¿Qué son PCIe 4.0 y 5.0?

Los estándares PCIe más recientes conllevan una conexión con mayor ancho de banda a las GPU, SSD y otros periféricos. Los sistemas de 12ª generación añaden compatibilidad con PCIe 5.0, mientras que los de 11ª generación añadieron compatibilidad con PCIe 4.0. Todas las generaciones de PCIe son compatibles con las anteriores, por lo que no hay razón para no actualizarse.

Aspectos destacados:

  • Los estándares PCIe más recientes permiten a su ordenador utilizar las GPU y las SSD para alcanzar su máximo potencial.

  • PCIe 4.0 duplica el ancho de banda de 3.0, el estándar actual, mientras que 5.0 duplica de nuevo el ancho de banda de 4.0.

  • Los carriles PCIe de CPU adicionales ofrecen a su GPU y a su SSD acceso a los carriles de la CPU.

  • Actualizar a una SSD PCIe 4.0 prepara su sistema para nuevas innovaciones para videojuegos.

  • Cada generación de PCIe es compatible con las anteriores.

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Los dispositivos PCIe 4.0 son cada vez más prevalentes. La compatibilidad con PCIe 4.0 se añadió con las CPU y las placas base Intel® Core™ de 11ª generación, y ahora la plataforma de 12ª generación ofrece PCIe 5.0 y compatibilidad completa con dispositivos PCIe 4.0 y 3.0.

Pero, ¿cuál es la diferencia entre PCIe 5.0, 4.0 y 3.0? ¿Cómo funciona la compatibilidad con versiones anteriores de PCIe? Y ¿cuáles son las ventajas de los carriles PCIe de CPU de 12ª y 11ª generación en comparación con los carriles PCIe de chipset?

Veamos cómo funciona PCIe 4.0 y por qué es una parte integral de la plataforma de 11ª generación.

¿Qué es PCIe 4.0?

Si ha montado un ordenador, reconocerá las ranuras PCIe que se disponen horizontalmente por su placa base. PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) es un bus de expansión de alto ancho de banda utilizado con frecuencia para conectar tarjetas gráficas y SSD, así como periféricos como tarjetas de captura y tarjetas inalámbricas.

Los carriles PCIe aparecen en la placa base en variaciones x1, x2, x4, x8 y x16. Más carriles implican mayor ancho de banda, así como una ranura más larga. Las GPU suelen estar instaladas en la ranura x16, ya que es la que tiene mayor ancho de banda y, tradicionalmente, la conexión más directa a la CPU. Las SSD PCIe m.2 modernas utilizan carriles x4.

Cada generación de PCIe es dos veces más rápido que su predecesor. Aunque PCIe 3.0 tenía una tasa de transferencia de datos de 8 gigatransferencias por segundo, PCIe 4.0 transfiere datos a 16 GT/s, y PCIe 5.0 de 32 GT/s. (La frecuencia de bits se mide en gigatransferencias para mostrar la velocidad máxima teórica antes de codificar. Las velocidades realizadas pueden ser más lentas).

A simple vista, las ranuras PCIe más recientes parecen idénticas a las de la versión 3.0. También cuentan tanto con retrocompatibilidad como con compatibilidad hacia adelante: no solo puede conectar una SSD PCIe 3.0 a una ranura PCIe 4.0, sino también una SSD PCIe 4.0 a una ranura 3.0.

¿Qué son los carriles PCIe?

Una ventaja clave de las CPU Intel® Core™ de 12ª y 11ª generación es la adición de carriles PCIe de CPU siguiendo los nuevos estándares. Las CPU Intel® Core™ de 12ª generación ofrecen hasta 16 carriles PCIe 5.0 de CPU y hasta cuatro carriles PCIe 4.0 de CPU, mientras que las CPU Intel® Core™ de 11ª generación como la Intel® Core™ i9-11900K ofrecen hasta 20 carriles PCIe 4.0 de CPU.

No todos los carriles PCIe funcionan del mismo modo: los carriles PCIe de CPU se conectan directamente con la CPU, mientras que los carriles de chipset (o «PCT») se conectan con el chipset, que se conecta a su vez con la CPU a través de un enlace DMI (Direct Media Interface).

El PCH suele gestionar características en su placa base como dispositivos USB, Wi-Fi y red Ethernet, y sonido en la placa base. Como el enlace entre la CPU y el chipset está limitado a un ancho de banda total x8 3.0, es posible que el enlace se sature si se conectan múltiples dispositivos de almacenamiento y se utilizan otros recursos. La conexión directa a la CPU evita este cuello de botella.

Con los 20 carriles PCIe de CPU proporcionados por las CPU Intel® Core™ de 11ª generación, los constructores de PC tienen la flexibilidad de ofrecer una GPU y una SSD NVMe, la ruta óptima a su CPU al mismo tiempo. Las CPU Intel® Core™ de 12ª generación ofrecen la misma opción con un ancho de banda aún mayor, dado que sus 16 PCIe 5.0 de CPU tienen el doble de velocidad que la 4.0.

En el pasado, los usuarios con 16 carriles PCIe 3.0 podían aprovechar esta ruta óptima a su CPU reduciendo a la mitad el ancho de banda a su GPU para crear otro cuello de botella potencial.

