Se llenan los PCI-express del CPU? (ejemplos con CPUs INTEL)

Decidí escribir este artículo ya que recientemente me han planteado varias preguntas acerca de este tema y yo mismo, haciendo pruebas, detecté algo que me gustaría compartir con ustedes. Son muy pocos los que están acostumbrados a leer información técnica ya que toda está en inglés, muchas veces mal traducida y también debo decir que las compañías no la hacen para nada fácil, en varias ocasiones me he encontrado con que dicen que sus productos son PCIe 4.0 cuando en realidad son PCIe Gen3 x4 PCIe Lanes. Este error es común y lo aclaro en este artículo pues esta información es publicada muchas veces por la gente de prensa o marketing y no por los Ingenieros de R&D (Research & Development). A la fecha ya tenemos en el mercado SSDs M.2 NVMe PCIe Gen4 x4 (PCIe 4.0) así que ahora y más que nunca hay que mirar bien las especificaciones de lo que vamos a comprar.

Así que de mi propio conocimiento trataré de mostrarles lo que creo es una información que deben considerar siempre al elegir un CPU y una Motherboard con un Chipset en particular. La información de cada parte (Motherboard, Chipset y CPU) así como los diagramas esquemáticos, diagramas eléctricos y más está todo está disponible en la web, pero como dije arriba la buena información está en otro idioma y no siempre es fácil de entender.

Por ejemplo, si vamos a buscar información sobre el Procesador Intel Core i7-5820K en la web vamos a encontrar lo siguiente:

Como vemos en la captura de arriba el Intel Core i7-5820K tiene un máximo de 28 Líneas de PCIe. Es decir que ni siquiera podemos hacer SLI a 16/16 porque nos estaríamos pasando ya. Lo que debemos tener en cuenta es justamente lo que da vida a este artículo, y es que, algunas líneas de PCIe ya vienen “tomadas” de fábrica por dispositivos onboard. Por tal motivo, vamos a ver cómo se distribuyen las líneas PCIe en este Procesador.

Distribución de Líneas de PCIe en el Procesador Intel Core i7-5820K:

La cosa empieza a cambiar cuando nos encontramos con procesadores como el Intel Core i7-5930K y el Intel Core i7-5960X que tienen 40 Líneas de PCIe. Ahora sí vamos a poder usar configuraciones de SLI en 16/16 y SSD’s NVMe de x4 o 2x PCIe Lanes así como también Intel Optane SSD (en Formato M.2 2280) el cual solo utiliza 2x PCIe Lanes a la fecha.

Nuevamente si buscamos información acerca del Procesador Intel Core i7-5930K vamos a encontrar lo siguiente:

Distribución de Líneas de PCIe en el Procesador Intel Core i7-5930K:

Si observamos en detalle la distribución de las Líneas de PCIe tanto en el Core i7-5820K como en el Core i7-5930K vamos a ver que ciertos dispositivos ya las están usando, es decir que esas 28 o 40 no están todas disponibles una vez que coloquemos el procesador en la motherboard.

Algo muy interesante que también vamos a encontrar si buscamos es el Diagrama del Chipset en donde veremos detallado el uso de los PCIe Lanes.

Diagrama del Chipset Intel X99:

El Chipset Intel X99 tiene como Codename “Wellsburg” y es Socket LGA 2011-v3 (o LGA 2011-3) y ha sido diseñado para procesadores Intel: Core i7-5820K, Core i7-5930K, Core i7-5960X, Core i7-6800K, Core i7-6850K, Core i7-6900K y Core i7-6950X.

El Chipset Intel X99 soporta un máximo de 40 PCIe Lanes + 4 de Apoyo del Chipset.

Diagrama del Chipset Intel X299:

El Chipset Intel X299 tiene como Codename “Basin Falls” y es Socket LGA 2066 diseñado para Procesadores Intel Skylake-X y Kaby Lake-X: Core i5-7640X, Core i7-7740X. Core i9-7800X, Core i9-7820X, Core i9-7900X, Core i9-7920X, Core i9-7940X, Core i9-7960X y Core i9-7980XE.

El Chipset Intel X299 soporta un máximo de 44 PCIe Lanes + 4 de Apoyo del Chipset.

Diagrama del Chipset Intel Z170:

Distribución de Líneas de PCIe en Procesadores para Chipset Intel Z170:

Aquí si nos vemos restringidos y tenemos que ser cautos a la hora de utilizar SLI y SSDs NVMe en estos procesadores. Esto sucede con todos los procesadores que no son HEDT (High End Desktop) sino Desktop como las series: Haswell, Skylake, Kaby Lake y Coffee Lake/ Coffee Lake Refresh.

