Материнська плата є основою комп’ютера, яка з’єднує все разом. Незважаючи на те, що він містить багато компонентів, вони є стандартними та є практично в усіх комп’ютерах. Більш специфічні компоненти, особливо ті, що мають високу вартість та/або високу тепловіддачу, зазвичай не входять безпосередньо до материнської плати. Натомість для цих компонентів передбачено набір розеток.
Ця конструкція насправді має кілька переваг. Головною перевагою є вибір кінцевого користувача. Припустімо, що на материнській платі оперативна пам’ять, центральний процесор і графічний процесор вбудовані безпосередньо в материнську плату. У цьому випадку повинно бути багато материнських плат від кожного виробника.
Розташування цих компонентів означає, що користувачі можуть вибирати та змішувати комбінацію компонентів, яку вони хочуть або можуть собі дозволити. Це також дозволяє в майбутньому оновлювати, оскільки деталі можна легко замінити. Стандартні материнські плати, які можуть додавати низку деталей, також допомагають зменшити складність материнських плат, що зберігає низькі витрати та високі запаси.
Ще одна перевага роз’ємів полягає в тому, що можна використовувати дочірні плати, які висуваються далі в чисте повітря. Це допомагає підтримувати охолодження деяких компонентів, таких як оперативна пам’ять і графічні процесори. Хоча кулери можуть стирчати безпосередньо з материнської плати, вони не матимуть такого чіткого повітряного потоку, зниження ефективності охолодження та стає дедалі більшою проблемою для сучасних компонентів, як споживання енергії збільшується.
Технічно деякі роз’єми на материнській платі не вважаються слотами розширення. Зазвичай це єдині цілі, як-от гніздо ЦП, гнізда оперативної пам’яті та слоти M.2. Однак слоти загального призначення зазвичай називають слотами розширення.
Слоти розширення – минуле
Історично існував широкий діапазон фізичних слотів розширення та шин передачі, які вони використовували для зв’язку. Однак у сучасних комп’ютерах єдиний роз’єм і шина PCIe переміг і використовується виключно.
AGP або Accelerated Graphics Port був слотом розширення для графічних карт наприкінці 90-х і на початку 00-х. Він пропонував пряме підключення до системної оперативної пам’яті, що дозволяло зберігати текстури там, а не у VRAM. Зараз він не існує і відсутній на сучасних материнських платах. Роз'єм VESA був ще одним портом розширення для відеокарт. Однак він був тісно пов'язаний з процесором Intel 486 і замінений, коли були випущені процесори Pentium.
AMR був слотом розширення для аудіо та/або модемних карт. Аудіомодем Riser був розроблений у 1998 році для підтримки однієї або обох функцій. Однак він ніколи не бачив великого усиновлення. У 2000 році стандарт AMR було переглянуто на Communications and Network Riser, або CNR. Він пропонував аудіо, модем, USB і підключення до локальної мережі. Advanced Communications Riser, або ACR, був конкуруючим стандартом, який зберігав зворотну сумісність із AMR. Жодна з цих технологій не використовується, оскільки всі функції тепер інтегровані на материнську плату.
ISA або Industry Standard Architecture була оригінальним слотом розширення для IBM PC у 1984 році. Однак назва насправді є ретронімом. У 1987 році IBM спробувала замінити її власною архітектурою Micro Channel або MCA. Інші виробники комп’ютерів протистояли цьому, намагаючись стандартизувати архітектуру розширеного промислового стандарту. Однак ні те, ні інше не зачепили. Зрештою обидва були замінені на PCI, хоча ISA довгий час існувала разом з PCI, зрештою була виключена з усіх пристроїв, крім застарілих.
Слоти розширення – сьогодення
PCI або Peripheral Component Interconnect був слотом розширення, визначеним у 1992 році. Це був універсальний і відносно високошвидкісний на той час. Він також підтримує функцію plug and play, тобто користувачеві не потрібно налаштовувати налаштування або навіть перемикачі, щоб підключені пристрої працювали. На ринку серверів PCI-X, де X означає «розширений», був стандартизований у 1998 році, щоб запропонувати більш швидкісне підключення. Однак це не мало користі на споживчому ринку.
PCI та PCI-X були замінені в 2002 році випуском PCIe, також відомого як PCI Express. PCIe пропонував високошвидкісну повну дуплексну передачу з настроюваною кількістю смуг залежно від загальної бажаної пропускної здатності. PCIe швидко став домінуючим слотом розширення. Згодом він витіснив усі інші стандарти слотів розширення з материнських плат, оскільки компоненти, які вони обслуговували, або були інтегровані на материнську плату, або продукти почали пропонувати версії PCIe.
Сьогодні практично всі материнські плати використовують виключно слоти розширення PCIe. Однак деякі пристрої, орієнтовані на ринки з сильною залежністю від застарілого обладнання, все ще випускають материнські плати з підтримкою застарілих слотів розширення.
PCIe пережив кілька версій, причому PCIe Gen 5 тільки почав виходити на ринок. Кожне покоління PCIe подвоювало пропускну здатність попереднього покоління, дозволяючи шині PCIe дуже швидко передавати багато даних. Це робить його ідеальним для підключення сучасних відеокарт, яким потрібна велика пропускна здатність. Шина PCIe і, в деяких випадках, слоти розширення PCIe також використовуються для високошвидкісних SSD. Сучасна материнська плата стандарту ATX матиме чотири слоти 16x PCIe. Однак може бути і кілька менших. не всі фізичні слоти 16x PCIe підключені до 166 логічних ліній PCIe.
Висновок
Слоти розширення — це роз’єми на материнській платі, які дозволяють додавати дочірню плату, відому як плата розширення. Ці карти розширення зазвичай забезпечують апаратне забезпечення для певної функції, хоча деякі можуть бути багатофункціональними. Сам слот розширення зазвичай дозволяє використовувати різні карти та функції цих карт. У сучасних материнських платах слоти розширення є виключно слотами PCIe і використовують шину PCIe.
Інші слоти розширення та шини були замінені та тепер є застарілими або зовсім не підтримуються. Основне використання слотів розширення в сучасних комп’ютерах – це дискретні відеокарти. Проте деякі комп’ютери можуть мати мережеві карти, карти RAID, PCIe SSD, карти захоплення, звукові карти або інше більш специфічне та менш поширене обладнання.