¿Qué es PCIe 5.0 y por qué es importante?

Con el lanzamiento de los procesadores Intel Alder Lake y el lanzamiento inminente de los procesadores AMD 7000 Ryzen, el hardware PCIe 5.0 finalmente es una realidad. Pero, ¿qué es PCIe 5.0 y debería apresurarse a comprar una placa base PCIe 5.0?

¿Qué es PCI?

PCIe es la abreviatura de Peripheral Component Interconnect Express. PCIe es un estándar que permite que los periféricos se conecten a su placa base y se comuniquen con su unidad central de procesamiento (CPU). El estándar PCIe ha sido publicado por PCI Special Interest Group (PCI-SIG) desde 2003, cuando se anunció el primer estándar PCIe.

El estándar PCIe se diseñó originalmente para reemplazar una serie de estándares más antiguos, como PCI, PCI-X y APG. Tenía que tener un excelente rendimiento, ser versátil y compacto. PCI-SIG también decidió hacer que el estándar PCIe sea lo más compatible posible con versiones anteriores.

Esto significa que puede esperar razonablemente que un dispositivo PCIe 2.0 de 2008 funcione con una placa base que tenga ranuras PCIe 5.0. Esta es una gran noticia si tiene periféricos más antiguos que no tienen contrapartes modernas o que aún satisfacen sus necesidades. Si los controladores escritos para Windows XP o Vista funcionarán en Windows 10 u 11 es otra cuestión.

¿Para qué se utiliza PCIe?

La interfaz PCIe generalmente se usa para conectar periféricos de alto rendimiento a una computadora. El ejemplo más común es la unidad de procesamiento de gráficos (GPU), ya que los juegos modernos, las aplicaciones científicas, de ingeniería y de aprendizaje automático requieren que se procesen grandes cantidades de datos.

Las GPU no son lo único que puede conectar a un conector PCIe: los adaptadores de red, las tarjetas de sonido, los adaptadores M.2 PCIe , las tarjetas de expansión USB, las tarjetas de expansión SATA y muchos otros dispositivos pueden usar la interfaz PCIe. Si algo está conectado a su computadora y no es RAM o un disco duro, es casi seguro que usa PCIe.

Obviamente, no todos estos dispositivos tienen los mismos requisitos de tamaño y ancho de banda. Para ello, existen varias opciones para el conector PCIe físico.

¿Qué son los carriles PCIe y qué significan x1, x4, x8 y x16?

Escuchará que las interfaces PCIe físicas en la placa base se denominan ranuras, conectores o puertos PCIe.

Estos puertos generalmente se ordenan por la cantidad de líneas disponibles, y la cantidad de líneas determina el rendimiento total admitido por el puerto. El estándar PCIe 5.0 requiere una tasa de transferencia de 8 gigabytes por segundo (GB/s) por carril.

Nota. El ancho de banda total de una pista se divide entre enviar y recibir datos. Entonces, un solo carril de 8 GB/s puede transmitir 4 GB/s y recibir 4 GB/s al mismo tiempo.

Cuando ve algo como «PCIe 5.0 x1» escrito en un producto, significa que el producto usa PCIe 5.0 y tiene un carril PCIe disponible. Cuando vea «PCIe 5.0 x16», significa que 16 de los carriles PCIe 5.0 totales están disponibles, lo que equivale a un ancho de banda total de 128 GB/s.

Por lo general, los puertos PCIe x1, x4, x8 y x16 vienen en diferentes tamaños, siendo PCIe x16 el más grande y PCIe x1 el más pequeño.

El hardware conectado a estos puertos tiene el tamaño correspondiente. Los periféricos más exigentes, como las GPU, están diseñados para usar un puerto x16 completo, mientras que los dispositivos como las tarjetas de sonido suelen usar puertos x1 o x4.

