Las ranuras están conectadas entre sí. Una
computadora personal dispone generalmente de ocho unidades, aunque puede llegar a tener hasta doce.
[cita requerida]
En las placas base del tipo LPX, las ranuras de expansión no se
encuentran sobre la placa, sino en un conector especial denominado
riser card (tarjeta vertical)
Tipos de ranura
ISA 8 (XT)
ISA de 8
bits, es una de las ranuras más antiguas y trabaja con una velocidad muy inferior a las ranuras modernas, a una frecuencia de 4,77
megahercios. Funcionaba con los primeros procesadores de Intel
8086 y
8088. Posteriormente, el 8086, amplió su bus de datos a 16 bits y esta ranura fue insuficiente.
ISA 16 (AT)
La ranura
Industry Standard Architecture (
ISA) es una ranura de expansión de 16
bits
capaz de ofrecer hasta 16 MB/s a 8 megahercios. Los componentes
diseñados para la ranura AT eran muy grandes y fueron de las primeras
ranuras en usarse en las computadoras personales. Hoy en día es una
tecnología en desuso y ya no se fabrican placas base con ranuras ISA.
Estas ranuras se incluyeron hasta los primeros modelos del
microprocesador Pentium III. Fue reemplazada en el año 2000 por la ranura
PCI.
MCA
Micro Channel Architecture (
MCA) es una arquitectura propietaria de IBM para la serie de computadoras PS/2, desarrollada en 1987.
EISA
El
Extended Industry Standard Architecture (
EISA), Arquitectura Estándar Industrial Extendida, es una arquitectura de bus para computadoras compatibles con la
IBM PC.
EISA, patrocinado y desarrollado por el llamado "Grupo de los
Nueve" (AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC Corporation, Olivetti,
Tandy, Wyse y Zenith Data Systems), montadores y vendedores de
computadoras clónicas, fue anunciado a finales de 1988 como respuesta al
MCA. Tuvo un uso limitado en computadores personales 386 y 486 hasta
mediados de los años 1990, cuando fue reemplazado por los buses locales
tales como el VESA y el PCI.
Con respecto al bus ISA AT, las diferencias más apreciables son:
- Direcciones de memoria de 32 bits para CPU, DMA, y dispositivos de maestro de bus.
- Protocolo de transmisión síncrona para transferencias de alta velocidad.
- Traducción automática de ciclos de bus entre maestros y esclavos ISA y EISA.
- Soporte de controladores de periféricos maestros inteligentes.
- 33 MB/s de velocidad de transferencia para buses maestros y dispositivos DMA.
- Interrupciones compartidas.
- Configuración automática del sistema y las tarjetas de expansión (el conocido P&P).
Las ranuras EISA tuvieron una vida bastante breve, ya que pronto fueron sustituidos por los nuevos estándares VESA y PCI.
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VESA
En 1992 el comité
Video Electronics Standards Association (
VESA) de la empresa
NEC crea esta ranura para dar soporte a las nuevas
placas de vídeo.
Es fácilmente identificable en la placa base debido a que consiste de
un ISA con una extensión color marrón, trabaja a 4 bits y con una
frecuencia que varia desde 33 a 40 megahercios. Tiene 22,3 centímetros
de largo (ISA más la extensión) 1,4 de alto, 1,9 de ancho (ISA) y 0,8 de
ancho (extensión).
PCI
Peripheral Component Interconnect (
PCI) es un
bus
estándar de computadora para conectar dispositivos periféricos
directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos
integrados ajustados en esta (los llamados "dispositivos planares" en la
especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en
conectores. Es común en las
computadoras personales, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de computadoras.
A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite la
configuración dinámica de un dispositivo periférico. En el tiempo de
arranque del sistema, las tarjetas PCI y el
BIOS interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignación de las
IRQ
(interrupciones) y direcciones del puerto por medio de un proceso
dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQ tienen que ser
configuradas manualmente usando
jumpers externos. Las últimas revisiones de ISA y el
bus MCA de
IBM
ya incorporaban tecnologías que automatizaban todo el proceso de
configuración de las tarjetas, pero el bus PCI demostró una mayor
eficacia en tecnología
plug and play.
Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripción detallada de
todos los dispositivos PCI conectados a través del espacio de
configuración PCI.
Variantes convencionales de PCI
Las principales versiones de este bus (y por lo tanto de sus respectivas ranuras) son:
- PCI 1.0: primera versión del bus PCI. Se trata de un bus de 32 bits a 16 MHz.
- PCI 2.0: primera versión estandarizada y comercial. Bus de 32 bits a 33 MHz.
- PCI 2.1: bus de 32 bits, a 66 MHz y señal de 3,3 voltios.
- PCI 2.2: bus de 32 bits, a 66 MHz, requiriendo 3,3 voltios. Transferencia de hasta 533 MB/s.
- PCI 2.3: bus de 32 bits, a 66 MHz. Permite el uso de 3,3
voltios y señalizador universal, pero no soporta señal de 5 voltios en
las tarjetas.
- PCI 3.0: es el estándar definitivo, ya sin soporte para 5 voltios.
AMR
Ranura AMR (izquierda) junto a una ranura PCI (derecha).
La
Audio/Modem Riser (
AMR) es una ranura de expansión en la
placa base para dispositivos de audio (como
tarjetas de sonido) o
módems lanzada en 1998 y presente en placas de
Intel Pentium III,
Intel Pentium IV y
AMD Athlon. Fue diseñada por
Intel como una interfaz con los diversos chipsets para proporcionar funcionalidad analógica de
entrada/salida
permitiendo que esos componentes fueran reutilizados en placas
posteriores sin tener que pasar por un nuevo proceso de certificación de
la
Comisión Federal de Comunicaciones (con los costes en tiempo y económicos que conlleva).
Cuenta con 2x23 pines divididos en dos bloques, uno de 11 (el más
cercano al borde de la placa base) y otro de 12, con lo que es
físicamente imposible una inserción errónea, y suele aparecer en lugar
de una ranura
PCI, aunque a diferencia de este no es
plug and play y no admite tarjetas aceleradas por
hardware (solo por
software).
En un principio se diseñó como ranura de expansión para
dispositivos económicos de audio o comunicaciones ya que estos harían
uso de los recursos de la máquina como el
microprocesador y la
memoria RAM.
Esto tuvo poco éxito ya que fue lanzado en un momento en que la
potencia de las máquinas no era la adecuada para soportar esta carga y
el mal o escaso soporte de los
controladores para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen
Windows.
Tecnológicamente ha sido superado por las tecnologías
Advanced Communications Riser (
ACR), de
VIA y
AMD, y
Communication and Networking Riser (
CNR) de
Intel. Pero en general todas las tecnologías en placas hijas (
riser card) como ACR, AMR, y CNR, están hoy obsoletas en favor de los componentes embebidos y los dispositivos
USB.
CNR
Communication and Networking Riser (
CNR) es una ranura de expansión en la placa base para dispositivos de comunicaciones como
módems o
tarjetas de red.
Un poco más grande que la ranura audio/módem riser, CNR fue introducida
en febrero de 2000 por Intel en sus placas base para procesadores
Pentium y se trataba de un diseño propietario por lo que no se extendió
más allá de las placas que incluían los chipsets de Intel.
AGP
Accelerated Graphics Port (
AGP), «puerto de gráficos
acelerados», es una especificación de bus que proporciona una conexión
directa entre el adaptador de gráficos y la memoria. Es un puerto
(puesto que solo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el
bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como
solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas
gráficas que usaban el bus PCI.
El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectar una
tarjeta gráfica,
y debido a su arquitectura solo puede haber una ranura. Dicha ranura
mide aproximadamente 8 cm y se encuentra a un lado de las ranuras PCI.
