Материнская плата — это основа компьютера, соединяющая все воедино. Хотя он содержит множество компонентов, они являются стандартными и присутствуют практически на всех компьютерах. Более специфические компоненты, особенно с высокой стоимостью и/или высокой тепловой мощностью, обычно не устанавливаются непосредственно на материнскую плату. Вместо этого для этих компонентов предусмотрен набор сокетов.
Эта конструкция на самом деле имеет несколько преимуществ. Основным преимуществом является выбор конечного пользователя. Предположим, что на материнской плате RAM, CPU и GPU встроены непосредственно в материнскую плату. В этом случае должно быть много материнских плат от каждого производителя.
Разделение этих компонентов означает, что пользователи могут выбирать и комбинировать компоненты, которые они хотят или могут себе позволить. Это также позволяет в будущем модернизировать, так как детали можно легко поменять местами. Универсальные материнские платы, в которые можно добавлять ряд деталей, также помогают снизить сложность материнских плат, что снижает затраты и увеличивает складские запасы.
Еще одним преимуществом наличия разъемов является то, что можно использовать дочерние платы, которые выступают дальше в чистый воздух. Это помогает охлаждать некоторые компоненты, такие как ОЗУ и графические процессоры. Хотя кулеры могли бы торчать прямо из материнской платы, поток воздуха у них был бы не таким четким. снижая эффективность охлаждения и становясь все более и более серьезной проблемой для современных компонентов по мере энергопотребления увеличивается.
Технически некоторые разъемы на материнской плате не считаются слотами расширения. Как правило, это одноцелевые устройства, такие как сокет ЦП, сокеты ОЗУ и слоты M.2. Однако слоты общего назначения обычно называют слотами расширения.
Слоты расширения — прошлое
Исторически существовал широкий спектр физических слотов расширения и шин передачи, которые они использовали для связи. Однако в современных компьютерах победил один разъем и шина PCIe, которые используются исключительно.
AGP или Accelerated Graphics Port был слотом расширения для видеокарт в конце 90-х и начале 00-х годов. Он предлагал прямое подключение к системной оперативной памяти, что позволяло хранить текстуры там, а не в видеопамяти. Сейчас он не существует и не присутствует на современных материнских платах. Разъем VESA был еще одним портом расширения для видеокарт. Однако этот был сильно привязан к процессору Intel 486 и был заменен, когда были выпущены процессоры Pentium.
AMR был слотом расширения для аудио и/или модемных карт. Audio Modem Riser был разработан в 1998 году для поддержки одной или обеих функций. Однако большого распространения он так и не получил. В 2000 году стандарт AMR был изменен на Communications and Network Riser или CNR. Он предлагал аудио, модем, USB и подключение к локальной сети. Advanced Communications Riser, или ACR, был конкурирующим стандартом, сохранившим обратную совместимость с AMR. Ни одна из этих технологий не используется, поскольку все функции теперь интегрированы в материнскую плату.
Архитектура ISA или промышленного стандарта была оригинальным слотом расширения для IBM PC в 1984 году. Однако на самом деле это имя является ретронимом. В 1987 году IBM попыталась заменить его проприетарной архитектурой Micro Channel или MCA. Другие производители компьютеров в ответ попытались стандартизировать расширенную отраслевую стандартную архитектуру. Однако ни один не зацепил. Оба в конечном итоге были заменены PCI, хотя ISA долгое время жила вместе с PCI, в конечном итоге отказавшись от всех устройств, кроме устаревших.
Слоты расширения – настоящее
PCI или Peripheral Component Interconnect — слот расширения, определенный в 1992 году. Он был универсальным и относительно высокоскоростным для того времени. Он также поддерживает plug and play, что означает, что пользователю не нужно настраивать параметры или даже переключатели для работы подключенных устройств. На рынке серверов PCI-X, где X означает «расширенный», был стандартизирован в 1998 году для обеспечения более высокой скорости подключения. Однако на потребительском рынке это не нашло широкого применения.
PCI и PCI-X были заменены в 2002 году выпуском PCIe, также известного как PCI Express. PCIe предлагал высокоскоростную полную дуплексную передачу с настраиваемым количеством полос в зависимости от желаемой общей полосы пропускания. PCIe быстро стал доминирующим слотом расширения. В конечном итоге он вытеснил все другие стандарты слотов расширения с материнских плат, поскольку компоненты, которые они обслуживали, либо были интегрированы в материнскую плату, либо продукты начали предлагать версии PCIe.
Сегодня практически все материнские платы используют исключительно слоты расширения PCIe. Однако некоторые устройства, ориентированные на рынки с сильной зависимостью от устаревшего оборудования, по-прежнему выпускают материнские платы с поддержкой устаревших слотов расширения.
PCIe претерпел несколько изменений, а PCIe Gen 5 только начинает выходить на рынок. Каждое поколение PCIe удваивает пропускную способность по сравнению с предыдущим поколением, что позволяет шине PCIe очень быстро передавать большие объемы данных. Это делает его идеальным для подключения современных видеокарт, которым требуется большая пропускная способность. Шина PCIe и, в некоторых случаях, слоты расширения PCIe также используются для высокоскоростных твердотельных накопителей. Современная стандартная материнская плата ATX будет иметь четыре слота 16x PCIe. Однако может быть и несколько более мелких. не все физические слоты 16x PCIe соединены со 166 логическими линиями PCIe.
Вывод
Слоты расширения — это разъемы на материнской плате, которые позволяют добавить дочернюю плату, известную как карта расширения. Эти карты расширения обычно предоставляют оборудование для определенной функции, хотя некоторые из них могут быть многофункциональными. Сам слот расширения обычно позволяет использовать ряд карт и функций этих карт. В современных материнских платах слоты расширения являются исключительно слотами PCIe и используют шину PCIe.
Другие слоты расширения и шины были заменены и теперь являются устаревшими или полностью не поддерживаются. В основном слоты расширения в современных компьютерах используются для дискретных графических карт. Однако некоторые компьютеры могут быть оснащены сетевыми картами, картами RAID, твердотельными накопителями PCIe, картами захвата, звуковыми картами или другим более специфичным и менее распространенным оборудованием.