El estándar de bus PCI fue presentado por primera vez por Intel en 1992. Se trata de un bus paralelo de 32 bits con una velocidad máxima de transmisión de 133 MB/s.

Antes de la introducción del PCI, los dispositivos informáticos solían conectarse mediante el bus ISA (Industry Standard Architecture). Sin embargo, la baja velocidad de transmisión del bus ISA limitaba el rendimiento y la escalabilidad de los sistemas informáticos. Por ello, la introducción del bus PCI se considera un hito fundamental en el desarrollo de la tecnología informática.

Con el continuo avance de la tecnología informática, los estándares del bus PCI se han ido actualizando constantemente. En 1993 se introdujo el PCI 2.0, que incorporó una velocidad de transmisión de 66 MHz, lo que elevó la velocidad máxima de transmisión a 266 MB/s. En 1995 se introdujo el PCI 2.1, que añadió compatibilidad con la gestión de energía y la funcionalidad de intercambio en caliente. En 1998 se introdujo el PCI 2.2, que añadió compatibilidad con la transmisión de datos de 64 bits.

El estándar de bus PCI se ha ido actualizando continuamente, hasta convertirse en uno de los estándares de bus más utilizados en los sistemas informáticos. Sin embargo, a medida que los requisitos de rendimiento y escalabilidad de los sistemas informáticos siguen aumentando, el estándar de bus PCI ya no es capaz de satisfacer las necesidades de los sistemas informáticos modernos. Por ello, el estándar de bus PCI Express (PCIe) ha sustituido gradualmente al estándar de bus PCI y se ha convertido en uno de los estándares de bus más utilizados en los sistemas informáticos modernos.

Ancho de banda y velocidad de transmisión

PCIe x1, x2, x4 y x8 se refieren a diferentes configuraciones del estándar de bus PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express), que indican el número de carriles del bus.

PCIe X1: Indica que hay un carril PCIe. La velocidad de cada carril viene definida por la especificación PCIe; por ejemplo, la velocidad del PCIe 3.0 es de 8 Gbps. Por lo tanto, la velocidad del PCIe X1 suele ser de 8 Gbps.

PCIe X4: Indica cuatro carriles PCIe. La velocidad de cada carril viene definida por la especificación PCIe; por ejemplo, la velocidad del PCIe 3.0 es de 8 Gbps. Por lo tanto, la velocidad del PCIe X4 suele ser de 32 Gbps (4 carriles × 8 Gbps).

PCIe X8: Indica ocho carriles PCIe. La velocidad de cada carril viene definida por la especificación PCIe; por ejemplo, PCIe 3.0 tiene una velocidad de 8 Gbps. Por lo tanto, la velocidad de PCIe X8 suele ser de 64 Gbps (8 carriles × 8 Gbps).

Cuando hablamos de la velocidad de transferencia del estándar de bus PCIe, utilizamos GT/s (gigatransferencias por segundo) en lugar de Gbps (gigabits por segundo). Esto se debe a que la velocidad de transferencia se basa en las propiedades del protocolo de comunicación de la capa física y no está relacionada con factores como el ancho de enlace.

El ancho de banda (ancho de banda disponible) del bus PCIe se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

Ancho de banda = Velocidad de transmisión * Esquema de codificación

Por ejemplo, el protocolo PCIe 2.0 admite 5,0 GT/s, lo que significa que cada carril puede transmitir 5 Gbits por segundo. Sin embargo, no todos los carriles admiten 5 Gbps porque PCIe 2.0 utiliza un esquema de codificación 8b/10b. Esto significa que deben enviarse 10 bits por cada 8 bits transmitidos.

Por lo tanto, la velocidad que admite cada carril del protocolo PCIe 2.0 es de 5 GT/s * 8 / 10 = 4 Gbps = 500 MB/s.

Por ejemplo, en el caso de un carril PCIe 2.0 x8, el ancho de banda disponible es de 4 Gbps * 8 = 32 Gbps = 4 GB/s.

Del mismo modo, el protocolo PCIe 3.0 admite 8,0 GT/s, lo que significa que se pueden transmitir 8 Gbits por segundo en cada carril. Sin embargo, PCIe 3.0 utiliza un esquema de codificación 128b/130b, lo que significa que deben enviarse 130 bits por cada 128 bits transmitidos.

Por lo tanto, la velocidad que admite cada carril del protocolo PCIe 3.0 es de 8 GT/s * 128 / 130 = 7,877 Gbps = 984,6 MB/s.

Por ejemplo, en el caso de un carril PCIe 3.0 x16, el ancho de banda disponible es de 7,877 Gbps * 16 = 126,031 Gbps = 15,754 GB/s.

•ISA -> PCI -> PCIe X -> PCIe 1.0 -> PCIe 2.0 -> PCIe 3.0 -> PCIe 4.0 -> PCIe 5.0.

•PCI y PCIe en paralelo; PCIe en serie.

•Las interfaces PCI Express incluyen X1, X4, X8 y X16 (el modo X2 se utiliza para interfaces internas, en lugar del modo de ranura). Las tarjetas PCI Express más cortas se pueden insertar en ranuras PCI Express más largas.