O padrão PCI Express é um dos grampos da computação moderna, com um slot em mais ou menos todos os computadores desktop fabricados na última década. Mas a natureza da conexão é um tanto nebulosa: em um PC novo, você pode ver meia dúzia de portas em três ou quatro tamanhos diferentes, todas rotuladas como “PCIE” ou PCI-E. ”Então, por que a confusão e quais podem você realmente usa?
Compreendendo o barramento PCI Express
Como uma atualização para o sistema PCI (Peripheral Component Interconnect) original, o PCI Express teve uma enorme vantagem quando foi desenvolvido inicialmente no início dos anos 2000: usou um barramento de acesso ponto a ponto em vez de um barramento serial. Isso significava que cada porta PCI individual e suas placas instaladas poderiam tirar o máximo proveito de sua velocidade máxima, sem que várias placas ou expansões estivessem obstruídas em um único barramento.
Em termos leigos, imagine seu PC como um restaurante. O antigo padrão PCI era como uma lanchonete, todos esperando em uma única fila para serem atendidos, com a velocidade do serviço limitada por uma única pessoa no balcão. O PCI-E é mais como um bar, cada cliente sentado em um assento designado, com vários barmen atendendo a todos de uma vez. (Ok, então nunca é possível levar um barman para todos os clientes imediatamente, mas vamos fingir que é um bar realmente bom.) Com faixas de dados dedicadas para cada placa de expansão ou periférico, todo o computador pode acessar componentes e acessórios mais rapidamente.
Agora, para estender nossa metáfora deli / bar, imagine que alguns desses assentos tenham vários barmen reservados apenas para eles. É aí que entra a ideia de várias faixas.
Vida nas pistas rápidas
O PCI-E passou por várias revisões desde sua criação; atualmente, as novas placas-mãe geralmente usam a versão 3 do padrão, com a versão mais rápida 4 se tornando cada vez mais comum e a versão 5 deverá chegar em 2019. Mas as diferentes revisões usam as mesmas conexões físicas, e essas conexões podem ter quatro tamanhos principais : x1, x4, x8 e x16. (as portas x32 existem, mas são extremamente raras e geralmente não são vistas no hardware do consumidor.)
Os diferentes tamanhos físicos permitem diferentes números de conexões simultâneas de pinos de dados à placa-mãe: quanto maior a porta, mais conexões máximas no cartão e na porta. Essas conexões são conhecidas coloquialmente como “faixas”, com cada pista PCI-E composta por dois pares de sinalização, um para enviar dados e outro para receber dados. Revisões diferentes do padrão PCI-E permitem velocidades diferentes em cada pista. Mas, de um modo geral, quanto mais faixas houver em uma única porta PCI-E e sua placa conectada, mais rapidamente os dados poderão fluir entre o periférico e o restante do sistema do computador.
Voltando à nossa metáfora do bar: se você imaginar cada cliente sentado no bar como um dispositivo PCI-E, uma pista x1 seria um único barman atendendo a um único cliente. Mas um usuário sentado no assento “x4” designado teria quatro garçons que o buscavam bebidas e comida, e o assento “x8” teria oito barmen apenas para as bebidas dela, e aquele no assento “x16” teria dezesseis barman incríveis para ele. E agora vamos parar de falar de bares e bartenders, porque nossos pobres bebedores metafóricos correm o risco de intoxicar o álcool.
Quais periféricos usam quais portas?
Para a versão 3.0 da revisão comum do PCI Express, a taxa máxima de dados por faixa é de oito gigatransfers, um termo que significa “todos os dados e sobrecarga eletrônica de uma vez”. No mundo real, a velocidade da revisão 3 da PCI-E é um pouco menos de um gigabyte por segundo, por faixa.
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Portanto, um dispositivo que usa uma porta PCI-E x1, como uma placa de som de baixa potência ou uma antena Wi-Fi, pode transferir dados para o restante do computador a aproximadamente 1 GBps. Um cartão que colide com um slot x4 ou x8 fisicamente maior, como um cartão de expansão USB 3.0, pode transferir dados quatro ou oito vezes mais rápido – e seria necessário, se mais de duas dessas portas USB estivessem sendo usadas no máximo taxa de transferência. As portas PCI-E x16, com um máximo teórico de cerca de 15 GBps na revisão 3.0, são usadas para quase todas as placas gráficas modernas projetadas pela NVIDIA e AMD.
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Não há diretrizes definidas para quais placas de expansão usarão qual número de faixas. As placas gráficas tendem a usar x16 apenas para obter o máximo de transferência de dados, mas obviamente você não precisa de uma placa de rede para usar uma porta x16 e dezesseis faixas completas quando sua porta Ethernet é capaz de transferir dados a um gigabit por segundo ( cerca de um oitavo da taxa de transferência de uma pista PCI-E (lembre-se, oito bits por byte). Há uma pequena quantidade de unidades de estado sólido montadas em PCI-E que preferem uma porta x4, mas essas parecem ter sido rapidamente superadas pelo novo padrão M.2, que também pode usar o barramento PCI-E. As placas de rede de ponta e os equipamentos entusiastas, como adaptadores e controladores RAID, usam uma mistura de formatos x4 e x8.
Lembre-se: o tamanho da porta PCI-E e as faixas podem não ser a mesma coisa
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Aqui está uma das partes mais confusas da configuração do PCI-E: uma porta pode ser do tamanho de uma placa x16, mas possui apenas faixas de dados suficientes para algo muito menos rápido, como x4. Isso ocorre porque, embora o PCI-E possa acomodar quantidades basicamente ilimitadas de conexões individuais, ainda há um limite prático na taxa de transferência de faixa do chipset. Placas-mãe mais baratas com chipsets mais orientados para o orçamento só podem subir para um único slot x8, mesmo que esse slot possa acomodar fisicamente uma placa x16. Enquanto isso, as placas-mãe “gamer” incluirão até quatro slots PCI-E de tamanho x16 e x16 para a máxima compatibilidade com a GPU. Discutimos isso em mais detalhes aqui.
Obviamente, isso pode causar problemas. Se sua placa-mãe possui dois slots de tamanho x16, mas um deles possui apenas faixas x4, conectar sua nova e sofisticada placa gráfica no slot errado pode prejudicar o desempenho em 75%. Esse é um resultado teórico, é claro: a arquitetura das placas-mãe significa que você não verá um declínio tão dramático. O ponto é que o cartão certo precisa ir no slot certo.
Felizmente, a capacidade de faixa dos slots PCI específicos geralmente é explicada no manual do computador ou da placa-mãe, com uma ilustração de qual slot possui qual capacidade. Se você não possui o manual, o número de faixas geralmente está escrito no PCB da placa-mãe ao lado da porta, da seguinte forma:
Além disso, um cartão x1 ou x4 mais curto pode caber fisicamente em um slot x8 ou x16 mais longo: a configuração inicial dos pinos dos contatos elétricos o torna compatível. A placa pode estar um pouco solta fisicamente, mas, quando aparafusada nos slots de expansão de um gabinete para PC, é mais do que adequadamente resistente. Naturalmente, se os contatos de um cartão forem fisicamente maiores que o slot, ele não poderá ser inserido.
Lembre-se de que, ao comprar placas de expansão ou upgrade para slots PCI Express, você precisa estar atento ao tamanho e à classificação de faixa de suas portas disponíveis.
Crédito da imagem: Newegg, Amazon
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