Entradas Mensuales

Síguenos en:

Canal Oficial Telegram de elhacker.NET Grupo Facebook elhacker.NET Twitter elhacker.NET Canal Youtube elhacker.NET Comunidad Steam: Grupo elhacker.NET Mastodon

Entradas populares

PostHeaderIcon Diferencias y velocidades entre PCIe Gen 4 y PCIe Gen 5


Desde la introducción de la tecnología PCI-Express, muchas compañías han trabajado en evolucionar la misma para alcanzar prestaciones cada vez mayores. Por ello, el gran salto de calidad se vivió con la llegada de la tercera generación, una opción que aumentó la velocidad de transferencia hasta los 8 GT/s (casi cuatro veces los 2,5 GT/s del PCI Express original).

 


 


GT/s, como ya explicamos en el artículo dedicado al PCI Express 5.0, es una unidad de medida que hace referencia a la velocidad de transferencia. A diferencia de los Gbps (centrados en la velocidad de datos), el número de GT/s hace alusión a la medida en bruto que, en resumidas cuentas, indica el número de bits que somos capaces de transferir por segundo.

Con la llegada del mencionado PCIe 3.0, el esquema de codificación se elevó desde los 8b/10b (presente en PCI y PCI 2.0) hasta los 128b/130b que conforman el estándar actual (y que engloban al PCIe 3.0, PCIe 4.0 y PCIe 5.0). Con la llegada del futuro PCI-Express 6.0, se espera que esta cifra alcance los 242b/256b.


 

No obstante, lo más importante para resolver quién es el ganador del duelo PCIe 4.0 vs PCIe 5.0 es acudir directamente a las cifras comparativas entre ambas tecnologías. Y, aunque la segunda es una evolución natural de la primera y, por ende, la mejora en todos los aspectos, existen otras opciones que provocan que no haya un ganador claro.

Comparativa PCI-Express 4.0 vs PCI-Express 5.0

Como desarrollamos en nuestro artículo centrado en la tecnología PCI-Express, este dispositivo es una ranura de expansión presente en todas las placas base de equipos de sobremesa y portátiles. La misma se sustenta en una estructura basada en carriles punto a punto trabajando en serie y, en la actualidad, cada ranura puede llevar 1, 2, 4, 8 o 16 carriles de datos entre la placa base y las distintas tarjetas conectadas.

En resumen, al ser una evolución directa, el PC-Express 5.0 ha conseguido elevar al doble el ancho de banda de la interfaz PCI-Express 4.0, su más inmediato predecesor. De hecho, este es un aspecto lógico, ya que el PCIe 4.0 se utilizó como la base del PCIe 5.0, una razón que explica que la tecnología PCIe 5.0 sea retrocompatible.

En lo que a cifras técnicas se refiere, una comparativa directa entre el PCIe 4.0 vs PCIe 5.0 queda plasmada de la siguiente forma:

Generación

Velocidad

x1 (ancho de banda)

x4 (ancho de banda)

x8 (ancho de banda)

x16 (ancho de banda)

4.0

16 GT/s

1,9 Gbps

7,8 Gbps

15,8 Gbps

31,5 Gbps

5.0

32 GT/s

3,9 Gbps

15,8 Gbps

31,5 Gbps

63 Gbps

Así, como puede verse en la tabla, si solo nos ceñimos a los aspectos técnicos el duelo PCIe 4.0 vs PCIe 5.0 tiene un claro ganador. Como viene siendo habitual desde la introducción de la segunda generación, cada paso evolutivo del PCI Express consigue doblar en prestaciones a su más inmediato predecesor. Y, en el caso del PCIe 5.0, no iba a ser menos.

Por tanto, si deseas adquirir una placa base y quieres conocer la principal diferencia entre ambas vertientes, este artículo es un buen punto de partida para conocer las bondades de una generación sobre la otra. No obstante, también entran en juego otros factores como el económico, que suele ayudar a decantar la balanza, o la utilidad que le pueda dar cada usuario.

 


Para los sistemas que están muy equipados con componentes PCIe (GPU, tarjetas de captura, tarjetas de red, tarjetas de sonido, etc.), los carriles PCIe pueden ser limitados. PCIe 5.0 es notablemente beneficioso en estos escenarios, ya que alcanza altas velocidades con la mitad de uso de carriles PCIe que PCIe 4.0. Consulte la tabla siguiente.

Throughput

x1 PCIe Lane x2 PCIe Lanes x4 PCIe Lanes
PCIe Generation 4.0 ~2 GB/s ~4 GB/s ~8 GB/s
PCIe Generation 5.0 ~4 GB/s ~8 GB/s ~16 GB/s

Seguiremos viendo cómo se desarrollan las capacidades de las SSD M.2 PCIe 5.0 en los próximos años. Por ahora, instalar una SSD PCIe 5.0 NVMe en tu sistema es la mejor forma de alcanzar las velocidades más rápidas posibles y estar preparado para el futuro.

¿Qué Son los Carriles PCIe?

