PCI Express é uma tecnologia popular nos dias de hoje, e muitos estão perguntando o que é, o que faz e por que há tanto barulho sobre placas gráficas, unidades de estado sólido e placas-mãe que suportam PCI Express 4.0 . Neste artigo, vamos responder a essas perguntas. Também vamos tentar esclarecer o que são as pistas PCIe , que tipos de slots PCIe existem e o que há de novo no PCI Express 4.0 . Se você está curioso para saber mais, continue lendo:

O que é PCI Express e o que significa?

PCI Express significa Peripheral Component Interconnect Express e representa uma interface padrão para conectar hardware periférico à placa-mãe em um computador. Em outras palavras, PCI Express , ou PCIe abreviado, é uma interface que conecta placas de expansão internas^{(is an interface that connects internal expansion cards)} , como placas gráficas, placas de som, adaptadores Ethernet e Wi-Fi^{(graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters)} à placa-mãe. Além disso^{(Furthermore)} , o PCI Express também é usado para conectar alguns tipos de unidades de estado sólido^{(solid-state drives)} que geralmente são muito rápidas.

Que tipos de slots e tamanhos PCI Express existem e o que significam as pistas PCIe ?

Para interconectar as placas de expansão^{(expansion card)} à placa-mãe, o PCI Express usa slots físicos. Os slots PCI Express^{(PCI Express slot)} comuns que vemos nas placas-mãe são PCIe x1 , PCIe x4 , PCIe x8 e PCIe x16 . O número que vem após a letra "x" nos diz as dimensões físicas do slot PCI Express^{(PCI Express slot)} , que, por sua vez, é determinado pelo número de pinos nele. Quanto maior o número, maior o slot PCIe^{(PCIe slot)} e mais pinos que interconectam a placa de expansão^{(expansion card)} ao slot.

Além disso, o número "x" também informa quantas faixas estão disponíveis nesse slot de expansão^{(expansion slot)} . Veja como os slots PCIe comumente usados ​​se comparam:

• PCIe x1: tem 1 pista^{(1 lane)} , 18 pinos e 25 mm de comprimento
• PCIe x4: tem 4 pistas^{(4 lanes)} , 32 pinos e 39 mm de comprimento
• PCIe x8: tem 8 pistas^{(8 lanes)} , 49 pinos e 56 mm de comprimento
• PCIe x16: tem 16 pistas^{(16 lanes)} , 82 pinos e 89 mm de comprimento

As pistas PCI Express^{(PCI Express)} são caminhos entre o chipset da placa-mãe e os slots PCIe^{(motherboard chipset and PCIe slots)} ou outros dispositivos que fazem parte da placa-mãe, como o soquete do processador^{(processor socket)} , slots SSD M.2^{(M.2 SSD)} , adaptadores de rede, controladores SATA ou controladores USB .

No PCI Express , cada pista é individual, o que significa que não pode ser compartilhada entre dispositivos diferentes. Por exemplo, se sua placa gráfica estiver conectada a um slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , isso significa que ela possui 16 pistas independentes dedicadas apenas a ela. Nenhum outro componente pode usar essas pistas, exceto a placa gráfica.

Aqui está uma ideia que pode tornar mais fácil para você entender o que são pistas PCI Express : imagine que PCI Express é uma rodovia e os carros que circulam nela são os dados que estão sendo transferidos. Quanto mais pistas você tiver em uma rodovia, mais carros poderão circular nela; quanto mais pistas PCIe você tiver, mais dados poderão ser transferidos.

Uma placa PCI Express^{(PCI Express card)} pode caber e funcionar em qualquer slot PCIe^{(PCIe slot)} disponível na placa-mãe, desde que esse slot não seja menor que a placa de expansão^{(expansion card)} . Por exemplo, você pode encaixar uma placa PCIe x1^{(PCIe x1 card)} em um slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} . No entanto, você não pode fazer o contrário. Você pode montar, por exemplo, uma placa de som PCIe x1 em um ^{(PCIe x1)}slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , mas não pode montar uma placa gráfica PCIe x16 em um ^{(PCIe x16)}slot PCIe x1^{(PCIe x1 slot)} .

