Web Analytics
Conecta con nosotros
PCI Express 6.0 PCI Express 6.0

Guías

PCI Express, guía para entender el bus y sus variantes

Publicado el

PCI Express es un estándar de comunicación para computadoras pensado como bus local de Entrada/Salida. Lo verás abreviado como «PCI-E» o «PCIe» y se utiliza tanto para conexión interna en los circuitos integrados de las placas base como para conectar tarjetas externas pinchadas en los slots correspondientes.

La norma PCI Express es responsabilidad del “Grupo de Interés Especial de PCI” (PCI-SIG) y el objetivo de su desarrollo era que reemplazara por completo como estándar único a buses anteriores como ISA, AGP o el mismo PCI en el que está basado. PCIe ofrece una ventaja fundamental frente a PCI al estar estructurado como carriles punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. Básicamente, cada puerto PCIe individual y sus tarjetas instaladas pueden obtener el máximo rendimiento del bus, frente al PCI más lento y saturado cuando el equipo monta múltiples conectores.

Obviamente se trata de un estándar fundamental en la estructura actual de las computadoras, porque es utilizado para comunicación de las tarjetas gráficas y puede usarse para otro tipo de tarjetas de expansión, de red, sonido, edición de vídeo y en los últimos tiempos para conectar las SSD más rápidas del mercado. Aún es pronto porque el mercado no está maduro y la «guerra de las memorias» han cortado la bajada de precio de soluciones de estado sólido, pero es probable que PCI Express termine acabando también en un futuro con los puertos SATA que utilizamos para discos duros o SATA, imponiéndose como interfaz única.

Versiones PCI Express

La versión más utilizada actualmente es la v3.0. Una mejora sobre la PCI 1.0 original que cuadriplica su velocidad de transferencia hasta 8 GT/s; su ancho de banda total hasta 126 Gbit/s (15,8 GB/s) y su ancho de banda por carril hasta 15,8 Gbit/s (1969,2 MB/s).

Recientemente, el consorcio PCI-SIG, ha anunciado las especificaciones finales de la próxima generación PCI Express Gen 4.0. Una versión que ofrecerá un mayor rendimiento que el actual PCIe 3.0, aumentando el número de canales por el que pasa la señal para duplicar el ancho de banda hasta 16 Gigatransferencias por segundo.

También ofrecerá menor latencia, capacidades superiores RAS, mejora de la virtualización de E / S, para acometer el aumento de necesidades de la industria especialmente en el mercado gráfico con videojuegos realmente fotorrealistas, pero también en aplicaciones profesionales con grandes cargas de trabajo y ancho de banda como las tecnologías relacionadas con inteligencia artificial. Otra de las mejoras llegará del menor tamaño físico del bus, lo que permitirá tarjetas más pequeñas y no en los monstruosos tamaños que podemos encontrar -por ejemplo- en las gráficas dedicadas de gama alta actuales.

Los primeros productos bajo PCI-Express Gen 4.0 estarían disponibles en 2019. El consorcio responsable también están trabajando en la siguiente versión de la norma, PCI Express Gen 5.0, otro gran avance sobre las anteriores versiones del estándar con un aumento de rendimiento sustancial, usando una frecuencia de 32 GHz hasta alcanzar un ancho de banda de 128 GB/s en full duplex, duplicando el de PCI Express 4.0 y a su vez cuadriplicando la de PCI Express 3.0.

PCIe Gen 5.0 llegará con cierto retraso sobre lo previsto. La organización lo achaca “al estancamiento del mercado PC”. Tengamos en cuenta que la actual PCI Express 3.0 está disponible desde 2010 y desde entonces las necesidades de la industria han aumentando especialmente en el mercado gráfico, pero también en otras aplicaciones con grandes cargas de trabajo y ancho de banda como las tecnologías relacionadas con inteligencia artificial.

Tipos PCI Express

PCIe ha pasado por varias revisiones como hemos visto, pero todas tienen un denominador común, usan las mismas conexiones físicas que verás en cuatro tamaños primarios: x1, x4, x8 y x16. También existen puertos x32, pero son extremadamente raros y por lo general no se ven en hardware de consumo.

Los diferentes tamaños físicos permiten mover diferentes cantidades de conexiones y datos simultáneos a la placa base. Cuanto mayor sea el puerto, mayor será su capacidad máxima. Estas conexiones se conocen coloquialmente como «líneas» o “carriles”, donde cada carril PCI-E está compuesta de dos pares de señalización, uno para el envío de datos y el otro para la recepción. En la práctica, el mayor número de carriles permiten ganar en rendimiento y capacidad y los datos podrán fluir más rápidos entre el periférico y el resto del sistema informático.

