Peripheral Component Interconnect Bus
PCI 슬롯
PCI 확장 카드
1. 개요
1992년 6월에 컴퓨터에서 주변기기 장착을 위해 발표된 버스 규격으로, ISA를 대체하는 목적으로 나왔다. PC의 CPU는 32비트로 넘어갔지만 메인보드의 확장 슬롯은 16비트를 사용하는 ISA에 한동안 머물러 있었는데, 486 시대에 이르러서 확장카드(특히 VGA)의 스펙이 올라가면서 ISA의 속도로는 한계가 오기 시작했다. 물론 PC 제조사들도 놀고 있던 것은 아니어서 32비트를 지원하기 위한 ISA의 후속 규격으로 MCA나 EISA 같은 규격들이 나왔지만 둘 다 처절하게 망하는 바람에 기존 ISA의 익숙함과도 맞물려 결과적으로 ISA가 계속 이용되었던 것으로, 급한 대로 ISA 슬롯 옆에 또다른 16비트 슬롯을 추가하여 32비트로 대역폭을 넓힌 VESA 로컬 버스 규격이 나왔지만, 범용성이 떨어지고 전송 오류 검출이 되지 않는 등 여러모로 문제가 많았다.2. 역사
이러한 한계를 예측한 인텔 아키텍처 연구소에서는 1990년대 초부터 ISA를 대체할 버스 규격으로 PCI를 새로 개발했고 처음부터 32비트와 64비트 규격이 동시에 나왔으나, PC에서는 32비트 규격만 주로 쓰였다. 이 PCI 버스는 1992년 늦가을에 고성능을 추구하는 서버에서 처음 쓰기 시작했고, 일반 PC에는 1993년 486 후기 보드 및 펜티엄 보드부터 본격적으로 쓰이기 시작했다. 물론 기존 확장 카드와의 호환 때문에 메인보드에는 3~4개의 PCI 슬롯과 3~4개의 ISA 슬롯이 장착되었다. 그 이후 IBM 호환 PC의 헤게모니를 장악한 인텔과 MS가 합심하여 PC 99라는 PC 디자인 가이드를 통해 ISA를 권장하지 않도록 하여[1] 호환용으로 장착되었던 ISA 슬롯 개수 또한 3~4개에서 1~2개로 줄어들더니, 펜티엄 4에 이르러서는 ISA가 PC 메인보드에서 대부분 사라지고 그 자리를 PCI가 차지하게 되었다.PowerPC 마이크로프로세서를 장착한 파워 매킨토시(=파워맥)에서도 사용되었다. PCI와 ISA가 오랫동안 공존했던 PC와는 달리, 애플에서는 1996년 이후 출시된 파워맥의 로직보드에서 NuBus를 배제하고 PCI 슬롯만을 장착함으로서 전환이 빨리 이루어졌다. 1995년에 출시된 극초기형 파워맥 및 보급형 파워맥에는 NuBus나 PDS만 장착되어 있었다. 다만 레거시를 빠르게 버리는 것으로 유명한 애플답게 2003년 발매된 Power Mac G5부터는 후술할 PCI-X로 변경하였고(일부 모델 제외), 2005년 말(G5의 최종 모델)부터는 PCI-X도 버리고 PCI-Express로 모두 갈아치웠다.
속도는 기본적으로 133MB/s. 나중에 나온 66MHz 32bit PCI나 초창기의 33MHz 64bit PCI-X의 경우 266MB/s, 그리고 나중에 나온 66MHz 64bit PCI-X의 경우 532MB/s이다.[출처] 나중에 나온 규격(PCI-Express)에 비하면 속도가 느리지만 범용적이다. 물리적인 파생형으로 노트북에 사용하였던 miniPCI 슬롯이 있다. 모뎀 및 무선 LAN 카드가 이 슬롯 형태로 출시되었고, miniPCIe보다 길이가 더 길기 때문에 기계적 및 전기적으로 호환되지 않는다. 간단한 어댑터를 통해서 데스크톱 PCI에 장착 할 수 있다.
그래픽 카드의 경우 PCI의 한계가 빨리 찾아왔는데, 3D의 열풍이 불면서 그래픽 카드가 처리해야 할 데이터가 빠른 속도로 늘어났기 때문이다. 대역폭을 늘리기 위해 초기에는 2D 그래픽 카드와 3D 가속 카드를 별도로 장착, 2개의 PCI 슬롯을 사용하는 편법을 쓰기도 하였으나 한계는 여전하여 결국 1997년에 대역폭을 늘린 그래픽 카드 전용 슬롯인 AGP가 나오는 계기가 된다. 이 때문에 펜티엄 2, 3 시절에는 ISA, PCI, AGP에 더해 AMR, CNR[3]과 같은 다섯 가지 종류의 슬롯이 메인보드에 공존하는 혼돈의 카오스를 연출했다.
