PCIエクスプレススイッチは、コンピュータのマザーボードや類似のアプリケーションでPCIエクスプレス(PCIe)バスを切り替える装置です。PCIeはスイッチベースの技術で、多数の周辺機器をプロセッサシステムに接続します。これは、各スイッチを通じてトラフィックを制御するパケットベースの通信プロトコルによって実現され、QoS、ホットプラグ、割り込み処理、エラー処理などの機能を提供します。データパケットは、メモリアドレス、I/Oアドレス、デバイスID、または暗黙のトランザクションに基づいてルーティングされます。

データ転送はトランザクション層パケット(TLP)ヘッダーの情報を用いて行われます。PCIeバス間の読み書きや、データがポストされているか非ポストかに応じて、さまざまな種類の転送があります。データはエンドポイント間で転送され、一方向の通信はバックパスのPCIeスイッチを通り、情報はコンプリータTLPに保存されます。これはトランザクションモデルの一部で、リクエスターとコンプリータの関係があります。

複数のPCIeポートを持つデバイスは、トラフィックの管理や転送、ピアツーピア通信をスイッチでサポートする必要があります。ピアツーピア接続は、スイッチのマザーボード上での物理配置に追加の制約を課します。スイッチは、メモリトランザクションを安全に順序変更してバス転送効率を最適化することもできます。また、複数のスイッチがトランザクションの間にカスケード接続される状況や、トランザクション中のエラー(CRCエラー、フレーミングエラー、タイムアウト)にも対応します。受信端のバッファオーバーフローや予期せぬ完了イベント、データリンク層および物理層のエラーもチェックされます。

スイッチはバスシステムのリセットも管理し、ホットリセットメッセージの送信やバス間リセットの転送プロトコルがあります。ポイントツーポイント以上の接続をサポートする場合はファンアウトスイッチと呼ばれ、上流のホストポートから下流のPCIeデバイスに接続されるPCIeレーン数を増やすことが目的です。

PCIeスイッチは対応するPCIeの世代で分類されます。最新のPCIeスイッチはGEN 3(8GT/s)をサポートし、一部のデバイスでは設計やデバッグ支援として、イコライゼーション後の物理信号アイをソフトウェアで確認する機能が搭載されています。