PCI Express é uma das tecnologias mais importantes para a computação moderna, alimentando as conexões entre placas-mãe e periféricos de alto desempenho, como placas gráficas, unidades de estado sólido e adaptadores de rede. Neste artigo, tento esclarecer o que são as pistas PCIe, que tipos de slots PCIe existem e o que esperar de cada versão PCIe. Então, se você quiser saber mais sobre tudo isso, continue lendo:
O que é PCI Express e o que ele significa?
PCI Express significa Peripheral Component Interconnect Express e representa um padrão de interface de alta velocidade usado para conectar vários componentes de hardware a uma placa-mãe. Em outras palavras, PCI Express (ou PCIe abreviado)é uma interface que conecta placas de expansão internas como placas gráficas, dispositivos de armazenamento, adaptadores Ethernet e Wi-Fi à placa-mãe. Com o tempo, o PCIe evoluiu para oferecer transferências de dados exponencialmente mais rápidas. PCIe agora também é fundamental para unidades de estado sólido (SSDs) NVMe.
Expansão PCIe e slots M.2 em uma placa-mãe moderna
O que tipos de slots e tamanhos PCI Express existem? O que significam as pistas PCIe?
O PCI Express usa slots físicos para interconectar as placas de expansão à placa-mãe. Os slots PCI Express comuns que vemos nas placas-mãe são PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 e PCIe x16. O número que vem depois da letra “x” informa as dimensões físicas do slot PCI Express e é determinado pelo número de pinos no slot. Quanto maior o número, mais longo será o slot PCIe e mais pinos interconectarão o slot. placa de expansão no slot.
Além disso, o número “x”também informa quantas pistas estão disponíveis naquele slot de expansão. Veja como os slots PCIe comumente usados se comparam:
PCIe x1: menor slot, 1 pista, 18 pinos e 25 mm de comprimento PCIe x4: Tamanho moderado, 4 pistas, 32 pinos e 39 mm de comprimento PCIe x8: Slot maior, 8 pistas, 49 pinos e 56 mm de comprimento PCIe x16: maior slot, tem 16 pistas (ideal para GPUs), 82 pinos e 89 mm de largura comprimento 
Slots PCI Express, pistas, pinos e slots físicos dimensões
As pistas PCI Express são caminhos entre o chipset da placa-mãe e os slots PCIe ou outros dispositivos que fazem parte da placa-mãe, como o soquete do processador, slots SSD M.2, adaptadores de rede, controladores SATA ou controladores USB.
Slots PCI Express x16
No PCI Express, cada pista é individual, o que significa que não pode ser compartilhada entre dispositivos diferentes. Por exemplo, se sua placa gráfica estiver conectada a um slot PCIe x16, significa que ela possui 16 pistas independentes dedicadas apenas a ela. Nenhum outro componente pode usar essas pistas, exceto a placa gráfica.
Aqui está uma ideia que pode tornar mais fácil para você entender o que são as pistas PCI Express: imagine que o PCI Express é uma rodovia e os carros que unidade nele são os dados que estão sendo transferidos. Quanto mais faixas você tiver disponíveis em uma rodovia, mais carros poderão circular nela; quanto mais pistas PCIe você tiver, mais dados poderão ser transferidos.
PCI Express é como uma rodovia, e as pistas PCIe são suas… pistas
Uma placa PCI Express pode caber e funcionar em qualquer slot PCIe disponível na placa-mãe, desde que esse slot não seja menor que a placa de expansão. Por exemplo, você pode colocar uma placa PCIe x1 em um slot PCIe x16. No entanto, você não pode fazer o oposto. Você pode montar, por exemplo, uma placa de som PCIe x1 em um slot PCIe x16, mas não pode montar uma placa gráfica PCIe x16 em um slot PCIe x1.
Uma placa PCIe x1 em um slot PCIe x16
NOTA: ouvi alguém usar um termo estranho: porta PCIe. Não, tecnicamente não existe um componente chamado porta PCIe! Provavelmente eles estavam se referindo a um slot PCIe.
Quais versões PCIe existem? Quais velocidades de transferência de dados (largura de banda) eles suportam?
Desde sua introdução, cada nova versão PCIe dobrou a largura de banda da versão anterior. Aqui está uma rápida análise das velocidades de suas pistas:
PCIe 1.0 (introduzido em 2003): 250 MB/s por pista PCIe 2.0 (introduzido em 2007): 500 MB/s por pista PCIe 3.0 (introduzido em 2010): 984,6 MB/s por pista PCIe 4.0 (introduzido em 2017): 1,969 GB/s por pista PCIe 5.0 (lançado em 2019): 3,938 GB/s por pista PCIe 6.0 (lançado em 2022): 7,56 GB/s por pista PCIe 7.0 (provavelmente lançado em 2025): 15,13 GB/s por pista
A versão mais recente, PCIe 6.0, lançada em 2022, oferece notáveis 7,563 GB/s por pista. No entanto, sua adoção está atualmente limitada a data centers e ambientes de computação de alto desempenho, principalmente para uso empresarial e de servidores.
