Wat zijn moederborduitbreidingsslots?

Het moederbord is de ruggengraat van een computer en verbindt alles met elkaar. Hoewel het veel componenten bevat, zijn ze standaard en zullen ze in vrijwel alle computers worden aangetroffen. Meer specifieke componenten, vooral die met hoge kosten en/of een hoge thermische output, zijn doorgaans niet direct op het moederbord opgenomen. In plaats daarvan is er een set stopcontacten voor deze componenten.

Dit ontwerp heeft eigenlijk verschillende voordelen. Het belangrijkste voordeel is de keuze van de eindgebruiker. Stel dat op het moederbord de RAM, CPU en GPU allemaal rechtstreeks op het moederbord zijn gebakken. In dat geval zouden er veel moederborden van elke fabrikant moeten zijn.

Als deze componenten gescheiden zijn, kunnen gebruikers de combinatie van componenten kiezen en mixen die ze willen of kunnen betalen. Het maakt ook toekomstige upgrades mogelijk, omdat de onderdelen eenvoudig kunnen worden verwisseld. Generieke moederborden die een reeks onderdelen kunnen toevoegen, helpen ook de complexiteit van de moederborden te verminderen, waardoor de kosten laag blijven en de voorraad hoog.

Een ander voordeel van het leveren van connectoren is dat dochterborden kunnen worden gebruikt die verder in schone lucht steken. Dit helpt sommige componenten zoals RAM en GPU's koel te houden. Hoewel koelers direct uit het moederbord kunnen steken, zouden ze niet zo'n heldere luchtstroom hebben, waardoor de koelefficiëntie afneemt en een steeds groter probleem wordt met moderne componenten naarmate het stroomverbruik toeneemt.

Technisch gezien worden sommige sockets op het moederbord niet als uitbreidingsslots beschouwd. Dit zijn over het algemeen enkele doeleinden, zoals de CPU-socket, RAM-sockets en M.2-slots. Slots voor algemeen gebruik worden echter meestal uitbreidingsslots genoemd.

Uitbreidingsslots - Het verleden

Historisch gezien is er een breed scala aan fysieke uitbreidingsslots en de transmissiebussen die ze gebruiken om te communiceren. In moderne computers heeft echter een enkele connector en bus, PCIe, gewonnen en wordt deze in wezen uitsluitend gebruikt.

AGP of Accelerated Graphics Port was eind jaren 90 en begin jaren 00 een uitbreidingsslot voor grafische kaarten. Het bood een directe verbinding met systeem-RAM, waardoor texturen daar konden worden opgeslagen in plaats van in VRAM. Het is nu ter ziele en niet aanwezig op moderne moederborden. De VESA-connector was een andere uitbreidingspoort voor videokaarten. Deze was echter sterk verbonden met de Intel 486 CPU en werd vervangen toen de Pentium-processors werden uitgebracht.

AMR was een uitbreidingsslot voor audio- en/of modemkaarten. De Audio Modem Riser is in 1998 ontworpen om een ​​of beide functies te ondersteunen. Het heeft echter nooit veel acceptatie gezien. In 2000 werd de AMR-standaard herzien in de Communications and Network Riser of CNR. Het bood audio-, modem-, USB- en LAN-connectiviteit. De Advanced Communications Riser, of ACR, was een concurrerende standaard die achterwaartse compatibiliteit met AMR behield. Geen van deze technologieën blijft in gebruik, aangezien alle functionaliteit nu op het moederbord is geïntegreerd.

ISA of Industry Standard Architecture was het oorspronkelijke uitbreidingsslot voor de IBM-pc in 1984. De naam is echter eigenlijk een retroniem. In 1987 probeerde IBM het te vervangen door de eigen Micro Channel Architecture of MCA. Andere computerfabrikanten reageerden door te proberen de Extended Industry Standard Architecture te standaardiseren. Geen van beiden sloeg echter aan. Beide werden uiteindelijk vervangen door PCI, hoewel ISA lange tijd naast PCI leefde en uiteindelijk werd verwijderd van alle apparaten behalve oudere apparaten.

Uitbreidingsslots – het heden

PCI of Peripheral Component Interconnect was een uitbreidingsslot dat in 1992 werd gedefinieerd. Het was voor die tijd een algemeen doel en relatief snel. Het ondersteunde ook plug-and-play, wat betekent dat de gebruiker geen instellingen of zelfs maar schakelaars hoefde aan te passen om aangesloten apparaten te laten werken. In de servermarkt werd PCI-X, waarbij de X staat voor "eXtended", in 1998 gestandaardiseerd om connectiviteit met hogere snelheden te bieden. Dit zag echter niet veel nut in de consumentenmarkt.

PCI en PCI-X werden in 2002 vervangen door de release van PCIe, ook wel bekend als PCI Express. PCIe bood supersnelle volledige duplextransmissie met een configureerbaar aantal rijstroken, afhankelijk van de totale gewenste bandbreedte. PCIe werd al snel het dominante uitbreidingsslot. Het duwde uiteindelijk alle andere standaarden voor uitbreidingsslots van moederborden, omdat de componenten die ze dienden ofwel op het moederbord waren geïntegreerd of de producten PCIe-versies begonnen aan te bieden.

Tegenwoordig gebruiken vrijwel alle moederborden uitsluitend PCIe-uitbreidingsslots. Sommige apparaten die gericht zijn op markten die sterk afhankelijk zijn van oudere hardware, brengen echter nog steeds moederborden uit met ondersteuning voor verouderde uitbreidingsslots.

PCIe heeft verschillende revisies ondergaan, waarbij PCIe Gen 5 net zijn weg naar de markt begint te vinden. Elke PCIe-generatie heeft de bandbreedte van de vorige generatie verdubbeld, waardoor de PCIe-bus zeer snel veel gegevens kan overdragen. Dit maakt hem ideaal voor het aansluiten van moderne grafische kaarten, die veel bandbreedte nodig hebben. De PCIe-bus en, in sommige gevallen, PCIe-uitbreidingsslots worden ook gebruikt voor snelle SSD's. Een modern standaard ATX-moederbord heeft vier 16x PCIe-slots. Er kunnen echter ook meerdere kleinere zijn. niet alle fysieke 16x PCIe-slots zijn verbonden met 166 logische PCIe-banen.

Conclusie

Uitbreidingsslots zijn connectoren op het moederbord waarmee een dochterbord kan worden toegevoegd dat ook wel een uitbreidingskaart wordt genoemd. Deze uitbreidingskaarten bieden doorgaans hardware voor een specifieke functie, hoewel sommige multifunctioneel kunnen zijn. Het uitbreidingsslot zelf staat meestal een reeks kaarten en functies van die kaarten toe. Op moderne moederborden zijn uitbreidingsslots uitsluitend PCIe-slots en maken ze gebruik van de PCIe-bus.

Andere uitbreidingsslots en -bussen zijn achterhaald en zijn nu verouderd of worden volledig niet ondersteund. Uitbreidingsslots in moderne computers worden voornamelijk gebruikt voor afzonderlijke grafische kaarten. Sommige computers kunnen echter voorzien zijn van netwerkkaarten, RAID-kaarten, PCIe SSD's, opnamekaarten, geluidskaarten of andere meer specifieke en minder gebruikelijke hardware.