Es bastante común ver puertos PCIe x1, x4 y x16 en placas base de consumo regulares. Por lo general, una placa base con un puerto x8 utilizará el mismo puerto de tamaño físico que la conexión x16, pero el rendimiento estará limitado por la velocidad del puerto x8. Es importante tener en cuenta que las ranuras PCIe más pequeñas siempre se pueden conectar a puertos más grandes: si tiene una tarjeta de red que usa un puerto PCIe x4, puede conectarla a cualquier puerto PCIe x8 o PCIe x16.

Aparte de los puertos PCIe habituales, hay una diferencia notable: la ranura M.2. El puerto M.2 es el estándar para unidades de estado sólido (SSD) NVMe de alta velocidad. M.2 no es físicamente compatible con los puertos PCIe estándar, pero utiliza una conexión PCIe x4.

¿En qué se diferencia PCIe 5.0?

La característica más importante de PCIe 5.0, y la que a todos les interesará, es la velocidad. PCIe 5.0 es el doble de rápido que PCIe 4.0.

Las unidades M.2 NVMe de alta velocidad utilizan una conexión PCIe x4. Esto significa que las unidades NVMe que admiten velocidades PCIe 5.0 tienen velocidades de lectura y escritura de alrededor de 16 GB/s. Por contexto, los SSD SATA típicos alcanzan un máximo de alrededor de 550 megabytes por segundo (MB/s). Las unidades PCIe 5.0 NVMe, cuando estén disponibles, prometen ser unas 30 veces más rápidas. El tiempo de carga permanecerá en el pasado.

Casi todos obtienen algo de la última versión del estándar PCIe, pero las personas y las organizaciones que se ocupan de «grandes datos» probablemente se divertirán más. Los centros de datos que ejecutan servicios como Facebook, Google y otros servicios importantes manejan cantidades inimaginables de datos y podrán exprimir hasta la última gota de rendimiento de las interfaces PCIe 5.0. Las aplicaciones científicas y de ingeniería sin duda se beneficiarán de un mayor ancho de banda.

¿Qué significa PCIe 5.0 para los consumidores?

Al momento de escribir, agosto de 2022, no mucho.

Hay muy pocos dispositivos PCIe 5.0 disponibles actualmente, y ninguno de ellos está dirigido a los consumidores principales o incluso a los entusiastas. Se espera que NVIDIA siga con PCIe 4.0 para sus GPU de la serie RTX 4000 tan esperadas, y no está claro si las GPU de la serie Radeon RX 7000 de AMD también implementarán la interfaz PCIe 5.0. No hay SSD de consumo diseñados para el estándar PCIe 5.0. Solo hay unas pocas opciones empresariales, como el Samsung PM1743 .

En el futuro, esto definitivamente cambiará, incluso si las GPU de la serie AMD Radeon RX 7000 y NVIDIA RTX 4000 no usan PCIe 5.0, lo que vendrá para reemplazarlas seguramente lo será. Se han detectado SSD de consumo compatibles con PCIe 5.0, por lo que probablemente no estén muy lejos.

¿La próxima disponibilidad de dispositivos PCIe 5.0 significa que debe darse prisa y comprar un nuevo procesador Alder Lake, Raptor Lake o Zen 4 y una placa base compatible solo para compatibilidad con PCIe 5.0? Depende: si está dispuesto a pagar más para ser uno de los primeros en adoptar el hardware PCIe 5.0 y realmente puede usarlo, entonces PCIe 5.0 es un salto de rendimiento bienvenido. Si necesita una actualización de todos modos, definitivamente no hay nada de malo en obtener algo con PCIe 5.0 habilitado.

Sin embargo, es probable que los dispositivos PCIe 5.0 no se conviertan en la norma hasta dentro de algunos años, momento en el cual tanto Intel como AMD probablemente lanzarán una nueva generación de procesadores más rápidos. A menos que esté persiguiendo lo último y lo mejor, o no necesite actualizar por otros motivos, es mejor que guarde su dinero y espere hasta que lleguen más dispositivos PCIe 5.0 al mercado.

Mientras tanto, ya se ha definido el estándar PCIe 6.0. En el mundo del hardware para PC, siempre hay algo nuevo y mejor en el horizonte.