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PCI Express: qué es, para qué sirve, tipos y características

PCI Express

La PCI Express (Pheriferal Component Interconnect Express) se trata de un bus de datos de alta velocidad, que se encarga de la comunicación entre los diferentes componentes del hardware de un ordenador. Dichos componentes pueden ser parte de la placa base o bien, pueden utilizar drivers externos como en el caso de una tarjeta de expansión. Su implementación se dio a principios de los 2000, en sustitución del ya discontinuado bus PCI estándar

Una distribución más efectiva del ancho de banda es lo que da a la PCI Express mayor rendimiento frente a la PCI estándar; lo suficiente como para ser la tecnología prevalente en su área. Este artículo dará a entender los detalles más resaltantes sobre esta tecnología, la cual es parte de la actualidad del mundo de los ordenadores.

Para qué sirve el PCI Express

La función del bus PCI Express es poder conectar diversos tipos de tarjetas de expansión a la PC. El puerto conecta solamente 2 componentes de hardware, así que en cada ranura se puede conectar solo una tarjeta. Así, su principal función es la de conectar tarjetas, la mayoría gráficas, a la placa base de la computadora. Esto debido a que una tarjeta gráfica necesita ancho de banda suficiente para poder trabajar de forma correcta.

De igual forma, sirve para la conexión de otros tipos de tarjetas, como las de WiFi, Bluetooth y hasta de sonido. El bus PCI Express sirve para conectar tarjetas de red, tarjetas para tener más puertos USB en la PC y en algunos casos, sirva para conectar varias computadoras y así aumentar la potencia. Todo ello gracias a una tecnología como HyperTransport, que también utiliza una conexión de puertos PCI Express.

Este tipo de buses se utiliza también para la conexión de algunos tipos de discos duros de estado sólido, los conocidos como SSD. Estos discos duros son los que utilizan el protocolo NVMe, ya que pueden utilizar conexión con PCI Express y una conexión SATA estándar.

Tipos

Todos los puertos de PCI Express están divididos en dos partes. Están diseñados de esta manera para separar dichas partes una de otra. Pero no es un único estándar que se utiliza para conectar tarjetas, ya que existen varios tipos de buses PCI Express en el mercado.

PCI Express x1

Tipos de PCI Express

Este tipo de puerto es el más pequeño de todos los tipos de PCI Express que existen hasta los momentos. Además, es el puerto PCI más utilizado para conectar tarjetas de expansión, esto debido a que no requiere de grandes cantidades de ancho de banda para transferir datos rápidamente. Una de sus características principales, es que solo tiene una conexión vía PCI Express.

Esto significa que, si la placa base utiliza puertos PCI 3.0, el ancho de banda para todos los componentes será de 8 GT/s. Lo que se traduce en 8 GigaTransfers por Segundo. Si se tiene este ancho de banda, la tasa de transferencia será de unos 984.6 MB/s.

Puerto PCI Express x4

Este tipo de puerto no es muy común verlos en las placas bases de escritorio. Esto debido a que los fabricantes suelen introducir los puertos PCI Express tipo x1, ya que no hay muchas tarjetas de expansión que requieran de 4 vías de datos para funcionar con el bus PCI. En cuanto a sus especificaciones, si el PCI Express de la placa base es 3.0, la tasa de transferencia sería de unos 3,94 GB/s y si es un bus PCI 4.0, dicha tasa aumenta a unos 7,88 GB/s.

Si se ve el ancho de banda, comparte el mismo que el tipo de puerto PCI Express x1, el cual es de unos 8GT/s. Un detalle con este puerto, es que su lado derecho suele estar abierto. Esto se debe a que se pueden conectar algunas tarjetas de expansión que se han desarrollado para este tipo de bus de características y rendimiento superiores.

PCI Express x8

Al igual que el bus PCI x4, no suele utilizarse mucho en las placas bases de escritorio. Este tipo de bus se usa comúnmente en los ordenadores de tipo servidor. La razón es que no hay muchas tarjetas de expansión que utilicen un puerto de 4 vías para que pueda funcionar correctamente. En cuanto a rendimiento, la tasa de transferencia es de unos 7,88 GB/s para los puertos PCI 3.0 y de 15,75 GB/s en los puertos PCI 4.0.

