Cómo son las ranuras de expansión de una placa base

Feb 13, 2023

Las ranuras de expansión son unas aberturas en la placa base de una computadora que permiten a los usuarios añadir tarjetas de expansión adicionales a su sistema.

Estas tarjetas pueden proporcionar nuevas funciones y mejorar el rendimiento de la computadora.

Hay diferentes tipos de ranuras de expansión, cada uno diseñado para un tipo específico de tarjeta de expansión.

Las tarjetas más comunes que se conectan a estas ranuras son las de vídeo, sonido, red, controladores SCSI y tarjetas de entrada/salida (I/O).

Las ranuras de expansión más antiguas eran ISA (Industry Standard Architecture), pero con el tiempo fueron reemplazadas por PCI (Peripheral Component Interconnect), que ofrecían una mayor velocidad de transferencia de datos.

Posteriormente, PCI-Express (PCI-e) se convirtió en el estándar dominante para las ranuras de expansión, ofreciendo aún más velocidad y ancho de banda.

Cada ranura de expansión tiene un número de contactos eléctricos que se conectan a los contactos correspondientes en la tarjeta de expansión.

Estos contactos permiten la transferencia de datos y energía entre la tarjeta y la placa base. Estas deben coincidir en la cantidad de pines como en su arquitectura para que sea compatible.

Al elegir una tarjeta de expansión, es importante asegurarse de que sea compatible con la placa base y la ranura de expansión disponible.

Por ejemplo, una tarjeta PCI-Express x16 no funcionará en una ranura PCI.

Además, es importante verificar el ancho de banda requerido por la tarjeta y asegurarse de que la ranura tenga suficiente ancho de banda para proporcionar un rendimiento óptimo.

Además de las tarjetas, las ranuras también pueden ser utilizadas para añadir módulos de memoria adicionales, como los módulos de memoria RAM.

Estos módulos se conectan a ranuras de expansión especiales llamados ranuras DIMM (Dual In-line Memory Module)

En resumen, las ranuras de expansión son un aspecto importante de la placa base de una computadora que permiten a los usuarios personalizar y mejorar su sistema.

Al elegir una en particular, es importante asegurarse de que sea compatible con la placa base y la ranura de expansión disponible, así como verificar el ancho de banda requerido para un rendimiento óptimo.

NOTA: las ranuras de expansión de una computadora a veces se denominan ranuras de buses o puertos de expansión. Las aberturas en la parte posterior de un gabinete de computadora de escritorio también se denominan ranuras de expansión.

¿Qué función cumple un puerto de expansión?

El puerto de expansión de una placa base es un conector que permite añadir una tarjeta de expansión adicional a una PC para ampliar sus capacidades y funcionalidades.

La placa base es uno de los componentes más importantes de una computadora y es donde se conectan todos los demás componentes, incluido el procesador, la memoria RAM, el disco duro, la tarjeta gráfica, etc.

Sin embargo, a medida que las necesidades de la computadora cambian, puede ser necesario añadir nuevos componentes o mejorar los existentes. Es aquí donde entran en juego los puertos de expansión.

Estas permiten añadir tarjetas adicionales a la placa base para ampliar sus capacidades, como tarjetas de vídeo, tarjetas de sonido, controladores SCSI, tarjetas de red, tarjetas de entrada/salida (I/O), entre otros.

Estas tarjetas se conectan a la placa base a través de los puertos de expansión y proporcionan funcionalidades adicionales que no están disponibles en la placa base por sí sola.

Hay diferentes tipos de puertos de expansión disponibles, como ISA, PCI, AGP, PCI-Express, puertos DIMM y M.2, y cada una de ellas se utiliza para un propósito en específico.

Por ejemplo, las ranuras de buses PCI son comúnmente utilizadas para conectar tarjetas de vídeo, sonido y red, mientras que las ranuras de buses AGP son específicas para las tarjetas de video.

Es importante tener en cuenta que la disponibilidad y tipos de puertos varían según el modelo y la marca de la placa base.

Por lo tanto, es importante revisar las especificaciones de la placa antes de elegir una tarjeta para asegurarse de que sea compatible.

