اسلات توسعه (Expansion Slot)

قابل مشاهده ترین قسمت هر مادربرد اسلات های توسعه هستند . اسلات توسعه (Expansion Slot) شیارهای پلاستیکی کوچکی هستند که معمولاً از 1 تا 6 اینچ طول و تقریباً 1/2 اینچ عرض دارند. همانطور که از نام آنها پیداست، این اسلات ها برای نصب دستگاه های مختلف در کامپیوتر به منظور گسترش قابلیت های آن استفاده می شوند. برخی از دستگاه های توسعه ای که ممکن است در این اسلات ها نصب شوند عبارتند از کارت های ویدئو، شبکه، صدا و رابط دیسک.

اسلات های توسعه PCI

اسلات توسعه PCI اکنون به عنوان یک فناوری قدیمی در نظر گرفته میشود، اما بسیاری از مادربردهای مورد استفاده امروزه هنوز دارای اسلات‌های 32 بیتی PCI هستند. آنها به راحتی قابل تشخیص هستند زیرا فقط حدود 3 اینچ طول دارند و به طور کلاسیک سفید هستند، اگرچه تخته های مدرن با رنگ های مختلف هستند. اسلات های PCI با ظهور پردازنده های کلاس پنتیوم در اواسط دهه 1990 بسیار محبوب شدند. اگرچه محبوبیت از PCI به PCIe تغییر کرده است، خدمات اسلات توسعه (Expansion Slot) PCI به صنعت را نمی توان نادیده گرفت. این یک معماری فوق العاده پربار برای چندین سال بوده است.

گذرگاه‌های توسعه PCI با فرکانس 33 مگاهرتز یا 66 مگاهرتز (نسخه 2.1) روی یک کانال 32 بیتی (4 بایتی) کار میکنند که منجر به نرخ داده‌ای به ترتیب 133 مگابایت در ثانیه و 266 مگابایت در ثانیه میشود که 133 مگابایت در ثانیه رایج‌ترین آنهاست، معماری‌های سرور مستثنی شده‌اند. . با این حال، PCI یک توپولوژی باس مشترک میباشد، بنابراین مخلوط کردن آداپتورهای 33 مگاهرتز و 66 مگاهرتز در یک سیستم 66 مگاهرتز، تمام آداپتورها را به 33 مگاهرتز کاهش میدهد. سرورهای قدیمی‌تر ممکن است اسلات‌های PCI 64 بیتی را نیز داشته باشند که از نسخه 1.0 که سرعت داده 32 بیتی را دو برابر میکند.

اسلات ها و آداپتورهای PCI در نسخه های 3.3 ولت و 5 ولت تولید میشوند. آداپتورهای جهانی برای قرار گرفتن در اسلات ها بر اساس هر یک از دو ولتاژ کلید شده اند. بریدگی لبه کارت اسلات ها و آداپتورهای معمولی 5 ولت به سمت جلوی مادربرد و بریدگی در آداپتورهای 3.3 ولت به سمت عقب است.

به شکاف 5 ولت 32 بیتی و اسلات 3.3 ولتی 64 بیتی توجه کنید. همچنین توجه داشته باشید که یک کارت جهانی 32 بیتی که دارای بریدگی در هر دو موقعیت است، در اسلات 3.3 ولتی 64 بیتی وارد شده و به خوبی کار می‌کند.

اسلات های توسعه PCIe

رایج ترین معماری اسلات توسعه (Expansion Slot) که توسط مادربردها استفاده میشود PCI Express (PCIe) است. این به عنوان جایگزینی برای AGP یا پورت گرافیکی شتاب دهنده و PCI طراحی شده است. PCIe این مزیت را دارد که سریعتر از AGP است و در عین حال انعطاف پذیری PCI را حفظ میکند. PCIe هیچ سازگاری با AGP یا PCI ندارد. برخی از مادربردهای مدرن PCIe را میتوان با اسلات‌های PCI معمولی برای سازگاری با عقب‌تر یافت، اما سال‌هاست که اسلات‌های AGP گنجانده نشده‌اند.

PCIe معمولاً به عنوان یک معماری گذرگاه نامیده میشود تا مقایسه آن با سایر فناوری های گذرگاه را ساده کند. گذرگاه‌های توسعه واقعی، پهنای باند کل را در میان همه اسلات‌ها به اشتراک میگذارند، که هر کدام از آنها به نقاط مختلفی در امتداد خطوط گذرگاه مشترک می‌آیند. در مقابل، PCIe از یک جزء سوئیچینگ با اتصالات نقطه به نقطه به اسلات ها استفاده میکند، که به هر مولفه استفاده کامل از پهنای باند مربوطه میدهد و توپولوژی ستاره ای بیشتری را در مقابل گذرگاه تولید میکند. علاوه بر این، بر خلاف سایر گذرگاه‌های توسعه که دارای معماری‌های موازی هستند، PCIe یک فناوری سریال میباشد که بسته‌های داده را در مسیرهای سریالی متعدد برای دستیابی به نرخ داده‌های بالاتر راه‌اندازی میکند.

