La carte mère est l'épine dorsale d'un ordinateur, connectant tout ensemble. Bien qu'il contienne de nombreux composants, ils sont standard et se trouvent dans pratiquement tous les ordinateurs. Les composants plus spécifiques, en particulier ceux qui ont un coût élevé et/ou une puissance thermique élevée, ne sont généralement pas inclus directement sur la carte mère. Au lieu de cela, un ensemble de sockets est fourni pour ces composants.
Cette conception présente en fait plusieurs avantages. Le principal avantage est le choix de l'utilisateur final. Supposons que la carte mère ait la RAM, le CPU et le GPU tous cuits directement sur la carte mère. Dans ce cas, il devrait y avoir plusieurs cartes mères de chaque fabricant.
Le fait que ces composants soient séparés signifie que les utilisateurs peuvent choisir et mélanger la combinaison de composants qu'ils souhaitent ou peuvent se permettre. Cela permet également de futures mises à niveau, car les pièces peuvent être facilement échangées. Les cartes mères génériques qui peuvent ajouter une gamme de pièces aident également à réduire la complexité des cartes mères, ce qui maintient les coûts bas et les stocks élevés.
Un autre avantage de fournir des connecteurs est que des cartes filles peuvent être utilisées qui s'enfoncent plus loin dans l'air pur. Cela aide à garder certains composants comme la RAM et les GPU au frais. Bien que les refroidisseurs puissent sortir directement de la carte mère, ils n'auraient pas un flux d'air aussi clair, diminution de l'efficacité du refroidissement et devenant de plus en plus un problème avec les composants modernes en raison de la consommation d'énergie augmente.
Techniquement, certaines des prises de la carte mère ne sont pas considérées comme des connecteurs d'extension. Ce sont généralement des objectifs uniques, tels que le socket CPU, les sockets RAM et les emplacements M.2. Cependant, les connecteurs à usage général sont généralement appelés connecteurs d'extension.
Emplacements d'extension - Le passé
Historiquement, il y a eu une large gamme d'emplacements d'extension physiques et de bus de transmission qu'ils utilisent pour communiquer. Dans les ordinateurs modernes, cependant, un seul connecteur et bus, PCIe, a gagné et est utilisé essentiellement exclusivement.
AGP ou Accelerated Graphics Port était un slot d'extension pour les cartes graphiques à la fin des années 90 et au début des années 00. Il offrait une connexion directe à la RAM système, ce qui permettait d'y stocker les textures plutôt que dans la VRAM. Il est maintenant obsolète et n'est plus présent sur les cartes mères modernes. Le connecteur VESA était un autre port d'extension pour les cartes vidéo. Cependant, celui-ci était fortement lié au processeur Intel 486 et remplacé lors de la sortie des processeurs Pentium.
AMR était un slot d'extension pour les cartes audio et/ou modem. Le modem audio Riser a été conçu en 1998 pour prendre en charge une ou les deux fonctions. Cependant, il n'a jamais vu beaucoup d'adoption. En 2000, la norme AMR a été révisée en Communications and Network Riser, ou CNR. Il offrait une connectivité audio, modem, USB et LAN. L'Advanced Communications Riser, ou ACR, était une norme concurrente qui conservait une rétrocompatibilité avec l'AMR. Aucune de ces technologies n'est encore utilisée car toutes les fonctionnalités sont désormais intégrées à la carte mère.
ISA ou Industry Standard Architecture était le connecteur d'extension d'origine pour l'IBM PC en 1984. Cependant, le nom est en fait un rétronyme. En 1987, IBM a tenté de le remplacer par l'architecture propriétaire Micro Channel ou MCA. D'autres fabricants d'ordinateurs ont répliqué en essayant de normaliser l'architecture standard étendue de l'industrie. Cependant, aucun des deux n'a été retenu. Les deux ont finalement été remplacés par PCI, bien qu'ISA ait longtemps vécu aux côtés de PCI, finissant par être abandonné de tous les appareils sauf les anciens.
Emplacements d'extension - Le présent
PCI ou Peripheral Component Interconnect était un slot d'extension défini en 1992. C'était un usage général et relativement rapide pour l'époque. Il prend également en charge le plug and play, ce qui signifie qu'aucun paramètre ni même aucun commutateur ne doit être ajusté par l'utilisateur pour que les appareils connectés fonctionnent. Sur le marché des serveurs, PCI-X, avec le X signifiant «eXtended», a été normalisé en 1998 pour offrir une connectivité à plus haut débit. Cependant, cela n'a pas été très utilisé sur le marché de la consommation.
PCI et PCI-X ont été remplacés en 2002 avec la sortie de PCIe, également connu sous le nom de PCI Express. PCIe offrait une transmission duplex complète à grande vitesse avec un nombre configurable de voies en fonction de la bande passante globale souhaitée. PCIe est rapidement devenu le slot d'extension dominant. Il a finalement repoussé toutes les autres normes d'emplacement d'extension des cartes mères, car les composants qu'ils servaient étaient intégrés à la carte mère ou les produits commençaient à proposer des versions PCIe.
Aujourd'hui, pratiquement toutes les cartes mères utilisent exclusivement des connecteurs d'extension PCIe. Cependant, certains appareils destinés aux marchés fortement dépendants du matériel hérité proposent toujours des cartes mères prenant en charge les connecteurs d'extension obsolètes.
PCIe a connu plusieurs révisions, PCIe Gen 5 commençant tout juste à arriver sur le marché. Chaque génération PCIe a doublé la bande passante de la génération précédente permettant au bus PCIe de transférer très rapidement beaucoup de données. Cela le rend idéal pour connecter des cartes graphiques modernes, qui nécessitent beaucoup de bande passante. Le bus PCIe et, dans certains cas, les connecteurs d'extension PCIe sont également utilisés pour les SSD haute vitesse. Une carte mère ATX standard moderne aura quatre emplacements PCIe 16x. Cependant, il peut aussi y en avoir plusieurs plus petits. tous les emplacements PCIe 16x physiques ne sont pas connectés à 166 voies PCIe logiques.
Conclusion
Les connecteurs d'extension sont des connecteurs sur la carte mère qui permettent l'ajout d'une carte fille appelée carte d'extension. Ces cartes d'extension fournissent généralement du matériel pour une fonction spécifique, bien que certaines puissent être multifonctionnelles. Le connecteur d'extension lui-même permet généralement une gamme de cartes et de fonctions de ces cartes. Dans les cartes mères modernes, les connecteurs d'extension sont exclusivement des connecteurs PCIe et utilisent le bus PCIe.
D'autres connecteurs d'extension et bus ont été remplacés et sont désormais hérités ou totalement non pris en charge. L'utilisation principale des connecteurs d'extension dans les ordinateurs modernes est pour les cartes graphiques discrètes. Cependant, certains ordinateurs peuvent être équipés de cartes réseau, de cartes RAID, de SSD PCIe, de cartes de capture, de cartes son ou d'autres matériels plus spécifiques et moins courants.