¿Qué es PCI Express? ¿Importan los carriles, las ranuras y las versiones de PCIe?

PCI Express es una tecnología popular en estos días, y muchos se preguntan qué es, qué hace y por qué hay tanto alboroto por las tarjetas gráficas, las unidades de estado sólido y las placas base que admiten PCI Express 4.0. En este artículo, responderemos estas preguntas. También vamos a tratar de arrojar algo de luz sobre qué son los carriles PCIe, qué tipos de ranuras PCIe existen y qué hay de nuevo en PCI Express 4.0. Si tiene curiosidad por saber más, siga leyendo:

¿Qué es PCI Express y qué significa?

PCI-Express representa Interconexión rápida de componentes periféricos y representa una interfaz estándar para conectar hardware periférico a la placa base de una computadora. En otras palabras, PCI Express o PCIe abreviado, es una interfaz que conecta tarjetas de expansión internas tal como tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, adaptadores Ethernet y Wi-Fi a la placa base. Además, PCI Express también se utiliza para conectar algunos tipos de discos de estado sólido que suelen ser muy rápidos.

Los puertos PCI Express en una placa base moderna
Los puertos PCI Express en una placa base moderna

¿Qué tipos y tamaños de ranuras PCI Express existen y qué significan las líneas PCIe?

Para interconectar las tarjetas de expansión a la placa base, PCI Express usa ranuras físicas. Las ranuras PCI Express comunes que vemos en las placas base son PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 y PCIe x16. El número que viene después de la letra “x” nos indica las dimensiones físicas de la ranura PCI Express, que, a su vez, está determinada por el número de pines en ella. Cuanto mayor sea el número, más larga será la ranura PCIe y más pines que interconectan la tarjeta de expansión con la ranura.

Además, el número “x” también le indica cuántos carriles están disponibles en esa ranura de expansión. Así es como se comparan las ranuras PCIe de uso común:

  • PCIe x1: posee 1 carril, 18 pines y 25 mm de longitud
  • PCIe x4: posee 4 carriles, 32 pines y 39 mm de longitud
  • PCIe x8: posee 8 carriles, 49 pines y 56 mm de longitud
  • PCIe x16: posee 16 carriles, 82 pines y 89 mm de longitud
Ranuras PCI Express, carriles, pines y dimensiones físicas
Ranuras PCI Express, carriles, pines y dimensiones físicas

Los carriles PCI Express son rutas entre el conjunto de chips de la placa base y las ranuras PCIe u otros dispositivos que forman parte de la placa base, como el zócalo del procesador, las ranuras SSD M.2, los adaptadores de red, los controladores SATA o los controladores USB.

Diferentes tipos de ranuras PCI Express
Diferentes tipos de ranuras PCI Express

En PCI Express, cada carril es individual, lo que significa que no se puede compartir entre diferentes dispositivos. Por ejemplo, si su tarjeta gráfica está conectada a una ranura PCIe x16, significa que tiene 16 carriles independientes dedicados solo a ella. Ningún otro componente puede usar esos carriles excepto la tarjeta gráfica.

Aquí hay una idea que podría facilitarle la comprensión de qué son los carriles PCI Express: solo imagine que PCI Express es una autopista y los automóviles que circulan por ella son los datos que se transfieren. Cuantos más carriles tenga disponibles en una carretera, más automóviles podrán circular por ella; Cuantos más carriles PCIe tenga, más datos se pueden transferir.

PCI Express es como una autopista y los carriles PCIe son sus ... carriles
PCI Express es como una autopista y los carriles PCIe son sus … carriles

Una tarjeta PCI Express puede caber y funcionar en cualquier ranura PCIe disponible en la placa base, siempre que esa ranura no sea más pequeña que la tarjeta de expansión. Por ejemplo, puede colocar una tarjeta PCIe x1 en una ranura PCIe x16. Sin embargo, no puedes hacer lo contrario. Puede montar, por ejemplo, una tarjeta de sonido PCIe x1 en una ranura PCIe x16, pero no puede montar una tarjeta gráfica PCIe x16 en una ranura PCIe x1.

Una tarjeta PCIe x1 en una ranura PCIe x16
Una tarjeta PCIe x1 en una ranura PCIe x16

¿Qué versiones de PCI Express existen y qué velocidades de transferencia de datos (ancho de banda) admiten?

Actualmente se utilizan cuatro versiones de PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 y PCI Express 4.0. Cada versión de PCIe admite aproximadamente el doble del ancho de banda del PCIe anterior. Esto es lo que ofrece cada uno de ellos:

¿Recuerda que las ranuras PCIe pueden ofrecer no solo una, sino más carriles? Los valores de ancho de banda que compartimos se multiplican por la cantidad de carriles disponibles en una ranura PCIe. Si desea calcular cuánto ancho de banda está disponible para una determinada tarjeta de expansión, debe multiplicar su ancho de banda PCIe por carril por la cantidad de carriles que están disponibles para ella.