Antes de seguir, necesitamos conocer los carriles PCIe, y vienen en dos tipos: carriles de CPU (que se conectan directamente a la CPU) y carriles de chipset (que se conectan a la CPU a través del chipset). Los carriles de chipset tienen un ancho de banda limitado, lo que puede causar cuellos de botella cuando se conectan múltiples dispositivos. Los carriles de CPU ofrecen velocidades más rápidas y menor latencia, especialmente para dispositivos de almacenamiento como los SSD NVMe.

En el pasado, usar carriles de CPU para almacenamiento significaba sacrificar ancho de banda para la GPU. Sin embargo, con tecnologías más nuevas como PCIe 4.0, este cuello de botella es menos problemático. Y ahora, con la introducción de PCIe Gen 5.0, esto no será un problema importante.

 


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.

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

 SSD NVMe

Las SSDs PCIe M.2 y NVMe con tarjetas elevadoras ya cuentan con ventajas de velocidad respecto de unidades conectadas con cable de datos SATA. El mayor rendimiento de PCIe permite que el almacenamiento NVMe ponga en cola más datos con más rapidez, 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, ya que se elimina la distancia que deben recorrer los datos a través del chipset.



 

El soporte de PCIe 3.0 vs 4.0 vs 5.0 es totalmente diferente:

  • El 90% de placas base a día de hoy soportan PCIe 3.0
  • PCIe 4.0 se reserva a placas de 2020 en adelante, ya que se estandarizó con el chipset B550 de AMD, el cual era mucho más accesible que otros de gama entusiasta.
  • Con PCIe 5.0 tenemos que irnos a placas base mucho más recientes (2022 en adelante):
    • Socket LGA1700 con:
      • Z790.
      • Z690.
    • Socket AM5 con:
      • X670E.
      • B650E.
      • B650.

¿Qué es lo bueno? Que las placas base que traen PCIe 5.0 también son compatibles con PCIe 3.0 y 4.0. Antes de comprar una, verifica qué interfaz PCI-Express (versión y carriles) usa la placa base en el slot M.2

 

¿Qué diferencias hay entre las versiones? El ancho de banda por carril que pueden ofrecernos, y aquí es donde cobra sentido esta comparativa entre SSD PCIe 3.0 vs 4.0 vs 5.0. Tened en cuenta que la mayoría de SSD M.2 NVMe vienen optimizados para ser instalados en PCIe x4, y las diferencias principales son:

  • 3.0: 984.6 MB/s por carril. 
  • 4.0: 1969.2 MB/s por carril.
  • 5.0: 3938.4 MB/s por carril. 

 De esta manera, solo tendremos que multiplicar por 4 (por usarse x4) dichos MB/s para ver la velocidad máxima teórica que veremos en SSD M.2:

  • 3.0 = 3.938.4 MB/s.
  • 4.0 = 7.876,8 MB/s.
  • 5.0 = 15.753.6 MB/s.

 

Comparativa PCIe 4.0 -vs- PCIe 5.0

Os ofrecemos esta comparativa sencilla entre las especificaciones de PCIe 4.0 y PCIe 5.0. El ancho de banda agregado real está ajustado para la sobrecarga de codificación.


INTERFAZ

VEOCIDAD  CONEXIÓN ANCHO DE BANDA AGREGADO (
x1 x2 x4 x8

x16

PCIe 5.0 32GT/s 7.88Gbps 15.75Gbps 31.51Gbps 63.02Gbps 126.03Gbps
PCIe 4.0 16GT/s 3.94Gbps 7.88Gbps 15.75Gbps 31.51Gbps 63.02Gbps

Velocidades de las diferentes versiones PCIe

Interfaz x16 x8 x4 x2 x1
PCIe 5.0 64 GBps 32 GBps 16 GBps 8 GBps 4 GBps
PCIe 4.0 32 GBps 16 GBps 8 GBps 4 GBps 2 GBps
PCIe 3.0 16 GBps 8 GBps 4 GBps 2 GBps 1 GBps
PCIe 2.0 8 GBps 4 GBps 2 GBps 1 GBps 0.5 GBps
PCIe 1.0 4 GBps 2 GBps 1 GBps 0.5 GBps 0.25 GBps

¿Qué necesito para PCIe 4.0 o 5.0?

CPU. PCIe 5.0 está diseñado para admitir el gaming desde cero con hasta 16 carriles PCIe 5.0 de CPU y hasta cuatro carriles PCIe 4.0 de CPU. PCIe 4.0 está diseñado para admitir el gaming desde cero con funciones como PCIe 4.0 y hasta 20 carriles PCIe de CPU.

Placa base. Necesitará un chipset serie 600 con un zócalo LGA 1700 o una placa base serie 500 de las líneas Z590 o B560, según la CPU.

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).

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. No obstante, con el paso del tiempo, se lanzarán nuevos controladores de memoria y se espera que tanto juegos como aplicaciones saquen más provecho aún de las SSDs 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 SSDs se convierten en la norma en el desarrollo de videojuegos de próxima generación, puede llevar a avances en los tiempos de carga, la transmisión de activos y el diseño de niveles.

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.

