Compatibilidad de tarjeta gráfica y placa base PCI-Express x1, x4, x8, x16

Hola a todos les vengo a enseñar sobre las tarjetas gráfica  y el famoso: PCI-Express  También conocido como PCIe
y sus tantas preguntas de instalación y compatibilidad en ancho de banda.

Las gráficas  son muy conocidas por su funcionalidad en los juegos que consumen altos recursos gráficos, programas de diseño gráficos, programas en 3D y todo lo que tenga que ver con calidad gráficas. También son un factor principal en minería virtual dado que genera potencia MHs en ciertos algoritmos de la minería. 

Vamos a la explicación

Tarjeta gráfica 

 

PCI-Express 1.1  

PCI-Express 2.0  

PCI-Express 3.0  

PCI-Express 4.0 

Las tarjetas gráficas son componentes externos que se instalan en las ranuras que tienen por nombre PCI-Express PCI-e  x1, x4, x8, x16  en las "velocidades"  (1.0) (1.1)  (2.0)  (3.0)  y ahora la nueva generación  (4.0)

Me imagino que te preguntaras ¿Qué quiere decir esto? lo voy a explicar mas desmenuzado y entendible.
PCI-Express x16 de la versión 2.0 tiene una transferencia de MB/s mas baja que PCI-Express x16  de la versión 3.0 y el PCI-Express x16  de la versión 3.0  tiene transferencia  mas baja que  PCI-Express x16  4.0

Transferencia de datos PCIe

PCI-Express x16 de la "generación" (1.1) trasporta en el carril 4GB por segundo

PCI-Express x16 (2.0) más rápido que el PCI-Express x16 (1.1)

PCI-Express x16 (3.0) más rápido que el PCI-Express x16 (2.0)

PCI-Express x16 (4.0) más rápido que el PCI-Express x16 (3.0)

Ahora que quiere decir con ¿más rápido?  

Quiere decir que el PCI-Express x16 en la version (1.1) transporta o tiene un (bus de transferencia) 4GB/s por segundo enviando y recibiendo datos. 

Ahora el PCI-Express x16 en la versión 2.0 transporta o tiene un (bus de transferencia) 8GB/s por segundo. Vemos que dobla el ancho de banda.   

Ahora el PCI-Express x16  la versión (3.0)  transporta o tiene un (bus de transferencia) 16GB/s por segundo enviando y recibiendo datos. 


Ahora el PCI-Express x16 en (4.0)  transporta o tiene un (bus de transferencia) 32GB/s por segundo enviando y recibiendo datos. 

Ahora vamos a la practica para entender mejor. Voy a explicar el PCI-e x16 y mas abajo la explicación  (PCI-e x1) (PCI-e x4) (PCI-e x8)

Practica virtual 

Si compramos una tarjeta gráfica que tenga una base 
PCI-E x16, quiere decir que nos toca buscar un placa base que tenga ranuras PCI-E x16 para que pueda encajar la tarjeta en nuestra placa base.

Ranura de una placa base o slot PCI-E 16x

 

Tenemos que tener en cuenta que la ranura debe tener escrito (x16 PCIE) para que todo salga bien.  

Ya sabiendo esto solo nos que da saber si la placa base y la  tarjeta gráfica son compatibles. 

Ahora vamos a ver cual es compatible con la placa base  y la tarjeta gráfica 

Para saber la compatibilidad necesitamos ir a las características que trae la placa base y a las características de la tarjeta gráfica.

Características de la tarjeta que utilizaremos

     Vemos que dice 

Soporte de bus

PCI-E 3.0

Nos esta indicando que esta gráfica  es compatible con una placa base de 3.0 en la ranura de x16.

Características de la placa base que estamos utilizando

Ranuras de expansión: 3xPCI-E x16, 2xPCI-E x1, 2xPCI
PCI Express 2.0 support: sí; Soporte para PCI Express 3.0: sí;

Vemos que dice: Soporta PCI Express 3.0 esto quiere decir que esta placa base tiene un soporte de (bus de transferencia) 16GB/s en el puerto de x16.

