Kaj so razširitvene reže na matični plošči?

Matična plošča je hrbtenica računalnika, ki povezuje vse skupaj. Čeprav vsebuje veliko komponent, so standardne in jih boste našli v skoraj vseh računalnikih. Bolj specifične komponente, zlasti tiste z visoko ceno in/ali visoko toplotno močjo, običajno niso vključene neposredno na matično ploščo. Namesto tega je za te komponente na voljo niz vtičnic.

Ta oblika ima dejansko več prednosti. Glavna prednost je izbira končnega uporabnika. Predpostavimo, da ima matična plošča RAM, CPE in GPE, vse vgrajene neposredno na matično ploščo. V tem primeru bi moralo biti veliko matičnih plošč vsakega proizvajalca.

Če so te komponente ločene, pomeni, da lahko uporabniki izberejo in mešajo kombinacijo komponent, ki jih želijo ali si lahko privoščijo. Omogoča tudi prihodnje nadgradnje, saj je dele mogoče preprosto zamenjati. Generične matične plošče, ki lahko dodajo vrsto delov, prav tako pomagajo zmanjšati kompleksnost matičnih plošč, kar ohranja nizke stroške in visoke zaloge.

Druga prednost zagotavljanja priključkov je, da je mogoče uporabiti hčerinske plošče, ki segajo dlje v čist zrak. To pomaga ohranjati nekatere komponente, kot sta RAM in GPU, hladne. Čeprav bi lahko hladilniki štrleli neposredno iz matične plošče, ne bi imeli tako čistega zračnega toka, kar bi zmanjšalo učinkovitost hlajenja in postajalo vse večja težava s sodobnimi komponentami, ko se poraba energije povečuje.

Tehnično se nekatere vtičnice na matični plošči ne štejejo za razširitvene reže. To so na splošno samostojni nameni, kot so vtičnice CPE, vtičnice RAM in reže M.2. Reže za splošne namene pa se običajno imenujejo razširitvene reže.

Razširitvene reže – preteklost

V preteklosti je obstajal širok nabor fizičnih razširitvenih rež in prenosnih vodil, ki jih uporabljajo za komunikacijo. V sodobnih računalnikih pa je zmagal en sam konektor in vodilo, PCIe, ki se v bistvu uporablja izključno.

AGP ali Accelerated Graphics Port je bila razširitvena reža za grafične kartice v poznih 90-ih in zgodnjih 00-ih. Ponujal je neposredno povezavo s sistemskim RAM-om, kar je omogočalo shranjevanje tekstur tam in ne v VRAM-u. Zdaj ne obstaja in ni prisoten na sodobnih matičnih ploščah. Priključek VESA je bil še ena razširitvena vrata za video kartice. Vendar je bil ta močno povezan s procesorjem Intel 486 in nadomeščen, ko so bili izdani procesorji Pentium.

AMR je bila razširitvena reža za avdio in/ali modemske kartice. Avdio modem Riser je bil zasnovan leta 1998 za podporo ene ali obeh funkcij. Vendar pa nikoli ni bilo veliko posvojitev. Leta 2000 je bil standard AMR spremenjen v Communications and Network Riser ali CNR. Ponujal je avdio, modem, USB in LAN povezljivost. Advanced Communications Riser ali ACR je bil konkurenčen standard, ki je ohranil povratno združljivost z AMR. Nobena od teh tehnologij ni več v uporabi, saj so vse funkcije zdaj integrirane na matično ploščo.

ISA ali Industry Standard Architecture je bila prvotna razširitvena reža za IBM PC leta 1984. Vendar je ime dejansko retronim. Leta 1987 jo je IBM poskušal nadomestiti z lastniško mikrokanalno arhitekturo ali MCA. Drugi proizvajalci računalnikov so se zoperstavili s poskusom standardizacije razširjene industrijske standardne arhitekture. Vendar se nobena ni prijela. Oboje je sčasoma zamenjal PCI, čeprav je ISA dolgo živel skupaj s PCI, sčasoma pa je bil izpuščen iz vseh naprav, razen iz starejših naprav.

Razširitvene reže – sedanjost

PCI ali Peripheral Component Interconnect je bila razširitvena reža, opredeljena leta 1992. Bila je splošna in relativno hitra za tisti čas. Podprl je tudi plug and play, kar pomeni, da uporabniku ni treba prilagoditi nastavitev ali celo stikal, da bi povezane naprave delovale. Na trgu strežnikov je bil PCI-X, pri čemer X pomeni "eXtended", standardiziran leta 1998, da bi ponudil višjo hitrost povezave. Vendar to ni bilo veliko uporabno na potrošniškem trgu.

PCI in PCI-X sta bila nadomeščena leta 2002 z izdajo PCIe, znanega tudi kot PCI Express. PCIe je ponujal hitri popolni dupleksni prenos z nastavljivim številom pasov, odvisno od skupne želene pasovne širine. PCIe je hitro postal prevladujoča razširitvena reža. Sčasoma je z matičnih plošč izrinil vse druge standarde razširitvenih rež, saj so bile komponente, ki so jim služile, integrirane v matično ploščo ali pa so izdelki začeli ponujati različice PCIe.

Danes praktično vse matične plošče uporabljajo izključno razširitvene reže PCIe. Vendar nekatere naprave, namenjene trgom, ki so močno odvisni od podedovane strojne opreme, še vedno izdajajo matične plošče s podporo za zastarele razširitvene reže.

PCIe je doživel več revizij, pri čemer je PCIe Gen 5 šele začel svojo pot na trg. Vsaka generacija PCIe je podvojila pasovno širino prejšnje generacije, kar vodilu PCIe omogoča zelo hiter prenos veliko podatkov. Zaradi tega je idealen za povezovanje sodobnih grafičnih kartic, ki potrebujejo veliko pasovne širine. Vodilo PCIe in v nekaterih primerih razširitvene reže PCIe se uporabljajo tudi za hitre diske SSD. Sodobna standardna matična plošča ATX bo imela štiri reže 16x PCIe. Lahko pa je tudi več manjših. vse fizične reže 16x PCIe niso povezane s 166 logičnimi pasovi PCIe.

Zaključek

Razširitvene reže so priključki na matični plošči, ki omogočajo dodajanje hčerinske plošče, znane kot razširitvena kartica. Te razširitvene kartice običajno zagotavljajo strojno opremo za določeno funkcijo, čeprav so nekatere lahko večnamenske. Sama razširitvena reža običajno omogoča vrsto kartic in funkcij teh kartic. V sodobnih matičnih ploščah so razširitvene reže izključno reže PCIe in uporabljajo vodilo PCIe.

Druge razširitvene reže in vodila so bili nadomeščeni in so zdaj podedovani ali popolnoma nepodprti. Primarna uporaba razširitvenih rež v sodobnih računalnikih je za diskretne grafične kartice. Vendar pa imajo lahko nekateri računalniki omrežne kartice, kartice RAID, PCIe SSD, kartice za zajem, zvočne kartice ali drugo bolj specifično in manj običajno strojno opremo.