TARJETAS DE EXPANSION
Antes de meternos en el tema de tarjetas de expansión, tocaremos un punto fundamental que trata sobre las ranuras de expansión y a que por medio de estas se hace posible la conexión hacia la Placa Madre permitiendo su funcionamiento.
Vamos a ver las principales ranuras de expansión que se pueden encontrar y su evolución en eltiempo:
Ranuras ISA:
Vamos a ver las principales ranuras de expansión que se pueden encontrar y su evolución en eltiempo:
Ranuras ISA:
Las ranuras ISA (IndustryS tandardArchitecture) hacen su aparición de la mano de IB M en 1980como ranuras de expansión de 8 bits (en la imagen superior), funcion ando a 4.77 Mhz (que es la velocidad de posprocesadores Intel 8088).
Se trata de un slot de 62 contactos (31 por cada lado) y 8.5 cm de longitud.
Su verdadera utilización empieza en 1983, conociéndose como XT bus architecture.
En el año 1984 se actualiza al nuevo estándar de 16 bits, conociéndose como AT bus architecture.
En este caso se trata de una ranura (en realidad son dos ranuras unidas) de 14cm de longitud. Básicamente es un ISA al que se le añade un segundo conector de 36 contactos (18 por cada lado). Estas nuevas ranuras ISA trabajan a 16 bits y a 8Mhz (la velocidad de los Intel 80286).
RANURAS EISA
Se trata de un slot de 62 contactos (31 por cada lado) y 8.5 cm de longitud.
Su verdadera utilización empieza en 1983, conociéndose como XT bus architecture.
En el año 1984 se actualiza al nuevo estándar de 16 bits, conociéndose como AT bus architecture.
En este caso se trata de una ranura (en realidad son dos ranuras unidas) de 14cm de longitud. Básicamente es un ISA al que se le añade un segundo conector de 36 contactos (18 por cada lado). Estas nuevas ranuras ISA trabajan a 16 bits y a 8Mhz (la velocidad de los Intel 80286).
RANURAS EISA
En 1988 nace el nuevo estandar EISA, patrocinado por el llamado grupo de los nueve, montadores de los ordenadores clonicos, y en parte forzados por el desarrollo por parte de la gran gigante IBM, que desarrolla en 1987 el Slot MCA para sus propias maquinas.
Las diferencias mas apreciables con respecto al bus ISA AT son:
1. Direcciones de memoria de 32 bits para CPU, DMA y dispositivos de bus master.
2. Protocolo de transmision sincrona para transferencias de alta velocidad.
3. Traduccion automatica de ciclos de bus entre maestros y esclavos EISA e ISA.
4. Soporte de controladores perifericos maestros inteligentes.
5. 33 MB/s de velocidad de transferencia para buses maestros y dispositivos DMA.
6. Interrupciones compartidas.
7. Configuracion automatica del sistema y las tarjetas de expansion (el conocido p&p)
Los Slot EISA tuvieron una vida bastabte breve ya que pronto fueron sustituidos por los nuevos estandares VESA y PCI.
RANURAS VESA
Las diferencias mas apreciables con respecto al bus ISA AT son:
1. Direcciones de memoria de 32 bits para CPU, DMA y dispositivos de bus master.
2. Protocolo de transmision sincrona para transferencias de alta velocidad.
3. Traduccion automatica de ciclos de bus entre maestros y esclavos EISA e ISA.
4. Soporte de controladores perifericos maestros inteligentes.
5. 33 MB/s de velocidad de transferencia para buses maestros y dispositivos DMA.
6. Interrupciones compartidas.
7. Configuracion automatica del sistema y las tarjetas de expansion (el conocido p&p)
Los Slot EISA tuvieron una vida bastabte breve ya que pronto fueron sustituidos por los nuevos estandares VESA y PCI.
RANURAS VESA
Movido mas que nada por la necesidad de ofrecer unos graficos de mayor calidad, nace en 1989 el bus VESA.
