PCI-Express

Criada para substituir a antiquada interface PCI, utilizada em todos os computadores desde 1992 com tecnologia de 32-bit, a PCI-Express, habitualmente apelidada de PCIe, rapidamente se tornou a interface-padrão de comunicação entre os principais componentes num PC actual.

Actualmente, esta interface é utilizada para que os processadores de última geração da Intel e AMD possam comunicar com o chipset da motherboard, bem como com outros componentes fundamentais, como as memórias, placas gráficas, controladores de rede, controladores USB e controladores de armazenamento, podendo em alguns casos permitir a comunicação directa entre o dispositivo de armazenamento (SSD do tipo NVMe) e o processador.

Conceito
Esta interface utiliza um conceito similar ao de uma auto-estrada, onde a maior largura de banda é incrementada à medida que se adicionam faixas, que neste caso são designadas ‘pistas’.

Cada pista corresponde a um par de ligações unidireccionais (uma em cada sentido), variando a sua velocidade de acordo com a interface usada (PCIe 1.0, 2.0, 3.0 ou 4.0) e o número de pistas (x1, x4, x8 ou x16). Cada processador tem um número limitado de pistas, como 24 no caso de um processador AMD Ryzen ou Intel Core, podendo chegar às 64 ou 128, se usar um processador AMD Ryzen Threadripper ou Ryzen Threadripper Pro.

Estas, com as actuais gerações PCIe 3.0 e 4.0, são capazes de disponibilizar uma largura de banda aproximada de 2.0 e 4.0 GB/s, respectivamente, o que significa que se utilizar 16 pistas de uma ligação PCIe, esta poderá disponibilizar até 16 GB/s, ou 32 GB/s se for do tipo PCIe 4.0.

Aplicações
Como foi dito, a interface PCIe é utilizada em, praticamente, todos os componentes de um computador, mas as aplicações habitualmente mais conhecidas são as placas gráficas, que exigem uma interface do tipo x16, com a máxima largura de banda disponibilizada pela interface, e as unidades SSD M.2 do tipo NVMe (Non-Volative Memory Express), que tendencialmente utilizam uma ligação do tipo x4.

Outros elementos como o USB 3.1 Gen2 utiliza duas pistas PCIe (do tipo x2), controladoras Ethernet Gigabit uma pista (do tipo x1) e Thunderbolt quatro pistas (tipo x4).

A vantagem da tecnologia PCIe é que a mesma permite total compatibilidade entre dispositivos de gerações distintas, e interfaces distintas, ou seja, é possível utilizar-se uma placa gráfica x16 numa ranhura só com oito pistas (x8), embora com um ligeiro impacto no desempenho devido à menor largura de banda, ou usar uma controladora USB 3.2 numa ligação PCIe x16, embora acabe por só usar a largura de banda que necessita.