PCI Express es una tecnología popular en estos días, y muchos preguntan qué es, qué hace y por qué hay tanto alboroto sobre las tarjetas gráficas, las unidades de estado sólido y las placas base que admiten PCI Express 4.0 . En este artículo, vamos a responder a estas preguntas. También vamos a tratar de arrojar algo de luz sobre qué son los carriles PCIe , qué tipos de ranuras PCIe hay y qué hay de nuevo en PCI Express 4.0 . Si tienes curiosidad por saber más, sigue leyendo:

¿Qué es PCI Express y qué significa?

PCI Express significa Peripheral Component Interconnect Express y representa una interfaz estándar para conectar hardware periférico a la placa base de una computadora. En otras palabras, PCI Express , o PCIe abreviado, es una interfaz que conecta tarjetas de expansión internas^{(is an interface that connects internal expansion cards)} como tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, adaptadores Ethernet y Wi-Fi^{(graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters)} a la placa base. Además^{(Furthermore)} , PCI Express también se usa para conectar algunos tipos de unidades de estado sólido^{(solid-state drives)} que suelen ser muy rápidas.

¿Qué tipos de ranuras y tamaños de PCI Express existen y qué significan los carriles PCIe ?

Para interconectar las tarjetas de expansión^{(expansion card)} a la placa base, PCI Express utiliza ranuras físicas. Las ranuras PCI Express^{(PCI Express slot)} 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" nos dice las dimensiones físicas de la ranura PCI Express^{(PCI Express slot)} , que, a su vez, está determinada por la cantidad de pines que tiene. Cuanto mayor sea el número, más larga será la ranura PCIe^{(PCIe slot)} y más pines interconectarán la tarjeta de expansión^{(expansion card)} a la ranura.

Además, el número "x" también le indica cuántos carriles hay disponibles en esa ranura de expansión^{(expansion slot)} . Así es como se comparan las ranuras PCIe de uso común:^(PCIe)

• PCIe x1: tiene 1 carril^{(1 lane)} , 18 pines y 25 mm de longitud
• PCIe x4: tiene 4 carriles^{(4 lanes)} , 32 pines y 39 mm de longitud
• PCIe x8: tiene 8 carriles^{(8 lanes)} , 49 pines y 56 mm de longitud
• PCIe x16: tiene 16 carriles^{(16 lanes)} , 82 pines y 89 mm de longitud

^{(PCI Express)}Los carriles PCI Express son rutas entre el conjunto de chips de la placa base y las ranuras PCIe^{(motherboard chipset and PCIe slots)} u otros dispositivos que forman parte de la placa base, como el zócalo del procesador^{(processor socket)} , las ranuras SSD M.2^{(M.2 SSD)} , los adaptadores de red, los controladores SATA o los controladores USB .

En PCI Express , cada carril es individual, lo que significa que no se puede compartir entre diferentes dispositivos. Por ejemplo, si tu tarjeta gráfica está conectada a una ranura PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , significa que tiene 16 carriles independientes dedicados solo a ella. Ningún otro componente puede usar esos carriles excepto la tarjeta gráfica.

Aquí hay una idea que podría facilitarle la comprensión de qué son los carriles PCI Express : imagine que PCI Express es una autopista y los automóviles que circulan por ella son los datos que se transfieren. Cuantos más carriles tengas disponibles en una autopista, más coches podrán circular por ella; cuantos más carriles PCIe tenga, más datos se pueden transferir.

Una tarjeta PCI Express^{(PCI Express card)} puede encajar y funcionar en cualquier ranura PCIe^{(PCIe slot)} disponible en la placa base, siempre que esa ranura no sea más pequeña que la tarjeta de expansión^{(expansion card)} . Por ejemplo, puede colocar una tarjeta PCIe x1^{(PCIe x1 card)} en una ranura PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} . Sin embargo, no puedes hacer lo contrario. Puede montar, por ejemplo, una tarjeta de sonido PCIe x1 en una ^{(PCIe x1)}ranura PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , pero no puede montar una tarjeta gráfica PCIe x16 en una ^{(PCIe x16)}ranura PCIe x1^{(PCIe x1 slot)} .