Resumiendo, los puertos de buses son una parte muy importante de una PC que permiten añadir funcionalidades adicionales a través de las tarjetas de expansión.

Desde mejorar la calidad de gráficos y sonido hasta agregar capacidades de red y almacenamiento, de esta manera, son una herramienta valiosa para mejorar la experiencia de la computadora personal.

Los diferentes tipos de ranuras de expansión

Hay varios tipos de ranuras de expansión disponibles, cada una con sus propias características y propósitos únicos.

En esta sección, exploraremos los diferentes tipos de ranuras de expansión disponibles en una placa base convencional.

A continuación, obtendrás detalles de cada uno de los puertos para tarjetas de expansión:

  •  AGP (Puerto de Gráficos Acelerado) 
  •  AMR (Extensión de Audio / Módem) 
  •  CNR (Extensión de Comunicación y Red) 
  •  EISA (Arquitectura Estándar Extendida de la Industria) 
  •  ISA (Industria Estándar de Arquitectura) 
  •  PCI (Interconexión de Componentes Periféricos) 
  •  PCI Express (Interconexión de Componentes Periféricos Express) 
  •  VESA (Asociación Estándar de Video / Electrónica) 
  •  DIMM y SO-DIMM 
  •  M.2 

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➡️  AGP 

AGP se utiliza específicamente para tarjetas gráficas y ofrece un ancho de banda mayor que las ranuras PCI, lo que permite un rendimiento mejorado en juegos y aplicaciones gráficas intensivas.

Desarrollado por Intel e introducido en agosto de 1997, introduce un canal de punto a punto dedicado que permite al controlador de gráficos un acceso directo a la memoria del sistema.

A continuación vemos una imagen de cómo puede verse una ranura AGP en tu placa base.

Ranura AGP

El canal AGP tiene 32 bits de ancho y se ejecuta a 66 MHz, que es un ancho de banda total de 266 MB/s y mucho mayor que el ancho de banda PCI (hasta 133 MB/s).

También admite dos modos más rápidos opcionales, con un rendimiento de 533 MB/s y 1.07 GB/s.

También permite almacenar texturas 3D en la memoria principal en lugar de ser en la memoria de video.

AGP está disponible en tres versiones diferentes, la versión AGP original mencionada anteriormente, AGP 2.0 que se introdujo en mayo de 1998 y AGP 3.0 (AGP 8x) que se introdujo en noviembre de 2000.

AGP 2.0 agregó señalización 4x y era capaz de operar a 1.5v; AGP 3.0 era capaz de duplicar las velocidades de transferencia.

¿Dónde está ubicada la ranura AGP?

Una computadora con soporte AGP tiene una ranura AGP junto a todas las demás ranuras de expansión o un AGP de video integrado.

Si necesitas más de una tarjeta de video en la computadora, puedes optar por una tarjeta de video AGP y una PCI o usar una placa base que admita SLI.

¿Qué es AGP Pro?

AGP Pro es una especificación de extensión de interfaz AGP para plataformas de trabajo avanzadas.

Esta especificación proporciona energía adicional a las tarjetas gráficas, incluye un conector extendido, sobre térmico, especificaciones mecánicas, soporte de E/S y requisitos de diseño de la placa principal.

➡️  AMR 

AMR significa Extensión de Audio/Módem, fue introducida el 8 de septiembre de 1998.

Permite a los fabricantes de equipos originales fabricar una placa con la funcionalidad de un módem o audio o ambos como una sola tarjeta de expansión.

Esta especificación permite que la placa base se fabrique a un costo menor y libera ranuras de expansión estándar de la industria en el sistema para otros periféricos compatibles adicionales.

Con la integración de módems y tarjetas de sonido, más personas que utilizan banda ancha y mejores tecnologías como PCI Express, AMR nunca logró una adopción masiva.

Hoy en día, está en desuso y ya no se encuentra ni se usa con ninguna placa base moderna.

➡️  CNR 

CNR significa Extensión de Comunicación y Red, es una especificación que admite interfaces de audio, módem, USB y LAN en conjuntos de chips lógicos centrales.