PCIe از مفهوم خطوط استفاده میکند، که مسیرهای سیگنال نقطه به نقطه سوئیچ بین هر دو جزء PCIe هستند. هر خطی که سوئیچ بین هر دو وسیله ارتباطی را به هم متصل میکند، شامل یک جفت سیم مجزا برای هر دو جهت ترافیک است. هر جفت شدن PCIe بین کارت ها نیاز به مذاکره برای بیشترین تعداد خطوط پشتیبانی شده دارد. خط منفرد یا مجموعه ترکیبی خطوطی که سوئیچ بین دستگاه‌ها به هم متصل میکند، به عنوان یک پیوند شناخته میشود.

هفت پهنای پیوند مختلف توسط PCIe پشتیبانی میشود که x1 (با 1 تلفظ میشود)، x2، x4، x8، x12، x16، و x32 مشخص شده‌اند که x1، x4 و x16 رایج‌ترین آنها هستند. عرض پیوند x8 کمتر از اینها رایج میباشد اما از بقیه رایج تر است. شکافی که از یک پهنای لینک خاص پشتیبانی میکند، اندازه فیزیکی مربوط به آن عرض است، زیرا عرض بر اساس تعداد خطوط پشتیبانی شده است و به تعداد سیم مربوطه نیاز دارد. در نتیجه، یک اسلات x8 طولانی تر از یک اسلات x1 است اما کوتاهتر از یک اسلات x16 است. هر اسلات PCIe دارای یک قسمت 22 پین مشترک به سمت پشت مادربرد است که در آن قسمت پشتی مادربرد در سمت چپ قرار دارد. این 22 پین عمدتاً شامل لیدهای ولتاژ و زمین هستند.

چهار نسخه اصلی PCIe در حال حاضر مشخص شده است: 1.x، 2 x.، 3.0 و 4.0. برای چهار نسخه، یک خط و در نتیجه یک اسلات x1، در هر جهت (یا از منظر هر یک از دستگاه های ارتباطی ارسال و دریافت میکند)، با سرعت داده 250 مگابایت در ثانیه (تقریبا دو برابر نرخ رایج ترین اسلات PCI) عمل می کند. ، به ترتیب 500 مگابایت در ثانیه، تقریباً 1 گیگابایت در ثانیه و تقریباً 2 گیگابایت در ثانیه.

PCIe 5.0 در اواسط سال 2019 نهایی شد. مانند نسخه‌های قبلی خود، سرعت نسخه قبلی را دو برابر می‌کند. بنابراین، یک آداپتور PCIe 5.0 x1 با سرعتی در حدود 4 مگابایت بر ثانیه در هر جهت کار میکند. معمولاً حداقل 12 ماه طول میکشد تا سازندگان دستگاه ها را پس از تأیید یک استاندارد تولید کنند.

یک پیوند دو طرفه مرتبط دارای توان عملیاتی اسمی دو برابر این نرخ میباشد. هنگام مقایسه PCIe با گذرگاه های توسعه دهنده دیگر از نرخ دو برابر شده استفاده کنید زیرا این نرخ های دیگر برای ارتباط دو طرفه هستند. این بدان معناست که پیوند دو طرفه 500 مگابایت بر ثانیه یک اسلات x1 در اولین نسخه PCIe با بهترین PCI قابل مقایسه است، یک اسلات 64 بیتی که با فرکانس 66 مگاهرتز کار می‌کند و توان عملیاتی 533 مگابایت در ثانیه را تولید میکند.

دو جهته به این معنی است که داده ها در هر دو جهت و اغلب به طور همزمان جریان مییابند. تک جهتی یعنی داده ها فقط در یک جهت جریان مییابند.

ترکیب خطوط به سادگی منجر به ضرب خطی این نرخ ها میشود. به عنوان مثال، یک اسلات PCIe 1.1 x16 قادر است 4 گیگابایت بر ثانیه در هر جهت، 16 برابر نرخ x1 250 مگابایت در ثانیه، توان پردازشی داشته باشد. به صورت دوطرفه، این اسلات توسعه (Expansion Slot) نسبتاً رایج، توان خروجی 8 گیگابایت بر ثانیه تولید میکند. هر مشخصات PCIe بعدی این توان را دو برابر میکند. PCIe 5.0 فوق‌الذکر خروجی دو طرفه تقریباً 128 گیگابایت در ثانیه تولید میکند که سریع‌تر از برخی استانداردهای DDR4 است (یعنی واقعاً بسیار سریع است).