PCI Express 3.0 vs PCI Express 2.0 – Diferencias y rendimiento

Una de las características que se encuentran en las CPU, los chipsets, las placas base y las tarjetas gráficas actuales es la conexión PCI Express 3.0. Sin embargo, ¿Cuál es la diferencia sobre el estándar PCI Express 2.0 anterior? ¡Vamos a averiguarlo! PCI Express 3.0 vs PCI Express 2.0.

PCI Express 3.0 vs PCI Express 2.0, diferencias en especificaciones

PCI-SIG anunció la disponibilidad de la especificación PCI Express Base 2.0 el 15 de enero de 2007. El estándar PCIe 2.0 duplica la velocidad de transferencia en comparación con PCIe 1.0 a 5 GB/s y el rendimiento por lane aumenta de 250 MB/s a 500 MB/s. Las ranuras de la placa base PCIe 2.0 son totalmente compatibles con las tarjetas PCIe v1.x. Las tarjetas PCIe 2.0 también son generalmente compatibles con las placas base PCIe 1.x, utilizando el ancho de banda disponible de PCI Express 1.1. En general, las tarjetas gráficas o las placas base diseñadas para v2.0 funcionarán con las otras v1.1 o v1.0a.

El PCI-SIG también dijo que PCIe 2.0 presenta mejoras en el protocolo de transferencia de datos punto a punto y su arquitectura de software. El primer chipset con capacidad PCIe 2.0 de Intel fue el X38 y las placas comenzaron a enviarse desde varios proveedores (Abit, Asus, Gigabyte) a partir del 21 de octubre de 2007. AMD comenzó a admitir PCIe 2.0 con su serie de chipsets AMD 700 y Nvidia comenzó con el MCP72. Todos los chipsets anteriores de Intel, incluido el chipset Intel P35, admitían PCIe 1.1 o 1.0a.

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La conexión PCI Express 3.0 se especificó en 2010, con una tasa de transferencia teórica máxima por lane de casi 1 GB/s (en realidad, 984,6 MB/s), el doble de la tasa del estándar PCI Express 2.0 que ofrece 500 GB/s por lane. Por lo tanto, una ranura PCI Express 2.0 x16 ofrece un ancho de banda máximo teórico de 8 GB/s, mientras que una ranura PCI Express 3.0 x16 alcanza 16 GB/s. PCI Express 3.0 actualiza el esquema de codificación a 128b/130b desde la codificación 8b/10b anterior, reduciendo la sobrecarga de ancho de banda del 20% de PCI Express 2.0 a aproximadamente 1.54% (= 2/130).

Un equilibrio deseable de 0 y 1 bits en el flujo de datos se logra al XORingar un polinomio binario conocido como «aleatorizador», del flujo de datos en una topología de realimentación. Debido a que el polinomio de aleatorización es conocido, los datos se pueden recuperar aplicando el XOR por segunda vez. Los pasos de aleatorización y descodificación se realizan en hardware. La velocidad de bits de 8 GT / s de PCI Express 3.0 ofrece 985 MB/s por lane, lo que duplica el ancho de banda del lane en comparación con PCI Express 2.0.

PCI Express 3.0 vs PCI Express 2.0 ¿Afecta al rendimiento en juegos?

Tengamos en cuenta que esas son las velocidades máximas que admite esta conexión, lo que no significa que la tarjeta de video transfiera datos a estas velocidades. Con respecto a las tarjetas gráficas, todos los modelos actuales son compatibles con PCI Express 3.0. Los primeros chips Nvidia compatibles con este estándar fueron de la generación GeForce GT/GTX 6xx, mientras que los modelos AMD lo utilizan desde los modelos Radeon HD 7xxx.

Por otro lado, en la mayoría de los casos, será la CPU la que incluye la interfaz PCI Express 3.0, no el chipset. Sin embargo, es necesario que la placa base también sea compatible con el estándar. Las CPU Intel son compatibles con PCI Express 3.0 desde la tercera generación de procesadores Core i («Ivy Bridge»). Las CPUs de AMD son compatibles con el estándar en todos los modelos FM2+ y AM4. Por otro lado, los procesadores FX no son compatibles con PCI Express 3.0, ya que en esta plataforma, los circuitos PCI Express son generados por el conjunto chipset, e incluso el modelo más avanzado, 990FX, solo es compatible con PCI Express 2.0.

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Además de la gran diferencia en el ancho de banda máximo teórico entre la CPU y la GPU, tenemos curiosidad sobre el impacto del rendimiento en la vida real de los juegos al utilizar un PCI Express 3.0 contra una conexión 2.0. Entonces, nos hemos valido de pruebas utilizando una tarjeta de video de alta gama GeForce GTX 980Ti, primero con la ranura configurada como PCI Express 3.0 x16 y luego con la misma ranura configurada como PCI Express 2.0 x16.

GeForce GTX 980 Ti	PCI Express 2.0	PCI Express 3.0
Battlefield 4	189 FPS	187 FPS
Dirt Rally	173 FPS	173 FPS
Dying Light	115 FPS	123 FPS
Grand Theft Auto V	138 FPS	143 FPS
Mad Max	149 FPS	149 FPS

Las pruebas muestran un resultado claro, pues de todos los juegos probados, tan solo en el caso de Dying Light hubo un aumento significativo del rendimiento al usar PCI Express 3.0 en lugar de PCI Express 2.0. Aun así, la mejora fue de sólo el 7%, una cifra muy escasa. Recuerda que se ha usado una tarjeta de video de alta gama, en un sistema de alta gama. Si se hubieran ejecutado las pruebas en un sistema más básico, es lógico pensar que, en un sistema con un menor rendimiento de la tarjeta gráfica, el impacto del ancho de banda entre las dos generaciones de PCI Express debería ser aún menor.

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