Bueno ya sabemos que quiere decir (1.1)  (2.0)  (3.0) (4.0) Ahora si se preguntan  quiere decir: x1, x4, x8, x16?. Aquí va la explicación

Quiere decir que es una carril o una linea que transporta datos

Quiere decir que es un carril que transporta 4 veces  mas que carril x1

Quiere decir que es un carril que transporta 8 veces mas que el carril x1 

Quiere decir que es un carril que transporta 16 veces mas que el ranura x1 

Es  de vital importancia saber que cada ranura que tenga nuestra placa madre se hizo para un propósito en especifico, es decir si vemos que nuestra placa base tiene ranuras de este tamaño 

slot PCI-E 16x

Es por algo verdad?.

Las ranuras de PCIe x16 están diseñadas para transferir grandes volúmenes en MB que cambian a GB/s por segundo.  Ahora las ranuras que tiene por escrito en la placa base  PCIe x1  

Están diseñadas para una tasa más baja de MB por segundo. 

Este es uno de los motivos por los que las ranuras PCI-Express  x16 son las ideales para inyección  gráficas ya que son ranura de 16 canales que tiene una alta capacidad de transferencia.

¿para que sirve este puerto Express  x1?

Estos puertos están diseñados para  dispositivo como lo son: Tarjetas de depuración, tarjeta de red, tarjeta de audio y muchos mas. Estas tarjetas no requieren de "toneladas" en el ancho de banda, algunas nuevas tarjetas requieren ser movidas al puerto PCI-e X4 para que tengan una mejor fluidez.

Ahora si queremos conectar una tarjeta gráfica en una ranura  PCI-Express x1, lo podemos hacer, pero tenemos que tener en cuenta que va a consumir  lo que el puerto de la placa madre permita pasar.

Voy hacer una explicación torpe para que podamos entender: Si pasamos una gráfica que 1050 de velocidad por un puerto que solo permite 800 de velocidad ¿que pasaría? 

Una perdida de 250. 

Instalación y compatibilidad 

Como instalar 2 tarjeta gráfica en una placa base que tenga solo  una ranura  PCI-Express x16. Si tenemos una placa base que solo cuenta con una ranura PCI-Express x16 

así como esta imagen

Si vemos tiene un carril pequeño que dice PCI-Express x1 en este carril podemos meter la tarjeta gráfica PCI-Express x16 con un expansión PCIe x16 

El primero paso para hacer este proceso es mirar a que velocidad están los puertos de nuestra  placa base y así lograr  sacarle el máximo ancho de banda a nuestra tarjeta gráfica. 

Ejemplo de instalación:

Si tenemos una placa base que diga en sus características PCI-Express x1 de (1.1) quiere decir que el PCI-Express x1 esta trasportando 250MBs

Ahora si tenemos una placa base que diga en sus características PCI-Express x1 de (2.0) Quiere decir que este PCI-Express x1 trasporta 500MBs.

Lo mismo pasara con una placa base que diga en el PCI-Express x1 de (3.0) esta transporta 1GB por segundo. Como vemos dobla la tasa en cada "generación" del puerto

La ultima que salio la PCI-Express 4.0

que transporta en el carril de x1 un total de 2GB por segundo

Hora bien no podemos confiarnos con que tan solo diga en sus características 3.0 o que el vendedor te diga que es una placa base de 3.0, Ya que tenemos que mirar detalladamente si la ranura PCI-Express x1 esta a 3.0, a 2.0, o a 4.0

Ejemplo de una placa base que tiene 3.0 en una ranura x16 y las otras están a 2.0

Modelo: GA-Z97P-D3

Si nos fijamos bien en sus características vemos que dice:

(Las ranuras PCIEX4 y PCI Express x1 cumplen con el estándar PCI Express 2.0.) 

Y también nos indica  PCI-Express x16  cumple un estándar de 3.0 

Y  nos vuelve indicar que si vamos a instalar una sola tarjeta gráfica  debemos instalarla  en la ranura PCI-Express x16 para un mejor rendimiento.