Quais versões do PCI Express existem e quais velocidades de transferência de dados (largura de banda) elas suportam?

Existem quatro versões do PCI Express em uso hoje^{(use today)} : PCI Express 1.0 , PCI Express 2.0 , PCI Express 3.0 e PCI Express 4.0 . Cada versão PCIe suporta aproximadamente o dobro da largura de banda do PCIe anterior^{(Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe)} . Veja o que cada um deles oferece:

• PCI Express 1.0: tem uma largura de banda de 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: tem uma largura de banda de 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: tem uma largura de banda de 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: tem uma largura de banda de 1969 MB/s per lane

Lembre^(Remember) -se de que os slots PCIe^{(PCIe slot)} podem oferecer não apenas uma, mas mais pistas? Os valores de largura de banda que compartilhamos são multiplicados pelo número de pistas disponíveis em um slot PCIe^{(PCIe slot)} . Se você deseja calcular quanta largura de banda está disponível para uma determinada placa de expansão^{(expansion card)} , você deve multiplicar sua largura de banda PCIe^{(PCIe bandwidth)} por pista pelo número de pistas disponíveis para ela.

Por exemplo, uma placa gráfica compatível com PCI Express 4.0 e conectada a um slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} tem acesso a uma largura de banda total de cerca de 31,51 GB/s . Esse é o resultado da multiplicação de 1969 ^{(multiplying 1969)} MB/s por 16 ( largura de banda PCIe por lane * 16 pistas). Impressionante, certo?

Veja como as versões PCI Express são dimensionadas quando você leva em consideração as pistas PCI Express :

No futuro, novas versões do PCI Express estão chegando, como PCI Express 5.0 e PCI Express 6.0 . A especificação PCIe 5.0 foi finalizada no verão de 2019, oferecendo uma largura de banda de até 3938 MB/s por pista e até 63 GB/s na configuração x16^{(x16 configuration)} . No entanto, provavelmente não veremos isso em breve em hardware de computador^{(computer hardware)} de nível de consumidor .

O PCI Express 4.0^{(PCI Express 4.0)} mais recente está amplamente disponível?

Por enquanto, o PCI Express 4.0 é a especificação mais rápida disponível para computadores domésticos. No entanto, o PCI Express 4.0 é suportado apenas pela AMD em suas placas-mãe mais recentes, baseadas no chipset X570 emparelhado com processadores AMD Ryzen de terceira geração. ^{(PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation.)}A menos que você tenha isso, não faz sentido comprar placas gráficas ou unidades de estado sólido que suportem PCIe 4.0 .

Falando nisso, embora já existam muitos SSDs que suportam PCIe 4.0^{(support PCIe 4.0)} , as únicas placas gráficas que funcionam no PCIe 4.0 são as Radeon RX 5000s da ^{(Radeon RX 5000s)}AMD , como Radeon RX 5700 XT e Radeon RX^{(XT and Radeon RX)} 5700. A Intel ainda não ofereceu suporte para PCI Express 4.0 em qualquer um de seus hardwares.

Como o PCI Express 4.0 afeta a velocidade da sua placa gráfica?

Algumas pessoas estão fazendo uma pergunta interessante: a especificação PCI Express 4.0 mais rápida e mais recente afeta positivamente a velocidade da placa gráfica? A resposta rápida é não^(no) , não, e você não obtém mais quadros por segundo! Aqui está o porquê:

Quando você está jogando, a placa gráfica usa sua RAM dedicada ( GDDR ) para armazenar as texturas usadas para renderizar os quadros na tela. Além dos clocks da GPU , essa memória gráfica é a coisa mais importante para quantos quadros você obtém a cada segundo.

A placa de vídeo só precisa usar a interface PCI Express^{(PCI Express interface)} que a conecta à placa-mãe quando precisa se comunicar com o processador ou carregar texturas^{(processor or load textures)} da memória do sistema ( ^{(system memory)}RAM do computador ). Isso não deve acontecer com frequência, pois as placas gráficas modernas têm muita RAM dedicada própria. E, mesmo se/quando isso acontecer, uma vez que as texturas tenham sido transferidas através da interface PCI Express da ^{(PCI Express interface)}RAM do sistema e carregadas na memória da placa gráfica, elas permanecem lá. A razão para isso é que a memória gráfica é muitas vezes mais rápida que a RAM do sistema .

