Co to są gniazda rozszerzeń płyty głównej?

Płyta główna to szkielet komputera, łączący wszystko ze sobą. Chociaż zawiera wiele komponentów, są one standardowe i można je znaleźć w zasadzie na wszystkich komputerach. Bardziej specyficzne komponenty, zwłaszcza te, które są drogie i/lub charakteryzują się wysoką wydajnością termiczną, zwykle nie są umieszczane bezpośrednio na płycie głównej. Zamiast tego przewidziano zestaw gniazd dla tych komponentów.

Ten projekt ma w rzeczywistości kilka zalet. Główną zaletą jest wybór użytkownika końcowego. Załóżmy, że płyta główna miała pamięć RAM, procesor i kartę graficzną upieczone bezpośrednio na płycie głównej. W takim przypadku musiałoby być wiele płyt głównych od każdego producenta.

Oddzielne komponenty oznaczają, że użytkownicy mogą wybierać i mieszać kombinacje komponentów, których chcą lub na które mogą sobie pozwolić. Pozwala również na przyszłe aktualizacje, ponieważ części można łatwo wymieniać. Zwykłe płyty główne, do których można dodać szereg części, pomagają również zmniejszyć złożoność płyt głównych, co pozwala utrzymać niskie koszty i wysokie zapasy.

Kolejną zaletą dostarczania złączy jest to, że można używać płyt rozszerzeń, które wystają głębiej w czyste powietrze. Pomaga to utrzymać chłodzenie niektórych komponentów, takich jak pamięć RAM i procesory graficzne. Chociaż chłodnice mogłyby wystawać bezpośrednio z płyty głównej, nie miałyby tak czystego przepływu powietrza, zmniejszając wydajność chłodzenia i stając się coraz większym problemem w przypadku nowoczesnych komponentów wraz ze wzrostem zużycia energii.

Technicznie rzecz biorąc, niektóre gniazda na płycie głównej nie są uważane za gniazda rozszerzeń. Są to zazwyczaj pojedyncze cele, takie jak gniazdo procesora, gniazda pamięci RAM i gniazda M.2. Gniazda ogólnego przeznaczenia są jednak zwykle określane jako gniazda rozszerzeń.

Sloty rozszerzeń – przeszłość

W przeszłości istniał szeroki zakres fizycznych gniazd rozszerzeń i magistrali transmisyjnych, których używają do komunikacji. Jednak w nowoczesnych komputerach zwyciężyło jedno złącze i magistrala, PCIe, i jest ono używane zasadniczo wyłącznie.

AGP lub Accelerated Graphics Port był gniazdem rozszerzeń dla kart graficznych w późnych latach 90. i na początku 00. Oferował bezpośrednie połączenie z systemową pamięcią RAM, co umożliwiało przechowywanie tam tekstur zamiast w pamięci VRAM. Obecnie nie istnieje i nie występuje na nowoczesnych płytach głównych. Złącze VESA było kolejnym portem rozszerzeń dla kart graficznych. Jednak ten był mocno powiązany z procesorem Intel 486 i zastąpiony, gdy wypuszczono procesory Pentium.

AMR był gniazdem rozszerzeń dla kart audio i / lub modemowych. Podstawka modemu audio została zaprojektowana w 1998 roku w celu obsługi jednej lub obu funkcji. Jednak nigdy nie spotkał się z dużym przyjęciem. W 2000 roku standard AMR został zmieniony na Communications and Network Riser lub CNR. Oferował łączność audio, modem, USB i LAN. Advanced Communications Riser, czyli ACR, był konkurencyjnym standardem, który zachował kompatybilność wsteczną z AMR. Żadna z tych technologii nie jest nadal używana, ponieważ wszystkie funkcje zostały teraz zintegrowane z płytą główną.

