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Tema 3.h: Comparación de PCI-Express con PCI y AGP


PCI - Peripheral Component Interconnect (PCI, "Interconexión de Componentes Periféricos") consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en la placa base o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. Es común en PCs, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de ordenadores. El bus PCI tiene 32 bits de comunicaciones que trabajan a una frecuencia de 33 MHz, por lo tanto la tasa de transferencias teórica es de 133 Mbits/s. Velocidad de transferencia suficiente para cualquier tarjeta gráfica 2D.

PCI (Interconexión de Componentes Periféricos)

Hay diferentes tipos de PCI dependiendo de los requisitos electrónicos:

-PCI de 5 voltios para PC.
-PCI de 3.3 voltios, más usadas en ordenadores portátiles. Su ranura es diferente a la de 5 voltios.
-PCI Universales, seleccionan el voltaje automáticamente y se utilizan tanto en ordenadores de sobremesa como en portátiles.

Aparte de esto también existen distintas ranuras de acuerdo con los bits que se puedan transportar:
Ranuras de 32 bits: son las normales y más extendidas.
Ranuras de 64 bits: muy recientes, agregan 32 conectores más.

En el bus PCI el procesador puede trabajar en otras tareas más complejas y desentenderse de las tarjetas del PC como pueden ser manipulación de texturas, inteligencia artificial o cálculo de polígonos de escenas 3D.

AGP-( Accelerated Graphics Port o Puerto de Gráficos Acelerados)
Es un Bus para conectar periféricos a la placa base del equipo. Apareció por primera vez en mayo de 1997 para los chipsets Slot One. Luego se lanzó para los chips Super 7, con el objetivo de administrar los flujos de datos gráficos que se habían vuelto demasiado grandes como para ser controlados por el Bus PCI. De esta manera, el bus AGP se conecta directamente al FSB (Front Side Bus o Bus Frontal) del procesador y utiliza la misma frecuencia, es decir, un ancho de banda más elevado.

Los buses AGP trabajan a distintas frecuencias y voltaje (o tienen distintos modos de funcionamiento) pero hay más diferencias entre ellas que en el caso de las PCI.

AGP 1X, frecuencia de 66 MHz y tasa de transferencia de 264 MB/s con un voltaje de 3,3 V.
AGP 2X, frecuencia de 133 MHz y tasa de transferencia de 528 MB/s con un voltaje de 3,3 V.
AGP 4X, frecuencia de 266 MHz y tasa de transferencia de 1 GB/s con un voltaje de 3,3 o 1,5 V, para poder adaptarse al diseño de tarjetas gráficas.

AGP 8X, frecuencia de 533 MHz y tasa de transferencia de 2 GB/s con un voltaje de 0,7 o 1,5 V.

La interfaz AGP se ha creado con el único propósito de conectarle una tarjeta de video. Funciona al seleccionar en la tarjeta gráfica un canal de acceso directo a la memoria (DMA, Direct Memory Access), evitado así el uso del controlador de E/S. En teoría, las tarjetas que utilizan este bus de gráficos necesitan menos memoria integrada ya que poseen acceso directo a la información gráfica (como por ejemplo las texturas) almacenadas en la memoria central. Su coste es aparentemente inferior.

El bus AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas, por lo que únicamente suele haber una ranura. 

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8 canales más adicionales para acceso a la memoria RAM. Además puede acceder directamente a esta a través del NorthBrigde pudiendo emular así memoria de vídeo en la RAM. La velocidad del bus es de 66 MHz.

PCI Express (anteriormente conocido por las siglas 3GIO, en el caso de las "Entradas/Salidas de Tercera Generación") es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación serie mucho más rápido. Este sistema es apoyado principalmente por Intel, que empezó a desarrollar el estándar con nombre de proyecto Arapahoe para después de retirarse del sistema Infiniband.

Ranura de PCI-Express

El PCI Express tiene dos modos de velocidad:

-PCI-Ex 1x (133Mhz), para dispositivos como tarjeta de sonido, de TV, etc.
-PCI-Ex 16x (2128Mhz) para las tarjetas gráficas.

