¿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 preguntan qué es, qué hace y por qué hay tanto alboroto sobre las tarjetas gráficas, las unidades de estado sólido y las placas base que admiten PCI Express 4.0. En este artículo, vamos a responder a estas preguntas. También vamos a tratar de arrojar algo de luz sobre qué son los carriles PCIe, qué tipos de ranuras PCIe hay y qué hay de nuevo en PCI Express 4.0. Si tienes curiosidad por saber más, sigue leyendo:

Contenido

1. ¿Qué es PCI Express y qué significa?
2. ¿Qué tipos de ranuras y tamaños de PCI Express existen y qué significan los carriles PCIe?
3. ¿Qué versiones de PCI Express existen y qué velocidades de transferencia de datos (ancho de banda) admiten?
4. ¿Está ampliamente disponible el último PCI Express 4.0?
5. ¿Cómo afecta PCI Express 4.0 a la velocidad de su tarjeta gráfica?
6. ¿Qué pasa con la compatibilidad de las versiones PCI Express?
7. ¿Tiene alguna otra pregunta sobre PCI Express?

¿Qué es PCI Express y qué significa?

PCI Express significa Peripheral Component Interconnect Express 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 como tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, adaptadores Ethernet y Wi-Fi a la placa base. Además, PCI Express también se usa para conectar algunos tipos de unidades de estado sólido que suelen ser muy rápidas.

Los puertos PCI Express en una placa base moderna

¿Qué tipos de ranuras y tamaños de PCI Express existen y qué significan los carriles PCIe?

Para interconectar las tarjetas de expansión a la placa base, PCI Express utiliza 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 dice las dimensiones físicas de la ranura PCI Express, que, a su vez, está determinada por la cantidad de pines que tiene. Cuanto mayor sea el número, más larga será la ranura PCIe y más pines interconectarán la tarjeta de expansión a la ranura.

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

• PCIe x1: tiene 1 carril , 18 pines y 25 mm de longitud
• PCIe x4: tiene 4 carriles , 32 pines y 39 mm de longitud
• PCIe x8: tiene 8 carriles , 49 pines y 56 mm de longitud
• PCIe x16: tiene 16 carriles , 82 pines y 89 mm de longitud

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

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: imagine que PCI Express es una autopista y los automóviles que circulan por ella son los datos que se transfieren. Cuantos más carriles tengas disponibles en una autopista, más coches 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

Una tarjeta PCI Express puede encajar 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

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

Hay cuatro versiones de PCI Express en uso hoy en día: 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 de ancho de banda que la PCIe anterior . Esto es lo que ofrece cada uno de ellos:

• PCI Express 1.0: tiene un ancho de banda de 250 MB/s por carril
• PCI Express 2.0: tiene un ancho de banda de 500 MB/s por carril
• PCI Express 3.0: tiene un ancho de banda de 984,6 MB/s por carril
• PCI Express 4.0: tiene un ancho de banda de 1969 MB/s por carril

¿Recuerda que las ranuras PCIe pueden ofrecer no solo uno, 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 con la cantidad de carriles que están disponibles para ella.

Por ejemplo, una tarjeta gráfica compatible con PCI Express 4.0 y 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

En el futuro, llegarán 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 y ofrece 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 el último PCI Express 4.0?

Por ahora, PCI Express 4.0 es la especificación más rápida disponible para computadoras domésticas. Sin embargo, AMD solo admite PCI Express 4.0 en sus últimas placas base que se basan en el conjunto de chips X570 combinado con procesadores AMD Ryzen de 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

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 soporta PCI Express 4.0

¿Cómo afecta PCI Express 4.0 a 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 rápida es no , no lo hace, ¡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 que se usan para renderizar los marcos en la pantalla. Además de los relojes de la GPU, esa memoria gráfica es lo más importante para 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). Se supone que eso no sucede 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+ utiliza 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 más información, lea nuestro análisis sobre el impacto que tiene PCI Express 4.0 versus PCI Express 3.0 en las computadoras de escritorio actuales: PCI Express 4 vs PCIe 3: ¿Hay una mejora en el rendimiento?

¿Qué pasa con la compatibilidad de las versiones 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 máxima teórica 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 acerca de los diferentes tipos de ranuras, carriles y versiones de PCIe. ¿Tienes 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.