PCI Express es uno de los elementos básicos de la informática moderna, con una ranura en más o menos todas las PC 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 de 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 una actualización del sistema de interconexión de componentes periféricos (PCI) original, PCI Express tuvo una gran ventaja durante su desarrollo inicial a principios de la década de 2000: utilizó un bus de acceso punto a punto en lugar de un bus serie. Esto significaba que cada puerto PCI individual y sus tarjetas instaladas podían aprovechar al máximo su velocidad máxima, sin que se obstruyeran varias tarjetas o expansiones en un solo bus.
PCI Express reemplazó el antiguo estándar de ranuras PCI. Esta placa base admite ambos: PCIE x16 en azul, PCIE x1 en negro y PCI en beige.
En pocas palabras, piense en su PC de escritorio como un restaurante. El antiguo estándar PCI era como una tienda de delicatessen, todos esperando en una sola fila para ser atendidos, con la velocidad del servicio limitada por una persona en el mostrador. PCI-E es más como un bar, con cada cliente sentado en un asiento asignado, con varios bartenders tomando el pedido de todos a la vez. (De acuerdo, nunca es posible tener un barman para cada cliente de inmediato, pero supongamos que es un bar realmente bueno). Con líneas de datos dedicadas para cada tarjeta de expansión o dispositivo, toda la computadora puede acceder a componentes y accesorios más rápido.
Ahora, para ampliar nuestra metáfora deli / bar, imagine que algunos de estos asientos tienen varios bartenders reservados para ellos. Aquí es donde entra la idea de varios caminos.
La vida en las autopistas
PCI-E se ha sometido a varias revisiones desde sus inicios; Actualmente, las nuevas placas base generalmente usan la versión 3 del estándar, con la versión 4 más rápida cada vez más común y se espera que la versión 5 se lance en 2019. Pero las diferentes revisiones usan todas las mismas conexiones físicas, y esas conexiones pueden estar disponibles en cuatro Tamaños. : x1, x4, x8 y x16. (Los puertos X32 existen, pero son extremadamente raros y generalmente no se encuentran en el hardware del consumidor).
Las tarjetas de diferentes tamaños admiten diferentes carriles PCI-Express máximos.
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 hay en la placa y el puerto. Estas conexiones se denominan coloquialmente «carriles», y cada carril PCI-E está formado por 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 esté conectada, más rápido pueden fluir los datos entre el dispositivo y el resto del sistema informático.
Volviendo a nuestra metáfora de la barra: si imagina a cada cliente sentado en la barra como un dispositivo PCI-E, entonces un carril x1 sería un solo bartender que atiende a un solo cliente. Pero un cliente sentado en el asiento «x4» asignado tendría cuatro 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 dieciséis. camareros solo para él. Y ahora vamos a dejar de hablar de bares y cantineros, porque nuestros pobres bebedores metafóricos están en peligro de intoxicación por alcohol.
¿Qué dispositivos usan qué puertos?
Para PCI Express Common Revision 3.0, 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 PCI-E Revision 3 es un poco menos de un gigabyte por segundo, por carril.
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 alrededor de 1 Gb / s. Una tarjeta que colisiona con 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 debería hacerlo, si más de dos de esos puertos USB estuvieran en uso. . Los puertos PCI-E x16, con un máximo teórico de alrededor de 15 Gb / s en la revisión 3.0, se utilizan para casi todas las tarjetas gráficas modernas diseñadas por NVIDIA y AMD.
La mayoría de las tarjetas gráficas independientes utilizan una ranura PCI-E x16 completa.
No hay pautas definidas para qué tarjetas de expansión usarán qué número de carriles. Las tarjetas gráficas tienden a usar x16 solo para 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 no es capaz de transferir datos. De un gigabit por segundo (aproximadamente uno -Ocho el rendimiento de un carril PCI-E (recuerde, ocho bits por byte). Hay una pequeña cantidad de SSD montados en PCI-E que prefieren un puerto x4, pero estos parecen haber sido rápidamente superados por el nuevo M.2 estándar, que también puede utilizar el bus PCI-E. Las tarjetas de red de alta gama y los equipos para aficionados, 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 los mismos
Esta es una de las partes más confusas de la configuración de PCI-E: un puerto puede tener el tamaño de una tarjeta x16, pero solo tiene suficientes líneas de datos para algo mucho más lento, como x4. Esto se debe a que, aunque PCI-E puede acomodar un número virtualmente ilimitado de conexiones individuales, todavía existe un límite práctico en el rendimiento de los carriles del chipset. Es posible que las placas base más baratas con conjuntos de chips más económicos solo quepan en una única ranura x8, aunque esa ranura puede alojar físicamente una tarjeta x16. Mientras tanto, las placas base para «juegos» contarán con hasta cuatro ranuras PCI-E completas en tamaños de carril x16 y x16 para una máxima compatibilidad con GPU. (Hemos discutido esto con más detalle aquí).
Esta placa base para entusiastas cuenta con cinco ranuras PCI-E x16 de tamaño completo, pero solo dos de ellas tienen las 16 líneas de datos completas; las otras son x8 y x4.
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 interrumpir 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 punto es que la tarjeta correcta tiene que ir a la ubicación correcta.
Afortunadamente, la capacidad de carril de ranuras PCI específicas generalmente se enumera en el manual de la computadora o de la placa base, junto con una ilustración de qué ranura tiene qué capacidad. Si no tiene su manual, la cantidad de canales generalmente se escribe en el PCB de la placa base al lado del puerto, así:
Las etiquetas en estos puertos indican los carriles disponibles: el puerto x1 en la parte superior tiene un carril, pero el puerto x16 debajo tiene solo cuatro, a pesar de su tamaño físico. PCIEX1_2 significa que este es el segundo puerto x1 de la placa base.
Además, una tarjeta x1 o x4 más corta puede encajar físicamente en una ranura x8 o x16 más larga: la configuración inicial de los pines de contacto eléctrico lo hace compatible. La tarjeta puede estar un poco floja físicamente, pero cuando se atornilla en las ranuras de expansión de una carcasa de PC, es más que lo suficientemente resistente. Por supuesto, si los contactos de una tarjeta son físicamente más grandes que la ranura, no se puede insertar.
Por lo tanto, tenga en cuenta que al comprar tarjetas de expansión o actualización para ranuras PCI Express, debe considerar tanto el tamaño como la clasificación de carril de sus puertos disponibles.