전혀 다른 물건입니다. 규격 제정 단체는 다 PCI-SIG입니다만, 그 뿌리가 전혀 다른 기술입니다. PCI-X는 PCI의 확장 규격의 성격입니다. 표준 PCI가 32bit/33MHz 규격이라면 PCI-X는 그것을 확장하여 64bit/66MHz 또는 그 이상으로 확장한 것입니다. 완전히 같은 개념이라고 하기는 어렵지만 대충 PCI가 8bit ISA라면 PCI-X는 16bit ISA 개념이라고 대충 이해하면 됩니다.
PCI-X라는 규격 자체가 PCI의 부족한 대역폭을 어떻게 해보겠다고 나온 것인데다 그 부족한 대역폭이 문제가 되는건 서버뿐이라(그래픽카드는 일반 목적에서도 대역폭이 문제가 되지만, 이건 AGP라는 대안이 나온 상태였습니다.) 서버나 워크스테이션 이외에는 사실상 쓰이는 곳이 없습니다.
PCI Express는 처음에 무작정 슬롯 규격을 하나로 통일해버려 고속 장치에 대한 활용성을 줄여버린 것에 대한 반성(사실 그것만 이유는 절대 아닙니다.)으로 전혀 다른 배속(과 레인) 개념을 적용합니다. 1배속부터 16배속까지 다양한 물리/전기적인 슬롯/카드 규격을 둔 뒤, 시스템 차원에서는 쓸 수 있는 총 레인 숫자를 정해 놓아 이 범위 안에서 메인보드 제조사에서 자유롭게 슬롯/장치 배치를 할 수 있습니다. 워크스테이션이나 서버는 쓸 수 있는 레인이 많아 훨씬 고속 장치를 많이 연결할 수 있고, 데스크탑에서는 레인 숫자를 줄여 그래픽카드같은 고속 장치는 한두개만 쓰고 나머지는 저속 장치 위주로 쓰도록 합니다. 물론 그 중간대의 4배속같은 규격도 있어 과거에는 PCI-X같은 규격이 좋으나 싫으나 필요했던 RAID 컨트롤러나 10Gbps급 컨트롤러도 PC에서 쓸 수 있게 되었습니다. 이러한 조합의 자유로움이 PCI Express(PCI-E)의 장점이라면 장점입니다.
PCI는 ISA(8bit)/EISA(16bit)/VESA(32bit) 같은 분리화된 개별 버스 구조를 탈피하기 위해서 제정된 인터페이스 였습니다. 기존 ISA/EISA/VESA들은 오래된 규격이기도 했지만 호환성이 형편없었거든요. 꽤나 유명한 메이저 제품들(요즘은 이름도 듣기 힘든 Adaptec이나 Sound Blaster 등)의 경우는 대부분 보드 제조사에서 호환성을 보장하게 개발하기 때문에 쓸만했지만 마이너 브랜드 제품들은 호환성때문에 꽤나 고생했었습니다. 심지어 286~486까지는 동일한 목적의 카드들도 어떤 보드에서는 안되는 일이 허다했습니다.(지금같이 UPnP조차 과거의 물건이 되어버린 시점에선 정말 신기했을 따름이였지요. 당시엔 메모리 어드레스 같은걸 따져가면서 확장카드도 선택해서 써야했을 정도였습니다.)
그래서 인텔이 주도해서 PCI라는 규격을 만들고 Local Bus라는 개념을 도입합니다. Local Bus는 노스브릿지 칩셋에서 연결되는 모든 장비들이 PCI라는 한가지 표준화된 버스 아키텍처를 이용하여 연결되는 것(공유됩니다. 일종의 병렬방식이죠)으로 기존보다 향상된 부가기기 관리 기능을 제공하는 것이 목표였고 또한 IRQ 등의 전통적인 H/W 제어에서 좀 더 자유로워지기 위한 방법이였습니다. 물론 이게 구현되는건 후에 PnP라는 방식이 완전히 시장에 도입되고 나서였습니다만.
하지만 때마침 CPU의 발달은 눈부셨고(펜티엄이 등장하죠. CISC 기반의 프로세서들이 RISC 기술을 차용해서 성능이 비약적으로 향상됩니다) 그래서 인텔은 PCI라는 새로운 규격을 내세워서 경쟁자들을 제칠려고 했고, 결과적으로 성공했습니다.
하지만 PCI라는 규격은 애초에 32비트에 33Mhz로 구동되는 약 133MB/s의 대역폭을 가지는 방식입니다. 당시에는 이로서도 충분하다고 믿었습니다(...) 하지만 앞서 언급한데로 발전속도가 상상을 초월하다 보니 이런 속도(대역폭) 제한이 금세 한계에 도달하게 되고 이 때문에 서버나 고성능 I/F(기가비트 이더넷, SCSI, RAID)를 위해서 제정된 추가규격이 PCI-X입니다. 64비트로 확장되었고 최대 133Mhz까지 범용으로 많이 사용되었습니다. 실제 규약상에는 266/533Mhz 제품도 있다고 합니다만 매우 보기 힘들겁니다.
