SSD PCIe 3.0 vs PCIe 4.0 vs PCIe 5.0: comparativa de las nuevas unidades NVMe

Las unidades SSD han sufrido muchos cambios desde que aparecieron las primeras hasta la actualidad, pasando de los formatos 2.5″ SATA hasta los actuales M.2 NVMe basados en el bus PCIe. Además, con el avance de las versiones del estándar, hemos visto unidades PCIe 3.0, PCIe 4.0 y PCIe 5.0 que llegan ahora. Pero… ¿cuáles son las diferencias? ¿Realmente merece la pena actualizar a una 5.0? Vamos a verlo.

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SSD PCIe 3.0

Con la llegada del bus PCI Express también al apartado del almacenamiento, se posibilitó acelerar el rendimiento de las unidades SSD de forma considerable. Primero vino la norma PCIe 3.0, la primera en aparecer en las unidades SSD NVMe.

Las unidades SATA no ofrecían el mismo rendimiento, ya que el Serial ATA estaba limitado en cuanto al ancho de banda y velocidad, como debes saber. Sin embargo, PCIe 3.0 supuso la posibilidad de comenzar a explotar mejor las nuevas ventajas que ofrecían las unidades de estado sólido.

El estándar PCIe Gen 3, o PCIe 3.0, permitía a las unidades operar con unas tasas de transferencia de hasta 8 GT/s. Esto sería aproximadamente 1 GB/s por cada carril PCIe empleado, y como sabes se usaban cuatro carriles (x4, aunque algunas también fueron x2) para las unidades SSD. En la siguiente tabla puedes ver una comparativa.

	x1	x2	x4	x8	x16
Anchura de banda de PCIe Gen 3	1 GB/s	2 GB/s	4 GB/s	8 GB/s	16 GB/s

El mayor inconveniente cuando aparecieron estas unidades es que eran más caras, no eran compatibles con las interfaces SATA, por supuesto, y necesitaban de una actualización de la placa base si querías emplearlas y no disponías de una ranura para este tipo de interfaz…

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SSD PCIe 4.0

PCIe ha sido durante los últimos años el nuevo estándar de interfaz de alta velocidad para multitud de periféricos o unidades. Cuando se anunció PCIe 4.0 o PCIe Gen 4 en 2017, muchos vieron una gran oportunidad de dar un salto en el rendimiento de las unidades SSD NVMe, aunque se tendría que esperar hasta la Computex 2019 para que los fabricantes de placas base (y el soporte de la CPU) comenzaran a implementar esta interfaz.

La PCIe 4.0 era la sucesora de PCIe 3.0, y permitió un importante impulso para las unidades de alto rendimiento, ya que PCIe Gen 3 no pudo sacar el máximo provecho a las unidades flash. Las cargas de trabajo cada vez más pesadas y los nuevos requisitos del software hacían que el PCIe Gen 4 se acogiera con ansia, ya que era capaz de duplicar el rendimiento de la versión 3.0, con 16 GT/s, o aproximadamente 2 GB/s por cada carril PCIe.

	x1	x2	x4	x8	x16
Anchura de banda de PCIe Gen 3	1 GB/s	2 GB/s	4 GB/s	8 GB/s	16 GB/s
Anchura de banda de PCIe Gen 4	2 GB/s	4 GB/s	8 GB/s	16 GB/s	32 GB/s

Además, implementar el PCIe 4.0 en las nuevas unidades SSD NVMe no fue un problema, ya que es retrocompatible con PCIe Gen 3, es decir, puedes usar un dispositivo PCIe Gen 4 a una interfaz PCIe Gen 3 y funcionará, aunque a las velocidades de PCIe Gen 3. Esto ayudó mucho a su rápida expansión.

No obstante, no se popularizó la adopción de la interfaz PCIe 4.0 de inmediato, tardó un poco en asentarse en el mercado, como le ocurre a muchas otras tecnologías. Además, para aprovechar al máximo PCIe Gen 4 también implicaba tener una CPU compatible con carriles que usasen este estándar y una placa base adecuada. Sin embargo, en la actualidad se ha transformado en el más usado.

