PCI Express es una de las tecnologías más importantes para la informática moderna y potencia las conexiones entre placas base y periféricos de alto rendimiento como tarjetas gráficas, unidades de estado sólido y adaptadores de red. En este artículo, intento arrojar algo de luz sobre qué son las líneas PCIe, qué tipos de ranuras PCIe existen y qué esperar de cada versión de PCIe. Entonces, si quieres saber más sobre todo eso, sigue leyendo:
¿Qué es PCI Express y qué significa?
PCI Express significa Peripheral Component Interconnect Express y representa un estándar de interfaz de alta velocidad que se utiliza para conectar varios componentes de hardware a una placa base. En otras palabras, PCI Express (o PCIe abreviado) es una interfaz que conecta tarjetas de expansión interna como tarjetas gráficas, dispositivos de almacenamiento, adaptadores Ethernet y Wi-Fi a la placa base.. Con el tiempo, PCIe ha evolucionado para ofrecer transferencias de datos exponencialmente más rápidas. PCIe ahora también es fundamental para las unidades de estado sólido (SSD) NVMe.
Expansión PCIe y ranuras M.2 en una placa base moderna
Qué ¿Qué tipos de ranuras PCI Express y tamaños existen? ¿Qué significan los carriles PCIe?
PCI Express utiliza ranuras físicas para interconectar las tarjetas de expansión a la placa base. 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”indica las dimensiones físicas de la ranura PCI Express y está determinado por la cantidad de pines en la ranura. 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. Aquí se comparan las ranuras PCIe más utilizadas:
PCIe x1: ranura más pequeña, 1 carril, 18 pines y 25 mm de longitud PCIe x4: Tamaño moderado, 4 carriles, 32 pines y 39 mm de longitud PCIe x8: Ranura más grande, 8 carriles, 49 pines y 56 mm de longitud PCIe x16: la ranura más grande, tiene 16 carriles (ideal para GPU), 82 pines y 89 mm de longitud 
Ranuras, carriles, pines y conectores PCI Express dimensiones físicas
Los carriles PCI Express son rutas entre el chipset de la placa base y las ranuras PCIe u otros dispositivos que forman parte de la placa base, como el zócalo del procesador, ranuras SSD M.2, adaptadores de red, SATA controladores o controladores USB.
Ranuras PCI Express x16
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 utilizar esos carriles excepto la tarjeta gráfica.
Aquí tienes una idea que puede ayudarte a entender qué son los carriles PCI Express: imagina que PCI Express es una autopista y los coches que unidad en él son los datos que se están transfiriendo. Cuantos más carriles tenga disponibles en una autopista, más coches podrán circular por ella; cuantas más líneas PCIe tenga, más datos se podrán transferir.
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 y cuando 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
NOTA: Escuché a alguien usar un término extraño: puerto PCIe. No, técnicamente no existe un componente llamado puerto PCIe. Probablemente se referían a una ranura PCIe.
¿Qué versiones de PCIe existen? ¿Qué velocidades de transferencia de datos (ancho de banda) admiten?
Desde su introducción, cada nueva versión de PCIe ha duplicado el ancho de banda de la anterior. Aquí hay un desglose rápido de las velocidades de sus carriles:
PCIe 1.0 (introducido en 2003): 250 MB/s por carril PCIe 2.0 (introducido en 2007): 500 MB/s por carril PCIe 3.0 (introducido en 2010): 984,6 MB/s por carril PCIe 4.0 (introducido en 2017): 1,969 GB/s por carril PCIe 5.0 (introducido en 2019): 3,938 GB/s por carril PCIe 6.0 (introducido en 2022): 7,56 GB/s por carril PCIe 7.0 (probablemente se introducirá en 2025): 15,13 GB/s por carril
La versión más reciente, PCIe 6.0, introducida en 2022, ofrece unos notables 7,563 GB/s por carril. Sin embargo, su adopción actualmente está limitada a centros de datos y entornos informáticos de alto rendimiento, principalmente para uso empresarial y de servidores.