Comparando el AGP con el PCI-Express, una tarjeta gráfica en AGP con el rendimiento de una PCI Express, tendría que ser un hipotético AGP 16x.

El PCI-Express actualmente es el doble de potente que el AGP 8x en su versión para gráficas, y más veloz y el sustituto del PCI normal en su versión 1x. Está disponible en 5 formatos (x1 / x2 / x3 / x4 / x16) para los distintos anchos de banda.

Estructura del PCI Express

Este bus está estructurado como carriles punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En PCIe 1.1 (el más común en 2007) cada carril transporta 250 MB/s en cada dirección. PCIe 2.0 dobla esta tasa a 500 MB/s y PCIe 3.0 la dobla de nuevo (1 GB/s por carril).

Cada ranura de expansión lleva uno, dos, cuatro, ocho o dieciséis carriles de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El número de carriles se escribe con una x de prefijo (x1 para un carril simple y x16 para una tarjeta con dieciséis carriles); x16 de 500MB/s dan un máximo ancho de banda de 8 GB/s en cada dirección para PCIE 2.x. En el uso más común de x16 para el PCIE 1.1 proporciona un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en cada dirección. En comparación con otros buses, un carril simple es aproximadamente el doble de rápido que el PCI normal; una ranura de cuatro carriles, tiene un ancho de banda comparable a la versión más rápida de PCI-X 1.0, y ocho carriles tienen un ancho de banda comparable a la versión más rápida de AGP.

Una ranura PCi Express 3.0 tiene 1 GB/s direccional y 2 GB/s bidireccional, por lo que logran en el caso de x16 un máximo teórico de 16 GB/s direccionales y 32 GB/s bidireccionales.

PCI Express está pensado para ser usado únicamente como bus local, aunque existen extensores capaces de conectar múltiples placas base mediante cables de cobre o incluso fibra óptica. Debido a que se basa en el bus PCI, las tarjetas actuales pueden ser reconvertidas a PCI Express cambiando solamente la capa física. La velocidad superior del PCI Express permitirá reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCI incluidos. 

PCI Express no es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similar HyperTransport, que también puede tener este uso. Además no ofrece la flexibilidad del sistema InfiniBand, que tiene rendimiento similar, y además puede ser usado como bus interno-externo.

Este conector es usado mayormente para conectar tarjetas gráficas. PCI Express en 2006 fue percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en tarjetas gráficas. Marcas como Advanced Micro Devices (AMD) y nVIDIA entre otras tienen tarjetas gráficas en PCI Express.


Especificaciones de PCI y PCI Express

PCI (en una de sus versiones más común para PC)

Reloj de 33,33 MHz con transferencias síncronas.
Ancho de bus de 32 bits o 64 bits.
Tasa de transferencia máxima de 133 MB por segundo en el bus de 32 bits (33,33 MHz × 32 bits ÷ 8 bits/byte = 133 MB/s).
Tasa de transferencia máxima de 266 MB/s en el bus de 64 bits.
Espacio de dirección de 32 bits (4 GB).
Espacio de puertos I/O de 32 bits (actualmente depreciado).
256 bytes de espacio de configuración.
3,3 V o 5 V, dependiendo del dispositivo.

PCI Express

Al ser un bus compatible con PCI, conserva algunas de las características de éste. Otras de sus características son:
Treinta y dos enlaces de 250MB/s dan el máximo ancho de banda, 8 GB/s (250 MB/s x 32) en cada dirección para PCIE 1.1.
En el uso más común (x16) proporcionan un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en cada dirección.
En comparación con otros buses, un enlace simple es aproximadamente el doble de rápido que el PCI normal.

De esta comparativa de especificaciones técnicas se desprende que el PCI-Express es más veloz que el  PCI (33Mhz) y el AGP (66Mhz), por lo que es el sustituto de estos dos.


7 comentarios:

luis camargo dijo...

¿Qué es más rápido, un bus PCI Express x16 o el último bus AGP?

luis camargo dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
luis camargo dijo...

por favor urgente

Ángel Romo dijo...

Esta fata ermano, es la AGP

Curro dijo...

que va hermano el mas rápido soy yo

Juanlu dijo...

EN LA CAMA*

Ángel Romo dijo...

Con la madre de david