O que é o PCI Express (PCIe)?

O padrão PCI (Peripheral Component Interconnect) é uma configuração de barramento desenvolvida para integrar periféricos às placas-mãe dos computadores, abrangendo componentes como placas de vídeo e SSDs. Esse padrão pode ser encontrado sob diferentes denominações, incluindo “interface”, “slot” e “soquete”.

Introduzido em 1993, o PCI foi criado para substituir uma série de padrões anteriores, como AGP, VESA e USB, que eram utilizados diretamente nas placas-mãe. No entanto, com o passar do tempo, o PCI convencional deu lugar ao PCI Express, cuja sétima geração, o PCIe 7.0, tem previsão de lançamento para 2025. Esse novo modelo é apresentado como sendo quatro vezes mais veloz que seu antecessor, o PCIe 5.0. As CPUs compatíveis com PCIe 5.0 estão disponíveis por marcas como Intel e AMD, e o desenvolvimento da tecnologia PCI Express é responsabilidade do PCI-SIG, uma entidade que se dedica a normatizar e regulamentar essa interface para setores industriais inteiros.

O que é um barramento?

Em termos técnicos, um barramento refere-se à interface tanto física quanto lógica pela qual um periférico se conecta ao sistema computacional. Por exemplo, se seu computador possui uma placa de vídeo dedicada, é bastante provável que ela esteja conectada a um slot PCIe. Além de placas de vídeo, esse barramento também é utilizado para conectar outros tipos de placas e dispositivos, como placas de som, placas de rede e unidades SSD, entre outros.

Embora seja mais comum encontrar barramentos em computadores de mesa, notebooks também fazem uso de interfaces PCIe, embora em configurações físicas adaptadas devido às limitações de espaço características desses dispositivos.

A relevância do PCIe

O PCIe surgiu em 2004 como uma iniciativa da Intel com o objetivo de substituir o PCI tradicional e o AGP, criando uma interface padronizada tanto para consumidores quanto para fabricantes. Anteriormente, as placas-mãe necessitavam de espaço para uma variedade de tipos de barramentos, e a implementação do PCIe resolveu essa questão de forma eficaz.

A popularidade deste padrão é um fator crucial na escolha de uma nova placa-mãe; a quantidade de slots disponíveis assim como a largura de banda que cada um deles pode oferecer são fatores determinantes para usuários que fazem uso intenso de recursos computacionais. Para aqueles que planejam construir um computador de alto desempenho, considerando a utilização de múltiplas placas de vídeo, é importante atentar-se ao número de slots disponíveis na placa-mãe e à largura de banda de cada um.

Outro aspecto vital do PCIe é a sua compatibilidade. Dispositivos mais novos podem ser conectados a barramentos anteriores, enquanto dispositivos mais antigos ainda podem funcionar em versões mais modernas do barramento. Contudo, é fundamental considerar que versões mais antigas do barramento possuem limites de largura de banda inferiores às versões atuais. Por exemplo, um hardware projetado para a primeira geração de PCIe apresenta limitações de envio de dados.

Essa limitação é significativa considerando que o principal uso do PCIe é a conexão de placas de vídeo ao sistema. As placas de vídeo, quando utilizadas em jogos e aplicações pesadas, geram uma enorme quantidade de dados que demandam uma transmissão rápida ao processador, o que exige uma conexão eficiente entre esses componentes.

Gerações do PCIe

• PCI-E 1.0
• PCI-E 2.0
• PCI-E 3.0
• PCI-E 4.0
• PCI-E 5.0
• PCI-E 6.0

No mercado, já existem placas-mãe que suportam o PCIe 5.0 há algum tempo, e as CPUs Core de 12ª e 13ª gerações da Intel apresentam suporte a essa versão, permitindo faixas de CPU que variam entre um x16 ou até dois slots PCIe x8, além de velocidades compatíveis com PCIe 4.0/3.0 para os demais slots. As CPUs de desktop Ryzen 7000, que são baseadas na arquitetura Zen 4 da AMD, foram as pioneiras a disponibilizarem suporte ao PCIe 5.0.

O uso informal das nomenclaturas PCIe Gen 3, Gen 4 e Gen 5 geralmente refere-se às versões PCIe 3.0, 4.0 e 5.0, uma vez que cada uma corresponde à terceira, quarta e quinta gerações do padrão PCI Express. Essas gerações possuem um ciclo de vida que, em média, dura de três a quatro anos. A primeira geração foi lançada em 2004, seguida pela segunda em 2007. A terceira geração estreou em 2011, enquanto a quarta, que foi a mais demorada a ser lançada, chegou em 2019 devido aos desafios enfrentados pelo PCI-SIG para dobrar as velocidades.

O PCIe 5.0, por sua vez, foi lançado em 2021, apenas um ano e meio após a quarta geração, e é considerado uma extensão desta última, embora também tenha cumprido a meta de dobrar as velocidades de transmissão.