El bus VESA es un tipo de bus de datos, utilizando sobre todo en equipos diseñados para el procesador Intel 80486. Permite por primera vez conectar directamente la tarjeta grafica al procesador.
Este bus es compatible con el bus ISA (es decir, una tarjeta ISA se puede pinchar en una ranura VESA), para mejorar la calidad y la respuesta de las tarjetas graficas, solucionando el problema de la insuficiencia de flujo de datos que tenian las ranuras ISA y EISA.
Su estructura consistia en una extension del ISA de 16 bits. Las tarjetas de expansion VESA eran enormes, lo que, junto a la aparicion del bus PCI mucho mas rapido en velocidad de reloj y con menor longitud y mayor versatilidad, hizo desaparecer al VESA. A pesar de su compatibilidad con las tarjetas anteriores, en la practica, su uso se limito casi exclusivamente a tarjetas graficas y algunas raras tarjetas de expansion de memoria.
RANURAS PCI
El bus VESA es un tipo de bus de datos, utilizando sobre todo en equipos diseñados para el procesador Intel 80486. Permite por primera vez conectar directamente la tarjeta grafica al procesador.
Este bus es compatible con el bus ISA (es decir, una tarjeta ISA se puede pinchar en una ranura VESA), para mejorar la calidad y la respuesta de las tarjetas graficas, solucionando el problema de la insuficiencia de flujo de datos que tenian las ranuras ISA y EISA.
Su estructura consistia en una extension del ISA de 16 bits. Las tarjetas de expansion VESA eran enormes, lo que, junto a la aparicion del bus PCI mucho mas rapido en velocidad de reloj y con menor longitud y mayor versatilidad, hizo desaparecer al VESA. A pesar de su compatibilidad con las tarjetas anteriores, en la practica, su uso se limito casi exclusivamente a tarjetas graficas y algunas raras tarjetas de expansion de memoria.
RANURAS PCI
En el año 1990 se produce uno de los avances mayores en el desarrollo de los ordenadores, con la salida del bus PCI.
Se trata de un tipo de ranura que llega hasta nuestros dias (aunque hay una seria de versiones), con unas especificaciones definidas, un tamaño menor que las ranuras EISA, con unos contactos bastante mas finos que estas pero con un numero superior de contactos (98(49 x cara) + 22 (11 x cara), lo que da un total de 120 contactos).
Con el bus PCI por primera vez se acuerda tambien estandarizar el tamaño de las tarjetas de expansion. El tamaño inicial acordado es de un alto de 107mm, por un largo de 312mm. En cuanto al backplate, que se coloca al lado contrario que en las tarjetas EISA y anteriores para evitar confusiones, tambien hay una medida estandar, aunque hay una medida denominada de media altura, pensada para los equipos extraplanos.
Las principales versiones de este bus (por lo tanto de sus respectivas ranuras) son:
1. PCI 1.0: Primera version del bus PCI. Se trata de un bus de 32bits a 16Mhz.
2. PCI 2.0: Primera version estandarizada y comercial. Bus de 32bits a 33MHz.
3. PCI 2.1: Bus de 32bits, a 66Mhz y señal de 3.3 voltios.
4. PCI 2.2: Bus de 32bits, a 66Mhz requiriendo 3.3 voltios. Transferencia de hasta 533MB/s.
5. PCI 2.3: Bus de 32bits, a 66Mhz. Permite el uso de 3.3 voltios y señalizador universal, pero no soporta señal de 5 voltios en las tarjetas.
6. PCI 3.0: Es el estandar definitivo, ya sin soporte para 5 voltios.
RANURAS PCIX
Se trata de un tipo de ranura que llega hasta nuestros dias (aunque hay una seria de versiones), con unas especificaciones definidas, un tamaño menor que las ranuras EISA, con unos contactos bastante mas finos que estas pero con un numero superior de contactos (98(49 x cara) + 22 (11 x cara), lo que da un total de 120 contactos).
