Das Motherboard ist das Rückgrat eines Computers und verbindet alles miteinander. Obwohl es viele Komponenten enthält, sind sie Standard und werden in praktisch allen Computern zu finden sein. Speziellere Komponenten, insbesondere solche mit hohen Kosten und/oder einer hohen Wärmeabgabe, sind typischerweise nicht direkt auf der Hauptplatine enthalten. Stattdessen wird für diese Komponenten ein Satz Sockel bereitgestellt.
Dieses Design hat tatsächlich mehrere Vorteile. Der Hauptvorteil ist die Wahl des Endverbrauchers. Angenommen, das Motherboard hätte RAM, CPU und GPU direkt auf das Motherboard gebacken. In diesem Fall müsste es viele Motherboards von jedem Hersteller geben.
Dass diese Komponenten getrennt sind, bedeutet, dass Benutzer die Kombination von Komponenten auswählen und mischen können, die sie wollen oder sich leisten können. Es ermöglicht auch zukünftige Upgrades, da die Teile einfach ausgetauscht werden können. Generische Motherboards, die eine Reihe von Teilen hinzufügen können, tragen auch dazu bei, die Komplexität der Motherboards zu reduzieren, was die Kosten niedrig und die Lagerbestände hoch hält.
Ein weiterer Vorteil der Bereitstellung von Steckverbindern besteht darin, dass Tochterplatinen verwendet werden können, die weiter in saubere Luft ragen. Dies hilft, einige Komponenten wie RAM und GPUs kühl zu halten. Während Kühler direkt aus dem Motherboard herausragen könnten, hätten sie keinen so klaren Luftstrom, abnehmende Kühleffizienz und werden bei modernen Komponenten als Stromverbrauch immer mehr zu einem Problem steigt.
Technisch gesehen gelten einige der Sockel auf dem Motherboard nicht als Erweiterungssteckplätze. Dies sind im Allgemeinen einzelne Zwecke, wie der CPU-Sockel, RAM-Sockel und M.2-Steckplätze. Allzwecksteckplätze werden jedoch normalerweise als Erweiterungssteckplätze bezeichnet.
Erweiterungsslots – Die Vergangenheit
In der Vergangenheit gab es eine große Auswahl an physischen Erweiterungssteckplätzen und den Übertragungsbussen, die sie zur Kommunikation verwenden. In modernen Computern hat sich jedoch ein einzelner Anschluss und Bus, PCIe, durchgesetzt und wird im Wesentlichen ausschließlich verwendet.
AGP oder Accelerated Graphics Port war Ende der 90er und Anfang der 00er Jahre ein Erweiterungssteckplatz für Grafikkarten. Es bot eine direkte Verbindung zum System-RAM, wodurch Texturen dort und nicht im VRAM gespeichert werden konnten. Es ist jetzt nicht mehr funktionsfähig und auf modernen Motherboards nicht vorhanden. Der VESA-Anschluss war ein weiterer Erweiterungsanschluss für Grafikkarten. Dieser war jedoch stark an die Intel 486-CPU gebunden und wurde abgelöst, als die Pentium-Prozessoren veröffentlicht wurden.
AMR war ein Erweiterungssteckplatz für Audio- und/oder Modemkarten. Der Audio Modem Riser wurde 1998 entwickelt, um eine oder beide Funktionen zu unterstützen. Es wurde jedoch nie viel angenommen. Im Jahr 2000 wurde der AMR-Standard in Communications and Network Riser oder CNR überarbeitet. Es bot Audio-, Modem-, USB- und LAN-Konnektivität. Der Advanced Communications Riser oder ACR war ein konkurrierender Standard, der die Abwärtskompatibilität mit AMR beibehielt. Keine dieser Technologien wird weiterhin verwendet, da alle Funktionen jetzt auf dem Motherboard integriert wurden.