¿Qué versiones de PCI Express existen y qué velocidades de transferencia de datos (ancho de banda) admiten?

Actualmente se utilizan^{(use today)} cuatro versiones de PCI Express^{(PCI Express)} : PCI Express 1.0 , PCI Express 2.0 , PCI Express 3.0 y PCI Express 4.0 . Cada versión de PCIe admite aproximadamente el doble de ancho de banda que la PCIe anterior^{(Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe)} . Esto es lo que ofrece cada uno de ellos:

• PCI Express 1.0: tiene un ancho de banda de 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: tiene un ancho de banda de 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: tiene un ancho de banda de 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: tiene un ancho de banda de 1969 MB/s per lane

¿Recuerda^(Remember) que las ranuras PCIe^{(PCIe slot)} pueden ofrecer no solo uno, sino más carriles? Los valores de ancho de banda que compartimos se multiplican por la cantidad de carriles disponibles en una ranura PCIe^{(PCIe slot)} . Si desea calcular cuánto ancho de banda está disponible para una determinada tarjeta de expansión^{(expansion card)} , debe multiplicar su ancho de banda PCIe^{(PCIe bandwidth)} por carril con la cantidad de carriles que están disponibles para ella.

Por ejemplo, una tarjeta gráfica que soporte PCI Express 4.0 y esté conectada a una ranura PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} tiene acceso a un ancho de banda total de unos 31,51 GB/s . Ese es el resultado de multiplicar 1969 ^{(multiplying 1969)} MB/s por 16 ( ancho de banda PCIe por lane * 16 carriles). Impresionante, ¿verdad?

Así es como se escalan las versiones de PCI Express cuando se tienen en cuenta los carriles de PCI Express :

En el futuro, llegarán nuevas versiones de PCI Express , como PCI Express 5.0 y PCI Express 6.0 . La especificación PCIe 5.0 se finalizó en el verano de 2019 y ofrece un ancho de banda de hasta 3938 MB/s por carril y hasta 63 GB/s en configuración x16^{(x16 configuration)} . Sin embargo, es probable que no lo veamos pronto en hardware de computadora^{(computer hardware)} de nivel de consumidor .

¿Está ampliamente disponible el último PCI Express 4.0 ?

Por ahora, PCI Express 4.0 es la especificación más rápida disponible para computadoras domésticas. Sin embargo, AMD solo admite PCI Express 4.0 en sus últimas placas base que se basan en el conjunto de chips X570 combinado con procesadores AMD Ryzen de tercera generación. ^{(PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation.)}A menos que tenga estos, no tiene sentido comprar tarjetas gráficas o unidades de estado sólido que admitan PCIe 4.0 .

Hablando de eso, aunque ya hay muchos SSD^(SSDs) que admiten PCIe 4.0^{(support PCIe 4.0)} , las únicas tarjetas gráficas que funcionan en PCIe 4.0 son las Radeon RX 5000 de ^{(Radeon RX 5000s)}AMD , como Radeon RX 5700 XT y Radeon RX^{(XT and Radeon RX)} 5700. Intel aún no ha ofrecido soporte . para PCI Express 4.0 en cualquiera de sus hardware.

¿Cómo afecta PCI Express 4.0 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 lo hace, ¡y no obtienes más fotogramas por segundo! Este es el por qué:

Cuando juegas, la tarjeta gráfica usa su RAM dedicada ( GDDR ) para contener las texturas que se usan para representar los marcos en la pantalla. Además de los relojes de la GPU , esa memoria gráfica es lo más importante para la cantidad de cuadros que obtienes por segundo.

La tarjeta gráfica solo tiene que usar la interfaz PCI Express^{(PCI Express interface)} que la conecta a la placa base cuando necesita comunicarse con el procesador o cargar texturas^{(processor or load textures)} desde la memoria del sistema^{(system memory)} (la RAM de la computadora ). Se supone que eso no sucede a menudo, ya que las tarjetas gráficas modernas tienen una gran cantidad de RAM dedicada propia. E, incluso si/cuando sucede, una vez que las texturas se han transferido a través de la interfaz PCI Express^{(PCI Express interface)} desde la RAM del sistema y se han cargado en la memoria de la tarjeta gráfica, permanecen allí. La razón de esto es que la memoria gráfica es muchas veces más rápida que la RAM del sistema .