Con el bus PCI por primera vez se acuerda tambien estandarizar el tamaño de las tarjetas de expansion. El tamaño inicial acordado es de un alto de 107mm, por un largo de 312mm. En cuanto al backplate, que se coloca al lado contrario que en las tarjetas EISA y anteriores para evitar confusiones, tambien hay una medida estandar, aunque hay una medida denominada de media altura, pensada para los equipos extraplanos.
Las principales versiones de este bus (por lo tanto de sus respectivas ranuras) son:
1. PCI 1.0: Primera version del bus PCI. Se trata de un bus de 32bits a 16Mhz.
2. PCI 2.0: Primera version estandarizada y comercial. Bus de 32bits a 33MHz.
3. PCI 2.1: Bus de 32bits, a 66Mhz y señal de 3.3 voltios.
4. PCI 2.2: Bus de 32bits, a 66Mhz requiriendo 3.3 voltios. Transferencia de hasta 533MB/s.
5. PCI 2.3: Bus de 32bits, a 66Mhz. Permite el uso de 3.3 voltios y señalizador universal, pero no soporta señal de 5 voltios en las tarjetas.
6. PCI 3.0: Es el estandar definitivo, ya sin soporte para 5 voltios.
RANURAS PCIX
Las ranuras PCIX (no confundir con las ranuras PCIexpress) salen como respuesta a la necesidad de un bus de mayor velocidad. Se trata de unas ranuras bastante mas largas que las PCI, con un bus de 66bits, que trabajan a 66Mhz, 100Mhz o 133Mhz (segun version). Este tipo de bus se utiliza casi exclusivamente en placas base para servidores, pero presentan el grave inconveniente de que el total de su velocidad hay que repartirla entre el numero de ranuras activas, por lo que para un alto rendimiento el numero de estas es limitado. En su maxima version tienen una capacidad de referencia de 1064MB/s.
Sus mayores usos son las conexion de tarjetas Ethernet Gigabit, tarjetas de red de fibra y tarjeta controladoras RAID SCSI 320 o algunas tarjetas controladoras RAID SATA.
RANURAS AGP
Sus mayores usos son las conexion de tarjetas Ethernet Gigabit, tarjetas de red de fibra y tarjeta controladoras RAID SCSI 320 o algunas tarjetas controladoras RAID SATA.
RANURAS AGP
El puerto AGP es desarrollado por Intel en 1996 como puerto grafico de altas presentaciones, para solucionar el cuello de botella que se creaba en las graficas PCI. Sus especificaciones parten de la del bus PCI 2.1 trantandose de un bus te 32bits.
Con el tiempo han salido las siguientes versiones:
- AGP 1X: Velocidad 66MHz con una tasa de referencia de 266 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V
- AGP 2X: Velocidad 133MHz con una tasa de referencia 532 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V
- AGP 4X: Velocidad 266MHz con una tasa de referencia de 1 GB/s y funcionando a un voltaje de 3,3 o 1,5V para adaptarse a los diseños de las tarjetas graficas.
- AGP 8X: Velocidad 533MHz con una tasa de transferencia de 2 GB/s y funcionando a un voltaje de 0,7 o 1,5V.
Se utiliza exclusivamente para tarjetas graficas y por su arquitectura solo puede haber una ranura AGP en la placa base.
Se trata de una ranura de 8cm de longitud, instalada normalmente en principio de las ranuras PCI, y segun su tipo se pueden tiferenciar por la posicion de una pestaña de control que llevan.
Las primeras llevaban dicha pestaña en la parte mas proxima al borde de la placa base, mientras que las actuales lo llevan en la parte mas alejada de dicho borde.
Existen dos tipos de ranura: unas que no llevan muesca de control y otras que llevan las dos muescas de control. En estos casos se trata de ranuras compatibles con AGP 1X, 2X y 4X (las ranuras compatibles con AGP 4X-8X llevan siempre la pestaña de control).
Es muy importante la posicion de esta muesca ya que determina los voltajes suministrados, impidiendo que se instalen tarjetas que no sopotan algunos voltajes y podrian llegar a quemarse.
