PCI Express
PCIバス、およびPCI-Xバスの欠点を補うべくインテルが開発を進めていた3rd. Generation I/O、3GIO(スリージーアイオー)を基とする。
PCI Express 1.1は、1レーンあたり2.5 Gbpsでデータ転送に80パーセントが使用され、送信/受信を分離した全二重方式を採用し、計5 Gbpsの転送速度を持つ。これは従来の32ビット/33 MHzのPCIバスに比して3倍から4倍に迫り、AGP 2xモードのそれに近い。高度な3D描画処理を行わないビデオカードならばx1モードでも充分な転送速度を確保できる。またレーンを複数束ね、高転送速度を可能とするx2、x4、x8、x16、x32も仕様化されている。特にPCI Express x16は、バススロットに用いるコネクタの物理的長さが従来のAGPやPCIに近く、AGPに代わるビデオカードのインタフェースとして利用されている。転送速度は8 GB/s(2.5 Gbps時、送受信それぞれ4 GB/s)で、AGP 8xモード比でおよそ4倍弱となる。
PCI Express x1をベースとした新たなPCカード規格ExpressCardはノートパソコンなどに採用される。ノートパソコンなどで内蔵の無線LANボード用に多く採用されるmini PCI Express端子はPCI Express (x1) とUSB 2.0の信号配線がある。mSATA端子と端子形状は同一だが信号線の互換性はない。
PCIバスは32ビットバスのデバイス/スロットと64ビットバスのデバイス/スロットの全ての組み合わせで動作が保証されていたが、PCI Expressはx16仕様のカードをx8仕様のスロットに挿入できない。マザーボードにはx1/x4/x8コネクタのエッジに初めから切り欠きを設け、x16仕様カードを挿入可能な「エッジフリー」と称する製品もあるが、カード端子の物理的保護などの問題点は解消されないマザーボードもある(例えばIntel DX58S0)。
解決事例として、AppleのMac ProやIntel 3シリーズ以降、AMD 7シリーズのマルチGPU対応チップセット搭載マザーボードが採用した実装などがある。後述の利点を参照。
PCI Expressの利点の一つとしてレーン数のフレキシビリティが挙げられる。カードエッジコネクタがx16形状でもx1モードで規格上は動作可能で、上位の長いスロットに下位の短いカードエッジコネクタは挿入可能である。BIOS上もしくはOS上から、チップセットのサポートレーン数を上限としてユーザーが任意に設定する設計も可能である。
合計レーン数の上限を26として4つのx16用物理スロットに対し
x8 x1 x1 x16(余り0)
x4 x4 x1 x16(余り1)
x8 x1 x8 x8(余り1)
x4 x4 x8 x8(余り2)
と複数の振り分け選択も可能である。余剰レーンの未使用による不利益は無い。x16モードで動作するスロットにx1専用カードを挿入しても問題なく動作する。
スロットコネクタの物理規格は、スロットに割り振り可能な規格上のレーン数上限を示す。マザーボード設計者は、使用するチップセットのサポートレーン数の範囲内で、スロット本数と与えるレーン数の設計が可能である。