Actualizado a: 16 de abril de 2024
PCIe BAR (Peripheral Component Interconnect Express Base Address Register) es una parte crucial del estándar de interconexión PCIe que se utiliza en las computadoras modernas para conectar dispositivos de hardware, como tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, discos duros y muchos otros componentes. A pesar de que no es uno de los aspectos más conocidos de la tecnología de las computadoras, el PCIe BAR es un componente fundamental que permite a los dispositivos de hardware acceder a la memoria del sistema y realizar operaciones de entrada/salida de manera eficiente.
En este artículo, exploraremos en profundidad qué es PCIe BAR, cómo funciona y por qué es importante para el rendimiento de los dispositivos PCIe.
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¿Qué es PCIe?
Como sabrás, PCIe es un estándar de interconexión de componentes de hardware que se utiliza para conectar dispositivos de expansión a una computadora. Este estándar se desarrolló para reemplazar los estándares de interconexión anteriores, como PCI (Peripheral Component Interconnect), que estaban limitados en términos de ancho de banda y velocidad de transferencia de datos.
PCIe utiliza un bus de comunicaciones serie de alta velocidad para conectar dispositivos de hardware, lo que significa que los datos se transmiten en serie, uno tras otro. El estándar PCIe también utiliza una arquitectura en serie, lo que significa que los datos se transmiten en paquetes a través de múltiples carriles. Y, como debe saber, también existen varias versiones.
Dada las ventajas de PCIe, en la actualidad muchos dispositivos de alto rendimiento se basan en esta interfaz estándar para aprovechar sus prestaciones, como es el caso de las tarjetas gráficas, las tarjetas o adaptadores de red de alto rendimiento, las unidades SSD NVMe, etc.
Introducción el E/S
Como sabes, los ordenadores tienen E/S o sistema de entrada y salida para sus puertos, buses y dispositivos. Todos los periféricos o dispositivos son diferentes, y para «encapsular» estas diferencias o rarezas, se emplean métodos para que todo funcione de la forma más simple. Además, tendremos los controladores, que ya vimos anteriormente.
Para procesar adecuadamente todos los comandos, datos, o señales que se envían a través de estas interfaces, se necesita un control, y un mapeado del E/S como si fuese una memoria más, a la que la CPU puede acceder. Es decir, puede escribir en los dispositivos de salida, y puede leer de los dispositivos de entrada. O ambas cosas en los dispositivos que son tanto de entrada como de salida.
En las GPUs, se expone un BAR o registro de direcciones base que trataremos más adelante, es decir, un espacio de registros mapeados y apreciables por el MMIO o controlador de memoria, para su acceso.
¿Qué es PCIe BAR?
PCIe BAR es una parte crítica del estándar de interconexión PCIe. Como se mencionó anteriormente, es una región de memoria en la cual los dispositivos PCIe pueden acceder a los recursos de memoria del sistema, como la memoria RAM. Cada dispositivo PCIe tiene uno o más PCIe BAR que se utilizan para direccionar el espacio de memoria que está asignado a ellos en el sistema.
El PCIe BAR es una parte importante del proceso de configuración de un dispositivo PCIe. Cuando se conecta un dispositivo PCIe a un equipo, se envía una señal de detección al dispositivo y le pide que se identifique. El dispositivo luego responde con información sobre sus características y configuraciones. En este proceso, el dispositivo también informa al sistema sobre la cantidad de memoria que necesita para funcionar correctamente.
Es aquí donde el PCIe BAR entra en juego. Una vez que se ha determinado la cantidad de memoria que el dispositivo necesita, el sistema asigna una región de memoria específica para el dispositivo. Esta región de memoria se asigna a través del PCIe BAR, que se utiliza para direccionar la memoria del dispositivo.
Cómo funciona PCIe BAR
Cuando un dispositivo PCIe necesita acceder a la memoria del sistema, envía solicitudes a través del bus PCIe. La CPU utiliza el PCIe BAR para determinar la ubicación de la memoria que se solicita y la direcciona a la región de memoria asignada al dispositivo.
Cada PCIe BAR tiene una dirección base y un tamaño. La dirección base indica dónde comienza la región de memoria asignada al dispositivo, mientras que el tamaño indica cuánta memoria se ha asignado al dispositivo.
El PCIe BAR es una región de memoria en la que los dispositivos PCIe pueden acceder a los recursos de memoria del sistema, como la memoria RAM. Cada dispositivo PCIe tiene uno o más PCIe BAR que se utilizan para direccionar el espacio de memoria que está asignado a ellos en el sistema.
El PCIe BAR es un registro de 32 bits o 64 bits que se utiliza para especificar la dirección de inicio de la región de memoria asignada al dispositivo PCIe. La dirección de inicio se especifica en términos de una dirección física en el espacio de memoria del sistema. El tamaño de la región de memoria asignada al dispositivo PCIe también se especifica en el PCIe BAR.
El tamaño de la región de memoria asignada a un dispositivo PCIe puede variar desde unos pocos bytes hasta varios gigabytes. Los dispositivos PCIe pueden tener uno o más PCIe BAR, dependiendo de su diseño y funcionalidad.
En definitiva, PCIe BAR es muy importante para el estándar de interconexión PCIe que se utiliza para permitir que los dispositivos PCIe accedan a la memoria del sistema de manera rápida y eficiente, y que pueda haber accesos o interconexión entre ellos. Sin el PCIe BAR, el acceso a la memoria del sistema sería mucho más lento y menos eficiente.
