¿Qué son las ranuras de expansión de la placa base?

La placa base es la columna vertebral de una computadora, conectando todo junto. Si bien contiene muchos componentes, son estándar y se encontrarán prácticamente en todas las computadoras. Los componentes más específicos, especialmente aquellos con un alto costo y/o un alto rendimiento térmico, generalmente no se incluyen directamente en la placa base. En su lugar, se proporciona un conjunto de enchufes para estos componentes.

Este diseño en realidad viene con varias ventajas. La principal ventaja es la elección del usuario final. Supongamos que la placa base tiene la RAM, la CPU y la GPU integradas directamente en la placa base. En ese caso, tendría que haber muchas placas base de cada fabricante.

Tener estos componentes separados significa que los usuarios pueden elegir y mezclar la combinación de componentes que desean o pueden pagar. También permite futuras actualizaciones, ya que las piezas se pueden intercambiar fácilmente. Las placas base genéricas que pueden agregar una gama de piezas también ayudan a reducir la complejidad de las placas base, lo que mantiene los costos bajos y las existencias de inventario altas.

Otra ventaja de proporcionar conectores es que se pueden usar placas secundarias que sobresalen más hacia el aire limpio. Esto ayuda a mantener frescos algunos componentes como la RAM y las GPU. Si bien los enfriadores podrían sobresalir directamente de la placa base, no tendrían un flujo de aire tan claro, lo que disminuiría la eficiencia de enfriamiento y se convertiría cada vez más en un problema con los componentes modernos a medida que aumenta el uso de energía.

Técnicamente, algunos de los zócalos de la placa base no se consideran ranuras de expansión. Estos son generalmente propósitos únicos, como el zócalo de la CPU, los zócalos de RAM y las ranuras M.2. Sin embargo, las ranuras de uso general suelen denominarse ranuras de expansión.

Ranuras de expansión: el pasado

Históricamente, ha habido una amplia gama de ranuras de expansión física y los buses de transmisión que utilizan para comunicarse. En las computadoras modernas, sin embargo, un solo conector y bus, PCIe, se ha impuesto y se usa esencialmente de manera exclusiva.

AGP o Accelerated Graphics Port fue una ranura de expansión para tarjetas gráficas a finales de los 90 y principios de los 2000. Ofrecía una conexión directa a la RAM del sistema, lo que permitía que las texturas se almacenaran allí en lugar de en la VRAM. Ahora está extinto y no está presente en las placas base modernas. El conector VESA era otro puerto de expansión para tarjetas de video. Sin embargo, este estaba fuertemente ligado a la CPU Intel 486 y fue reemplazado cuando se lanzaron los procesadores Pentium.

AMR era una ranura de expansión para tarjetas de audio y/o módem. El Audio Modem Riser fue diseñado en 1998 para admitir una o ambas funciones. Sin embargo, nunca vio mucha adopción. En 2000, el estándar AMR se revisó y se convirtió en Communications and Network Riser, o CNR. Ofrecía conectividad de audio, módem, USB y LAN. Advanced Communications Riser, o ACR, era un estándar de la competencia que conservaba la compatibilidad con versiones anteriores de AMR. Ninguna de estas tecnologías permanece en uso ya que toda la funcionalidad ahora se ha integrado en la placa base.

ISA o Industry Standard Architecture fue la ranura de expansión original para IBM PC en 1984. Sin embargo, el nombre es en realidad un retroónimo. En 1987, IBM intentó reemplazarlo con Micro Channel Architecture o MCA. Otros fabricantes de computadoras respondieron tratando de estandarizar la Arquitectura estándar de la industria extendida. Sin embargo, ninguno se dio cuenta. Ambos fueron finalmente reemplazados por PCI, aunque ISA vivió junto con PCI durante mucho tiempo y finalmente se eliminó de todos los dispositivos excepto los heredados.

Ranuras de expansión: el presente

PCI o Peripheral Component Interconnect fue una ranura de expansión definida en 1992. Era de propósito general y de velocidad relativamente alta para la época. También admitía plug and play, lo que significa que el usuario no necesitaba ajustar configuraciones ni interruptores para que los dispositivos conectados funcionaran. En el mercado de servidores, PCI-X, con la X de "eXtended", se estandarizó en 1998 para ofrecer una conectividad de mayor velocidad. Sin embargo, esto no tuvo mucho uso en el mercado de consumo.

PCI y PCI-X fueron reemplazados en 2002 con el lanzamiento de PCIe, también conocido como PCI Express. PCIe ofreció transmisión dúplex completa de alta velocidad con un número configurable de carriles según el ancho de banda general deseado. PCIe se convirtió rápidamente en la ranura de expansión dominante. Con el tiempo, eliminó todos los demás estándares de ranuras de expansión de las placas base, ya que los componentes a los que servían se integraron en la placa base o los productos comenzaron a ofrecer versiones PCIe.

En la actualidad, prácticamente todas las placas base utilizan exclusivamente ranuras de expansión PCIe. Sin embargo, algunos dispositivos dirigidos a mercados con una gran dependencia del hardware heredado aún lanzan placas base con soporte para ranuras de expansión obsoletas.

PCIe ha visto varias revisiones, con PCIe Gen 5 apenas comenzando a llegar al mercado. Cada generación de PCIe ha duplicado el ancho de banda de la generación anterior, lo que permite que el bus PCIe transfiera una gran cantidad de datos muy rápidamente. Esto lo hace ideal para conectar tarjetas gráficas modernas, que necesitan mucho ancho de banda. El bus PCIe y, en algunos casos, las ranuras de expansión PCIe también se utilizan para SSD de alta velocidad. Una placa base ATX estándar moderna tendrá cuatro ranuras PCIe 16x. Sin embargo, también puede haber varios más pequeños. no todas las ranuras PCIe 16x físicas están conectadas con carriles PCIe lógicos 166.

Conclusión

Las ranuras de expansión son conectores en la placa base que permiten agregar una placa secundaria conocida como tarjeta de expansión. Estas tarjetas de expansión suelen proporcionar hardware para una función específica, aunque algunas pueden ser multifunción. La ranura de expansión en sí misma generalmente permite una variedad de tarjetas y funciones de esas tarjetas. En las placas base modernas, las ranuras de expansión son exclusivamente ranuras PCIe y utilizan el bus PCIe.

Otras ranuras y buses de expansión han sido reemplazados y ahora son heredados o completamente no compatibles. El uso principal de las ranuras de expansión en las computadoras modernas es para tarjetas gráficas discretas. Sin embargo, algunas computadoras pueden tener tarjetas de red, tarjetas RAID, SSD PCIe, tarjetas de captura, tarjetas de sonido u otro hardware más específico y menos común.