PCI vs PCI Express: características y diferencias

Las ranuras Peripheral Component Interconnect (PCI) son una parte tan integral de la arquitectura de los PCs que la mayoría de los usuarios las dan por sentado. Durante años, PCI ha sido una forma versátil y funcional de conectar tarjetas de sonido, video y red a una placa base. Pero el PCI tiene algunas deficiencias. A medida que los procesadores, tarjetas de video, tarjetas de sonido y redes se han vuelto más rápidos y potentes, PCI se ha mantenido igual. Tiene un ancho fijo de 32 bits y puede manejar solo 5 dispositivos a la vez.

El nuevo protocolo llamado PCI Express (PCIe) elimina muchas de estas deficiencias, proporciona más ancho de banda y es compatible con los sistemas operativos existentes. En este artículo, analizaremos qué hace que PCI Express sea diferente de PCI. También veremos cómo PCI Express hace que un PC sea más rápido y puede reemplazar la ranura AGP.

¿Qué diferencias hay entre las ranuras PCI y las ranuras PCI Express?

En los primeros días de la informática, una gran cantidad de datos se movía a través de conexiones seriales. Los ordenadores separaron los datos en paquetes y luego movieron los paquetes de un lugar a otro a la vez. Las conexiones seriales eran confiables pero lentas, por lo que los fabricantes comenzaron a usar conexiones paralelas para enviar múltiples datos simultáneamente.

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Resulta que las conexiones paralelas tienen sus propios problemas a medida que las velocidades aumentan cada vez más, por ejemplo, los cables pueden interferir entre sí de forma electromagnética, por lo que ahora el péndulo está girando hacia conexiones en serie altamente optimizadas. Las mejoras en el hardware y en el proceso de dividir, etiquetar y reensamblar paquetes han llevado a conexiones en serie mucho más rápidas, como USB 2.0 y FireWire.

PCI Express es una conexión en serie que funciona más como una red que como un bus. En lugar de un bus que maneja datos de múltiples fuentes, PCIe tiene un interruptor que controla varias conexiones seriales punto a punto. Estas conexiones se extienden desde el conmutador, lo que lleva directamente a los dispositivos donde deben ir los datos. Cada dispositivo tiene su propia conexión dedicada, por lo que los dispositivos ya no comparten el ancho de banda como lo hacen en un bus normal.

Cuando el PC se inicia, PCIe determina qué dispositivos están conectados a la placa base. Luego identifica los enlaces entre los dispositivos, creando un mapa de dónde irá el tráfico y negociando el ancho de cada enlace. Esta identificación de dispositivos y conexiones es el mismo protocolo que utiliza PCI, por lo que PCIe no requiere cambios en el software o los sistemas operativos. Cada carril o lane de una conexión PCI Express contiene dos pares de cables: uno para enviar y otro para recibir. Los paquetes de datos se mueven a través del carril a una velocidad de un bit por ciclo. Una conexión x1, la conexión PCIe más pequeña, tiene un carril formado por cuatro cables. Lleva un bit por ciclo en cada dirección. Un enlace x2 contiene ocho cables y transmite dos bits a la vez, un enlace x4 transmite cuatro bits, y así sucesivamente. Otras configuraciones son x12, x16 y x32.

PCI Express es la interfaz con más potencial de cara al futuro y ha dejado obsoletos los puertos PCI

PCI Express está disponible para ordenadores de escritorio y portátiles. Su uso puede llevar a un menor coste de producción de la placa base, ya que sus conexiones contienen menos pines que las conexiones PCI. También tiene el potencial de admitir muchos dispositivos, incluidas tarjetas Ethernet, USB 2 y tarjetas de video. El bus PCI de 32 bits tiene una velocidad máxima de 33 MHz, lo que permite que un máximo de 133 MB de datos pasen a través del bus por segundo.

Sin embargo, un solo lane PCI Express puede manejar 200 MB de tráfico en cada dirección por segundo. Un conector PCIe x16 puede mover increíbles 6.4 GB de datos por segundo en cada dirección. A estas velocidades, una conexión x1 puede manejar fácilmente una conexión Gigabit Ethernet, así como aplicaciones de audio y almacenamiento. Una conexión x16 puede manejar fácilmente potentes adaptadores gráficos.

Unos pocos avances simples han contribuido a este salto masivo en la velocidad de conexión en serie:

• Priorización de datos, lo que permite que el sistema transfiera primero los datos más importantes y ayuda a evitar cuellos de botella.
• Transferencias de datos dependientes del tiempo (en tiempo real)
• Mejoras en los materiales físicos utilizados para realizar las conexiones.
• Mejor handshaking y detección de errores.
• Mejores métodos para dividir los datos en paquetes y volver a juntarlos. Además, dado que cada dispositivo tiene su propia conexión dedicada, punto a punto, al conmutador, las señales de múltiples fuentes ya no tienen que abrirse camino a través del mismo bus.

Mayor rendimiento

Hemos establecido que PCIe puede eliminar la necesidad de una conexión AGP. Una ranura PCIe x16 puede alojar muchos más datos por segundo que lo que permiten las conexiones AGP 8x. Además, una ranura PCIe x16 puede suministrar 75 vatios de potencia a la tarjeta gráfica, a diferencia de la conexión AGP 8x de 42 vatios. Pero PCIe tiene un potencial aún más impresionante para el futuro de la tecnología gráfica.

Con el hardware adecuado, una placa base con dos conexiones PCIe x16 puede admitir dos tarjetas gráficas al mismo tiempo. Nvidia y AMD han desarrollado y lanzando sistemas para aprovechar esta función. Las tarjetas trabajan juntas dividiendo la pantalla a la mitad. Cada tarjeta controla la mitad de la pantalla y el conector se asegura de que todo esté sincronizado. La tecnología de AMD no requiere tarjetas de video idénticas, una importante diferencia con Nvidia, aunque los sistemas de alto rendimiento deben tener tarjetas idénticas.

Dado que PCI, y PCI Express son compatibles, los dos pueden coexistir indefinidamente. Hasta ahora, las tarjetas gráficas han hecho la transición más rápida al formato PCIe. Los adaptadores de red y sonido, así como otros periféricos, han tenido un desarrollo más lento. Pero como PCIe es compatible con los sistemas operativos actuales y puede proporcionar velocidades más rápidas, han acabado reemplazando a PCI como un estándar de PC. Gradualmente, las tarjetas basadas en PCI se volvieron obsoletas.

Con esto finaliza nuestro artículo sobre PCI vs PCI Express: características y diferencias entre las dos conexiones. Recuerda compartirlo con tus amigos para que pueda ayudar a más usuarios.