Nenhuma das placas gráficas disponíveis hoje precisa da largura de banda total oferecida pelos slots PCI Express 4.0 ^{(PCI Express 4.0)} x16 . Para obter mais informações, leia nossa análise sobre o impacto do PCI Express 4.0^{(impact PCI Express 4.0)} em relação ao PCI Express 3.0 nos computadores de mesa atuais: PCI Express 4 vs PCIe 3 : Existe uma melhoria de desempenho^{(performance improvement)} ?

E a compatibilidade das versões PCI Express ?

Todas as versões PCI Express são compatíveis entre si. Por exemplo, uma placa gráfica PCI Express 4.0 funciona mesmo se você conectá-la a uma placa-mãe que suporte apenas PCI Express 3.0 ou mesmo 2.0. No entanto, a largura de banda da interface PCI Express^{(PCI Express interface)} é limitada pelo menor fator. Por exemplo, se você conectar um SSD PCI Express 4.0 a uma placa-mãe que suporte apenas PCI Express 3.0 , esse SSD funcionará no PCIe 3.0 . Em vez de ter acesso a uma largura de banda de 7,88 GB/s , ele pode usar apenas 3,94 GB/s , então sua velocidade máxima teórica é reduzida pela metade.

Você tem alguma outra dúvida sobre PCI Express ?

Agora você deve ter uma ideia melhor do que é o PCI Express e entender mais sobre os diferentes tipos de slots, pistas e versões PCIe . Você tem alguma outra pergunta que possamos responder? Se sim, ou se tiver algo a acrescentar a este artigo, não hesite em deixar um comentário abaixo.

What is PCI Express? Do PCIe lanes, slots, and versions matter?

PCI Express is a рopular technology these days, and mаny are asking what it is, what it does, аnd why there's so much fuss about graphiсs cards, solid-state drives, and motherboards that support PCI Express 4.0. In this article, we're going to answer theѕе questiоns. We are also going to try to shed some light on what PCIe lanes are, what types of PCIe slots are there, and what's new in PCІ Express 4.0. If you're curiоus to learn more, read on:

What is PCI Express, and what does it stand for?

PCI Express stands for Peripheral Component Interconnect Express and represents a standard interface for connecting peripheral hardware to the motherboard on a computer. In other words, PCI Express, or PCIe abbreviated, is an interface that connects internal expansion cards such as graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters to the motherboard. Furthermore, PCI Express is also used to connect some types of solid-state drives that are usually very fast.

What types of PCI Express slots and sizes are there, and what to PCIe lanes mean?

To interconnect the expansion cards to the motherboard, PCI Express uses physical slots. The common PCI Express slots we see on motherboards are PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, and PCIe x16. The number that comes after the "x" letter tell us the physical dimensions of the PCI Express slot, which, in its turn, is determined by the number of pins on it. The higher the number, the longer the PCIe slot and the more pins that interconnect the expansion card to the slot.

Furthermore, the "x" number also tells you how many lanes are available in that expansion slot. Here's how the commonly used PCIe slots compare:

• PCIe x1: has 1 lane, 18 pins, and 25 mm in length
• PCIe x4: has 4 lanes, 32 pins, and 39 mm in length
• PCIe x8: has 8 lanes, 49 pins, and 56 mm in length
• PCIe x16: has 16 lanes, 82 pins, and 89 mm in length

PCI Express lanes are paths between the motherboard chipset and PCIe slots or other devices that are part of the motherboard, such as the processor socket, M.2 SSD slots, network adapters, SATA controllers, or USB controllers.

In PCI Express, each lane is individual, meaning that it cannot be shared between different devices. For example, if your graphics card is connected to a PCIe x16 slot, it means that it has 16 independent lanes dedicated just to it. No other component can use those lanes except the graphics card.

Here's an idea that might make it easier for you to grasp what PCI Express lanes are: just imagine that PCI Express is a highway and the cars that drive on it are the data that's being transferred. The more lanes you have available on a highway, the more cars that can drive on it; the more PCIe lanes you have, the more data that can be transferred.

