El estándar PCI Express es uno de los elementos básicos de la informática moderna, con una ranura en más o menos todas las computadoras de escritorio fabricadas en la última década. Pero la naturaleza de la conexión es algo nebulosa: en una PC nueva, es posible que vea media docena de puertos en tres o cuatro tamaños diferentes, todos etiquetados como "PCIE" o PCI-E ". Entonces, ¿por qué la confusión y cuáles puedes usar realmente?
Comprensión del bus PCI Express
Como actualización del sistema PCI (Peripheral Component Interconnect) original, PCI Express tenía una gran ventaja cuando se desarrolló inicialmente a principios de la década de 2000: utilizaba un bus de acceso punto a punto en lugar de un bus serie. Eso significaba que cada puerto PCI individual y sus tarjetas instaladas podían aprovechar al máximo su velocidad máxima, sin que se atascaran varias tarjetas o expansiones en un solo bus.
En términos sencillos, imagine su PC de escritorio como un restaurante. El antiguo estándar PCI era como una tienda de delicatessen, todos esperaban en una sola fila para ser atendidos, con la velocidad del servicio limitada por una sola persona en el mostrador. PCI-E es más como un bar, cada cliente sentado en un asiento asignado, con varios camareros tomando el pedido de todos a la vez. (De acuerdo, nunca es posible conseguir un barman para cada cliente de inmediato, pero supongamos que es una barra realmente excelente). Con líneas de datos dedicadas para cada tarjeta de expansión o periférico, toda la computadora puede acceder a componentes y accesorios más rápido.
Ahora, para extender nuestra metáfora deli / bar, imagine que algunos de esos asientos tienen varios bartenders reservados solo para ellos. Ahí es donde entra la idea de múltiples carriles.
La vida en las vías rápidas
PCI-E ha pasado por múltiples revisiones desde sus inicios; Actualmente, las placas base nuevas generalmente usan la versión 3 del estándar, y la versión 4 más rápida se vuelve cada vez más común y se espera que la versión 5 llegue en 2019. Pero las diferentes revisiones usan todas las mismas conexiones físicas, y esas conexiones pueden venir en cuatro tamaños primarios : x1, x4, x8 y x16. (Existen puertos x32, pero son extremadamente raros y generalmente no se ven en el hardware del consumidor).
Los diferentes tamaños físicos permiten diferentes números de conexiones de pines de datos simultáneos a la placa base: cuanto más grande es el puerto, más conexiones máximas en la tarjeta y el puerto. Estas conexiones se conocen coloquialmente como "carriles", y cada carril PCI-E se compone de dos pares de señalización, uno para enviar datos y el otro para recibir datos. Las diferentes revisiones del estándar PCI-E permiten diferentes velocidades en cada carril. Pero en términos generales, cuantos más carriles haya en un solo puerto PCI-E y su tarjeta conectada, más rápido pueden fluir los datos entre el periférico y el resto del sistema informático.
Volviendo a nuestra metáfora del bar: si imagina a cada cliente sentado en el bar como un dispositivo PCI-E, entonces un carril x1 sería un solo bartender que atiende a un solo cliente. Pero un usuario sentado en el asiento "x4" asignado habría cuatro los camareros que le traen bebidas y comida, y el asiento "x8" tendría ocho camareros solo para sus bebidas, y el que está en el asiento "x16" tendría la friolera de dieciséis camareros solo para él. Y ahora vamos a dejar de hablar de bares y bartenders, porque nuestros pobres bebedores metafóricos están en peligro de intoxicación por alcohol.
¿Qué periféricos utilizan qué puertos?
Para la versión común de revisión 3.0 de PCI Express, la velocidad máxima de transferencia de datos por carril es de ocho gigatransferencias, un término que significa "todos los datos y la sobrecarga electrónica a la vez". En el mundo real, la velocidad de la revisión 3 de PCI-E es un poco menos de un gigabyte por segundo, por carril.