Diagrama del Chipset Intel Z270:

Diagrama del Chipset Intel Z370:

Diagrama del Chipset Intel Z390:Z390

Nuevamente y como lo hicimos con el Chipset Intel X99 vamos a buscar información sobre el último Procesador Intel Core i9-9900K cuyo Chipset está en el diagrama de arriba, el Intel Z390. A la fecha el Core este no es el último sino el Intel Core i9-9900KS aunque nada cambia respecto a las PCIe Lanes.

Como vemos nada cambia en la Plataforma Intel Desktop, siguen siendo 16 PCIe Lanes disponibles, pero hay algo que nos va a ayudar mucho y es el Chipset.

El Chipset “Al Rescate” aportando PCIe Lanes Adicionales:

Bueno, he guardado esta parte para el final ya que primero es necesario que aprendan a respetar los PCIe Lanes del Procesador por la simple razón que lo que aporta el Chipset son apenas 4x PCIe Lanes más. Muchos van a discutir que son 6 o más, pero en realidad son solo 4 “usables” las que estarán disponibles (esto ha cambiado un poco en el Chipset Intel Z390 como les cuento en “Mis Hallazgos” más abajo).

Todos los diagramas, esquemas, y especificaciones son provistas por Intel a los fabricantes de motherboard, pero hay un detalle que no es menor, una cosa es la teoría y otra cosa el plasmar todos esos circuitos en el hardware, en este caso en la motherboard debido a la disposición, tamaño y más cosas de todos los componentes con su correspondiente trazado en el PCB. De ahí que muchas veces surgen limitaciones, se necesitan actualizaciones de BIOS y a veces estas permanecen según el fabricante.

Muy Importante: Lo que hay que tener en cuenta y algunos consejos útiles

• Leer el Artículo y buscar información adicional si así lo desean
• Recuerden bien que una sola GPU ya utiliza x16 PCIe Lanes
• SLI en Plataforma Desktop baja indefectiblemente a x8/ x8 cada GPU
• Si van a usar SSD’s NVMe recuerden que ahora vienen de x2 y x4 PCIe Lanes
• Un SSD NVMe PCIe x2 Lanes es más lento que un x4 pero más rápido que un SATA
• Intel Optane SSD en formato M.2 NVMe utiliza solo 2x PCIe Lanes
• 1x GPU + 1x SSD NVMe x4 Lanes ya están en el límite 16 +4 = 20 (4 del Chipset)
• El CPU en la Plataforma Desktop siempre provee 16 Lanes y el Chipset 4 adicionales
• Si al usar el tope de PCIe Lanes 20 experimentan problemas actualicen el BIOS
• Si al usar el tope de PCIe Lanes 20 siguen con problemas es problema de diseño
• Si necesitan usar SLI con varios SSD NVMe entonces usen Intel HEDT y no Desktop

Mis Hallazgos en las pruebas del día a día: Nueva Información al 13/11/2019

• Hasta el Chipset Intel Z370 si ponen 1x GPU + 2x SSD NVMe PCIe Gen3 x4 es seguro que la GPU se baje a x8 o que al miran GPU-Z les diga PCIe x16 1.1 en vez de PCIe x16 3.0. Esto quiere decir que se pasaron del límite (16+4) y el rendimiento se va a ver afectado
• En el Chipset Intel Z390 con el último BIOS lo del punto de arriba funciona casi siempre sin problemas
• En el Chipset Intel X299 he usado 6x SSD NVMe PCIe Gen3 x4 + 1x GPU Gen3 x16 (Total 40), arriba de eso puede que el rendimiento se vea afectado

Notas Finales:

Toda esta información es basada en mi experiencia en todas las plataformas utilizando gran mayoría del hardware descripto. Pueden buscar más información, si lo hacen traten de que sea en inglés preferentemente y tengan cuidado pues he encontrado mucha que no es correcta.

Fuente: uruguayoc.com

9 Replies to “Se llenan los PCI-express del CPU? (ejemplos con CPUs INTEL)”

  1. Maikel yo estoy al poner dos GPUs en SLI para renderizado y tengo una Intel Optane … Mmmm
    Cada tarjeta a 8x y la memoria … Sobrepaso las lineas?

    Aunque la board mía en las especificaciones dice que si uso el puerto #1 m.2 en este caso en el que tengo la memoria se desabilita el sata 01
    Por lo que los discos los tengo a partir del sata 02 en adelante.. ¿Eso será para no consumir más líneas de PCI??

    1. Bueno saber que el chipset aporta 4 líneas más por lo que 8×2 de gráficas más una unidad m.2 x 4 estaría justico..si acaso bajo el m.2 a X2 como quiera será un avión más rápido que un SSD..
      Es bueno saber eso para no pasarse de loco

    2. Deja ver si entre lo que entendi puedo explicarte algo, hay 2 tipos de ssd m.2, el sata y el nvme que es el que usa las lineas de pci express, si el que tienes dices que te deshabilita el sata no debes tener problema con las lineas entonces, que maikel me rectifique si me equivoco.
      PD: que ssd usas ?

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