Ninguna de las tarjetas gráficas disponibles en la actualidad necesita el ancho de banda completo que ofrecen las ranuras PCI Express 4.0 ^{(PCI Express 4.0)} x16 . Para más información, lea nuestro análisis sobre el impacto que^{(impact PCI Express 4.0)} tiene PCI Express 4.0 versus PCI Express 3.0 en las computadoras de escritorio actuales: PCI Express 4 vs PCIe 3 : ¿Hay una mejora en el rendimiento^{(performance improvement)} ?

¿Qué pasa con la compatibilidad de las versiones 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 conecta a una placa base que solo admite PCI Express 3.0 o incluso 2.0. Sin embargo, el ancho de banda de la interfaz PCI Express^{(PCI Express interface)} está limitado por el factor más pequeño. Por ejemplo, si conecta un SSD PCI Express 4.0 a una placa base que solo admite PCI Express 3.0 , ese SSD funciona en PCIe 3.0 . En lugar de tener acceso a un ancho de banda de 7,88 GB/s , solo puede utilizar 3,94 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 es PCI Express y comprender más acerca de los diferentes tipos de ranuras, carriles y versiones de PCIe . ¿Tienes alguna otra pregunta que podamos responder? Si es así, o si tiene algo que agregar a este artículo, no dude en dejar un comentario a continuación.

What is PCI Express? Do PCIe lanes, slots, and versions matter?

PCI Express is a рopulаr technology these days, and many are asking what it is, whаt it does, and why there's so much fuss about graphics cards, solid-state drives, and motherboards that supрort PСI Express 4.0. In this article, we're gоing to answer these questions. We are also going to try to shed some light on what PCIe lanes are, what types of PCIe slots are there, and what's new in PCI Exрress 4.0. If you'rе curious to learn more, read оn:

What is PCI Express, and what does it stand for?

PCI Express stands for Peripheral Component Interconnect Express and represents a standard interface for connecting peripheral hardware to the motherboard on a computer. In other words, PCI Express, or PCIe abbreviated, is an interface that connects internal expansion cards such as graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters to the motherboard. Furthermore, PCI Express is also used to connect some types of solid-state drives that are usually very fast.

What types of PCI Express slots and sizes are there, and what to PCIe lanes mean?

To interconnect the expansion cards to the motherboard, PCI Express uses physical slots. The common PCI Express slots we see on motherboards are PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, and PCIe x16. The number that comes after the "x" letter tell us the physical dimensions of the PCI Express slot, which, in its turn, is determined by the number of pins on it. The higher the number, the longer the PCIe slot and the more pins that interconnect the expansion card to the slot.

Furthermore, the "x" number also tells you how many lanes are available in that expansion slot. Here's how the commonly used PCIe slots compare:

• PCIe x1: has 1 lane, 18 pins, and 25 mm in length
• PCIe x4: has 4 lanes, 32 pins, and 39 mm in length
• PCIe x8: has 8 lanes, 49 pins, and 56 mm in length
• PCIe x16: has 16 lanes, 82 pins, and 89 mm in length

PCI Express lanes are paths between the motherboard chipset and PCIe slots or other devices that are part of the motherboard, such as the processor socket, M.2 SSD slots, network adapters, SATA controllers, or USB controllers.

In PCI Express, each lane is individual, meaning that it cannot be shared between different devices. For example, if your graphics card is connected to a PCIe x16 slot, it means that it has 16 independent lanes dedicated just to it. No other component can use those lanes except the graphics card.

Here's an idea that might make it easier for you to grasp what PCI Express lanes are: just imagine that PCI Express is a highway and the cars that drive on it are the data that's being transferred. The more lanes you have available on a highway, the more cars that can drive on it; the more PCIe lanes you have, the more data that can be transferred.