어쨌든 이 버스의 대역폭을 공유하는 방식은 항상 동일한 문제점을 가지고 있는데, 버스의 대역폭에 한계에 도달할 만큼 끌어다 쓰면 결국 성능저하가 발생한다는 겁니다.(Latency가 발생해서 동일 버스에 연결된 다른 장비는 CPU와 데이터를 처리하기 위해서 기다려야 한다는 거죠.)
거기다 PCI의 문제점을 해결하기 위해 AGP가 도입되었습니다만 이건 CPU <-> 노스브릿지 <-> 그래픽카드 간의 직통 데이터버스를 만들어 추가해준 것일 뿐, 결국 근본적인 해결책은 아니였던거죠. 특히 AGP의 경우 수많은 파생규격을 만들어냈고, 그래픽 카드 전용이라는 특성때문에 결국 현재는 사장됐습니다.
PCI-Express는 이러한 모든(그래픽, 스토리지, 네트워크, 사운드 등등) 인터페이스를 통합하기 위해서 등장한 것으로 Lane이라고 불리는 아키텍처를 채용하게 되는데, 이건 일종의 직렬화입니다. I/F에서 직렬화와 병렬화를 좀 설명드리자면, 직렬화는 기본적으로 해당 기기와 I/O간의 연결이 1:1 개념으로 구성됩니다. 그래서 케이블도 1:1 연결이 기본이지요. 병렬화는 기본적으로 해당 기기와 I/O간의 연결이 n:1 개념으로 보시면 됩니다. 가장 좋은 예가 Serial ATA와 IDE(PATA) 또는 SCSI 입니다. 직렬화 된 버스는 기본적으로 각 단말기기간의 대역폭이 개별적으로 100% 보장이 되고, 병렬화 된 버스는 각 단말기간의 개별 대역폭이 아닌 전체 대역폭에서 공유하는 형태로 구성됩니다.
좀 두서가 없긴한데, 개인적으로 이해하는 PCI-X와 PCI Express의 차이는 병렬형 버스냐 아니면 직렬형 버스냐의 차이로 보고 있습니다.
소켓 역시 다르고요.
세대별로 보면
Pci > pci-x > pci-e 순이기도 하고요...^^
아.. 서버건 pc건... 무관합니다.
근데.. 쫌더 자세히 들어가면 pci-e도 1세대부터 현재 3세대까지 존재하고 있습니다.
물론 당연히 속도 차이고요..^^
PCI-X라는 규격 자체가 PCI의 부족한 대역폭을 어떻게 해보겠다고 나온 것인데다 그 부족한 대역폭이 문제가 되는건 서버뿐이라(그래픽카드는 일반 목적에서도 대역폭이 문제가 되지만, 이건 AGP라는 대안이 나온 상태였습니다.) 서버나 워크스테이션 이외에는 사실상 쓰이는 곳이 없습니다.
PCI Express는 처음에 무작정 슬롯 규격을 하나로 통일해버려 고속 장치에 대한 활용성을 줄여버린 것에 대한 반성(사실 그것만 이유는 절대 아닙니다.)으로 전혀 다른 배속(과 레인) 개념을 적용합니다. 1배속부터 16배속까지 다양한 물리/전기적인 슬롯/카드 규격을 둔 뒤, 시스템 차원에서는 쓸 수 있는 총 레인 숫자를 정해 놓아 이 범위 안에서 메인보드 제조사에서 자유롭게 슬롯/장치 배치를 할 수 있습니다. 워크스테이션이나 서버는 쓸 수 있는 레인이 많아 훨씬 고속 장치를 많이 연결할 수 있고, 데스크탑에서는 레인 숫자를 줄여 그래픽카드같은 고속 장치는 한두개만 쓰고 나머지는 저속 장치 위주로 쓰도록 합니다. 물론 그 중간대의 4배속같은 규격도 있어 과거에는 PCI-X같은 규격이 좋으나 싫으나 필요했던 RAID 컨트롤러나 10Gbps급 컨트롤러도 PC에서 쓸 수 있게 되었습니다. 이러한 조합의 자유로움이 PCI Express(PCI-E)의 장점이라면 장점입니다.