La tecnología de ranuras CNR fue introducida por Intel el 7 de febrero de 2000.

Fue desarrollada principalmente por los principales desarrolladores de hardware y software que ayudaron a lanzar la ranura AMR.

La siguiente imagen es ejemplo de una ranura CNR, que está etiquetada como ‘CNR_SLOT’ en la placa principal.

Ranura CNR

Hoy en día, ya no se encuentra en las placas bases y fue reemplazada por PCI y PCIe, que por consiguiente, es la ranura para tarjetas de video por excelencia.

➡️  EISA 

EISA significa Arquitectura Estándar Extendida de la Industria y es un estándar introducido por primera vez en septiembre de 1988 para computadoras compatibles con IBM que competían con el bus MCA.

El bus EISA se encuentra en modelos Intel 80386, 80486 en las primeras computadoras Pentium y fue diseñado por nueve competidores.

Estos competidores fueron AST Research, Compaq, Epson, Hewlett Packard, NEC, Olivetti, Tandy, WYSE y Zenith Data Systems.

El bus EISA proporcionó ranuras de 32 bits a una frecuencia de ciclo de 8.33 MHz para su uso en procesadores 386DX o superiores.

Aunque este bus es compatible con versiones anteriores y no es un bus propietario, nunca llegó a ser de uso generalizado. Son ranuras de expansión que ya no se encuentran en las placas bases actuales y están en desuso.

➡️  ISA 

ISA es un tipo de ranura antigua que se utilizaba principalmente en computadoras antiguas.

Aunque ya no es muy común, algunas placas bases antiguas todavía incorporan esta ranura.

Fue presentada por IBM y dirigida por Mark Dean. Era originalmente un bus de computadora de 8 bits que luego se expandió a un bus de 16 bits en 1984.

Cuando este bus fue lanzado originalmente, era un bus propietario, que permitía solo a IBM crear periféricos y la interfaz real, sin embargo, a principios de la década de 1980, otros fabricantes estaban creando este bus.

En 1993, Intel y Microsoft introdujeron un bus PnP ISA que permitía a la computadora detectar y configurar automáticamente los periféricos ISA de la computadora, como un módem o una tarjeta de sonido.

Con la tecnología PnP, un usuario final tendría la capacidad de conectar un dispositivo y no tener que configurarlo mediante puentes o interruptores DIP.

Las placas base modernas ya no tienen ranuras ISA y en su lugar utilizan ranuras PCI.

A continuación verás una imagen de ejemplo de una tarjeta de expansión ISA y una ranura ISA a la que se conecta a la placa principal.

Tarjeta ISA

Ranura ISA

¿Cómo agregar una tarjeta ISA si no existe en la placa base?

Para conectar una tarjeta ISA a una placa base, deberás tener una ranura ISA.

Como se mencionó anteriormente, las computadoras actuales ya no vienen con esta ranura y la mayoría de los sistemas operativos modernos ya no son compatibles con ISA.

Si tu placa base no tiene una ranura de expansión ISA, te recomendamos que consigas una tarjeta más moderna que sea compatible.

➡️  PCI 

PCI es la más común en las placas bases modernas y se utilizan para conectar una amplia variedad de tarjetas de expansión, incluidas las de vídeo, sonido y red. 

Fue introducida por Intel en 1992. El bus PCI venía en versiones de 32 bits (velocidad de 133 MB/s) y 64 bits.

Aunque se usó comúnmente en computadoras desde finales de la década de 1990 hasta principios de 2000, PCI ha sido reemplazado por PCI Express.

Las revisiones llegaron en 1993 a la versión PCI 2.0 y en 1995 a PCI 2.1, como una expansión del bus ISA.

A diferencia de ISA y otras tarjetas de expansión en desuso, PCI sigue la especificación PnP, y por lo tanto, no requiere puentes ni interruptores DIP.

Descripción general de PCI

La siguiente imagen muestra un ejemplo de cómo se ven las ranuras PCI en una placa base. Como puede ver, hay tres ranuras PCI: PCI4, PCI5 y PCI6, y una ranura CNR.