Las CPUs AMD Ryzen 3000 Series en adelante ya permitían el uso de PCIe Gen 4, con placas base con chipsets AMD X570, B550 y TRX40 en adelante. En el lado de Intel tenemos que la primera generación en soportar esta interfaz fue la 11ªGen, la Rocket Lake en adelante, con chipsets Z490, Z590 y Z690…

PCIe 4.0 ganaban en cuanto a velocidad de lectura y escritura, los accesos eran más rápidos para cargas de trabajo donde se necesitase mover grandes cantidades de datos, y esto pasa por bases de datos, aplicaciones científicas, y otros trabajos intensivos de E/S. Aunque bien es cierto que en gaming la ganancia no fue tan elevada como en otros aspectos, también hubo un notable cambio, especialmente en los videojuegos de mundo abierto, que son los que más archivos tienen que cargar. Es más, en los videojuegos de este tipo, incluso la tasa de FPS se veía beneficiada por tener una SSD PCIe 4.0.

En definitiva, en este caso, fue muy importante el paso de una unidad SSD PCIe 3.0 a una PCIe 4.0, el salto de rendimiento fue bastante evidente, reduciendo el cuello de botella generado por la Gen 3, ya que ésta interfaz no fue capaz en ningún momento de aprovechar al máximo el ancho de banda que podían proveer las unidades SSD NVMe. Es decir, pasar a PCIe 4.0 sí que merecía la pena, y con creces. Pero ¿y pasar de PCIe 4.0 a PCIe 5.0?

SSD PCIe 5.0

Ahora están comenzando a llegar las primeras unidades PCIe Gen 5 o PCIe 5.0 al mercado del almacenamiento. Aún no son la mayoría, pero cada vez son más numerosas y lo seguirán siendo en un futuro inmediato. Las nuevas plataformas, como los procesadores AMD Ryzen 7000 Series y los Intel Core 12ªGen, y sus placas base correspondientes, ya lo soportan.

Las nuevas unidades PCIe 5.0 han calado mejor en el sector del HPC, donde la velocidad es aún más importante. Sin embargo, en los PCs aún siguen teniendo una adopción no muy alta. En parte porque son pocos los modelos que existen por el momento y por sus elevados precios, aunque estoy cambiará rápidamente.

	x1	x2	x4	x8	x16
Anchura de banda de PCIe Gen 3	1 GB/s	2 GB/s	4 GB/s	8 GB/s	16 GB/s
Anchura de banda de PCIe Gen 4	2 GB/s	4 GB/s	8 GB/s	16 GB/s	32 GB/s
Anchura de banda de PCIe Gen 5	4 GB/s	8 GB/s	16 GB/s	32 GB/s	64 GB/s

Por otro lado, hay que decir que los dispositivos PCIe 5.0 también son retrocompatibles, por lo que podrías usarlos con PCIe 4.0, pero, como ocurría con las PCIe 3.0, se limitaría la velocidad a la de la Gen 4.

Rendimiento PCIe 3.0 vs PCIe 4.0 vs PCIe 5.0

En el vídeo anterior puedes ver algunas pruebas realizadas por un Youtuber comparando los SSD PCIe 3.0 vs PCIe 4.0 vs PCIe 5.0 para gaming, y puedes sacar tus propias conclusiones. La verdad es que son pruebas bastante esclarecedoras.

Como podrás ver, la mayor diferencia se nota entre PCIe 3.0 y PCIe 4.0, siendo el salto de rendimiento entre PCIe 4.0 y PCIe 5.0 algo menos pronunciado. Sí es cierto que existe un salto de rendimiento en la nueva PCIe Gen 5, pero también es verdad que las unidades pueden costar entre 3 y 4 veces más.

¿Merece la pena actualizar a PCIe 5.0?

Mientras que otras unidades, como las tarjetas gráficas, sí que se ven enormemente beneficiadas cada vez que se da un salto de interfaz, las unidades SSD NVMe tenían algunas limitaciones con PCIe 3.0, pero eso no ha sido así en PCIe 4.0. Se puede decir que esta Gen 4 es suficientemente buena para lo que necesitan estos medios de almacenamiento.

Bien es cierto que con PCIe 5.0 se ha producido otro pequeño salto de rendimiento, pero no se corresponde desde luego a todo el potencial que ofrece PCIe Gen 5. Es decir, mientras PCIe 3.0 hacía que las unidades SSD NVMe estuviesen infra-explotadas, las unidades SSD NVMe están infra-explotando al bus PCIe Gen 5. Aún no le pueden sacar todo su potencial, y habrá que esperar a futuras unidades que sean capaces de saturar todo el ancho de banda disponible.

Por tanto, contestando a la pregunta de si merece la pena actualizar de una SSD PCIe 4.0 a una PCIe 5.0, la respuesta es no. Y es que no vas a conseguir triplicar el rendimiento o cuadriplicarlo, pero sí que vas a tener que pagar 3 o 4 veces más. Además, a esto habría que sumarle el dinero invertido en actualizar componentes como la CPU y la placa base para que soporten este nuevo estándar…