Luego no dice que tiene otra PCI-Express x16 que va a x4 

Osea que esta ranura de PCI-e x16 a x4 se encuentra 2.0 Como nos indico anteriormente que las PCIEX4 van a 2.0

es decir que si una ranura x1  transporta a 250 MB/s en 1.0 y en 2.0 500 MB/s,  eso lo multiplicaremos:

500 MBs X 4= 2GB por segundo,  osea que esta ranura de x16 esta dando un transporte de ancho de banda de 2GBs

También no dice que tiene 2 ranuras PCI-Express x1

y que cumplen un estándar de 2.0 es decir que estas ranuras tiene un ancho de banda de 500MBs.

Con esto nos dimos cuenta que cada placa base tiene en cada ranura un ancho de banda diferentes.

Ya teniendo esto datos nos dirigimos a una tarjeta que sea compatible con ese ancho de banda para poder instalarla y sacarle el mejor provecho.

Ahora vamos a la explicación de la tarjeta gráfica y su ancho de banda y bus de transferencia. Y así poderla insertar en una ranura x1

Una tarjeta gráfica tiene "puntos" principales o características que en verdad son valiosas a la hora de comprar.

1: CUDA CORE o Core Clock

2: Ancho de banda max

3: Interfaz de memoria  Bits

4: Frecuencia de reloj normal (MHz)

5: Resolución digital

6: RAM

7: Soporte de bus

8: El entandar de la tarjeta    3.0, 2.0, 1.0,

NOTA:

Para instalar una tarjeta gráfica en un puerto de PCIe x1 lo primero que tenemos que ver es  su compatibilidad 2.0 o 3.0. Si metemos una tarjeta de gama alta en la ranura x1 no lograríamos sacarle el máximo provecho a la tarjeta gráfica.

Si la tarjeta gráfica  es de gama media alta podemos mirar si la placa tiene otros puertos PCie X4, X8, estos puertos son mas rápidos y podremos aprovechar el poder de la tarjeta. 

Si alguna vez se preguntaron: Se puede meter una tarjeta gráfica en un puerto PCI-e: x1, x4, x8? la respuesta es siii, estos puertos de PCI-e fueron diseñados para retro y futuro.

Solo tienemos que ver la velocidad del puerto y su versión, en un puerto x4 y x8 de la versión 2.0 y 3.0 me atrevería a decir que muchas tarjetas de gama media alta trabajarian perfectamente. Ya que el puerto x4 en versión 2.0 trasporta 2GB/s  y en la versión 3.0 trasporta  4GBs y si logramos tener una placa base con versión 4.0 transporta 8GB. El puerto x8 en versión 2.0 trasporta 4GB/s  y en la versión 3.0 trasporta  8GBs  y si logramos tener una placa base con versión 4.0 transporta 16GB.  Les dejo la tabla para que hagan sus cálculos

Tabla  

Ancho de banda Arquitectura  PCI-e

Como vemos en cada generación va doblando el ancho de banda

Arquitectura                     Arquitectura         

                                             (x1)                                   (x4)

PCI-e 1.1        =      250                      PCI-e 1.1     =       1Gbs

PCI-e 2.0              500MB/s         PCI-e 2.0            2GBs

PCI-e 3.0               1GB/s               PCI-e 3.0             4Gbs

PCI-e 4.0               2GB/s               PCI-e 4.0             8GBs

  

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                      (x8)                                                    (x16)

PCI-e 1.1              2GBs                 PCI-e 1.1             4Gbs

PCI-e 2.0              4GBs            PCI-e 2.0              8GBs

PCI-e 3.0               8GBs               PCI-e 3.0              16Gbs

PCI-e 4.0              16GBs               PCI-e 4.0             32GBs

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(x16)     

PCI-e 1.1               4GB/s     

PCI-e 2.0               8GB/s   

PCI-e 3.0               16GB/s    bidireccional y direccionales 32GB/s

PCI-e 4.0               32GB/s  bidireccional y direccionales 64GB/s

Calculadora de Bits por segundo