Ranura PCI

Controladores de dispositivo PCI

Si estás buscando controladores PCI, lo más probable es que necesites descargarlos para un dispositivo PCI en específico.

Por ejemplo, si necesitas un controlador de adaptador PCI Ethernet, tendrás que instalar los controladores para la tarjeta de red.

¿Cuántas ranuras PCI existen en una placa base?

La cantidad de ranuras PCI depende del fabricante y modelo de la placa base.

Hoy en día, muy pocas placas vienen con PCI a partir de la introducción de PCI Express.

Esas pocas placas bases más recientes que incorporan este tipo de ranuras, solo incluyen una o dos.

¿Cómo agregar una tarjeta PCI si no existe en la placa base?

Para conectar una tarjeta PCI a una computadora, la placa base debe incorporar de fábrica una ranura PCI.

Como se mencionó anteriormente, una placa actual solo tiene una ranura PCI para tarjetas de expansión, quizás dos, tres o ninguna.

Si tu placa base no la tiene, se recomienda que consigas una tarjeta más moderna que sea compatible.

➡️  PCI Express 

PCI-Express es una versión más avanzada de la ranuras PCI y se utiliza para conectar tarjetas de expansión de alta velocidad, como tarjetas gráficas, controladores SATA y controladores SCSI.

Originalmente conocido como E/S de tercera generación (3GIO), PCI Express o PCIe, fue aprobado en julio de 2002 como estándar de bus de expansión para computadoras en serie.

Fue diseñado como un reemplazo de alta velocidad para los antiguos estándares PCI y AGP y está disponible en diferentes formatos.

Los datos transmitidos a través del bus PCI Express se envían a través de cables (llamados carriles) en modo dúplex completo (en ambas direcciones al mismo tiempo)

Cada carril es capaz de transferir velocidades en torno a los 250 MB/s y cada ranura se puede escalar de 1 a 32 carriles. Con 16 carriles, admite un ancho de banda de hasta 4000 MB/s.

Las siguientes imágenes muestran cómo se ven las ranuras PCI Express en una placa principal.

Ranura PCI-Express

➡️  VESA 

VESA significa Asociación Estándar de Video / Electrónica, y es en realidad un grupo de fabricantes de monitores y placas gráficas que establecen estándares de bus y visualizaciones de video.

Fue fundada originalmente por NEC y es más conocida por el estándar de bus VL.

➡️  DIMM & SO-DIMM 

DIMM y SO-DIMM se utilizan para conectar módulos de memoria RAM a la placa base.

Las ranuras DIMM se utilizan en computadoras de escritorio, mientras que las ranuras SODIMM se utilizan en computadoras portátiles y de escritorio en tamaño reducido.

➡️  M.2 

M.2 es un tipo de ranura que se utiliza para conectar unidades de estado sólido (SSD) a la placa base.

Ofrecen una mayor velocidad y eficiencia que las unidades de disco duro tradicionales y son una opción popular para aumentar el rendimiento y la capacidad de almacenamiento de una PC.

Para concluir, es importante tener en cuenta que la disponibilidad y tipos de ranuras de expansión varían según el modelo y la marca de la placa base.

Por lo tanto, es importante revisar las especificaciones antes de elegir una tarjeta de expansión para asegurarse de que es compatible con la placa y la computadora en general.

Existen varios tipos de ranuras de expansión disponibles en una placa base, y cada una de ellas tiene sus propósitos y características únicas.

Desde las ranuras ISA antiguas hasta las nuevas ranuras M.2, hay muchas opciones disponibles para ampliar las funcionalidades de una PC.

Al elegir una tarjeta, es importante asegurarse de que sea compatible con ambas y que cumpla con los requisitos específicos de la tarea que se quiere realizar.

Ya sea para aumentar la capacidad de almacenamiento, mejorar el rendimiento gráfico o agregar conectividad inalámbrica, de esta manera, las ranuras son una parte importante en el montaje y la mejora de una computadora personal.

¿Cuáles son las ranuras de expansión más importantes?

