Vad är expansionsplatser för moderkort?

Moderkortet är ryggraden i en dator och kopplar ihop allt. Även om den innehåller många komponenter, är de standard och kommer att finnas i i princip alla datorer. Mer specifika komponenter, särskilt de med hög kostnad och/eller hög termisk effekt, ingår vanligtvis inte direkt på moderkortet. Istället tillhandahålls en uppsättning uttag för dessa komponenter.

Denna design kommer faktiskt med flera fördelar. Den största fördelen är valet av slutanvändaren. Anta att moderkortet hade RAM, CPU och GPU alla bakade direkt på moderkortet. I så fall måste det finnas många moderkort från varje tillverkare.

Att ha dessa komponenter separata innebär att användarna kan välja och blanda den kombination av komponenter de vill ha eller har råd med. Det möjliggör även framtida uppgraderingar, eftersom delarna enkelt kan bytas ut. Generiska moderkort som kan lägga till en rad delar hjälper också till att minska komplexiteten hos moderkorten, vilket håller kostnaderna låga och lagerlagret höga.

En annan fördel med att tillhandahålla kontakter är att dotterkort kan användas som sticker upp längre in i ren luft. Detta hjälper till att hålla vissa komponenter som RAM och GPU svala. Även om kylare kunde sticka ut direkt från moderkortet, skulle de inte ha ett lika tydligt luftflöde, minska kylningseffektiviteten och bli mer och mer ett problem med moderna komponenter när strömförbrukningen ökar.

Tekniskt sett anses vissa av uttagen på moderkortet inte som expansionsplatser. Dessa är vanligtvis enstaka ändamål, såsom CPU-socket, RAM-sockets och M.2-platser. Kortplatser för allmänna ändamål kallas dock vanligtvis expansionsplatser.

Expansion Slots – Det förflutna

Historiskt sett har det funnits ett brett utbud av fysiska expansionsplatser och de transmissionsbussar de använder för att kommunicera. I moderna datorer har dock en enda kontakt och buss, PCIe, vunnit och används i princip uteslutande.

AGP eller Accelerated Graphics Port var en expansionsplats för grafikkort i slutet av 90-talet och början av 00-talet. Den erbjöd en direkt anslutning till system-RAM, vilket gjorde att texturer kunde lagras där snarare än i VRAM. Det är nu nedlagt och finns inte på moderna moderkort. VESA-kontakten var en annan expansionsport för grafikkort. Den här var dock starkt knuten till Intel 486-processorn och ersattes när Pentium-processorerna släpptes.

AMR var en expansionsplats för ljud- och/eller modemkort. Audio Modem Riser designades 1998 för att stödja en eller båda funktionerna. Men det såg aldrig mycket adoption. År 2000 reviderades AMR-standarden till Communications and Network Riser, eller CNR. Den erbjöd ljud, modem, USB och LAN-anslutning. Advanced Communications Riser, eller ACR, var en konkurrerande standard som behöll bakåtkompatibilitet med AMR. Ingen av dessa tekniker används fortfarande eftersom all funktionalitet nu har integrerats på moderkortet.

ISA eller Industry Standard Architecture var den ursprungliga expansionsplatsen för IBM PC 1984. Namnet är dock faktiskt en retronym. 1987 försökte IBM ersätta den med den egenutvecklade Micro Channel Architecture eller MCA. Andra datortillverkare kontrade med att försöka standardisera Extended Industry Standard Architecture. Ingen av dem kom dock ikapp. Båda ersattes så småningom av PCI, även om ISA levde vid sidan av PCI under lång tid, och så småningom släpptes från alla utom äldre enheter.

Expansion Slots – Nutiden

PCI eller Peripheral Component Interconnect var en expansionsplats som definierades 1992. Det var ett allmänt syfte och relativt höghastighets för den tiden. Den stödde också plug and play, vilket innebär att inga inställningar eller ens omkopplare behövde justeras av användaren för att anslutna enheter skulle fungera. På servermarknaden standardiserades PCI-X, där X står för "eXtended", 1998 för att erbjuda anslutningsmöjligheter med högre hastighet. Detta fick dock inte mycket användning på konsumentmarknaden.

PCI och PCI-X ersattes 2002 med lanseringen av PCIe, även känd som PCI Express. PCIe erbjöd höghastighets komplett duplex-överföring med ett konfigurerbart antal körfält beroende på den totala bandbredden som önskas. PCIe blev snabbt den dominerande expansionsplatsen. Det pressade så småningom alla andra expansionsplatsstandarder från moderkort eftersom komponenterna de serverade antingen integrerades på moderkortet eller så började produkterna erbjuda PCIe-versioner.

Idag använder i princip alla moderkort uteslutande PCIe-expansionsplatser. Vissa enheter riktade mot marknader med stort beroende av äldre hårdvara släpper dock fortfarande moderkort med stöd för föråldrade expansionsplatser.

PCIe har sett flera revisioner, där PCIe Gen 5 precis har börjat ta sig ut på marknaden. Varje PCIe-generation har fördubblat bandbredden jämfört med föregående generation, vilket gör att PCIe-bussen kan överföra mycket data mycket snabbt. Detta gör den idealisk för att ansluta moderna grafikkort, som behöver mycket bandbredd. PCIe-bussen och, i vissa fall, PCIe-expansionsplatser används också för höghastighets-SSD. Ett modernt standard ATX-moderkort kommer att ha fyra 16x PCIe-platser. Det kan dock även finnas flera mindre. inte alla fysiska 16x PCIe-platser är anslutna till 166 logiska PCIe-banor.

Slutsats

Expansionsplatser är kontakter på moderkortet som tillåter tillägg av ett dotterkort som kallas expansionskort. Dessa expansionskort tillhandahåller vanligtvis hårdvara för en specifik funktion, även om vissa kan vara multifunktionella. Själva expansionsplatsen tillåter vanligtvis en rad kort och funktioner för dessa kort. I moderna moderkort är expansionsplatser uteslutande PCIe-platser och använder PCIe-bussen.

Andra expansionsplatser och bussar har ersatts och är nu äldre eller helt saknar stöd. Den primära användningen för expansionsplatser i moderna datorer är för diskreta grafikkort. Vissa datorer kan dock ha nätverkskort, RAID-kort, PCIe SSD, capture-kort, ljudkort eller annan mer specifik och mindre vanlig hårdvara.