A PCI Express card can fit and work on any PCIe slot available on the motherboard, as long as that slot is not smaller than the expansion card. For example, you can fit a PCIe x1 card in a PCIe x16 slot. However, you can't do the opposite. You can mount, for instance, a PCIe x1 sound card in a PCIe x16 slot, but you cannot mount a PCIe x16 graphics card in a PCIe x1 slot.

What PCI Express versions are there, and what data transfer speeds (bandwidth) do they support?

There are four versions of PCI Express in use today: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0, and PCI Express 4.0. Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe. Here's what each of them offers:

• PCI Express 1.0: has a bandwidth of 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: has a bandwidth of 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: has a bandwidth of 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: has a bandwidth of 1969 MB/s per lane

Remember that PCIe slots can offer not just one, but more lanes? The bandwidth values we shared are multiplied by the number of lanes available on a PCIe slot. If you want to calculate how much bandwidth is available for a certain expansion card, you have to multiply its PCIe bandwidth per lane with the number of lanes that are available for it.

For example, a graphics card that supports PCI Express 4.0 and is connected to a PCIe x16 slot has access to a total bandwidth of about 31.51 GB/s. That's the result of multiplying 1969 MB/s by 16 (PCIe bandwidth per lane * 16 lanes). Impressive, right?

Here's how PCI Express versions scale when you take PCI Express lanes into account:

In the future, there are new PCI Express versions coming, such as PCI Express 5.0 and PCI Express 6.0. The PCIe 5.0 specification has been finalized in the summer of 2019, offering a bandwidth of up to 3938 MB/s per lane and up to 63 GB/s in x16 configuration. However, we're likely not going to see it soon on consumer-grade computer hardware.

Is the latest PCI Express 4.0 widely available?

For now, PCI Express 4.0 is the fastest specification available for home computers. However, PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation. Unless you have these, there's no point in buying graphics cards or solid-state drives that support PCIe 4.0.

Speaking of which, although there are already many SSDs that support PCIe 4.0, the only graphics cards that do work on PCIe 4.0 are AMD's Radeon RX 5000s, such as Radeon RX 5700 XT and Radeon RX 5700. Intel has yet to offer support for PCI Express 4.0 on any of its hardware.

How does PCI Express 4.0 affect the speed of your graphics card?

Some people are asking an interesting question: Does the faster and newer PCI Express 4.0 specification positively affect the speed of the graphics card? The quick answer is no, it doesn't, and you do not get more frames per second! Here's why:

When you are playing a game, the graphics card uses its dedicated RAM (GDDR) to hold the textures used for rendering the frames on the screen. Besides the GPU clocks, that graphics memory is the most important thing for how many frames you get each second.

The graphics card only has to use the PCI Express interface that connects it to the motherboard when it needs to communicate with the processor or load textures from the system memory (the computer's RAM). That's not supposed to happen often, as modern graphics cards have a lot of dedicated RAM of their own. And, even if/when it happens, once the textures have been transferred via the PCI Express interface from the system RAM and have been loaded into the graphics card's memory, they stay there. The reason for that is that the graphics memory is many times faster than the system's RAM.

None of the graphics cards available today need the full bandwidth offered by the PCI Express 4.0 x16 slots. For further information, read our analysis about the impact PCI Express 4.0 has versus PCI Express 3.0 in today's desktop computers: PCI Express 4 vs PCIe 3: Is there a performance improvement?

What about PCI Express versions compatibility?

All PCI Express versions are compatible with one another. For example, a PCI Express 4.0 graphics card works even if you connect it to a motherboard that only supports PCI Express 3.0 or even 2.0. However, the bandwidth of the PCI Express interface is limited by the smallest factor. For example, if you connect a PCI Express 4.0 SSD to a motherboard that only supports PCI Express 3.0, that SSD works on PCIe 3.0. Instead of having access to a bandwidth of 7.88 GB/s, it can only use 3.94 GB/s, so its maximum theoretical speed is halved.

Do you have any other questions regarding PCI Express?

Now you should have a better idea of what PCI Express is, and understand more about the different types of PCIe slots, lanes, and versions. Do you have any other questions that we might answer? If you do, or if you have something to add to this article, do not hesitate to leave a comment below.

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