Con la aparicion del puerto CPle en 2004, y sobre todo en 2006, el puerto AGP cada vez esta siendo mas abandonado, siendo ya pocas las graficas que se fabrican bajo este estandar.
A la limitacion de no permitir nada mas que una ranura AGP en placa base se suma de la imposibilidad de usar en este puerto de sistemas de memoria grafica compartida, como es el caso de TurboCaché e HyperMemory.
RANURAS PCle
Con el tiempo han salido las siguientes versiones:
- AGP 1X: Velocidad 66MHz con una tasa de referencia de 266 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V
- AGP 2X: Velocidad 133MHz con una tasa de referencia 532 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V
- AGP 4X: Velocidad 266MHz con una tasa de referencia de 1 GB/s y funcionando a un voltaje de 3,3 o 1,5V para adaptarse a los diseños de las tarjetas graficas.
- AGP 8X: Velocidad 533MHz con una tasa de transferencia de 2 GB/s y funcionando a un voltaje de 0,7 o 1,5V.
Se utiliza exclusivamente para tarjetas graficas y por su arquitectura solo puede haber una ranura AGP en la placa base.
Se trata de una ranura de 8cm de longitud, instalada normalmente en principio de las ranuras PCI, y segun su tipo se pueden tiferenciar por la posicion de una pestaña de control que llevan.
Las primeras llevaban dicha pestaña en la parte mas proxima al borde de la placa base, mientras que las actuales lo llevan en la parte mas alejada de dicho borde.
Existen dos tipos de ranura: unas que no llevan muesca de control y otras que llevan las dos muescas de control. En estos casos se trata de ranuras compatibles con AGP 1X, 2X y 4X (las ranuras compatibles con AGP 4X-8X llevan siempre la pestaña de control).
Es muy importante la posicion de esta muesca ya que determina los voltajes suministrados, impidiendo que se instalen tarjetas que no sopotan algunos voltajes y podrian llegar a quemarse.
Con la aparicion del puerto CPle en 2004, y sobre todo en 2006, el puerto AGP cada vez esta siendo mas abandonado, siendo ya pocas las graficas que se fabrican bajo este estandar.
A la limitacion de no permitir nada mas que una ranura AGP en placa base se suma de la imposibilidad de usar en este puerto de sistemas de memoria grafica compartida, como es el caso de TurboCaché e HyperMemory.
RANURAS PCle
Las ranuras PCle (PCl-Express) nace en 2004 como respuestan en la necesidad de un bus mas rapido que los PCI o los AGP (para graficas en este caso).
Su empleo mas conocido es precisamente este, el de slot para tarjetas graficas, pero no es la unica version que hay de este puerto que poco a poco se va imponiendo en el mercado, y que, sobre todo a partir de 2006, ha desbancado practicamente al puerto AGP en tarjetas graficas.
Entre sus ventajas cuenta la de poder instalar dos tarjetas graficas en paralelo o la de poder utilizar memoria compartida, ademas de un mayor ancho de banda, mayor suministro de energia (hasta 150 watios).
Este tipo de ranuras no debemos confundirlas con las PCIX, ya que mientras que estas son una extension del estandar PCI, las PCle tienen un desarrollo totalmente diferente.
El bus de este puerto esta estructurado como enlaces punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En PCle 1.1 cada enlace transporta 250 MB/s en cada direccion. PCle 2.0 dobla esta tasa y PCle 3.0 la dobla de nuevo.
Cada Slot de expansion lleva 1,2,4,8,16 o 32 enlaces de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El numero de enlaces se escribe con una x de prefijo (X1 para un enlace simple y X16 para una tarjeta con dieciseis enlaces).
