PCI Express (siendo también oficiales sus abreviaturas PCIe o PCI-e) es un estándar de bus de expansión de tipo serie, designado para sustituir los anteriores estándares PCI, PCO-X y AGP. Actualmente es el estándar más habitual utilizado en placas base para conectar tarjetas gráficas, discos duros, tarjetas de múltiples tipos y, en general, cualquier tipo de componente.
Este sistema fue apoyado principalmente por Intel, que empezó a desarrollar el estándar con nombre de proyecto Arapahoe después de retirarse del sistema Infiniband.
PCI Express es abreviado como PCI-E o PCIe, aunque erróneamente se le suele abreviar como PCI-X o PCIx. Sin embargo, PCI Express no tiene nada que ver con PCI-X OG que es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar el ancho de banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más rápido que el PCI 2.1 ya que, aunque su velocidad es mayor que PCI Express, presenta el inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la frecuencia base se reduce y pierde velocidad de transmisión.
Estructura
Ranura PCI Express x1
Este bus está estructurado como carriles punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En PCIe 1.1 (el más común en 2007) cada carril transporta 250 MB/s en cada dirección. PCIe 2.0 dobla esta tasa a 500 MB/s y PCIe 3.0 la dobla de nuevo (1 GB/s por carril).
Cada ranura de expansión lleva uno, dos, cuatro, ocho o dieciséis carriles de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El número de carriles se escribe con una x de prefijo (x1 para un carril simple y x16 para una tarjeta con dieciséis carriles); x16 de 500MB/s dan un máximo ancho de banda de 8 GB/s en cada dirección para PCIE 2.x. En el uso más común de x16 para el PCIE 1.1 proporciona un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en cada dirección. En comparación con otros buses, un carril simple es aproximadamente el doble de rápido que el PCI normal; una ranura de cuatro carriles, tiene un ancho de banda comparable a la versión más rápida de PCI-X 1.0, y ocho carriles tienen un ancho de banda comparable a la versión más rápida de AGP.
Una ranura PCi Express 3.0 tiene 1 GB/s direccional y 2 GB/s bidireccional, por lo que logran en el caso de x16 un máximo teórico de 16 GB/s direccionales y 32 GB/s bidireccional
Usos
Ranuras PCI Express (de arriba abajo: x4, x16, x1 y x16), comparado con uno tradicional PCI de 32 bits, tal como se ven en la placa DFI LanParty nF4 Ultra-D
PCI Express está pensado para ser usado solo como bus local, aunque existen extensores capaces de conectar múltiples placas base mediante cables de cobre o incluso fibra óptica. Debido a que se basa en el bus PCI, las tarjetas actuales pueden ser reconvertidas a PCI Express cambiando solamente la capa física. La velocidad superior del PCI Express permitirá reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCI incluidos. La idea de Intel es tener un solo controlador PCI Express comunicándose con todos los dispositivos, en vez de con el actual sistema de puente norte y puente sur.
PCI Express no es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similar HyperTransport, que también puede tener este uso. Además no ofrece la flexibilidad del sistema InfiniBand, que tiene rendimiento similar, y además puede ser usado como bus interno externo.
Este conector es usado mayormente para conectar tarjetas gráficas. PCI Express en 2006 es percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en tarjetas gráficas. Marcas como Advanced Micro Devices y nVIDIA entre otras tienen tarjetas gráficas en PCI Express.
También está siendo utilizado en múltiples ocasiones como puesto para la transferencia de unidades de estado sólido de alto rendimiento, con tasas superiores al Gigabyte por segundo.
La siguiente tabla identifica los conductores a cada lado del conector de borde en una tarjeta PCI Express. El lado de soldadura de la placa de circuito impreso (PCB) es el lado A y el lado del componente es el lado B.[1] Los pines PRSNT1# y PRSNT2# deben ser ligeramente más cortos que el resto para garantizar que una tarjeta conectable en caliente esté completamente insertada.
El pin WAKE# utiliza voltaje completo para reactivar la computadora, pero debe estar alto desde la alimentación de espera para indicar que la tarjeta tiene capacidad para reactivarse[2]
Más información Pin, lado B ...
PCI Express connector pinout (x1, x4, x8 and x16 variants)
La fuente de alimentación principal para la ranura PCIe son los pines B2, B3 (lado B) y los pines A2, A3 (lado A). La energía en espera es el pin B10 y A10. Las tarjetas PCIe x1 pueden recibir hasta y las tarjetas gráficas x16 pueden recibir hasta , combinadas[6]
Todas las tarjetas PCI express pueden consumir hasta 3 A con +3.3 V (9.9 W). La cantidad de +12 V y la potencia total que pueden consumir depende del factor de forma y la función de la tarjeta::[7]:35–36[8][9]
Las tarjetas x1 están limitadas a 0,5 A a +12 V (6 W) y 10 W combinados.
Las tarjetas x4 y más anchas están limitadas a 2,1 A a +12 V (25 W) y 25 W combinados.
La tarjeta de tamaño x1 puede consumir hasta los límites de 25 W después de la inicialización y configuración del software como dispositivo de alta potencia.
Una tarjeta gráfica x16 de tamaño completo puede consumir hasta 5,5 A a +12 V (66 W) y 75 W combinados después de la inicialización y configuración del software como un dispositivo de alta potencia.[10]:38–39
Conectores de alimentación de 6 y 8 pines
Conectores de alimentación de 8 pines (izquierda) y 6 pines (derecha) utilizados en tarjetas PCI Express
Los conectores opcionales añaden (6 pines) u (8 pines) de alimentación de +12 V para un total de (2 × 75 W + 1 × 150 W).
El pin Sense0 está conectado a tierra mediante el cable o la fuente de alimentación, o flota a bordo si el cable no está conectado.
El pin Sense1 está conectado a tierra mediante el cable o la fuente de alimentación, o flota a bordo si el cable no está conectado.
Algunas tarjetas usan dos 8-
conectores de clavijas, pero esto aún no se ha estandarizado en 2018, por lo que dichas tarjetas no deben llevar el logotipo oficial de PCI Express. Esta configuración permite 375 W en total (1 × 75 W + 2 × 150 W) y probablemente estará estandarizada por PCI-SIG con el estándar PCI Express 4.0.Plantilla:Actualización en línea El 8-
El conector PCI Express de pines podría confundirse con el conector EPS12V, que se utiliza principalmente para alimentar sistemas SMP y multinúcleo. Los conectores de alimentación son variantes de los conectores de la serie Molex Mini-Fit Jr[11].
Más información Pins, Hembra/receptáculo en cable PS ...
Mini Card: un reemplazo del formato Mini PCI (con buses PCIe x1, USB 2.0 y SMBus en el conector). Actualmente, el estándar M.2 ha reemplazado en muchos dispositivos al Mini PCI.
ExpressCard: sucesor del formato PC card (con PCIe x1 y USB 2.0; conectable en caliente)
XMC: similar al formato CMC/PMC (con PCIe x4 o Serial RapidI/O)
AdvancedTCA: un complemento de CompactPCI y PXI para aplicaciones tecnológicas; soporta topologías de backplane basadas en comunicación serial
AMC: un complemento de la especificación AdvancedTCA; soporta procesadores y módulos de entrada/salida en placas ATCA (PCIe x1,x2,x4 o x8).
