Conectores internos de la placa base: ranuras de expansión

Rafa Morales 10 Mayo 2019

6min

Tecnología

Las ranuras de expansión (expansion slots) son los lugares de la placa base donde se insertan las tarjetas de expansión, y cuya misión es ampliar las funcionalidades de la placa base. Físicamente son unas ranuras de plástico con contactos eléctricos.

A continuación mostramos un resumen de los tipos de ranura de expansión que existen.

ISA (Industry Standard Architecture)

Las ranuras de expansión ISA están obsoletas desde hace muchos años. Son las antecesoras de las ranuras PCI. Se muestran a continuación solo para tenerlas presentes en caso de tratar con una placa base muy antigua.

Es un bus de 8/16 bits y con un ancho de banda máximo de 16 Mb/s. Su transmisión es en paralelo.

Ranura expansión ISA

De Miha Ulanov, CC BY-SA 3.0

PCI (Peripheral Component Interconnect) / PCI-X

Las ranuras de expansión PCI también están desapareciendo, ofrecen la capacidad de configuración automática, o Plug-and-Play, que hace que su instalación y configuración sea automática.

Su transmisión de datos es en paralelo, y su ancho de banda y transferencia la podéis comprobar en la siguiente tabla.

Ranura de expansión PCI

Las ranuras de expansión PCI-X son la evoluación de las ranuras de expansión PCI. Ganaron en velocidad y transferencia de datos, aunque siguen transmitiendo en paralelo.

En la siguiente tabla podéis comparar sus características según la versión.

Nombre	Tamaño de palabra	Transferencia de datos	Velocidad	Voltaje
PCI 2.1	32 o 64 bits	133 Mb/s	33 Mhz	3,3 o 5 V
PCI 2.3	32 o 64 bits	533 Mb/s	66 Mhz	3,3 V
PCI 3.0	32 o 64 bits	533 Mb/s	66 Mhz	3,3 V
PCI-X 1.0	64 bits	1067 Mb/s	133 Mhz	3,3 V
PCI-X 2.0	64 bits	4,3 Gb/s	266 o 533 Mhz	3,3 V

AGP (Accelerated Graphics Port)

La ranura de expansión AGP es una ranura dedicada a la conexión de la tarjeta gráfica. Se separó del resto de ranuras de expansión como solución a los cuellos de botella que se producían en el bus PCI, y así conseguir una mayor velocidad en los gráficos. Debido a su arquitectura, solo puede aparecer una en la placa base.

Su transmisión es en paralelo. El ancho de palabra es de 32 bits y su velocidad va desde 133Mb/s hasta 2Gb/s.

Se le reconoce porque suele ser de color marrón. Actualmente se están quedando obsoletas.

Ranura expansión AGP

De Julianprescott2604juuly - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0

PCI Express / PCI-E / PCIe

Las ranuras de expansión PCI Express (también denominadas PCI-E o PCIe) son una tecnología nueva e independiente de las ranuras PCI.

La transimisión de datos ahora es en serie, y a una velocidad muy alta, del orden de 2,5 o 5 Gbits/s, en función del tipo de ranura y de la versión. Además pueden implementar la tecnología Hot-Plug (inserción en caliente) que permite conectar la tarjeta de expansión sin necesidad de apagar el equipo.

Existen diferentes tipos de ranuras PCIe en función del número de líneas de datos entre la placa base y la tarjeta de expansión conectada. El número de líneas se escribe después del prefijo "x". Sabiendo que cada línea alcanza una velocidad de 250MB/s podemos conocer la velocidad total de la ranura de expansión:

PCI Express x1: tasa de transferencia de 250 MB/s (1x250MB/s). Existen 1 o dos de estos en todas las placas madre actuales.
PCI Express x2: tasa de transferencia de 500 MB/s (2x250MB/s). Este bus no es tan común y está reservado a los servidores.
PCI Express x4: tasa de transferencia de 1000 MB/s (4x250MB/s). También está reservado a los servidores.
PCI Express x8: tasa de transferencia de 2000 MB/s (8x250MB/s).
PCI Express x16: tasa de transferencia de 4000 MB/s (16x250MB/s). Es muy utilizado, está presente en la mayoría de placas bases actuales. Es el formato estándar de las tarjetas gráficas.
PCI Express x32: tasa de transferencia de 8000 MB/s (32x250MB/s). Poseen el mismo formato que el PCI Express x16.

Ranuras de expansión PCI Express

Ranura de expansión PCI Express x16 (arriba) y PCI Express x1 (abajo)

Hay que tener en cuenta la siguiente compatibilidad para conectar la tarjeta de expansión PCI Express a la ranura de expansión:

Una tarjeta de expansión con un número de líneas inferior al de la ranura de expansión podrá conectarse sin problema, por ejemplo, una tarjeta de expansión x8 en una ranura de expansión x16.
Una tarjeta de expansión con un número de líneas superior al de la ranura de expansión también podrá conectarse, pero la velocidad de trabajo será inferior a la soportada por la tarjeta de expansión, ya que trabajará a la velocidad de la ranura de expansión. Además, al ser la tarjeta de expansión más larga, puede que tope con algún otro componente que exista en la placa base al lado de la ranura de expansión, por lo que físicamente será imposible conectarla. Por ejemplo, una tarjeta de expansión x16 en una ranura de expansión x8.
Además, suele existir una o dos ranuras de expansión PCI Express destinadas solamente a la conexión de tarjeta de expansión gráficas. Debemos leer el manual de la placa base para conocerlo.

En la siguiente tabla podemos ver las versiones disponibles con su ancho de banda en x1, en el resto de tipos sólo hay que multiplicar por el número de líneas.

Versión de PCIe	Año	Velocidad de transferencia (en bruto)	Ancho de banda x1 (efectiva)
PCIe 1.0	2003	2,5 GT/s	2 Gbit/s (250 MB/s)
PCIe 2.0	2007	5 GT/s	4 Gbit/s (500 MB/s)
PCIe 3.0	2010	8 GT/s	7,9 Gbit/s (984,6 MB/s)
PCIe 4.0	2017	16 GT/s	15,8 Gbit/s (1969,2 MB/s)
PCIe 5.0	2019	32 GT/s	31,6 Gbit/s (3938,4 MB/s)