PCI-E2.0全称PCI-Express2.0，是新的总线和接口标准，它原来的名称为3GIO，是由英特尔提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。
目前最新的版本为PCI-E3.0，也有还未退市的PCI-E(即1.0版)。2.0比1.0带宽提高一倍，而3.0比2.0版带宽又提升一倍，为5GHzx4。
PCIExpress2.0规范的主要在数据传输速度上做出了重大升级，即从以前的2.5Gbps总线频率翻倍至5.0Gbps，这也就是说以前PCIExpress2.0x16接口能够翻番达到惊人的16GB/s总线带宽(1GB/s=8Gbps)。
PCIExpress2.0的重要升级部分：
1、重点是PCIExpress总线频率提升：每条串行线路的数据传输率从2.5Gbps翻番至5Gbps，带宽也随之翻倍。
2、可更好地支持未来高端显卡，即使功耗达到225W或者300W也只需PCIExpress单独供电即可。
3、新增输入输出虚拟化(IOV)技术，可以让多台虚拟机共享网卡等PCI设备。
4、PCI-E线缆子规范可让PCI设备通过标准化铜缆线接入计算机，而且每条线路的速度都能达到2.5Gbps，适用于为高端服务器加入多块网卡作为输入输出扩展模块等场合。
5、最后是代号Geneseo的长期规划。该技术与Intel、IBM等业界巨头合作开发，可让图形处理单元、加密处理单元等协处理器更好地与中央处理器机密相连。
6、对动态链路速度和链路宽度管理、以及活动状态电源管理(ASPM)进行相关改进。
PCIExpress2.0的基础技术沿袭了上一代1.0版本的技术，即都采用高速串行总线技术，依靠高频率来获得高性能，因此PCIExpress也一度被人们称为串行PCI。由于串行传输抗干扰能力很强，容易达到较高的频率，再加上差分信号技术的辅助，PCIExpress更容易达到较高的传输频率，其中PCIExpress1.0总线频率为2.5GHz，2.0版进一步提升到了5GHz。
PCIExpress采用全双工运作模式，基本的PCIExpress拥有4根传输线路，其中2线用于数据发送，2线用于数据接收，发送数据和接收数据可以同步进行，相比之下，并行体系的PCI总线在一个时钟周期内只能做单向数据传输，效率只有PCIExpress的1/2，加之PCIExpress采用8b/10b编码的内嵌时钟技术，时钟信息被直接写入数据流中，这比PCI总线更能有效地节省传输通道，提高传输效率。另外，PCIExpress没有沿用传统地共享式结构，它采用点对点工作模式(PeertoPeer，也被简称为P2P)，每个PCI设备都有自己的专用传输线路，这样就无需向整条总线申请带宽，可避免多个设备争抢带宽的问题，而在共享结构的PCI系统中却经常会发生多个设备争抢带宽的情况。
由于传输频率提高了一倍，PCIExpress2.0也就拥有了翻倍的效能，如一条X16图形插槽可提供高达16GB/s的传输性能，可以很好地满足高阶图形卡、协处理器加速卡等数据密集设备地需要。而除速度方面的提升以外，PCIExpress2.0也带来了一些新的技术特性，例如PCIExpress2.0新增动态连接功能，系统可以根据需要动态、连续地调整总线的速度，达到降低功耗的目的，这一功能对于节电至上的移动设备来说尤其有用。而如果传输负载增加，软件可以及时调整PCIExpress2.0的配置，使其工作在较高的频率上，以保证系统性能不会遭受影响。其次，PCIExpress2.0规范具有访问控制功能，在点对点的数据传输中，软件可以对互连的包路由进行控制，防止黑客通过欺骗或数据重新路由的手段来窃取数据。
PCIExpress2.0保持对现行1.0/1.1规范的兼容，旧的PCIExpress扩展卡依然可以在PCIExpress2.0规范的系统中正常运行。同样，PCIExpress2.0扩展设备也可以工作在1.0的体统中，只不过此时设备必须工作在1.0兼容模式下。