Além disso, incluí também o PCIe 7.0. Isso porque o PCIe 7.0 já está em desenvolvimento. No entanto, a especificação ainda não está pronta, mas provavelmente será finalizada em 2025. Só não espere vê-la em hardware de consumo tão cedo.🙂
Lembre-se disso Os slots PCIe podem oferecer não apenas uma, mas mais pistas? Os valores de largura de banda que compartilhamos são multiplicados pelo número de pistas disponíveis em um slot PCIe. Se você quiser calcular quanta largura de banda está disponível para uma determinada placa de expansão, será necessário multiplicar sua largura de banda PCIe por pista pelo número de pistas disponíveis para ela.
Por exemplo, uma placa gráfica que suporta PCI Express 5.0 e está conectado a um slot PCIe x16 tem acesso a uma largura de banda total de cerca de 63,02 GB/s. Esse é o resultado da multiplicação de 3,94 GB/s por 16 (largura de banda PCIe por pista * 16 pistas). Impressionante, certo?
Veja como as versões PCI Express são dimensionadas quando você leva em consideração as pistas PCI Express:
Versões e larguras de banda do PCI Express
O PCI Express 5.0 é amplamente utilizado? disponível?
Por enquanto, PCI Express 5.0 é a especificação mais rápida disponível para computadores domésticos. No entanto, PCIe 5.0 está disponível apenas em algumas placas-mãe de consumo:
plataformas AMD AM5 (séries Ryzen 7000 e 9000) suportam PCIe 5.0 para GPUs e armazenamento NVMe. CPUs de 12ª geração e mais recentes da Intel (Alder Lake, Raptor Lake) também suportam PCIe 5.0.
SSDs PCIe 5.0 NVMe de alto desempenho estão se tornando cada vez mais disponíveis, oferecendo velocidades impressionantes de leitura e gravação sequencial superiores a 12 GB/s. No entanto, sua adoção permanece limitada, atraindo principalmente entusiastas e profissionais que exigem desempenho de alto nível para tarefas como edição de vídeo de alta resolução, aplicativos com uso intensivo de dados e jogos. Para a maioria dos consumidores, os SSDs PCIe 3.0 e 4.0 ainda são as opções preferidas, oferecendo excelente desempenho para uso diário a um custo muito menor.
Um SSD PCIe Gen5 x4 NVMe M.2
Ligado por outro lado, todas as placas gráficas atuais para consumidores funcionam em PCIe 4.0 ou anterior. Olhando para o futuro, porém, há rumores de que as próximas GPUs da série RTX 50 da NVIDIA, com lançamento previsto para 2025, podem vir com interfaces PCIe 5.0.
Como o PCI Express afeta a velocidade da sua placa gráfica?
Algumas pessoas estão fazendo uma pergunta interessante: A especificação PCI Express 4.0 mais rápida e mais recente afeta positivamente a velocidade da placa gráfica? A resposta rápida é não, isso não acontece e você não obtém mais frames por segundo! Eis o porquê:
Quando você está jogando, a placa gráfica usa sua RAM dedicada (GDDR) para armazenar as texturas usadas para renderizar os quadros na tela. Além dos clocks da GPU, a memória gráfica é o mais importante para quantos frames você obtém a cada segundo.
A placa gráfica só precisa usar a interface PCI Express que a conecta à placa-mãe quando for necessário. comunicar-se com o processador ou carregar texturas da memória do sistema (RAM do computador). Isso não deveria acontecer com frequência, já que as placas gráficas modernas têm muita RAM dedicada própria. E mesmo se/quando isso acontecer, uma vez que as texturas tenham sido transferidas através da interface PCI Express da RAM do sistema e carregadas na memória da placa gráfica, elas permanecerão lá. A razão para isso é que a memória gráfica é muito mais rápida que a RAM do sistema.
GIGABYTE GeForce RTX 4080 SUPER WINDFORCE 16G: uma placa gráfica que suporta PCI Express 4.0
Nenhuma das placas gráficas disponíveis atualmente precisa da largura de banda total oferecida pelos slots PCI Express 4.0 x16. Sem mencionar o PCIe 5.0! Verifique este artigo da TechPowerUp para ver por que digo isso: NVIDIA GeForce RTX 4090 PCI-Express Scaling.
E quanto à compatibilidade das versões PCI Express?
Todas as versões PCI Express são compatíveis entre si. Por exemplo, uma placa gráfica PCI Express 4.0 funciona mesmo se você conectá-la a uma placa-mãe que suporte apenas PCI Express 3.0 ou mesmo 2.0. No entanto, a largura de banda da interface PCI Express é limitada pelo menor fator. Por exemplo, se você conectar uma placa gráfica PCI Express 5.0 ou um SSD a uma placa-mãe que suporte apenas PCI Express 4.0, essa GPU ou SSD funcionará em PCIe 4.0. Em vez de ter acesso a uma largura de banda de 15,75 GB/s, ele só pode usar 7,88 GB/s, portanto sua velocidade teórica máxima é reduzida à metade.
Você tem alguma outra dúvida sobre PCI Express?
Agora você deve ter uma ideia melhor do que é o PCI Express. Você também deve entender mais sobre os diferentes tipos de slots, pistas e versões PCIe, para poder impressionar seus amigos ou, pelo menos, seu animal de estimação.🙂 Você tem alguma outra pergunta para a qual eu possa ajudá-lo a obter uma resposta? ? Se sim ou se tiver algo a acrescentar a este artigo, deixe um comentário abaixo.