O que é PCIe?

Peripheral Component Interconnect Express(PCIe) é uma interconexão padronizada para componentes e periféricos dos computadores atuais. Permite que componentes como SSDs, placas gráficas e placas adicionais sejam conectados a qualquer placa-mãe moderna e funcionem corretamente sem a necessidade de interfaces proprietárias ou protocolos não padronizados que podem causar problemas ou tornar a instalação confusa.

O PCI Express foi concebido para ser uma interface padrão da indústria para componentes e periféricos, substituindo as interfaces separadas nas placas-mãe dos PCs antigos, nomeadamente AGP e PCI. Naquela época, usávamos AGP para placas gráficas e portas PCI para placas de som, placas de rede, controladores RAID, etc. O PCI Express substituiu todas essas interfaces quando foi introduzido em 2003 e foi projetado com bastante espaço para permitir avanços futuros em largura de banda e desempenho, por isso espera-se que tenha uma vida útil muito longa. Mesmo hoje, ele ainda está à frente da curva, mas falaremos mais sobre isso daqui a pouco.

PCI Express é uma interface serial ponto a ponto entre dispositivos, com o dispositivo PCIe e a CPU e o chipset a comunicarem através de «lanes» físicas integradas em ambas as extremidades da ligação. As lanes PCIe utilizam dois pares de cabos de cobre por lane para enviar dados em ambas as direções simultaneamente, e a genialidade do design reside no facto de a largura de banda poder ser facilmente aumentada adicionando (ou utilizando) mais lanes. Também é retrocompatível, pelo que um dispositivo PCIe 3.0 funciona perfeitamente num sistema PCIe 4.0, tornando-a uma interface única com um design muito flexível.

A tecnologia PCI Express é atualmente uma característica dos processadores e chipsets da AMD e da Intel, portanto, ao consultar uma ficha técnica, você verá o suporte a PCI Express para ambas as tecnologias listado como «número de pistas PCIe». O número de pistas disponíveis varia de acordo com o processador e o chipset, com os produtos de ponta oferecendo mais pistas e os produtos convencionais oferecendo menos pistas.

Observe que existem pistas PCIe para a CPU e para o chipset, mas essas pistas não são iguais, embora todas elas se conectem à CPU. As pistas que vêm do chipset devem conectar-se à CPU através de uma ligação DMI (Direct Media Interface), enquanto as pistas que se conectam diretamente à CPU ignoram este conector intermediário. Isto significa que deve ter cuidado ao colocar a GPU e, pelo menos, o SSD principal nas ranhuras que não utilizam essa ligação intermediária.

Todos os dispositivos PCIe utilizam um número específico de pistas, expresso por um pequeno «x» e um número que representa quantas pistas utiliza. Por exemplo, uma GPU moderna como a RTX 5090 é um dispositivo PCIe 5.0 x16, o que significa que utiliza a quinta iteração do padrão PCI Express (PCIe 5.0 ou Gen 5) e utiliza 16 pistas para transmissão de dados, que é o máximo permitido atualmente. Existem também dispositivos que utilizam 8 pistas (x8), 4 pistas (x4), duas pistas (x2) e 1 pista (x1).

É claro que há uma penalidade por usar mais pistas, como geração adicional de calor e requisitos de energia, pois não há nada de graça na informática, mas a capacidade de usar um número diferente de pistas para transmissão de dados oferece opções aos fabricantes de hardware quando se trata de projetar seus produtos.

Também pode funcionar na direção oposta, em que um dispositivo pode passar de x16 para x8 para economizar energia e produzir menos calor, supondo que o desempenho não seja muito afetado ou que a redução do desempenho seja uma compensação válida.

Desde a sua criação, o PCI Express conseguiu duplicar a largura de banda fornecida pela interface a cada nova geração, o que é um feito notável. Espera-se que essa duplicação da largura de banda continue no futuro próximo, dando a todos nós, utilizadores de PC, algo para sonhar enquanto imaginamos uma GPU PCIe 7.0 com quatro vezes a largura de banda das nossas GPUs atuais. No entanto, se as GPUs conseguirão realmente usar toda essa largura de banda é outra história.