ISA lub Industry Standard Architecture było oryginalnym gniazdem rozszerzeń dla IBM PC w 1984 roku. Jednak nazwa ta jest w rzeczywistości retronimem. W 1987 roku IBM próbował zastąpić go zastrzeżoną architekturą Micro Channel Architecture lub MCA. Inni producenci komputerów przeciwstawili się, próbując ujednolicić architekturę Extended Industry Standard Architecture. Jednak żaden się nie przyjął. Oba zostały ostatecznie zastąpione przez PCI, chociaż ISA żył obok PCI przez długi czas, ostatecznie został usunięty ze wszystkich urządzeń oprócz starszych.

Gniazda rozszerzeń – teraźniejszość

PCI lub Peripheral Component Interconnect było gniazdem rozszerzeń zdefiniowanym w 1992 roku. Było to rozwiązanie ogólnego przeznaczenia i stosunkowo szybkie jak na tamte czasy. Obsługuje również plug and play, co oznacza, że ​​użytkownik nie musi dostosowywać żadnych ustawień ani nawet przełączników, aby podłączone urządzenia działały. Na rynku serwerów PCI-X, gdzie X oznacza „eXtended”, zostało znormalizowane w 1998 roku, aby oferować łączność o większej szybkości. Jednak nie znalazło to większego zastosowania na rynku konsumenckim.

PCI i PCI-X zostały zastąpione w 2002 roku wraz z wydaniem PCIe, znanego również jako PCI Express. PCIe oferowało szybką transmisję pełnego dupleksu z konfigurowalną liczbą pasów w zależności od pożądanej całkowitej przepustowości. PCIe szybko stało się dominującym gniazdem rozszerzeń. Ostatecznie zepchnął wszystkie inne standardy gniazd rozszerzeń z płyt głównych, ponieważ obsługiwane przez nie komponenty zostały zintegrowane z płytą główną lub produkty zaczęły oferować wersje PCIe.

Obecnie zasadniczo wszystkie płyty główne wykorzystują wyłącznie gniazda rozszerzeń PCIe. Jednak niektóre urządzenia przeznaczone na rynki o dużej zależności od starszego sprzętu nadal wypuszczają płyty główne z obsługą przestarzałych gniazd rozszerzeń.

PCIe doczekało się kilku zmian, a PCIe Gen 5 dopiero zaczyna wchodzić na rynek. Każda generacja PCIe podwajała przepustowość w porównaniu z poprzednią generacją, umożliwiając magistrali PCIe bardzo szybkie przesyłanie dużej ilości danych. Dzięki temu idealnie nadaje się do podłączania nowoczesnych kart graficznych, które wymagają dużej przepustowości. Magistrala PCIe i, w niektórych przypadkach, gniazda rozszerzeń PCIe są również używane do szybkich dysków SSD. Nowoczesna standardowa płyta główna ATX będzie miała cztery gniazda 16x PCIe. Jednak może być też kilka mniejszych. nie wszystkie fizyczne gniazda 16x PCIe są połączone ze 166 logicznymi liniami PCIe.

Wniosek

Gniazda rozszerzeń to złącza na płycie głównej, które umożliwiają dodanie płyty rozszerzeń zwanej kartą rozszerzeń. Te karty rozszerzeń zazwyczaj zapewniają sprzęt dla określonej funkcji, chociaż niektóre mogą być wielofunkcyjne. Samo gniazdo rozszerzeń zwykle pozwala na szereg kart i funkcji tych kart. W nowoczesnych płytach głównych gniazda rozszerzeń są wyłącznie gniazdami PCIe i wykorzystują magistralę PCIe.

Inne gniazda rozszerzeń i magistrale zostały zastąpione i są teraz starsze lub całkowicie nieobsługiwane. Głównym zastosowaniem gniazd rozszerzeń w nowoczesnych komputerach są oddzielne karty graficzne. Jednak niektóre komputery mogą być wyposażone w karty sieciowe, karty RAID, dyski SSD PCIe, karty przechwytujące, karty dźwiękowe lub inny bardziej specyficzny i mniej popularny sprzęt.