Por ejemplo, una tarjeta gráfica que admita PCI Express 4.0 y esté conectada a una ranura PCIe x16 tiene acceso a un ancho de banda total de aproximadamente 31,51 GB / s. Ese es el resultado de multiplicar 1969 MB / s por 16 (ancho de banda PCIe por carril * 16 carriles). Impresionante, ¿verdad?

Así es como se escalan las versiones de PCI Express cuando se tienen en cuenta los carriles de PCI Express:

Versiones y anchos de banda de PCI Express
Versiones y anchos de banda de PCI Express

En el futuro, vendrán nuevas versiones de PCI Express, como PCI Express 5.0 y PCI Express 6.0. La especificación PCIe 5.0 se finalizó en el verano de 2019, ofreciendo un ancho de banda de hasta 3938 MB / s por carril y hasta 63 GB / s en configuración x16. Sin embargo, es probable que no lo veamos pronto en hardware de computadora de nivel de consumidor.

¿Está ampliamente disponible la última PCI Express 4.0?

Por ahora, PCI Express 4.0 es la especificación más rápida disponible para computadoras domésticas. Sin embargo, PCI Express 4.0 solo es compatible con AMD en sus últimas placas base que se basan en el chipset X570 emparejado con los procesadores AMD Ryzen de la tercera generación. A menos que los tenga, no tiene sentido comprar tarjetas gráficas o unidades de estado sólido que admitan PCIe 4.0.

Una placa base que utiliza el chipset X570 de AMD, que admite PCI Express 4
Una placa base que utiliza el chipset X570 de AMD, que admite PCI Express 4

Hablando de eso, aunque ya hay muchos SSD que admiten PCIe 4.0, las únicas tarjetas gráficas que funcionan en PCIe 4.0 son las Radeon RX 5000 de AMD, como Radeon RX 5700 XT y Radeon RX 5700. Intel aún tiene que ofrecer soporte para PCI Express 4.0 en cualquiera de sus hardware.

AMD Radeon RX 5700 XT: una tarjeta gráfica que admite PCI Express 4.0
AMD Radeon RX 5700 XT: una tarjeta gráfica que admite PCI Express 4.0

¿Cómo afecta PCI Express 4.0 la velocidad de su tarjeta gráfica?

Algunas personas hacen una pregunta interesante: ¿La especificación PCI Express 4.0, más rápida y nueva, afecta positivamente la velocidad de la tarjeta gráfica? La respuesta rapida es No, no es así, ¡y no obtienes más fotogramas por segundo! Este es el por qué:

Cuando juegas, la tarjeta gráfica usa su RAM dedicada (GDDR) para contener las texturas utilizadas para renderizar los marcos en la pantalla. Además de los relojes de la GPU, esa memoria gráfica es lo más importante por la cantidad de cuadros que obtienes por segundo.

La tarjeta gráfica solo tiene que usar la interfaz PCI Express que la conecta a la placa base cuando necesita comunicarse con el procesador o cargar texturas desde la memoria del sistema (la RAM de la computadora). No se supone que eso suceda a menudo, ya que las tarjetas gráficas modernas tienen una gran cantidad de RAM dedicada propia. E, incluso si / cuando sucede, una vez que las texturas se han transferido a través de la interfaz PCI Express desde la RAM del sistema y se han cargado en la memoria de la tarjeta gráfica, permanecen allí. La razón de esto es que la memoria gráfica es muchas veces más rápida que la RAM del sistema.

ASRock AMD Radeon RX 5700 XT Taichi X 8G OC + usa PCIe 4.0
ASRock AMD Radeon RX 5700 XT Taichi X 8G OC + usa PCIe 4.0

Ninguna de las tarjetas gráficas disponibles en la actualidad necesita el ancho de banda completo que ofrecen las ranuras PCI Express 4.0 x16. Para obtener más información, lea nuestro análisis sobre el impacto que tiene PCI Express 4.0 frente a PCI Express 3.0 en las computadoras de escritorio actuales: PCI Express 4 frente a PCIe 3: ¿Hay una mejora en el rendimiento?

¿Qué pasa con la compatibilidad de las versiones de PCI Express?

Todas las versiones de PCI Express son compatibles entre sí. Por ejemplo, una tarjeta gráfica PCI Express 4.0 funciona incluso si la conecta a una placa base que solo admite PCI Express 3.0 o incluso 2.0. Sin embargo, el ancho de banda de la interfaz PCI Express está limitado por el factor más pequeño. Por ejemplo, si conecta un SSD PCI Express 4.0 a una placa base que solo admite PCI Express 3.0, ese SSD funciona en PCIe 3.0. En lugar de tener acceso a un ancho de banda de 7,88 GB / s, solo puede utilizar 3,94 GB / s, por lo que su velocidad teórica máxima se reduce a la mitad.

¿Tiene alguna otra pregunta sobre PCI Express?

Ahora debería tener una mejor idea de qué es PCI Express y comprender más sobre los diferentes tipos de ranuras, carriles y versiones de PCIe. ¿Tiene alguna otra pregunta que podamos responder? Si es así, o si tiene algo que agregar a este artículo, no dude en dejar un comentario a continuación.