Como mencionámos acima, os responsáveis pela interface PCI Express na PCI-SIG conseguiram duplicar a largura de banda oferecida por cada nova iteração do PCIe Express, uma tendência que deverá continuar no futuro. Veja como foi a evolução até agora:

Uma coisa que é muito notável no gráfico acima é que podemos identificar a longa vida útil de cada geração PCIe atualmente. Ele observa que o PCIe 5.0 foi introduzido em 2019, mas aqui em 2025 ainda não é completamente dominante, já que a maioria dos dispositivos ainda usa PCIe 3.0 e 4.0. Na verdade, a nova série RTX 50 da Nvidia são GPUs PCIe 5.0, mas essa é uma novidade para a empresa, já que as placas anteriores da série Ada Lovelace 40, de 2022, eram PCIe 4.0. A geração anterior de GPUs da AMD, a série 7000, também era PCIe 4.0, mas as GPUs mais recentes das duas empresas são finalmente PCIe 5.0.

Ao mesmo tempo, o gráfico observa que o PCIe 6.0 foi anunciado em 2021, mas levará anos até que ele chegue ao mercado e, depois disso, mais alguns anos até que se torne onipresente, o que pode significar 2030 ou mais. Isso colocaria o PCIe 7.0 por volta de 2035, portanto, esses padrões têm uma vida útil muito longa e são introduzidos muito antes de serem necessários no mercado.

Em 2025, um dispositivo PCIe Express é qualquer coisa que se conecta às ranhuras na placa-mãe abaixo da CPU, o que significa GPUs e quaisquer placas adicionais que se encaixam nas ranhuras PCIe. Isso inclui placas de expansão USB, placas de rede, controladores RAID, placas de som e assim por diante. Nota: os SSDs M.2 também são dispositivos PCI Express e têm as suas próprias portas dedicadas nas placas-mãe atuais, que são diferentes dos slots de expansão, mas têm a mesma finalidade, pois se conectam à CPU e ao chipset para transferência de dados para o sistema host.

Só porque o PCI Express duplica a sua largura de banda a cada iteração, isso não significa que haja o dobro do desempenho, e um bom exemplo desse fenómeno é a atual geração de SSDs M.2. Os SSDs PCIe 4.0 já estão no mercado há muitos anos e são muito comuns, atingindo uma largura de banda máxima de ~7 GB/s. Por outro lado, as unidades PCIe 5.0 são mais recentes e oferecem até ~12-14 GB/s de largura de banda, o que parece ser uma atualização óbvia, mas, na prática, a diferença real de desempenho entre essas duas famílias de unidades pode ser enorme ou muito pequena, dependendo da aplicação.

Se estiver a utilizar a unidade para ler e gravar ficheiros grandes repetidamente, pode ser uma atualização significativa, conforme observámos no nosso artigo aqui. No entanto, se estiver a utilizar um SSD principalmente para jogos, a diferença no tempo de carregamento dos jogos provavelmente será mínima.

A outra questão que os SSDs PCIe 5.0 enfrentam atualmente é que eles são mais caros do que as unidades PCIe 4.0, e também as placas-mãe com portas SSD M.2 PCIe 5.0 não são muito comuns, mas isso mudará nos próximos 5 anos.

Como este artigo está a ser escrito em meados de 2025, estamos todos à espera que o PCIe 5.0 se torne o novo padrão, mas isso pode demorar alguns anos. Os chipsets de CPU mais recentes da AMD e da Intel suportam PCIe 5.0, e as GPUs da AMD e da Nvidia também são PCIe 5.0, portanto, neste momento, espera-se que todo o hardware novo suporte a interface mais recente, o que ajudará o PCIe 5.0 a se tornar o novo padrão. Mais pessoas irão atualizar do PCIe 4.0 para o PCIe 5.0 quando esses dispositivos forem as únicas opções disponíveis. Por exemplo, em 2027, se quiser comprar um novo SSD M.2, provavelmente terá de comprar um dispositivo PCIe 5.0, da mesma forma que hoje em dia é difícil comprar memória DDR4, uma vez que o mercado mudou para DDR5.

Portanto, em alguns anos, poderemos começar a ver dispositivos PCIe 6.0 a serem lançados, mas o nosso palpite é que o novo hardware não chegará antes de 2028, aproximadamente. Considerando o tempo que o PCIe 5.0 está a demorar para ganhar espaço no mercado — mais de 6 anos —, esses dispositivos podem não estar em voga até o final da década.

Se isso serve de consolo, a PCI-SIG já está trabalhando arduamente no padrão PCIe 7.0 também, então, como escrevemos acima, esta é uma organização muito voltada para o futuro, que está sempre muitos passos à frente do mercado atual, o que é uma ótima notícia para a indústria de PCs em geral.