A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con
la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que
proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de
banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas gráficas, como ATI y
nVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto.
PCIe
PCI-Express, PCI-E, PCIE o PCIe (suelen utilizar
erróneamente PCIX o PCI-X). Sin embargo, PCI-Express no tiene nada que
ver con PCI-X que es una evolución de PCI, en la que se consigue
aumentar el
ancho de banda
mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más
rápido que el PCI 2.1. Su velocidad es mayor que PCI-Express, pero
presenta el inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la
frecuencia base se reduce y pierde velocidad de transmisión.
Este bus está estructurado como enlaces punto a punto,
full-duplex,
trabajando en serie. En PCIE 1.1 (el más común en 2007) cada enlace
transporta 250 MB/s en cada dirección. PCIE 2.0 duplica esta tasa y PCIE
3.0 la duplica nuevamente.
Cada ranura de expansión lleva 1, 2, 4, 8, 16 ó 32 enlaces de
datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El número de
enlaces se escribe con una x de prefijo (x1 para un enlace simple y x16
para una tarjeta con dieciséis enlaces). Treinta y dos enlaces de 250
MB/s dan el máximo
ancho de banda,
8 GB/s (250 MB/s x 32) en cada dirección para PCIE 1.1. En el uso más
común (x16) proporcionan un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en
cada dirección. En comparación con otros buses, un enlace simple es
aproximadamente el doble de rápido que el PCI normal; una ranura de
cuatro enlaces, tiene un ancho de banda comparable a la versión más
rápida de PCI-X 1.0, y ocho enlaces tienen un ancho de banda comparable a
la versión más rápida de
AGP.
Ranura
PCI-Express (de arriba a abajo: x4, x16, x1 y x16), comparado con uno
tradicional PCI de 32 bits, tal como se ven en la placa
DFI LanParty nF4 Ultra-D.
Está pensado para ser usado solo como bus local, aunque existen
extensores capaces de conectar múltiples placas base mediante cables de
cobre o incluso fibra óptica. Debido a que se basa en el bus PCI, las
tarjetas actuales pueden ser reconvertidas a PCI-Express cambiando
solamente la capa física. La velocidad superior del PCI-Express
permitirá reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCI incluidos. La
idea de Intel es tener un solo controlador PCI-Express comunicándose
con todos los dispositivos, en vez de con el actual sistema de
puente norte y
puente sur. Este conector es usado mayormente para conectar tarjetas gráficas.
No es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similar
HyperTransport, que también puede tener este uso. Además no ofrece la flexibilidad del sistema
InfiniBand, que tiene rendimiento similar, y además puede ser usado como bus interno externo.
En 2006 fue percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en
tarjetas gráficas. Marcas como
ATI Technologies y
nVIDIA, entre otras, tienen tarjetas gráficas en PCI-Express permitiendo una mejor resolución.
Dimensiones de las tarjetas
Una
tarjeta PCI de tamaño completo tiene un alto de 107 milímetros (4,2
pulgadas) y un largo de 312 mm (12,283 pulgadas). La altura incluye el
conector de borde de tarjeta.
Además de estas dimensiones tan grandes y tan invisibles a su vez el tamaño del
backplane está también estandarizado. El
backplate
es la pieza de metal situada en el borde que se utiliza para fijarla al
chasis y contiene los conectores externos. La tarjeta puede ser de un
tamaño menor, pero el
backplate debe ser de tamaño completo y
localizado propiamente. Respecto del anterior bus ISA, está situado en
el lado opuesto de la placa para evitar errores.
Las tarjetas de media altura son hoy comunes en equipos compactos con chasis
Small Form-Factor (
SFF), pero el fabricante suele proporcionar dos
backplates, con el de altura completa fijado en la tarjeta y el de media altura disponible para una fácil sustitución.
Tomado por: https://es.wikipedia.org/wiki/Ranura_de_expansi%C3%B3n