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Entonces, un dispositivo que usa un puerto PCI-E x1, como una tarjeta de sonido de baja potencia o una antena Wi-Fi, puede transferir datos al resto de la computadora a aproximadamente 1GBps. Una tarjeta que llega a la ranura x4 o x8 físicamente más grande, como una tarjeta de expansión USB 3.0, puede transferir datos cuatro u ocho veces más rápido, y sería necesario, si más de dos de esos puertos USB se estuvieran utilizando al máximo ratio de transferencia. Los puertos PCI-E x16, con un máximo teórico de alrededor de 15 GBps en la revisión 3.0, se utilizan para casi todos tarjetas gráficas modernas diseñadas por NVIDIA y AMD .
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No hay pautas establecidas sobre qué tarjetas de expansión usarán qué cantidad de carriles. Las tarjetas gráficas tienden a usar x16 solo por el bien de la máxima transferencia de datos, pero obviamente no necesita una tarjeta de red para usar un puerto x16 y dieciséis carriles completos cuando su puerto Ethernet solo es capaz de transferir datos a un gigabit por segundo ( aproximadamente un octavo del rendimiento de un carril PCI-E (recuerde, ocho bits por byte). Hay una pequeña cantidad de unidades de estado sólido montadas en PCI-E que prefieren un puerto x4, pero parecen haber sido superadas rápidamente por el nuevo estándar M.2, que también puede utilizar el bus PCI-E . Las tarjetas de red de alta gama y los equipos para entusiastas, como adaptadores y controladores RAID, utilizan una combinación de formatos x4 y x8.
Recuerde: el tamaño del puerto PCI-E y los carriles pueden no ser lo mismo
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Esta es una de las partes más confusas de la configuración PCI-E: un puerto puede tener el tamaño de una tarjeta x16, pero solo tiene suficientes líneas de datos para algo mucho menos rápido, como x4. Esto se debe a que, si bien PCI-E puede admitir cantidades básicamente ilimitadas de conexiones individuales, todavía existe un límite práctico en el rendimiento de la línea del conjunto de chips. Las placas base más baratas con conjuntos de chips más orientados al presupuesto pueden llegar a una única ranura x8, incluso si esa ranura puede alojar físicamente una tarjeta x16. Mientras tanto, las placas base para "jugadores" incluirán hasta cuatro ranuras PCI-E de tamaño x16 y x16 carriles para una máxima compatibilidad con GPU. (Hemos hablado de esto con más detalle aquí .)
Obviamente, esto puede causar problemas. Si su placa base tiene dos ranuras de tamaño x16, pero una de ellas solo tiene x4 carriles, entonces conectar su nueva y elegante tarjeta gráfica en la ranura incorrecta podría atascar su rendimiento en un 75%. Ese es un resultado teórico, por supuesto: la arquitectura de las placas base significa que no verá un declive tan dramático. El caso es que la tarjeta correcta debe colocarse en la ranura correcta.
Afortunadamente, la capacidad de carril de las ranuras PCI específicas generalmente se detalla en el manual de la computadora o la placa base, con una ilustración de qué ranura tiene qué capacidad. Si no tiene su manual, el número de carriles generalmente se escribe en el PCB de la placa base al lado del puerto, así:
Además, una tarjeta x1 o x4 más corta puede encajar físicamente en una ranura x8 o x16 más larga : la configuración de pines inicial de los contactos eléctricos lo hace compatible. La tarjeta puede estar un poco floja físicamente, pero cuando se atornilla en su lugar en las ranuras de expansión de una carcasa de PC, es más que suficientemente resistente. Naturalmente, si los contactos de una tarjeta son físicamente más grandes que la ranura, no se pueden insertar.
Por lo tanto, recuerde, al comprar tarjetas de expansión o actualización para ranuras PCI Express, debe tener en cuenta tanto el tamaño como la clasificación de carril de sus puertos disponibles.
