بطاقة الصعود

لوحة التوسعة هي لوحة دوائر مطبوعة تتيح للوحة الأم للكمبيوتر إمكانية إضافة بطاقات توسعة إضافية أو تغيير موقع بطاقات التوسعة الموجودة. ^{[ 1 ]} كابل التوسعة هو تصميم مرن يتم الحصول عليه باستبدال جزء من اللوحة بكابل مرن، غالبًا ما يكون كابلًا شريطيًا . ^{[ أ ]} يتضمن التكوين الشائع لوحة دوائر مطبوعة واحدة مزودة بموصل طرفي على كل جانب من الكابل. توفر هذه الكابلات مرونة أكبر في تحديد المواقع. ^{[ 2 ]}

أبسط أنواع بطاقات وكابلات التوصيل لا تعدو كونها أسلاك تمديد . فهي غير فعالة تمامًا، وتتميز بنفس الموصل ذي النوعين المختلفين في كل طرف. أو يمكن استخدامها كمحولات بين موصلين متوافقين كهربائيًا.

تُعدّ بطاقات التقسيم السلبي (التي تُصنّف ضمن فئة اللوحات الفرعية ) أكثر تعقيدًا بعض الشيء، إذ تسمح بتقسيم فتحات متعددة المسارات إلى عدة فتحات. على سبيل المثال، يمكن تقسيم فتحة PCI Express x16 إلى فتحتين x8 عن طريق توصيل دبابيس الطاقة بالتوازي وتقسيم دبابيس البيانات. ^{[ ب ]} ستكتشف اللوحة الأم أو أي نوع آخر من وحدات تحكم PCIe التي تدعم التقسيم الإعداد وتتعامل مع الأجهزة وفقًا لذلك. يتوفر تقسيم يصل إلى x4+x4+x4+x4 في بعض اللوحات الأم الاستهلاكية من عشرينيات القرن الحالي. (مرة أخرى، يمكن أن تعمل هذه البطاقات أيضًا كمحولات: على سبيل المثال، يمكن تقسيم فتحة PCIe x16 إلى أربع فتحات M.2 M-key). ^{[ 3 ]}

تُستخدم الوصلات النشطة عندما لا يكفي التصميم السلبي البحت. على سبيل المثال، في اللوحات الأم التي لا تدعم التفرع، يمكن لبطاقة وصلة مزودة بمحول PCIe تحقيق ذلك من خلال معالجة التفرع بنفسها. يمكن للمحول (نظريًا) التعامل مع عدد أكبر من الأجهزة، بالإضافة إلى السماح لكل جهاز متصل باستخدام عرض النطاق الترددي الكامل x16 طالما كان هناك عرض نطاق ترددي فائض على جانب الوصلة الصاعدة. أما الجانب السلبي فيكمن في التكلفة وزيادة زمن الاستجابة.

تُستخدم بطاقات التوسعة في كلٍ من القطاعين الصناعي والاستهلاكي . فهي تُستخدم في الحواسيب الكبيرة مثل الخوادم ، وكذلك في الحواسيب صغيرة الحجم. وفي كلتا الحالتين، يكمن الهدف في تحسين استخدام المساحة المتاحة ونظام التبريد عن طريق تدوير الفتحات. ^{[ 4 ]}

الخوادم

في الخوادم، يُحدَّد ارتفاع بطاقات التوسعة بوحدات الرف . الوحدة (U) هي وحدة القياس التقليدية المستخدمة لارتفاع الخادم. وحدة الخادم الواحدة تساوي 1.75 بوصة، وخوادم 2U تساوي 3.5 بوصة، وهكذا. تتسع كل بطاقة توسعة 1U لفتحة PCI أو PCIe واحدة، بينما تتسع بطاقات التوسعة 2U لفتحتين أو ثلاث فتحات PCI أو PCIe. ^{[ 4 ]}

تحتوي الخوادم الحديثة المزودة بتقنية PCIe عادةً على فتحتين أو أكثر من نوع PCI-E x16 مرتبة على خط واحد لتغذية بطاقة توسعة واحدة بحجم 2U. لا يوجد معيار موحد للمسافة بين هذه الفتحات، لذا يستخدم كل مصنّع تصميمه الخاص. ونتيجةً لذلك، فإن بطاقات توسعة الخوادم متعددة الفتحات خاصة بعلامة اللوحة الأم.