 

Cuál es la diferencia entre GT/s y Gbps

El GT/s es una medida de velocidad en bruto. Nos indica cuántos bits podemos transferir por segundo. La velocidad de datos debe tener en cuenta la sobrecarga en la codificación de la señal.

Sobre el ancho de banda, es la velocidad de datos multiplicada por el ancho de enlace. El impacto de la sobrecarga de la codificación en la velocidad de datos. Algo que tiene un impacto directo en el ancho de banda.

Bajo la interfaz PCIe 2.0 se tenía un esquema de codificación de 8b/10b. Se daba una gran penalización en la codificación. Debido a una sobrecarga tan grande era necesario tener dos medidas. Teníamos la velocidad de transferencia (‘x’ GT/s) y velocidad de datos (‘y’ Gbps). El parámetro ‘y’ corresponde a solo el 80% de ‘x’.

Desde PCIe 3.0 hasta la interfaz PCIe 5.0 se introdujo un esquema de codificación de 128b/130b. Esto supone una penalización de sobrecarga inferior al 2%. Supone que la velocidad de enlace y la tasa de datos es prácticamente la misma.

PCIe 5.0 x8, por lo tanto establece una velocidad de enlace de 32GT/s, pero el ancho de banda es de 31.5Gbps. Debido a que PCIe 5.0 es una configuración de enlace dúplex, en la configuración x8 tendríamos un ancho de banda de unos 63Gbps.

 

RTX 4090 PCIe 4.0 vs. 5.0

Ahora abordemos el elefante en la sala y respondamos a la pregunta que todos estamos aquí para resolver: ¿Necesitas PCIe 5.0 para tu RTX 4090 en este momento? ¡Absolutamente no! Pero en los próximos dos o tres años, definitivamente será un sí.

Te preguntarás por qué. Al momento de escribir esto, la generación actual de la RTX 4090, completamente cargada al 100%. Solo utiliza entre el 50% y el 65% del ancho de banda de PCIe Gen 4, y el resto simplemente no se utiliza en absoluto. Así que, simplemente tener más ancho de banda y velocidades de transferencia no hará que tus juegos se carguen más rápido.

Los SSDs son un caso diferente; hay algunos SSDs como el Crucial T700, la serie Firecuda 540, y el Aorus Gen5 10000, que están diseñados para funcionar con la ranura PCIe Gen 5.0 y tienen una velocidad teórica máxima de 15.75 GB/s en comparación con 7.88 GB/s que encontramos en una ranura PCIe Gen 4.0.

Aunque la interfaz en sí puede alcanzar la velocidad mencionada, algunos factores afectan el rendimiento en el mundo real de un disco. Como el controlador del SSD y el NAND Flash utilizado para construir el SSD. Además, llevar el controlador a su límite máximo podría introducir problemas de estabilidad. También habrá problemas térmicos y mucho más sobre lo que podría seguir hablando.

En términos simples, los beneficios del disco no son notables en el uso diario. La razón de esto es que las velocidades secuenciales del disco son mucho más rápidas de lo que se necesita para la mayoría de las tareas. Y sus velocidades de lectura y escritura aleatorias, que son más importantes para el uso diario. No son significativamente más rápidas que las de los discos Gen 4.

Sin embargo, el mayor ancho de banda de PCIe Gen 5 podría ser beneficioso en el futuro, ya que podría permitir más carriles de conectividad PCIe. Esto significa que se pueden conectar más dispositivos a una computadora sin sacrificar el rendimiento. Por ejemplo, podrías conectar 4 u 8 SSDs Gen 4 en una plataforma de consumo, y no necesitarías esa solución empresarial que ahora cuesta miles de dólares.

Otro beneficio de PCIe Gen 5 es cuando se usa “Direct Storage”. DirectStorage es una API de Microsoft diseñada para mejorar significativamente los tiempos de carga de juegos y el rendimiento general al aprovechar la velocidad y eficiencia de los SSDs NVMe. DirectStorage evita los cuellos de botella de almacenamiento tradicionales al crear un camino más directo entre los activos del juego en el SSD y la memoria de la tarjeta gráfica (VRAM). Desplaza la carga de descompresión de los activos del juego de la CPU a la GPU más potente, liberando recursos de la CPU para otras tareas y acelerando los tiempos de carga. Los títulos de juegos pueden beneficiarse significativamente de esto.

 

Fuentes:

https://www.pccomponentes.com/pcie-4-0-vs-5-0-comparativa

https://www.intel.la/content/www/xl/es/gaming/resources/what-is-pcie-4-and-why-does-it-matter.html 

https://www.geekom.es/pcie-4-vs-5/

https://www.profesionalreview.com/2021/10/20/pcie-5-0/


0 comentarios :

Publicar un comentario

Los comentarios pueden ser revisados en cualquier momento por los moderadores.

Serán publicados aquellos que cumplan las siguientes condiciones:
- Comentario acorde al contenido del post.
- Prohibido mensajes de tipo SPAM.
- Evite incluir links innecesarios en su comentario.
- Contenidos ofensivos, amenazas e insultos no serán permitidos.

Debe saber que los comentarios de los lectores no reflejan necesariamente la opinión del STAFF.