A lo largo de las décadas, la evolución de las placas base ha estado marcada por la aparición y desaparición de diversos tipos de puertos y buses de expansión. La historia de los buses y slots en las placas base ha sido fundamental para el desarrollo del hardware, permitiendo conectar tarjetas gráficas, de sonido, de red y otros periféricos a través de distintos tipos de bus y slots, mejorando el rendimiento y ampliando las prestaciones de los ordenadores
En este artículo vamos a repasar los buses y sus tipos de slots, desde el ISA hasta el PCIe, pasando por el VLB el PCI y el AGP, analizando sus orígenes y características.
Primero fueron los buses propietarios
Antes de la aparición de un estándar, cada fabricante diseñaba un bus propietario y esto hacía que no hubiese compatibilidad de una marca a otra. Antes de la aparición del bus ISA, había muchos disponibles en el mercado. Por ejemplo:
- S-100 Bus. Creado para el Altair 8800 de MITS en el año 1974. Permitía conectar tarjetas de expansión para memoria, almacenamiento y gráficos.
- Apple II Bus. Se implantó en el Apple II en 1977. Sólo era compatible con el hardware diseñado específicamente por Apple o por terceros aprobados.
- STD Bus. Creado en 1978 y utilizado en aplicaciones industriales y automatización. Era compatible con procesadores Intel 8088 y Zilog Z80.
- TMS9900 BUS. Creado por Texas Instruments en el año 1979. Utilizado en el TI-99/4 y TI-99/4A.
- IBM PC Bus. En sus primeros PCs IBM utilizó un bus propietario que sólo era compatible con sus propios modelos de IBM.
Estos buses marcaron el inicio de la informática personal, pero la falta de compatibilidad entre fabricantes hizo necesaria la creación de estándares como ISA, VLB, PCI, AGP y PCIe.
Imágenes de los ordenadores con estos buses propietarios
El bus ISA
El bus ISA (Industry Standard Architecture) fue uno de los primeros buses de expansión utilizados en los ordenadores personales. Surgió en 1981 con el IBM PC y este bus permitía la conexión de tarjetas de expansión mediante un diseño simple y robusto. Los primeros bus ISA eran de 8 bits y más tarde se amplió a 16 bits con el IBM AT que aumentó la capacidad de procesamiento y la transferencia de datos.
- Velocidad y ancho de banda: Las tasas de transferencia eran limitadas pero adecuadas para los periféricos y requisitos de la época. Empezó trabajando a 4,77 MHz y llegó hasta 8 y 16 MHz en las versiones finales.
- Compatibilidad: Su diseño abierto permitió la fabricación de una amplia variedad de tarjetas compatibles. Esto consolidó al bus ISA como un estándar durante muchos años.
- Uso extendido: Durante la mayor parte de los años 80 y principios de los 90, el bus ISA fue la opción predominante para la expansión de los ordenadores.
A pesar de sus limitaciones, el ISA marcó el inicio de una nueva etapa en la expansión modular en los ordenadores personales y abrió el camino para el desarrollo de tecnologías más avanzadas.
¿Cómo es el slot ISA en la placa base?
Su conector era alargado de color negro y con una doble fila de contactos dorados que iban soldados a la placa base. Se hicieron dos versiones principales:
- ISA de 8 bits. Tenía 62 pines (31 por cada lado) y se usaban en los primeros IBM PC y XT.
- ISA de 16 bits. Tenía 98 pines (31 + 18 por cada lado) y se utilizaron en los AT y posteriores.
Imágenes del slot ISA de 8 y 16 bits
El bus MCA
El bus MCA (Micro Channel Architecture) apareció en el mercado en 1987 de la mano de IBM con el lanzamiento de sus ordenadores IBM PS/2. IBM intentó reemplazar el bus ISA con una tecnología más avanzada, mejorando la velocidad, la administración de interrupciones y la configuración automática de los dispositivos (Algo similar al Plug and Play).
Este bus no tuvo éxito debido a que era incompatible con ISA y por los elevados importes, en concepto de licencias, que IBM exigía a los fabricantes.
¿Cómo es el slot MCA en la placa base?
El slot MCA tenía dos variantes: 16 bits y 32 bits. El slot de 16 bits tenía un tamaño aproximado de 8.5 cm y un total de 96 pines. El slot de 32 bits tenía un tamaño de 11 cm de largo y 164 pines. El slot MCA de 32 bits era compatible con las tarjetas de 16 bits.