ISA oder Industry Standard Architecture war 1984 der ursprüngliche Erweiterungssteckplatz für den IBM PC. Der Name ist jedoch eigentlich ein Retronym. 1987 versuchte IBM, es durch die proprietäre Micro Channel Architecture oder MCA zu ersetzen. Andere Computerhersteller konterten mit dem Versuch, die Extended Industry Standard Architecture zu standardisieren. Beides hat sich jedoch nicht durchgesetzt. Beide wurden schließlich durch PCI ersetzt, obwohl ISA lange Zeit neben PCI lebte und schließlich von allen außer älteren Geräten gestrichen wurde.
Erweiterungsslots – Die Gegenwart
PCI oder Peripheral Component Interconnect war ein 1992 definierter Erweiterungssteckplatz. Es war ein Allzweckfahrzeug und für die damalige Zeit relativ schnell. Es unterstützte auch Plug-and-Play, was bedeutet, dass keine Einstellungen oder gar Schalter vom Benutzer angepasst werden mussten, damit die angeschlossenen Geräte funktionieren. Auf dem Servermarkt wurde PCI-X, wobei das X für „eXtended“ steht, 1998 standardisiert, um Konnektivität mit höherer Geschwindigkeit zu bieten. Dies fand jedoch auf dem Verbrauchermarkt nicht viel Verwendung.
PCI und PCI-X wurden 2002 durch die Veröffentlichung von PCIe, auch bekannt als PCI Express, abgelöst. PCIe bot Hochgeschwindigkeits-Duplex-Übertragung mit einer konfigurierbaren Anzahl von Lanes, abhängig von der gewünschten Gesamtbandbreite. PCIe wurde schnell zum dominierenden Erweiterungssteckplatz. Es verdrängte schließlich alle anderen Standards für Erweiterungssteckplätze von Motherboards, da die von ihnen bedienten Komponenten entweder auf dem Motherboard integriert wurden oder die Produkte begannen, PCIe-Versionen anzubieten.
Heutzutage verwenden im Wesentlichen alle Motherboards ausschließlich PCIe-Erweiterungssteckplätze. Einige Geräte, die auf Märkte ausgerichtet sind, die stark von Legacy-Hardware abhängig sind, geben jedoch immer noch Motherboards mit Unterstützung für veraltete Erweiterungssteckplätze heraus.
PCIe wurde mehrfach überarbeitet, wobei PCIe Gen 5 gerade erst auf den Markt kommt. Jede PCIe-Generation hat die Bandbreite der vorherigen Generation verdoppelt, wodurch der PCIe-Bus sehr schnell viele Daten übertragen kann. Damit eignet er sich ideal zum Anschluss moderner Grafikkarten, die viel Bandbreite benötigen. Der PCIe-Bus und in einigen Fällen PCIe-Erweiterungssteckplätze werden auch für Hochgeschwindigkeits-SSDs verwendet. Ein modernes Standard-ATX-Motherboard verfügt über vier 16x PCIe-Steckplätze. Es können aber auch mehrere kleinere sein. nicht alle physischen 16x PCIe-Steckplätze sind mit 166 logischen PCIe-Lanes verbunden.
Fazit
Erweiterungssteckplätze sind Anschlüsse auf der Hauptplatine, die das Hinzufügen einer Tochterplatine ermöglichen, die als Erweiterungskarte bezeichnet wird. Diese Erweiterungskarten bieten normalerweise Hardware für eine bestimmte Funktion, obwohl einige multifunktional sein können. Der Erweiterungssteckplatz selbst ermöglicht normalerweise eine Reihe von Karten und Funktionen dieser Karten. In modernen Motherboards sind Erweiterungssteckplätze ausschließlich PCIe-Steckplätze und nutzen den PCIe-Bus.
Andere Erweiterungssteckplätze und Busse wurden ersetzt und sind jetzt veraltet oder werden nicht mehr unterstützt. Erweiterungssteckplätze in modernen Computern werden hauptsächlich für diskrete Grafikkarten verwendet. Einige Computer verfügen jedoch möglicherweise über Netzwerkkarten, RAID-Karten, PCIe-SSDs, Aufnahmekarten, Soundkarten oder andere spezifischere und weniger verbreitete Hardware.