En la versión 3.0 de PCI Express (la más usada actualmente), el rendimiento máximo teórico por línea es de 8 GT/s que en la práctica se traduce a algo menos de 1 Gbyte por segundo por carril. No todos los dispositivos necesitan la misma capacidad y aunque no hay directrices establecidas sobre qué tipo de slot utilizar, podemos señalar algunos ejemplos prácticos de su uso.

Para una tarjeta de sonido común o una Wi-Fi es suficiente con una PCI-E x1, mientras que una tarjeta de red de gama alta, controladores RAID o expansores de USB 3, utilizan las x4 o x8. Las tarjetas gráficas suelen utilizar x16 para disponer de la máxima capacidad de transferencia. Las SSD en formato M.2 para PCIe se suelen conectar a puertos x4, pero todo indica que se le va a quedar pequeño en próximas generaciones.

Consideraciones sobre el tipo PCI-E y carriles

Una de las partes de la configuración PCI-E que pueden confundir a un consumidor es que un puerto de tamaño x16 puede no ofrecer el máximo de carriles que permite la norma. La explicación es que mientras PCI-E puede acomodar conexiones individuales en cantidades ilimitadas, existe un límite práctico en el rendimiento del chipset de la placa.

Ello nos lleva a una conclusión que seguro conoces: no todas las placas base son iguales. Las de gama económica pueden contar con slots x16 pero cuyo rendimiento equivale a x8 por ejemplo. Placas de gama alta para PCs dedicados a juegos o estaciones de trabajo profesionales, suelen tener varios slots x16 que además de tamaño aprovechan al máximo el rendimiento y ancho de banda que permite la norma.

Si colocas una gráfica de gama alta (especialmente en sistemas multigráfica SLI o Crossfire) en un slot que -aunque tenga un tamaño x16- no ofrezca el máximo de líneas, puedes tener un cuello de botella y no obtener su máximo rendimiento. Otro aspecto a considerar es que muchas placas con 2 slots x16 solo ofrecen el máximo de líneas si utilizas una de ellas, bajando a x8 si empleas las dos conjuntamente.

Comentar que tarjetas más pequeñas x1 y x4 pueden instalarse en las x8 y x16 (obviamente no al revés). Además, algunas x8 tienen un conjunto de pines diferentes y no pueden instalarse en ranuras x16.

En definitiva, detalles a tener en cuenta a la hora de comprar tu placa base, un componente fundamental al que hay que prestar atención más allá de conocer el socket y chipset, como hemos visto en este acercamiento al que se ha convertido en su bus local de Entrada/Salida más importante: PCI Express.

Coordino el contenido editorial de MC. Colaboro en medios profesionales de TPNET: MCPRO, MuySeguridad, MuyCanal y Movilidad Profesional.

25 comentarios
  • tec-ray

    «Otro aspecto a considerar es que muchas placas con 2 slots x16 solo ofrecen el máximo de líneas si utilizas una de ellas, bajando a x8 si empleas las dos conjuntamente.»

    Esto es cierto incluso si en uno de los slots colocas una tarjeta x1, x4 o x8, ya que con eso los dos conectores bajan a x8. Creo que son pocas las tarjetas madre que permiten mantener x16 en los dos slots, sobre todo las de gama más alta de las Intel, ya que en la gama mainstream (desde Ivy Bridge en adelante) si no me falla la memoria no es posible con los chipset que traen.

  • Hector MA

    Esto solamente es importante a la hora de trasnferir texturas del disco a la tarjeta, una vez cargadas en la tarjeta lo que importa es el GPU y la VRAM, únicamente tiene efectos en los tiempos de carga pero no en el desempeño de un juego.

  • Virtualbox Vbox

    Excelente artículo. Desde luego desconocía muchas cosas del PCIe. ¡Seguid así!

  • ¿Cómo sabes que PCIe tienes? Me refiero a un portátil. Gracias por adelantado.

  • En el manual debería venir o buscando información en Internet del modelo concreto. También puedes utilizar software como GPU-Z, excelente para gráficas. Tendrás información de la versión del bus e incluso de las líneas PCIe que emplea. Prueba, muy útil. https://www.techpowerup.com/gpuz/

  • Ana Ramos

    Gracias por el artículo, pero me gustarían temas un poco menos técnicos. Se me escapan muchas cosas de lo que leo en éste, la verdad. ¡No es una crítica! Saludos

  • Gracias

  • Lo intentaremos. Tenemos seguidores de mucho nivel y es verdad que a veces se nos puede ir la mano ;))) Proponed temáticas y lo vamos viendo. Un saludo

  • Leonmafioso

    Opino lo contrario, mientras más técnico pero manteniendo un lenguaje sencillo, mejor.