Las ranuras de expansión son un elemento crítico en cualquier computadora, ya que permiten el agregado de tarjetas de expansión que amplían las capacidades de la computadora.

Estas tarjetas pueden ser utilizadas para mejorar el rendimiento gráfico, aumentar la capacidad de almacenamiento, agregar conectividad inalámbrica o añadir funciones adicionales a la PC.

Además, las ranuras son esenciales para la actualización y mejora de cualquier equipo informático.

Si los requisitos de un usuario cambian con el tiempo, es posible añadir tarjetas para satisfacer estas necesidades sin tener que reemplazar la computadora por completo.

Por ejemplo, si un usuario necesita mejorar el rendimiento gráfico de su computadora, puede agregar una tarjeta de video dedicada a través de una ranura de expansión.

Otro aspecto importante de estas ranuras adicionales es su capacidad para mejorar la eficiencia energética de la PC.

Muchas tarjetas modernas están diseñadas para ser más eficientes en términos de energía, lo que puede ayudar a reducir los costos eléctricos a largo plazo.

Esto es especialmente importante para aquellos usuarios que usan sus computadoras de forma intensiva durante todo el día.

Por lo tanto, es importante tener en cuenta que estas ranuras al momento de elegir una placa base en particular, hay que asegurarse que sean capaces de cumplir con las necesidades presentes y futuras del usuario.

Por ejemplo, PCI Express externo (ePCIe) es otro tipo de zócalo de expansión, aunque es una versión externa de PCIe.

Es decir, requiere un tipo específico de cable que se extiende desde la placa base a la parte posterior de la PC, que se conecta en las ranuras de expansión ePCIe.

Las ranuras tienen lo que se denomina carril de datos, que son pares de señalizaciones que se utilizan para enviar y recibir datos.

Cada par tiene dos cables, lo que hace que un carril tenga un total de cuatro cables. El carril puede transferir paquetes de ocho bits a la vez en cualquier dirección.

Como un puerto de expansión PCIe puede tener 1, 2, 4, 8, 12, 16 o 32 carriles, están escritos con una ‘x’, como ‘x16’ para indicar que la ranura tiene 16 carriles.

La cantidad de carriles se relaciona directamente con la velocidad de la ranura, razón por la cual las placas gráficas generalmente se fabrican para utilizar un puerto x16.

¿Cómo elegir la ranura de expansión adecuada?

Elegir la ranura de expansión adecuada para tus necesidades es esencial para asegurarte de que tu computadora tenga la capacidad de cumplir con tus requisitos.

Hay muchos tipos diferentes de ranuras disponibles, cada una con sus propios propósitos y características únicas, por lo que es importante entender las diferencias entre ellas y elegir la adecuada para tus necesidades.

Aquí hay algunos factores a tener en cuenta al elegir una ranura de expansión:

  1. Compatibilidad: es importante asegurarse de que la tarjeta de expansión elegida sea compatible con la placa base y la computadora que tienes. Hay muchas diferencias entre los tipos de ranuras, por lo que es importante comprobar que la tarjeta elegida se ajuste a los requisitos de la placa y PC antes de realizar la compra.
  2. Requisitos de la tarea: es importante elegir una ranura que cumpla con los requisitos de la tarea específica que quieres realizar. Por ejemplo, si quieres mejorar el rendimiento gráfico, es posible que necesites una tarjeta de video dedicada, mientras que si quieres aumentar la capacidad de almacenamiento, es posible que necesites una tarjeta de expansión de almacenamiento para ubicar unidades de discos duros o unidades de estado sólido adicionales.
  3. Velocidad y ancho de banda: la velocidad y el ancho de banda son factores críticos a la hora de elegir una tarjeta. Las tarjetas más rápidas y con un ancho de banda más amplio tendrán un mejor rendimiento y serán capaces de cumplir con las demandas más intensivas.
  4. Eficiencia energética: al elegir una tarjeta, es importante considerar su eficiencia energética. Las más eficientes en términos de energía pueden ayudar a reducir los costos eléctricos a largo plazo y a prolongar la vida útil de la computadora.

