O que são slots de expansão da placa-mãe?

A placa-mãe é a espinha dorsal de um computador, conectando tudo junto. Embora contenha muitos componentes, eles são padrão e serão encontrados em praticamente todos os computadores. Componentes mais específicos, especialmente aqueles com alto custo e/ou alta saída térmica, normalmente não são incluídos diretamente na placa-mãe. Em vez disso, um conjunto de soquetes é fornecido para esses componentes.

Este projeto realmente vem com várias vantagens. A principal vantagem é a escolha do usuário final. Suponha que a placa-mãe tenha RAM, CPU e GPU diretamente na placa-mãe. Nesse caso, teria que haver muitas placas-mãe de cada fabricante.

Ter esses componentes separados significa que os usuários podem escolher e misturar a combinação de componentes que desejam ou podem pagar. Também permite atualizações futuras, pois as peças podem ser facilmente trocadas. Placas-mãe genéricas que podem adicionar uma variedade de peças também ajudam a reduzir a complexidade das placas-mãe, o que mantém os custos baixos e os estoques altos.

Outra vantagem de fornecer conectores é que podem ser usadas placas filhas que se destacam ainda mais no ar limpo. Isso ajuda a manter alguns componentes como RAM e GPUs resfriados. Embora os coolers pudessem sair diretamente da placa-mãe, eles não teriam um fluxo de ar tão claro, diminuindo a eficiência do resfriamento e tornando-se cada vez mais um problema com os componentes modernos à medida que o uso de energia aumenta.

Tecnicamente, alguns soquetes da placa-mãe não são considerados slots de expansão. Estes são geralmente propósitos únicos, como soquete de CPU, soquetes de RAM e slots M.2. Os slots de uso geral, no entanto, são geralmente chamados de slots de expansão.

Slots de Expansão – O Passado

Historicamente, tem havido uma ampla gama de slots de expansão física e os barramentos de transmissão que eles usam para se comunicar. Nos computadores modernos, no entanto, um único conector e barramento, PCIe, venceu e é usado essencialmente de forma exclusiva.

AGP ou Accelerated Graphics Port foi um slot de expansão para placas gráficas no final dos anos 90 e início dos anos 2000. Ele oferecia uma conexão direta com a RAM do sistema, o que permitia que as texturas fossem armazenadas ali, e não na VRAM. Agora está extinto e não está presente nas placas-mãe modernas. O conector VESA era outra porta de expansão para placas de vídeo. No entanto, este foi fortemente vinculado à CPU Intel 486 e substituído quando os processadores Pentium foram lançados.

AMR era um slot de expansão para placas de áudio e/ou modem. O Audio Modem Riser foi projetado em 1998 para suportar uma ou ambas as funções. No entanto, nunca viu muita adoção. Em 2000, o padrão AMR foi revisado para Communications and Network Riser, ou CNR. Ele oferecia conectividade de áudio, modem, USB e LAN. O Advanced Communications Riser, ou ACR, era um padrão concorrente que mantinha a compatibilidade com versões anteriores do AMR. Nenhuma dessas tecnologias permanece em uso, pois todas as funcionalidades agora foram integradas à placa-mãe.

ISA ou Industry Standard Architecture foi o slot de expansão original para o IBM PC em 1984. No entanto, o nome é na verdade um retrônimo. Em 1987, a IBM tentou substituí-lo pela proprietária Micro Channel Architecture ou MCA. Outros fabricantes de computadores contra-atacaram tentando padronizar a Extended Industry Standard Architecture. No entanto, nenhum dos dois pegou. Ambos foram eventualmente substituídos pelo PCI, embora o ISA tenha vivido ao lado do PCI por um longo tempo, eventualmente sendo retirado de todos os dispositivos, exceto os legados.

Slots de Expansão – O Presente

PCI ou Peripheral Component Interconnect era um slot de expansão definido em 1992. Era um propósito geral e relativamente de alta velocidade para a época. Ele também suporta plug and play, o que significa que nenhuma configuração ou mesmo interruptores precisam ser ajustados pelo usuário para que os dispositivos conectados funcionem. No mercado de servidores, o PCI-X, com X significando “eXtended”, foi padronizado em 1998 para oferecer conectividade de maior velocidade. No entanto, isso não viu muito uso no mercado consumidor.

PCI e PCI-X foram substituídos em 2002 com o lançamento do PCIe, também conhecido como PCI Express. O PCIe oferecia transmissão duplex completa de alta velocidade com um número configurável de faixas, dependendo da largura de banda geral desejada. O PCIe rapidamente se tornou o slot de expansão dominante. Eventualmente, ele removeu todos os outros padrões de slot de expansão das placas-mãe, pois os componentes que serviam eram integrados à placa-mãe ou os produtos começaram a oferecer versões PCIe.

Hoje praticamente todas as placas-mãe usam exclusivamente slots de expansão PCIe. No entanto, alguns dispositivos voltados para mercados com forte dependência de hardware legado ainda lançam placas-mãe com suporte para slots de expansão desatualizados.

O PCIe passou por várias revisões, com o PCIe Gen 5 apenas começando a chegar ao mercado. Cada geração PCIe dobrou a largura de banda da geração anterior, permitindo que o barramento PCIe transfira muitos dados muito rapidamente. Isso o torna ideal para conectar placas gráficas modernas, que precisam de muita largura de banda. O barramento PCIe e, em alguns casos, os slots de expansão PCIe também são usados ​​para SSDs de alta velocidade. Uma placa-mãe ATX padrão moderna terá quatro slots PCIe 16x. No entanto, também pode haver vários menores. nem todos os slots PCIe 16x físicos estão conectados com 166 pistas PCIe lógicas.

Conclusão

Os slots de expansão são conectores na placa-mãe que permitem a adição de uma placa filha conhecida como placa de expansão. Essas placas de expansão geralmente fornecem hardware para uma função específica, embora algumas possam ser multifuncionais. O próprio slot de expansão geralmente permite uma variedade de cartões e funções desses cartões. Nas placas-mãe modernas, os slots de expansão são exclusivamente slots PCIe e utilizam o barramento PCIe.

Outros slots de expansão e barramentos foram substituídos e agora são legados ou completamente sem suporte. O uso principal para slots de expansão em computadores modernos é para placas gráficas discretas. No entanto, alguns computadores podem apresentar placas de rede, placas RAID, SSDs PCIe, placas de captura, placas de som ou outro hardware mais específico e menos comum.