حاسوب شخصي صغير الحجم

تُعدّ أجهزة الكمبيوتر الشخصية صغيرة الحجم محدودة للغاية من حيث المساحة. وتُستخدم وصلات PCI-E بشكل شائع للسماح بوضع وحدات معالجة الرسومات (GPUs) في أوضاع أخرى غير الوضع العمودي القياسي على اللوحة الأم. ^{[ 5 ]}

• تسمح لوحة الرفع بوضع وحدة معالجة الرسومات بشكل مسطح أمام اللوحة الأم، وهو ما يشبه تركيب "الساندويتش". وتُستخدم نفس لوحات 1U المستخدمة في الخوادم. ^{[ 4 ]}
• يمكن ثني كابل التوصيل الرأسي ليسمح بوضع وحدة معالجة الرسومات بشكل مسطح خلف اللوحة الأم، وهو ما يُعرف بتصميم "الساندويتش". يوفر هذا التصميم تبريدًا أفضل مقارنةً بالتصميم السابق، حيث يتمتع كل من مروحة المعالج المركزي ومروحة وحدة معالجة الرسومات بوصول غير معاق للهواء.
• يمكن لكابل الرفع أيضًا أن يسمح بوضع وحدة معالجة الرسومات بجانب اللوحة الأم لتناسب هيكلًا رفيعًا.

عادةً ما يتم توصيل لوحة الرفع بفتحة اللوحة الأم عبر موصل طرفي، على الرغم من أن بعضها، مثل NLX و Next Unit of Computing Extreme، يتم توصيلها بدلاً من ذلك بموصل طرفي على اللوحة الأم نفسها. ^{[ 4 ]}

لا تخضع بطاقات التوسعة لمعايير موحدة إلى حد كبير. وتدّعي هذه البطاقات عمومًا أنها تلتزم بالمعيار الذي تستخدمه، مثل موصلات PCI Express الطرفية (16 مسارًا للبيانات بقدرة 75 واط)، ^{[ 5 ]} و ExpressCard ، و PCI-X . ^{[ 6 ]}

أدى غياب التوحيد القياسي إلى عدم توافق بين بطاقات PCIe متعددة الفتحات المستخدمة في الخوادم. توجد موصلات كهربائية بديلة موحدة يمكن استخدامها (وقد استُخدمت بالفعل) لصنع كابلات التوصيل، مثل SFF-TA-1001 (U.2/U.3)، بعرض x4 ضئيل. وقد طرحت MCIO موصلًا بعرض x4 أو x8 أو x16، وهو الآن موحد تحت اسم SFF-TA-1016. وتحدد مواصفات M-XIO طرق نقل بيانات PCIe عبر SFF-TA-1016 وSFF-TA-1026 وSFF-TA-1033.

كان نظام IBM الشخصي /2 طراز 30 ، الذي طُرح عام 1987، أول نظام حاسوبي يستخدم بطاقة توسعة على لوحته الأم . وكان في الأصل الطراز الأقل سعرًا ضمن سلسلة IBM PS/2 ، ولذلك احتوى على فتحات لبطاقات بنية المعيار الصناعي (ISA). وفي العام نفسه، اعتمدت شركة ويسترن ديجيتال تصميم بطاقة التوسعة الخاص بالطراز 30 لمعيارها Low Profile eXtension لتصميمات اللوحات الأم، مما أدى إلى انتشار بطاقات التوسعة في أنظمة الحاسوب المتوافقة مع IBM PC . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

• لوحة فرعية

• تركيب بطاقة الرفع