Ya sea para mejorar el rendimiento gráfico, aumentar la capacidad de almacenamiento o agregar funciones adicionales, es importante comprender las diferencias entre los diferentes tipos de ranuras de expansión y elegir la más adecuada a tus necesidades.

¿Cómo conectar una tarjeta adicional a la placa base?

Como dato adicional, una tarjeta de expansión se puede conectar a una ranura con un número más alto, pero nunca con un número menor.

Por ejemplo, una tarjeta PCI-e x1 se ajustará a cualquier ranura (funcionará a su propia velocidad, pero no a la velocidad de la ranura), en cambio, una tarjeta PCI-e x16, no encajará físicamente en una ranura x1, x2, x4 o x8.

Cuando instales una tarjeta adicional, antes de quitar el gabinete de la computadora, asegúrate de apagar primero la PC y desenchufar el cable de alimentación de la parte posterior de la fuente.

Los puertos de expansión generalmente se encuentran cerca de las ranuras de la memoria RAM, pero no siempre ese es el caso.

Si la ranura no se ha utilizado anteriormente, habrá un soporte metálico que cubre la ranura correspondiente en la parte posterior de la PC.

Este debe eliminarse, generalmente desatornillando el soporte, de modo que se pueda acceder a la tarjeta de expansión.

Por ejemplo, si estás instalando una placa gráfica, la abertura proporciona una forma de conectar el monitor a dicha placa con un cable de video (como HDMI, VGA o DVI).

Cuando coloques la tarjeta adicional, asegúrate de sujetar el borde de la placa metálica y no los conectores dorados.

Cuando los conectores dorados estén correctamente alineados con la ranura, presiona hacia abajo con firmeza, asegurándote de que el borde donde se encuentran las conexiones del cable sean fácilmente accesibles desde la parte posterior del gabinete de la PC.

Puedes extraer una tarjeta existente sujetando el borde de la placa metálica y tirando firmemente de la placa base, en posición recta y vertical.

Sin embargo, algunas tarjetas tienen un pequeño clip que lo mantiene en su lugar, en cuyo caso deberás retener el clip antes de extraerlo.

NOTA: los dispositivos nuevos necesitan los controladores de dispositivos adecuados instalados en el sistema operativo para funcionar correctamente.

Ventajas y desventajas de una ranura de expansión

Ventajas

  1. Mejora del rendimiento: al agregar tarjetas, es posible mejorar el rendimiento de la computadora en áreas específicas, como la parte gráfica o de sonido.
  2. Mayor capacidad de almacenamiento: pueden aumentar la capacidad de almacenamiento de la computadora, lo que es muy útil para almacenar grandes cantidades de datos adicionales.
  3. Funciones adicionales: pueden agregar funciones adicionales a la PC, como la capacidad de conectar dispositivos externos o mejorar el rendimiento de la red.
  4. Fácil de instalar: la mayoría de las tarjetas son fáciles de instalar y no requieren conocimientos técnicos especializados.
  5. Mayor flexibilidad: ofrecen una mayor flexibilidad al permitir la ampliación de las funciones de una PC para que sean mejoradas o agregadas con el tiempo.

Desventajas

  1. Costo adicional: pueden ser costosas, lo que puede ser un obstáculo para algunos usuarios.
  2. Compatibilidad: no todas son compatibles con todas las placas bases y computadoras, lo que puede requerir una investigación y análisis en profundidad antes de realizar la compra.
  3. Interferencia con otros componentes: en algunos casos, las tarjetas pueden causar interferencia con otros componentes de la PC, lo que puede afectar el rendimiento y la estabilidad.
  4. Riesgo de daño a la placa base: una instalación incorrecta o una selección inadecuada de una tarjeta, puede dañar la placa base, lo que puede requerir en un reemplazo costoso.

En conclusión, las ranuras de expansión de una placa base para computadora pueden ser una herramienta útil para mejorar el rendimiento y las funciones de la computadora en general, aunque es importante tener en cuenta los costos y los riesgos asociados antes de realizar una compra.

👉 DEFINICIÓN DE LAS PLACAS BASES PARA PC