Las SSD PCIe m.2 y NVMe con tarjetas elevadoras ya cuentan con ventajas de velocidad sobre unidades conectadas con cable de datos SATA. El rendimiento de PCIe permite almacenamiento NVMe para trabajar con más datos, y la conexión directa a la placa base reduce la latencia. La conexión a los carriles PCIe de CPU ayuda aún más a reducir la latencia al eliminar la distancia que deben recorrer los datos a través del chipset.

¿Por qué actualizar a PCIe 4.0?

Como se mencionó anteriormente, cada generación de PCIe duplica el rendimiento. No obstante, la ventaja real de PCIe 5.0 es la compatibilidad con versiones anteriores y que perdurará en el futuro: sabe que el nuevo hardware no sufrirá cuellos de botella en su sistema.

Actualmente, las SSD PCIe 4.0 están diseñadas para tener una mayor velocidad de lectura/escritura que las SSD PCIe 3.0, pero sus ventajas actuales reales en áreas como los tiempos de carga y la transferencia de archivos grandes son escasas. Con el paso del tiempo, sin embargo, se lanzarán nuevos controladores de memoria, y se espera que tanto juegos como aplicaciones saquen más provecho aún de las SSD modernas.

Una de las formas en las que esto puede ocurrir será a través de tecnologías como DirectStorage, diseñadas para mejorar el rendimiento de las SSD en cargas de trabajo intensivas de E/S. A medida que las SSD se convierten en la norma en el desarrollo de videojuegos de próxima generación, esto puede llevar a avances en tiempos de carga, transmisión de activos y diseño de nivel.

El mayor ancho de banda de las PCIe 4.0 también puede beneficiar a las tarjetas gráficas, ya que un mayor rendimiento ayuda a que la transferencia de datos a VRAM sea más rápida. Sin embargo, aunque el rendimiento de las configuraciones de PCI 4.0 superan a las de 3.0 en análisis de rendimiento sintéticos, las ventajas reales para los videojuegos son menores en estos momentos.

Algunas pruebas sugieren que incluso ejecutar videojuegos en 4K con tarjetas gráficas actuales no satura el ancho de banda de las ranuras PCIe 3.0 x16. Puede que haya ventajas de FPS menores al comprar la misma GPU ejecutada en una configuración PCIe 4.0 frente a la configuración 3.0, pero las diferencias son demasiado pequeñas como para ser notadas.

En resumen, los equipos de sobremesa de 12ª y 11ª generación ofrecen una plataforma que le brinda la libertad de actualizar. Ayudan a garantizar que pueda sacar el máximo partido a dispositivos futuros que desbloquearán aún más el potencial de su ordenador.

¿Qué necesito para PCIe 4.0 o 5.0?

CPU. Para PCIe 5.0, necesitará una CPU Intel® Core™ de 12ª generación, que está diseñada para admitir videojuegos desde los más básicos hasta un máximo de 16 carriles PCIe 5.0 de CPU y cuatro carriles PCIe 4.0 de CPU. Para 4.0, necesitará una CPU de equipo de sobremesa Intel® Core™ de 11ª generación, que está diseñada para videojuegos desde los más básicos con características como PCIe 4.0 y hasta 20 carriles PCIe de CPU.

Placa base. Para una CPU de 12ª generación, necesitará un chipset de la serie 600 con un zócalo LGA 1700. Para una de 11ª generación, es preferible una placa base de serie 500 de las líneas Z590 o B560. 

Dispositivos PCIe 4.0 y 5.0. Aunque no se decante por una SSD o GPU PCIe 4.0 durante su diseño o compra inicial, es fácil ver por qué el soporte será útil más adelante. Quizás los puertos de nuevas videoconsolas comiencen a depender más del streaming de activos, y una SSD PCIe 4.0 ofrece una experiencia más fluida. O que la próxima generación de GPU se beneficie del rendimiento duplicado de las ranuras PCIe 4.0 y 5.0. (Observe que los dispositivos PCIe 3.0 también funcionan normalmente en una plataforma PCIe 4.0 o 5.0, gracias a la compatibilidad con versiones anteriores).

¿Por qué importa PCIe 4.0 y 5.0?

Las plataformas PCIe 5.0 y 4.0 le ofrecen más flexibilidad. Tendrá más opciones al comprar nuevos periféricos y más opciones de configuración. Y con PCIe 5.0, tendrá aún más tiempo hasta que productos futuros saturen el ancho de banda disponible.

Muchos usuarios, en cierto momento de la vida útil de su sistema, sustituyen bien su unidad de almacenamiento, bien su tarjeta gráfica. Si es uno de ellos, la compatibilidad con PCIe 5.0 garantiza que podrá usar las SSD y las GPU de vanguardia que se lanzarán en los próximos años a plena capacidad.

Además, los 20 carriles PCIe de CPU proporcionan a los dos periféricos más importantes de un sistema, la GPU y la SSD, una conexión más directa con la CPU, lo que puede reducir la latencia.

Es difícil predecir qué nuevos periféricos podrían ser deseables dentro de un año o dos, pero los sistemas de 12ª generación están diseñados para obtener el rendimiento óptimo de ellos.