I primi microcomputer erano composti da diverse schede di circuito, ognuna delle quali svolgeva una funzione diversa. Tutti questi circuiti erano collegati ad una singola scheda che consisteva in nient'altro che alcuni circuiti di regolazione dell'alimentazione e un mucchio di connettori che erano interconnessi. Questa scheda, a cui si collegava tutto il resto, era comunemente chiamata "bus board" o "backplane."
Una scheda backplane S100.
Le schede che erano inserite nel backplane erano identificate dalla loro funzione. Come tali, c'erano schede processore, schede memoria, schede terminali, schede seriali, schede controller parallele, schede controller nastro, schede controller drive, e così via. A causa del numero di schede usate in uno di questi microcomputer, erano piuttosto ingombranti.
Il Micral N Micro-ordinateur
Nel 1976, Steve Wozniak dimostrò all'Homebrew Computer Club il suo nuovo computer che aveva un singolo circuito che aveva quasi tutte le funzioni necessarie per un intero computer. Il progetto del suo computer divenne noto come Apple 1. Questa singola scheda, che fu la prima "scheda madre", conteneva i circuiti di regolazione dell'alimentazione, un microprocessore, RAM, ROM, circuiti di visualizzazione e un'interfaccia per la tastiera. Questa singola scheda aveva anche un singolo slot di espansione (in basso a destra nell'immagine qui sotto), che poteva accettare una più piccola "scheda di espansione" che poteva contenere altri circuiti.
La scheda madre dell'Apple 1
Quando furono introdotti altri microcomputer, mantennero l'idea di usare un singolo circuito principale che conteneva i circuiti più importanti di un sistema informatico, inclusa la CPU, RAM e ROM. Alcuni spostarono il circuito di regolazione dell'alimentazione dalla scheda principale e inclusero più slot di espansione. Il computer che ha veramente generato l'era del computer moderno è stato il PC IBM che ha anche spostato il circuito video su una scheda di espansione. Quest'ultima innovazione permise la realizzazione di diversi adattatori video, ognuno con diverse capacità.
La scheda madre dell'IBM PC.
C'erano molte diverse schede di espansione per l'IBM PC. Alcune di esse fornivano un display video e controllavano un monitor. Alcune fornivano la possibilità di collegare unità floppy disk. Altre permettevano di collegare un disco rigido al computer. C'erano schede di espansione della porta seriale che venivano usate per collegare plotter e modem, tra gli altri dispositivi. Erano disponibili schede di espansione con porte parallele per collegare stampanti. Le schede di espansione Mockingboard, AdLib e SoundBlaster aggiungevano capacità sonore avanzate al computer. C'erano anche diversi tipi di adattatori di rete disponibili sulle schede di espansione.
Nel tempo, quasi tutte queste schede di espansione sono state incorporate nella scheda madre. È del tutto possibile, oggi, ottenere un computer che non ha bisogno di alcuna scheda di espansione. Tuttavia, le schede di espansione possono ancora essere utilizzate per aggiungere la possibilità di utilizzare funzioni non supportate direttamente dalla scheda madre (come USB 3.0, controller RAID e così via) o per integrare/sostituire le funzioni della scheda madre con circuiti molto più capaci (schede audio professionali, schede video 3D di fascia alta).
Una scheda figlia è un'estensione della scheda madre di un computer. Tuttavia, a differenza di una scheda di espansione, non è semplicemente un altro dispositivo aggiunto alla scheda madre per aumentarne la funzionalità. Invece, fornisce il circuito per una funzione integrale della scheda madre. Senza la scheda figlia, una scheda madre che dipende da essa non funzionerà. Alcune delle prime schede figlie contenevano il processore (o un processore alternativo), i chip di RAM che erano controllati dal circuito di controllo della memoria della scheda madre, o un bus di espansione più robusto. A volte queste schede figlie si collegano in slot e altre volte si collegano in prese sulla scheda.
Una scheda madre con una scheda figlia del processore
Una scheda madre con una scheda figlia della memoria.
Una scheda madre con una daughterboard di espansione
Esempi più moderni di daughterboard includono i comuni moduli di memoria usati nei nostri computer e i Trusted Platform Module.
Memory Modules
Trusted Platform Module
Mentre una daughterboard è un'estensione integrale di una scheda madre e una scheda di espansione aggiunge funzioni aggiuntive a un computer, una sisterboard aggiunge capacità aggiuntive a una scheda di espansione. Un esempio di questo è la prima versione della 3Dfx Voodoo. Questo era un dispositivo che permetteva ai computer di avere un rendering grafico 3D accelerato dall'hardware in un'epoca molto prima che l'hgaming moderno facesse affidamento su questa capacità. Tuttavia, poiché il VooDoo non poteva fornire capacità grafiche 2D (da cui dipendeva il desktop grafico), doveva essere usato come estensione di una scheda di espansione grafica 2D esistente. Questa scheda era collegata alla scheda grafica 2D con un cavo video e passava attraverso quella capacità 2D al monitor. Un altro esempio è stato trovato nelle schede sorelle che si collegavano direttamente ad alcune vecchie schede audio per aggiungere Gameport o MIDI (Musical Instrument Digital Interface Capabilities). Questo tipo di sisterboard era "piggybacked:" sulla scheda di espansione originale.
Una scheda 3Dfx Voodoo prodotta dalla Diamond
Una sisterboard per sintetizzatore MIDI Roland "piggybacked" su una scheda di espansione Audio.
Oggi le sisterboard sono quasi sconosciute.