Los tipos de ranuras PCle que mas se utlizan en la actualidad son los siguientes:
- PCle x1: 250 MB/s
- PCle x4: 1 GB/s (250MB/s x 4)
- PCle x16: 4 GB/s (250MB/s x 16)
Como podemos ver las ranuras PCle utilizadas para tarjetas graficas (las x16) duplican (en su estandar actual el 1.1) la velocidad de transmision de los actuales puertos AGP. Es precisamente este mayor ancho de banda y velocidad el que permite a las nuevas tarjetas graficas PCle utilizar memoria compartida, ya que la velocidad es la suficiente como para comunicarse con la RAM a una velocidad aceptable para este fin.
Estas ranuras se diferencian tambien por su tamaño. En la imagen superior (de arriba abajo) un puerto PCle x4, un puerto PCle x16, un puerto PCle x1 y otro puerto PCle x16. En la parte inferior se observa un puerto PCl, lo que nos puede servir de dato para comparar sus tamaños.
Cada vez son mas habituales las tarjetas que utilizan este tipo de ranuras, no solo tarjetas graficas, sino de otro tipo, como tarjetas wifi, PCicard, etc.
Incluso, cada vez que se instalan ranuras PCl en las placas base, existen adaptadores PCle x1-PCl, que facilitan la colocacion de tarjetas PCl en equipos con pocas ranuras de este tipo disponibles.
Por ultimo en la imagen inferior podemos ver el tamaño de diferentes tipos de puertos, lo que tambien nos da una idea de la evolucion de estos.
Su empleo mas conocido es precisamente este, el de slot para tarjetas graficas, pero no es la unica version que hay de este puerto que poco a poco se va imponiendo en el mercado, y que, sobre todo a partir de 2006, ha desbancado practicamente al puerto AGP en tarjetas graficas.
Entre sus ventajas cuenta la de poder instalar dos tarjetas graficas en paralelo o la de poder utilizar memoria compartida, ademas de un mayor ancho de banda, mayor suministro de energia (hasta 150 watios).
Este tipo de ranuras no debemos confundirlas con las PCIX, ya que mientras que estas son una extension del estandar PCI, las PCle tienen un desarrollo totalmente diferente.
El bus de este puerto esta estructurado como enlaces punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En PCle 1.1 cada enlace transporta 250 MB/s en cada direccion. PCle 2.0 dobla esta tasa y PCle 3.0 la dobla de nuevo.
Cada Slot de expansion lleva 1,2,4,8,16 o 32 enlaces de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El numero de enlaces se escribe con una x de prefijo (X1 para un enlace simple y X16 para una tarjeta con dieciseis enlaces).
Los tipos de ranuras PCle que mas se utlizan en la actualidad son los siguientes:
- PCle x1: 250 MB/s
- PCle x4: 1 GB/s (250MB/s x 4)
- PCle x16: 4 GB/s (250MB/s x 16)
Como podemos ver las ranuras PCle utilizadas para tarjetas graficas (las x16) duplican (en su estandar actual el 1.1) la velocidad de transmision de los actuales puertos AGP. Es precisamente este mayor ancho de banda y velocidad el que permite a las nuevas tarjetas graficas PCle utilizar memoria compartida, ya que la velocidad es la suficiente como para comunicarse con la RAM a una velocidad aceptable para este fin.
Estas ranuras se diferencian tambien por su tamaño. En la imagen superior (de arriba abajo) un puerto PCle x4, un puerto PCle x16, un puerto PCle x1 y otro puerto PCle x16. En la parte inferior se observa un puerto PCl, lo que nos puede servir de dato para comparar sus tamaños.
Cada vez son mas habituales las tarjetas que utilizan este tipo de ranuras, no solo tarjetas graficas, sino de otro tipo, como tarjetas wifi, PCicard, etc.
Incluso, cada vez que se instalan ranuras PCl en las placas base, existen adaptadores PCle x1-PCl, que facilitan la colocacion de tarjetas PCl en equipos con pocas ranuras de este tipo disponibles.
Por ultimo en la imagen inferior podemos ver el tamaño de diferentes tipos de puertos, lo que tambien nos da una idea de la evolucion de estos.