그러나 게임 성능보다 화면 출력을 중요시하는 산업용 그래픽카드의 경우 상황이 달랐는데 오히려 PCI가 AGP보다 더 늦게 퇴출되는 상황이 발생되었다. AGP의 경우 NVIDIA의 경우 2007년 4월에 출시한 GeForce 7 시리즈[4], ATI(AMD)는 2008년 9월에 출시한 Radeon HD 4670/4650/4350을 마지막으로 새로운 AGP 그래픽카드의 등장이 없는 상황이다. 반면 PCI의 경우 2012년이 되어서 최후기로 GT610 PCI를 끝으로 레거시 PCI 그래픽카드의 제조가 끝나게 되었다. 그래서 2021년 현재 국내에서 레거시 PCI 그래픽카드로 중고로 8400GS PCI, GT520 PCI 등의 그래픽카드 구매가 가능하며, 알리익스프레스 등지에서는 FX5500 PCI 버전을 매우 저렴한 가격에 팔고 있으나 NVIDIA 정식 생산품이 아닐 가능성이 높으며, 쿨러를 덮어서 칩이 가린다는 점을 악용한 사기 행위도 있으니 주의가 필요하다.
파생형으로 64비트 규격인 PCI-X(PCI eXtended)가 있으며, 서버 및 워크스테이션 시장에서 주로 사용되었다. 32비트 PCI 슬롯 뒤에 64비트 버스가 추가된 형태이다. 64비트 슬롯은 64/32비트 카드를 모두 장착할 수 있으며, 64비트 카드를 32비트 슬롯에 장착하면 일부 카드는 32비트 모드로 작동하는 경우가 있다. 이 규격의 카드는 VESA와 맞먹는 흉악한 길이를 자랑하며, 슬롯 색은 보통 민트색이다. PCIe와는 전혀 다른 슬롯이다. PCI-X의 경우 주로 SCSI 혹은 초기형 SAS 인터페이스에서 자주 사용되었으며, 사실 이 슬롯에서 동작시켜야 SCSI의 진정한 속도를 느낄 수 있다.
3. 결말
2004년 후속 규격인 PCI 익스프레스가 등장했으나 초기 규격의 PCI-E 1.0은 상기한 그래픽 카드의 대역폭을 끌어 쓰기에도 충분하지 못하여 보통은 슬롯 1개를 장착해서 그래픽 카드 전용으로 활용되었다. 따라서 그래픽 카드를 제외한 기타 확장 카드들은 여전히 PCI 형식으로 개발, 판매되었으며 2007년 PCI-E 2.0과 2012년 3.0이 각각 도입되어서야 마침내 대역폭에 여유가 생겨 2개 이상의 슬롯이 장착된 메인보드가 보급되기 시작하며 기타 확장 카드들이 PCI-E 형식으로 출시되기 시작했다. 하지만 이후에도 한참동안 메인보드에는 기존 확장 카드의 호환을 위해 PCI 슬롯이 장착되어 있었다.그리고 인텔에서는 샌디브릿지부터 메인보드 칩셋에서 PCI 지원을 중단하기 시작하였다. X, Q, B 시리드 보드도 x7x까지만 공식 지원한다. 그래서 이후 나온 보드들은 PCI를 이용하기 위해서 PCIe-to-PCI 변환 칩을 이용하지만, 그럼에도 2015년 현재도 PCI 슬롯이 장착된 메인보드가 많이 나와 있다. 최신 스카이레이크 아키텍처 메인보드 중에도 PCI 슬롯을 장착한 메인보드를 쉽게 찾을 수 있다. 여담으로, 이때부터 출력부와 브라켓 위치가 카드 오른쪽에서 왼쪽으로 바뀌었다. 극히 일부 PCI 장비 중에 변환 칩으로 문제가 발생하는 제품
물론 현재는 mATX보드는 물론 ATX보드에서도 서서히 없어지고 있는 추세다.
놀랍게도 특허 관련해서는 국내의 대기업(삼성, LG전자)가 보유하고 있다. 정확히는 1992년 미국의 왕컴퓨터로부터 PCI 슬롯 관련된 특허 전부를 국내 기업(삼성과 LG전자)이 매입하였다.[5]
[1] 이 책의 실물은 여기 참조[출처] 한국어 위키백과[3] 사운드 카드나 모뎀, 랜카드 등을 연결하는 전용 슬롯으로, 처음에는 AMR이 나왔으나 속도 문제가 제기되면서 CNR로 대체되었다. 지금의 PCI Express 1x 슬롯과 크기가 비슷했고, 갈색이 많았다. 슬롯 규격이 살짝 달라서 호환이 되지 않았다. 그러나 사운드카드와 랜카드가 온보드화되고 모뎀은 초고속 인터넷에 밀려 사라지면서 쓰이지 않는 슬롯이 되었고, 펜티엄 3 시대에 와서는 거의 퇴출되었다.[4] GeForce 7900GS, 7950GT 등[5] 삼성·LG전자, 노트북PC 특허訴 왜 제기하나, 2008년 LG전자, 콴타사와 PCI 전송기술 특허 종결… 로열티 받는다. - "콴타사는 그동안 PCI 기술과 관련,LG전자가 2000년 인텔과 로열티 협상을 맺어 로열티를 받고 있으면서도 인텔의 중앙처리장치(CPU) 부품을 사용하는 PC제조업체에 별도로 로열티를 요구하는 것은 이중부과. 즉 인텔과 로열티 협상을 맺어서 인텔로부터 PCI 전송기술에 관련하여 로열티를 받고 있다는 소리이다."