PCI는 ISA(8bit)/EISA(16bit)/VESA(32bit) 같은 분리화된 개별 버스 구조를 탈피하기 위해서 제정된 인터페이스 였습니다. 기존 ISA/EISA/VESA들은 오래된 규격이기도 했지만 호환성이 형편없었거든요. 꽤나 유명한 메이저 제품들(요즘은 이름도 듣기 힘든 Adaptec이나 Sound Blaster 등)의 경우는 대부분 보드 제조사에서 호환성을 보장하게 개발하기 때문에 쓸만했지만 마이너 브랜드 제품들은 호환성때문에 꽤나 고생했었습니다. 심지어 286~486까지는 동일한 목적의 카드들도 어떤 보드에서는 안되는 일이 허다했습니다.(지금같이 UPnP조차 과거의 물건이 되어버린 시점에선 정말 신기했을 따름이였지요. 당시엔 메모리 어드레스 같은걸 따져가면서 확장카드도 선택해서 써야했을 정도였습니다.)
그래서 인텔이 주도해서 PCI라는 규격을 만들고 Local Bus라는 개념을 도입합니다. Local Bus는 노스브릿지 칩셋에서 연결되는 모든 장비들이 PCI라는 한가지 표준화된 버스 아키텍처를 이용하여 연결되는 것(공유됩니다. 일종의 병렬방식이죠)으로 기존보다 향상된 부가기기 관리 기능을 제공하는 것이 목표였고 또한 IRQ 등의 전통적인 H/W 제어에서 좀 더 자유로워지기 위한 방법이였습니다. 물론 이게 구현되는건 후에 PnP라는 방식이 완전히 시장에 도입되고 나서였습니다만.
하지만 때마침 CPU의 발달은 눈부셨고(펜티엄이 등장하죠. CISC 기반의 프로세서들이 RISC 기술을 차용해서 성능이 비약적으로 향상됩니다) 그래서 인텔은 PCI라는 새로운 규격을 내세워서 경쟁자들을 제칠려고 했고, 결과적으로 성공했습니다.
하지만 PCI라는 규격은 애초에 32비트에 33Mhz로 구동되는 약 133MB/s의 대역폭을 가지는 방식입니다. 당시에는 이로서도 충분하다고 믿었습니다(...) 하지만 앞서 언급한데로 발전속도가 상상을 초월하다 보니 이런 속도(대역폭) 제한이 금세 한계에 도달하게 되고 이 때문에 서버나 고성능 I/F(기가비트 이더넷, SCSI, RAID)를 위해서 제정된 추가규격이 PCI-X입니다. 64비트로 확장되었고 최대 133Mhz까지 범용으로 많이 사용되었습니다. 실제 규약상에는 266/533Mhz 제품도 있다고 합니다만 매우 보기 힘들겁니다.
어쨌든 이 버스의 대역폭을 공유하는 방식은 항상 동일한 문제점을 가지고 있는데, 버스의 대역폭에 한계에 도달할 만큼 끌어다 쓰면 결국 성능저하가 발생한다는 겁니다.(Latency가 발생해서 동일 버스에 연결된 다른 장비는 CPU와 데이터를 처리하기 위해서 기다려야 한다는 거죠.)
거기다 PCI의 문제점을 해결하기 위해 AGP가 도입되었습니다만 이건 CPU <-> 노스브릿지 <-> 그래픽카드 간의 직통 데이터버스를 만들어 추가해준 것일 뿐, 결국 근본적인 해결책은 아니였던거죠. 특히 AGP의 경우 수많은 파생규격을 만들어냈고, 그래픽 카드 전용이라는 특성때문에 결국 현재는 사장됐습니다.
PCI-Express는 이러한 모든(그래픽, 스토리지, 네트워크, 사운드 등등) 인터페이스를 통합하기 위해서 등장한 것으로 Lane이라고 불리는 아키텍처를 채용하게 되는데, 이건 일종의 직렬화입니다. I/F에서 직렬화와 병렬화를 좀 설명드리자면, 직렬화는 기본적으로 해당 기기와 I/O간의 연결이 1:1 개념으로 구성됩니다. 그래서 케이블도 1:1 연결이 기본이지요. 병렬화는 기본적으로 해당 기기와 I/O간의 연결이 n:1 개념으로 보시면 됩니다. 가장 좋은 예가 Serial ATA와 IDE(PATA) 또는 SCSI 입니다. 직렬화 된 버스는 기본적으로 각 단말기기간의 대역폭이 개별적으로 100% 보장이 되고, 병렬화 된 버스는 각 단말기간의 개별 대역폭이 아닌 전체 대역폭에서 공유하는 형태로 구성됩니다.
좀 두서가 없긴한데, 개인적으로 이해하는 PCI-X와 PCI Express의 차이는 병렬형 버스냐 아니면 직렬형 버스냐의 차이로 보고 있습니다.
깔끔한 설명 감사합니다.
덕분에 묻어서 많이 배우고 갑니다.
성실한 답변 거듭 감사 드립니다.