Imágenes del slot MCA
El bus EISA
Tan sólo un año después del intento de IBM de crear si propio bus, el bus EISA (Extended Industry Standard Architecture) aparece ene l mercado. Fue desarrollado en 1988 por un consorcio, liderado por Compaq, que se llamaba «Gang of Nine» y fue en respuesta al bus MCA de IBM.
Las empresas que componían este grupo estaban:
- Compaq (Líder del grupo).
- AST Research.
- Hewlett-Packard (HP).
- Epson.
- Olivetti
- Tandy.
- Wyse.
- Epson.
- Zenith Data Systems.
Todo ocurrió porque IBM quería que los fabricantes pagasen licencias por usar su nuevo bus MCA. Para evitar depender de IBM y mantener la compatibilidad con el hardware existente estas empresas desarrollaron el bus EISA que mejoraba el bus ISA de 16 bits a 32 bits. Esto permitía aumentar el rendimiento sin perder compatibilidad.
Aunque el EISA fue utilizado por servidores y workstations de la época, no logró una gran aceptación debido a un mayor costo.
¿Cómo es el slot EISA en la placa base?
El slot visualmente y físicamente era similar al ISA, pero tenía una doble fila de contactos más profundos para tarjetas EISA. Internamente tenían 188 pines en total (94 por cada lado). Fue reemplazado por una tecnología más avanzada como VLB.
Imágenes del slot EISA
VESA Local Bus (VLB)
A primeros de los años 90 se hizo patente las limitaciones del bus ISA tenía, principalmente en gráficos. Es por este motivo que en 1992 la asociación Video Electronics Standards Association (VESA) saca al mercado el Vesa Local Bus. El objetivo era ofrecer una solución que permitiera mayores tasas de transferencia.
- Gráficos: Se diseño específicamente para mejorar el rendimiento de las tarjetas gráficas. Esto se hizo gracias a que el bus VLB tenía una comunicación más directa y rápida entre la CPY y la tarjeta gráfica. De esta manera se mejoraba el rendimiento en juegos y multimedia.
- Integración: El VLB se implementaba junto a los puertos ISA. Esto permitía utilizar tarjetas gráficas más potentes y el poder seguir utilizando tarjetas ISA.
- Duración: Aunque mejoró mucho el rendimiento en tareas gráficas, el VLB fue rápidamente sustituido por el PCI que salió al mercado tan sólo 1 año después.
¿Cómo es el slot Vesa Local Bus en la placa base?
El slot VLB era un añadido al conector ISA de 16 bits que le añadía 112 pines adicionales.
Imágenes del slot Vesa Local Bus
Bus PCI
El bus PCI (Peripheral Component Interconnect) fue desarrollado por Intel en 1992 y marcó una revolución en la expansión de periféricos de los ordenadores personales. El bus PCI se creó para superar las limitaciones de buses ISA y VLB, ofreciendo una mayor velocidad que lo convirtió en el estándar para la mayoría de los ordenadores durante gran parte de los años 90.
- Plug and Play: Una de las grandes innovaciones del PCI fue la incorporación de tecnologías de configuración automática. Esto facilitó mucho la instalación de tarjetas de expansión, eliminando la necesidad de configurar manualmente interrupciones o direcciones de memoria.
- Velocidad y ancho de banda: Con un bus de 32 bits operando a 33 MHz, el PCI alcanzaba velocidades de transferencia de hasta 133 MB/s. Esto representaba una velocidad sustancial con sus predecesores. Posteriormente se hicieron versiones a 64 bits y mayores frecuencias que incrementaron aún más su rendimiento.
- Compatibilidad: El estándar PCI se adoptó de manera masiva en la industria, siendo compatible con una amplia gama de dispositivos, desde tarjetas de sonido y red hasta controladoras y tarjetas gráficas.
El PCI representó un avance crucial en la evolución de la conectividad interna de los equipos, allanando el camino para las mejoras que vendrían con el tiempo.
¿Cómo es el slot PCI en la placa base?
El slot PCI tiene un tamaño de 8.5 cm de largo, normalmente de color blanco e internamente cuenta con 124 pines (62 por cada lado).
Imágenes del slot PCI
El AGP: Un bus dedicado a la los gráficos
El AGP (Accelerated Graphics Port) fue lanzado por Intel en el año 1997 y mejoró mucho las velocidad y capacidades de las tarjetas gráficas. Este bus y su correspondiente slot, a diferencia de sus antecesores, estaba dedicado a las tarjetas gráficas. De esta manera se consiguió una comunicación directa entre la tarjeta gráfica y la CPU, superando las limitaciones anteriores.