Puerto PCI x16

Funciones del PCI Express

Este tipo de puerto PCI Express es probablemente el más conocido y el más utilizado de toda la gama. Esto se debe a que en este puerto es donde va instalada la tarjeta gráfica en la placa base de la PC. Incluso, es el puerto PCI que está instalado en todas las placas base de escritorio actualmente. En cuanto a rendimiento, la tasa de transferencia máxima es de unos 15.75 MB/s en puertos PCI 3.0 y de 31.51 MB/S en puertos PCI 4.0.

En este caso, muchos fabricantes instalan 2 puertos de este tipo en la placa base, muchas veces, instalan más de 1 puerto x16. Suele tener solo 4 vías de datos habilitadas y, a pesar de su rendimiento, se puede instalar sin problemas una tarjeta gráfica.

Características

De entrada, PCI Express es una tecnología disponible tanto en ordenadores de escritorio, como portátiles, de esta manera, sus características son superiores y su rendimiento es mucho mayor que su predecesora, la PCI estándar.

  • El coste de producción de la placa base es mucho menor si tiene puertos PCI Express.
  • Admiten más dispositivos, tales como: tarjetas Ethernet, USB y tarjetas gráficas potentes.
  • Su variante x1 maneja hasta 200 MB de tráfico por segundo de forma bidireccional.
  • Un conector x16 maneja 6.4 GB de datos por segundo en cada dirección. De tal manera que se puede tener una conexión Gigabit Ethernet y tarjetas gráficas potentes.
  • Permite la priorización de datos, el sistema transfiere los datos importantes y esto evita los llamados cuellos de botella.
  • Hace transferencias de datos en tiempo real.
  • Tiene métodos mejorados para dividir paquetes y volverlos a unir.

Diferencias entre PCI y PCI Express

El estándar PCI Express es una versión bastante mejorada del PCI estándar. Por ello, se establecen diferencias bastante marcadas entre los 2.

  • Podría decirse que PCI es solo un bus, mientras que el PCI Express es una conexión punto a punto en serie. Esto quiere decir que conecta solo 2 puntos en sus extremos.
  • En una placa base con puertos PCI, todos los dispositivos conectados allí comparten la misma ruta de datos, produciéndose en muchos casos los cuellos de botella, reduciendo el rendimiento.
  • La ruta de datos que utiliza PCI Express no es compartida, más bien utilizan un carril dedicado para compartir los datos. Así, el rendimiento se mantiene intacto cuando se conectan varios dispositivos.
  • Las ranuras de expansión PCI utilizan conexiones paralelas, mientras que este nuevo bus proporciona conexiones en serie de alta velocidad.
  • Los puertos PCI Express están basados en carriles de corte individual. Esto significa que varios puertos pueden agruparse para proporcionar conexiones con más ancho de banda. Si un puerto PC es x8, por ejemplo, significa que tiene ese número de carriles para establecer conexiones.

Ventajas o beneficios

Los puertos PCI Express son el estándar más utilizado en la placa base de un ordenador, ya sea de escritorio o portátil. Esto debido a que poseen una serie de ventajas que aumentará el rendimiento de la computadora de forma sustancial.

  • Los administradores pueden beneficiarse con redes de alta velocidad tanto en servidores, como en ordenadores de escritorio, gracias a los puertos y tarjetas de expansión PCI Express.
  • Permiten la conexión a tecnologías como RAID, Infinitiband y Gigabit Ethernet. Todo ello fuera del rack del servidor, si se utiliza la tecnología HyperTransport, se pueden conectar 2 computadoras.
  • La comunicación en serie del PCI Express es más rápida que las conexiones en paralelo.
  • Las ranuras PCI Express permiten que sean de distintos tamaños, todo ello para ahorrar espacio en la placa base.