  • Héctor Péctor

    Buen artículo.

    Unas preguntas técnicas. Tengo puesta la tarjeta gráfica en un puerto x16 y la tarjeta de sonido (una Sound Blaster Zxr en el puerto x1. ¿Ésto afecta al rendimiento de la tarjeta gráfica, o no tiene nada que ver al ser uno x16 y el otro x1?. Y los puertos para colocar los discos M.2. ¿también son PCIe x16?. Lo digo, primero por mi ignorancia, y segundo por eso de que si conectas dos gráficas en dos puertos x16 (eso si que lo sabía) pasan a ser de x8 cada uno. Por lo que igual los discos M.2. o la tarjeta de sonido, pueden lastrar el rendimiento de la gráfica al pasar a x8.
    Repito: no tengo ni idea, pero he leído el artículo y me he quedado pensando.

    Saludos.

  • Sólo afecta en el caso indicado, al colocar doble gráfica en dos slots x16. Y no en todas las placas. La gama alta ofrece rendimiento completo. El resto no afecta.

  • Héctor Péctor

    Bueno saberlo. Gracias.

  • Rodhos

    A mí me sirvió y me enteré de todo.
    Opino que un artículo de alto nivel de vez en cuando no hace daño.

  • Michelle

    Las tarjetas x16 si pueden conectarse en puertos x1, x2, x4 y x8 con una considerable perdida de rendimiento, bien sea eliminando el trozo de plastico que cierra el puerto al final, o si la placa tiene un puerto que directamente no tiene plastico al final del puerto

  • Víctor Martín

    Espero que lleguen con ryzen 2 🙂
    Yo si ryzen 2 soporta pcie 4.0 a por ellos que iré, aún que de primeras no salga hardware casi que lo soporte XD pero ya saldrán ssd PCI 4.0 y gráficas jajaja

  • Francisco

    Bueno más o menos sabía como era, pero desde luego lo habéis bordado, enhorabuena por el artículo.

  • metalking

    a ver expliquenme algo si tengo un boar gamin pero tiene dos slot eso quiere decir que si tengo dos tarjetas grafica una de las entradas puede bajarme la velocidad de lectura o los boar gamind se libran y solo es para el mercado de consumo normal tengo aqui esa duda

  • metalking

    pues yo vos y espero hasta 2020 para estar mas seguro tio joder ya sabes como es el mercado cuand ose trata de integrar algo nuevo

  • lol

    Gran articulo muy interesante.

  • Víctor Martín

    Ya, pero yo tengo ya pensado cambiar de pc, y más aún ahora, con lo que están evolucionando los procesadores gracias a amd, la RAM ddr4 (el mío tiene DDR3), la mierda del spectre y meltdown, pcie 4 (que lo usare tanto para la gráfica como para un SSD), las nuevas gtx 2000 parece que tienen buena pinta y las nuevas de AMD parece que también van a responder fuerte.. (si siguen muy caras, tendré que seguir con la 960 que tengo actual… Hasta que se calmen los precios un poco)

  • Víctor Martín

    1- en tu caso no afecta
    2- no, M2 PCI utiliza solo 4 carriles, osea un x4 (En pcie3.0 velocidad máxima aproximada de 4.000mbps que se reducen a unos 3.600 de máximo más o menos por temas técnicos)

  • metalking

    ok entiendo tio igual hoy en dia tod oesta caro bien caro

  • Alejandro Gonzalez

    Hay alguna manera de saber cuantos carriles tiene una determinada placa base? Por ejemplo en el caso de AMD los chipset B350? Los carriles los comparte entre todos los perifericos x1,x16, m.2? o solo entre ambos x16?

  • albmm

    Hola. Tengo una placa FM3 (chipset A88, tope de gama) con dos PCI-e x16. La cuestión es que en uno tengo la gráfica, y en el otro una tarjeta de 4 USB de las de formato más pequeño (PCI-e x1). Mi duda es si puede estar provocando que el slot donde tengo la gráfica solo trabaje a x8. Gracias.

  • albmm

    Perdon: placa FM2+ con chipset A88X. Saludos.

Top 5 Cupones

Lo más leído