Además, también incluí PCIe 7.0. Esto se debe a que PCIe 7.0 ya está en desarrollo. Sin embargo, la especificación aún no está lista, pero probablemente estará finalizada en 2025. Simplemente no espere verla en hardware de consumo en el corto plazo.🙂
Recuerde que ¿Las ranuras PCIe pueden ofrecer no solo una, sino más líneas? 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 el número de carriles que están disponibles para ella.
Por ejemplo, una tarjeta gráfica que soporta PCI Express 5.0 y está conectado a una ranura PCIe x16 tiene acceso a un ancho de banda total de aproximadamente 63,02 GB/s. Ese es el resultado de multiplicar 3,94 GB/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 PCI Express:
Versiones y anchos de banda de PCI Express
¿Está ampliamente extendido PCI Express 5.0? ¿Disponible?
Por ahora, PCI Express 5.0 es la especificación más rápida disponible para computadoras domésticas. Sin embargo, PCIe 5.0 está disponible solo en algunas placas base de consumo:
las plataformas AMD AM5 (series Ryzen 7000 y 9000) admiten PCIe 5.0 para GPU y almacenamiento NVMe. Las CPU Intel de 12.ª generación y más recientes (Alder Lake, Raptor Lake) también son compatibles con PCIe 5.0.
Los SSD PCIe 5.0 NVMe de alto rendimiento están cada vez más disponibles y ofrecen impresionantes velocidades de lectura y escritura secuencial que superan los 12 GB/s. Sin embargo, su adopción sigue siendo limitada y atrae principalmente a entusiastas y profesionales que exigen un rendimiento de primer nivel para tareas como edición de vídeo de alta resolución, aplicaciones con uso intensivo de datos y juegos. Para la mayoría de los consumidores, los SSD PCIe 3.0 y 4.0 siguen siendo las opciones preferidas, ya que ofrecen un rendimiento excelente para el uso diario a un costo mucho menor.
Un SSD PCIe Gen5 x4 NVMe M.2
Activado Por otro lado, todas las tarjetas gráficas actuales para consumidores funcionan con PCIe 4.0 o anterior. Sin embargo, de cara al futuro, se rumorea que las próximas GPU de la serie RTX 50 de NVIDIA, que se espera que se lancen en 2025, pueden venir con interfaces PCIe 5.0.
¿Cómo afecta PCI Express 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 es así, ¡y no obtienes más fotogramas por segundo! Este es el motivo:
Cuando juegas, la tarjeta gráfica usa su RAM dedicada (GDDR) para contener las texturas utilizadas para representar los fotogramas en la pantalla. Además de los relojes de la GPU, la memoria gráfica es lo más importante para determinar cuántos cuadros obtienes cada segundo.
La tarjeta gráfica solo tiene que usar la interfaz PCI Express que la conecta a la placa base cuando lo necesita. comunicarse con el procesador o cargar texturas desde la memoria del sistema (la RAM de la computadora). Se supone que esto no sucede con frecuencia, ya que las tarjetas gráficas modernas tienen su propia RAM dedicada. E incluso si 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 es que la memoria gráfica es mucho más rápida que la RAM del sistema.
GIGABYTE GeForce RTX 4080 SUPER WINDFORCE 16G: una tarjeta gráfica compatible con PCI Express 4.0
Ninguna de las tarjetas gráficas disponibles hoy en día necesita todo el ancho de banda que ofrecen las ranuras PCI Express 4.0 x16. ¡Sin mencionar PCIe 5.0! Consulte este artículo de TechPowerUp para ver por qué digo eso: NVIDIA GeForce RTX 4090 PCI-Express Scaling.
¿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 conectas a una placa base que sólo 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 una tarjeta gráfica PCI Express 5.0 o un SSD a una placa base que solo admite PCI Express 4.0, esa GPU o SSD funciona en PCIe 4.0. En lugar de tener acceso a un ancho de banda de 15,75 GB/s, sólo puede utilizar 7,88 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 se trata PCI Express. También debes comprender más sobre los diferentes tipos de ranuras, carriles y versiones PCIe, para que puedas impresionar a tus amigos o, al menos, a tu mascota.🙂 ¿Tienes alguna otra pregunta a la que pueda ayudarte a obtener respuesta? ? Si es así o si tiene algo que agregar a este artículo, deje un comentario a continuación.