A PCI Express card can fit and work on any PCIe slot available on the motherboard, as long as that slot is not smaller than the expansion card. For example, you can fit a PCIe x1 card in a PCIe x16 slot. However, you can't do the opposite. You can mount, for instance, a PCIe x1 sound card in a PCIe x16 slot, but you cannot mount a PCIe x16 graphics card in a PCIe x1 slot.

What PCI Express versions are there, and what data transfer speeds (bandwidth) do they support?

There are four versions of PCI Express in use today: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0, and PCI Express 4.0. Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe. Here's what each of them offers:

• PCI Express 1.0: has a bandwidth of 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: has a bandwidth of 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: has a bandwidth of 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: has a bandwidth of 1969 MB/s per lane

Remember that PCIe slots can offer not just one, but more lanes? The bandwidth values we shared are multiplied by the number of lanes available on a PCIe slot. If you want to calculate how much bandwidth is available for a certain expansion card, you have to multiply its PCIe bandwidth per lane with the number of lanes that are available for it.

For example, a graphics card that supports PCI Express 4.0 and is connected to a PCIe x16 slot has access to a total bandwidth of about 31.51 GB/s. That's the result of multiplying 1969 MB/s by 16 (PCIe bandwidth per lane * 16 lanes). Impressive, right?

Here's how PCI Express versions scale when you take PCI Express lanes into account:

In the future, there are new PCI Express versions coming, such as PCI Express 5.0 and PCI Express 6.0. The PCIe 5.0 specification has been finalized in the summer of 2019, offering a bandwidth of up to 3938 MB/s per lane and up to 63 GB/s in x16 configuration. However, we're likely not going to see it soon on consumer-grade computer hardware.

Is the latest PCI Express 4.0 widely available?

For now, PCI Express 4.0 is the fastest specification available for home computers. However, PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation. Unless you have these, there's no point in buying graphics cards or solid-state drives that support PCIe 4.0.

Speaking of which, although there are already many SSDs that support PCIe 4.0, the only graphics cards that do work on PCIe 4.0 are AMD's Radeon RX 5000s, such as Radeon RX 5700 XT and Radeon RX 5700. Intel has yet to offer support for PCI Express 4.0 on any of its hardware.

How does PCI Express 4.0 affect the speed of your graphics card?

Some people are asking an interesting question: Does the faster and newer PCI Express 4.0 specification positively affect the speed of the graphics card? The quick answer is no, it doesn't, and you do not get more frames per second! Here's why:

When you are playing a game, the graphics card uses its dedicated RAM (GDDR) to hold the textures used for rendering the frames on the screen. Besides the GPU clocks, that graphics memory is the most important thing for how many frames you get each second.

The graphics card only has to use the PCI Express interface that connects it to the motherboard when it needs to communicate with the processor or load textures from the system memory (the computer's RAM). That's not supposed to happen often, as modern graphics cards have a lot of dedicated RAM of their own. And, even if/when it happens, once the textures have been transferred via the PCI Express interface from the system RAM and have been loaded into the graphics card's memory, they stay there. The reason for that is that the graphics memory is many times faster than the system's RAM.

None of the graphics cards available today need the full bandwidth offered by the PCI Express 4.0 x16 slots. For further information, read our analysis about the impact PCI Express 4.0 has versus PCI Express 3.0 in today's desktop computers: PCI Express 4 vs PCIe 3: Is there a performance improvement?

What about PCI Express versions compatibility?

All PCI Express versions are compatible with one another. For example, a PCI Express 4.0 graphics card works even if you connect it to a motherboard that only supports PCI Express 3.0 or even 2.0. However, the bandwidth of the PCI Express interface is limited by the smallest factor. For example, if you connect a PCI Express 4.0 SSD to a motherboard that only supports PCI Express 3.0, that SSD works on PCIe 3.0. Instead of having access to a bandwidth of 7.88 GB/s, it can only use 3.94 GB/s, so its maximum theoretical speed is halved.

Do you have any other questions regarding PCI Express?

Now you should have a better idea of what PCI Express is, and understand more about the different types of PCIe slots, lanes, and versions. Do you have any other questions that we might answer? If you do, or if you have something to add to this article, do not hesitate to leave a comment below.

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