A IBM nunca definiu seguramente as especificações do barramento do PC em relação a detalhes técnicos, como carga e sincronização. Isso impedia que um projetista de adaptadores pudesse garantir que sua placa fosse funcionar em todos os sistemas baseados no PC. Para remediar essa situação, a Intel começou a definir as informações de sincronização e carga, para forçar a utilização de um padrão definitivo. A Intel obteve o suporte para a criação desse padrão de alguns fabricantes de clones de PC. A especificação resultou no barramento que foi utilizado no PC-AT, criado segundo o que os consórcios de fabricantes de clones achavam ser a intenção da IBM para o PC. Essa especificação ficou conhecida como barramento ISA (Industry Standard Architecture). A partir daí, a IBM não detinha mais a arquitetura do PC sob seu exclusivo controle: ele havia começado a adquirir vida própria.

O barramento ISA foi a primeira alteração no barramento original do PC. O primeiro PC e o PC-XT possuíam barramentos que podiam transportar 8 bits de dados por vez. Quando a IBM introduziu o PC AT em 1984, o novo sistema incluía slots de expansão estendida, para poder enviar 16 bits de dados por vez – o dobro da informação que o barramento original podia tratar – usando um clock de 8 MHz, o que resulta numa velocidade de comunicação teórica de 16 MB/s. Na prática, a velocidade no barramento ISA fica em torno de 2,5 MB/s.

Os slots de expansão ISA têm ainda a vantagem de aceitar a conexão de adaptadoras antigas de 8 bits. As placas mais antigas simplesmente utilizam a subdivisão do slot ISA.

A partir do PC-AT, começou a ficar definido quem iria segurar as rédeas do jogo da tecnologia do PC daí em diante. O barramento ISA foi criado atrelado às características do microprocessador usado no PC-AT, o Intel 80286. Originalmente, o barramento estava sincronizado com a CPU, pois ambos operavam na mesma velocidade de clock, 8 MHz, em 16 bits. Quando a velocidade da CPU excedeu a 10 MHz, os periféricos que operavam em até 8 MHz, não poderiam acompanhar a CPU.

Logo o barramento ISA fixou a transferência de dados de 8 e 16 bits, com clock de 8 MHz para todos os dispositivos ligados ao barramento.

Como o ISA não poderia operar na velocidade dos processadores modernos que fossem surgindo, o processador e a memória passaram a se comunicar por um barramento exclusivo, denominado de barramento local. Dessa forma, a memória é acessada com a velocidade de clock do processador.

O barramento ISA continua sendo usado mesmo nas placas mãe mais avançadas, mas em conjunto com outros barramentos mais poderosos. A maioria das placas periféricas não sofre queda de desempenho, mesmo utilizando o barramento ISA. Por exemplo, as placas fax-modem podem operar normalmente no barramento ISA, pois a transmissão de dados através de uma linha telefônica é muito mais lenta que o clock do ISA.

Apesar do ISA haver se mantido durante muitos anos e só recentemente começar a ser destituído das placas mãe, dois dispositivos principais começaram a ser muito prejudicados pelo baixo desempenho do ISA:

a controladora de vídeo e o disco rígido.

As placas de vídeo de alta resolução possuem uma grande quantidade de memória de vídeo; Para que um programa possa desenhar uma figura com alta resolução e, também, uma grande quantidade de cores é preciso manipular uma grande quantidade de memória de vídeo. É também necessário manter uma taxa de atualização de vídeo constante, para se conseguir fidelidade no vídeo. O lento barramento ISA degradava o desempenho em todas as operações de formação de telas.

Depois da placa de vídeo, o disco rígido foi o segundo dispositivo a sofrer com a lentidão do barramento ISA. Discos cada vez mais velozes esbarravam na lenta taxa de transferência do barramento. Foram criados novos discos capazes de transferir dados em 32 bits, à velocidades altíssimas; mas toda essa velocidade não adiantava muito, pois os dados precisariam percorrer através do vagaroso barramento ISA.