- Comunicación directa: Al contar con su propio bus, el AGP reducía la latencia en la transferencia de datos, mejorando el rendimiento en aplicaciones 3D y juegos.
- Ancho de banda dedicado: Las versiones iniciales ofrecían velocidades significativamente superiores a las del PCI, lo que se traducía en una mayor fluidez en la representación gráfica.
- Evolución y variantes: Con el tiempo, surgieron diversas versiones del AGP (1x, 2x, 4x y 8x), cada una incrementando el ancho de banda y adaptándose a las crecientes demandas de los videojuegos y aplicaciones de diseño.
El AGP se convirtió en el estándar para las tarjetas gráficas durante más de una década, marcando una época en la que el rendimiento gráfico era un factor necesario.
¿Cómo es el AGP en la placa base?
El slot AGP generalmente era marrón, aunque algunas placas base lo traían en otros colores. Disponía de 132 contactos (66 por cada lado). Su ubicación en la placa base siempre estaba cerca del procesador. De esta manera se mejoraba el rendimiento al conectarse directamente con la memoria RAM y el bus del sistema.
Imágenes del slot AGP
Bus PCI Express: El estándar actual
El bus PCI Express (PCIe) llegó al mercado en el año 2003 de la mano de Intel y en colaboración con el PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group). Nació para cubrir las nuevas necesidades de velocidad y flexibilidad en la comunicación de los componentes. La parte más importante de este bus es que ofrece múltiples carriles (Lanes) lo que permite que sea escalable y ofrece unas tasas de transferencias muy altas.
- Diseño modular: El PCIe puede configurarse en distintas variantes (x1, x4, x8, x16 e incluso x32). Esto permite asignar el ancho de banda necesario a cada dispositivo, desde tarjetas de red hasta tarjetas gráficas de alta gama.
- Velocidad y eficiencia: Gracias a su diseño serial, el PCIe minimiza la interferencia y la latencia, ofreciendo una comunicación mucho más rápida y eficiente que los buses anteriores.
- Compatibilidad y futuro: Aunque reemplazó al AGP para las tarjetas gráficas y al PCI para otros periféricos, el PCIe ha sabido adaptarse a las necesidades cambiantes del mercado, siendo la base de muchas de las innovaciones actuales en el ámbito del hardware.
La evolución hacia el PCI Express no solo significó un gran salto en términos de velocidad, sino que también supuso una estandarización global que ha permitido a fabricantes y desarrolladores trabajar con una plataforma común y eso facilita la integración de nuevas tecnologías.
¿Cómo es el slot PCI Express en la placa base?
Hay diferentes tamaños dependiendo de su uso y su velocidad:
- PCIe x1. Es el más corto y utilizado generalmente para tarjetas de red y sonido.
- PCIe x4 y x8. Tamaño intermedio usado principalmente para algunas tarjetas de red y de almacenamiento.
- PCIe x16. Es el más largo y es usado para tarjetas gráficas.
Imágenes del slot PCI Express
Para concluir
La historia de los buses en las placas base es un reflejo de cómo ha avanzado la tecnología en los ordenadores. Desde los primeros puertos ISA hasta el potente PCI Express, cada uno ha surgido para cubrir las necesidades de su época y buscando mejorar la velocidad, compatibilidad y funcionalidad de los ordenadores.
- ISA y VESA: Fueron de los primeros y destacaban por su sencillez y compatibilidad.
- PCI: Supuso un gran salto al hacer que los dispositivos fueran más rápidos y fáciles de instalar.
- AGP: Se centró en mejorar el rendimiento de los gráficos, algo clave para los juegos y la multimedia.
- PCI Express: Es el estándar actual, ofreciendo la velocidad y flexibilidad que los ordenadores modernos necesitan.
Cada uno de estos buses y su slot ha marcado una etapa en la evolución del hardware. Conocer su historia nos ayuda a entender cómo han cambiado los ordenadores con el tiempo y cómo se han superado los retos técnicos para llegar a lo que tenemos hoy.
Las placas base han evolucionado junto con la tecnología y cada nueva generación de puertos ha preparado el terreno para la siguiente, permitiendo que los ordenadores sigan mejorando y avanzando sin parar. Si conocemos la historia de los distintos buses y slots, podemos estar seguros de algo: PCI Express no será el último bus que veamos.
