεί χωρίς κανένα πρόβλημα από τη σημερινή αρχιτεκτονική. Για το λόγο αυτό, το PCI Express αναμένεται ότι θα υλοποιηθεί αρχικά για συνδέσεις chip-to-chip, δίνοντας ένα ακόμη μικρό χρονικό διάστημα ζωής στον προκάτοχό του. Ας μην ξεχνάμε ότι κατά τη μετάβαση από τον 16-bit δίαυλο ISA στον 32-bit δίαυλο PCI, οι κατασκευαστές motherboard κυκλοφορούσαν προϊόντα που συνδύαζαν και τις δύο τεχνολογίες, παρέχοντας έτσι υποστήριξη και για τις παλαιότερες κάρτες. Ανάλογη εξέλιξη αναμένουμε και στην περίπτωση του PCI Express, με τις νέες motherboards που θα το υποστηρίζουν να διαθέτουν επίσης υποδοχές για κάρτες AGP και PCI, ομαλοποιώντας τη μετάβαση στη νέα τεχνολογία. Προς αυτή την κατεύθυνση κινούνται και οι προσπάθειες της Intel, που δεν χάνει ευκαιρία για να τονίσει ότι το νέο πρότυπο θα είναι συμβατό με τα σημερινά λειτουργικά συστήματα, τα οποία θα εκτελούνται στους νέους υπολογιστές χωρίς καμία απολύτως μετατροπή. Παράλληλα, το PCI Express χρησιμοποιεί το ίδιο μοντέλο διαχείρισης μνήμης με τον προκάτοχό του, με αποτέλεσμα το υπάρχον λογισμικό επίσης να μην αντιμετωπίζει προβλήματα συμβατότητας. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει ότι οι παλαιές εφαρμογές θα μπορούν να εκμεταλλεύονται τις νέες δυνατότητες που προσφέρονται, αφού για το λόγο αυτό θα πρέπει ο κώδικας του λογισμικού να επανεξεταστεί.