Компьютер новичкам. Разбор на составляющие. Материнская плата — часть 1
Материнская плата — важнейшая часть компьютера. Её главное назначение — соединение всех
узлов компьютера в единое целое. По сути — это «конструктор», а материнская плата — его
основная и главная деталь. Вся информация, которую обрабатывает компьютер с момента
включения и до его выключения, проходит через материнскую плату. К ней физически подключены
все устройства компьютера, хотя по большому счёту — материнка является переходником между
процессором, модулями памяти и остальными комплектующими. Соответственно и особенности
разных видов материнских плат состоят в том, что и как к ним можно подключить. Конструктивно
материнская плата изготовлена из многослойного фольгированного текстолита. Число слоёв
обычно в диапазоне от 6 до 8.
Форм-фактор
Главным параметром всех материнских плат является форм-фактор. Форм-фактор определяет
физические параметры платы и тип корпуса, в который её можно будет установить.
Понтие форм-фактора появилось на заре развития персональных компьютеров, когда в 1981 году компания IBM заложила фундамент для развития IBM PC-совместимых компьютеров, выпустив первый персональный компьютер. Напомню, что все IBM PC-совместимые компьютеры имеют открытую архитектуру, т.е. предполагают использование комплектующих различных производителей с полной гарантией их совместимости.
Но для обеспечения такой совместимости необходимо, чтобы все производители следовали одним
правилам при разработке комплектующих. Именно эти правила и формируют понятие форм-фактора
материнской платы. Так что же сегодня понимается под словом «форм-фактор»? Если быть
кратким, то под этим понятием сегодня подразумевается совокупность принятых стандартов для
построения компьютеров.
Первый форм-фактор как стандарт был разработан в 1983 году компанией IBM получил название
XT (eXtended Technology). В 1984 году на его смену пришёл AT (Advanced Technology), где
определялись размеры материнок (30,5×33 см), которые устанавливались в корпуса типа Desktop
и Tower.
Продолжение AT стал стандарт Baby AT, принятый в 1990 году. Этот форм-фактор предусматривал уменьшение размеров плат (22,5х33 см) и обладал совместьимостью с AT. Существовала ещё одна разработка — LPX (Low Profile eXtended), но она относилась к стандарту оригинальных конструкций, хотя и довольно распространённый в своё время. В компьютерах для корпуса Slimline (тонкий корпус) используется материнская плата особой конструкции стандарта LPX. Разьёмы расширения смонтированы на отдельной плате, которая вертикально вставляется в разъём материнской платы. Благодаря этому удалось уменьшить высоту корпуса.
Следует отметить, что хотя форм-фактор AT в настоящее время морально устарел, компьютеры,
собранные по этому стандарту служат до сих пор в качестве «печатных машинок» для набора и
правки текста, принт-серверов в компьютерных классах. Некоторые материнские платы AT
переходного периода имели два разъёма для подключения питания согласно стандартам AT и ATX.
В середине 1995 года компания Intel предложила новый форм-фактор — ATX
(Advanced Technology eXtended) В новом стандарте, в частности, определялось, что все разъемы
портов ввода-вывода должны быть расположены в левом верхнем углу платы. Изменилось и
расположение процессорного гнезда и слотов памяти. Кроме того, в платах ATX изменился разъём
для подключения блока питания.
Существует несколько вариантов ATX:
Последний вариант форм-фактора рассматривать не будем, поскольку разрабатывался он для серверов и интереса для простого
пользователя не представляет. Основная разница между указанными вариантами — количество слотов расширения и конфигурация
разъёмов интерфейса. Крепление платы к корпусу, расположение слотов во всех вариантах ATX одинаковое.
Как мы уже отмечали, впервые о конструкции ATX компания Intel заявила в середине 1995 года. Но первые материнские платы ATX появились на год позже. В начале 1997 года появилась первая версия спецификации 2.01 стандарта ATX. В мае 2000 года появилась спецификация 2.03, которая просуществовала до 2004 года без изменений.
Блоки питания, соответствующие новой спецификации ATX 2.03, которая учитывала потребности высокопроизводительных процессов,
имеют выходную мощность более 400 Вт. БП обеспечивают следующие выходные напряжения: +3,3В, +/- 5В, +/- 12В. Кроме того, БП
стандарта ATX 2.03, помимо основного 20-контактного разъёма питания для плат ATX, имеют дополнительный 4-контактный разъём
для 5 и 12 В питания, поскольку основной разъём не способен обеспечить повышенные требования к электропитанию системной
платы. В БП системы ATX используются управляющие сигналы Power_on и 5v_StandBy. Первый из них обеспечивает включение системы
программным путём, а второй — предоставляет возможность поддерживать систему в «спящем» режиме вместо её полного отключения.
Различные версии отличаются ещё и компоновкой элементов на материнской плате, что определяет особенности конструкции
корпуса. Это выражается во взаимном расположении узлов корпуса по отношению к узлам материнской платы. В последних
модификациях 4-контактный и 20-контактный разъёмы питания предоставляют собой единую 24-контактную конструкцию.
Двухпроцессорные материнские платы выпускаются в форм-факторе, называмом Extendet ATX. Как правило, в таких случаях
присутствует ещё и дополнительный 8-контактный разъём для питания процессоров.
Летом 2004 года был представлен новый форм-фактор BTX, который раньше имел рабочее название Big Water. Фактически новый стандарт сменил стандарт ATX. Необходимость появления нового стандарта стала очевидной с 2000 года. Нужда перехода к
новому форм-фактору была вызвана, прежде всего, появлением новых шин (USB 2.0, SATA, PCI Express), а также изменившимися требованиями к энергопотреблению ПК (соответственно, и к теплоотводу) и к акустическим характеристикам ПК. Подмечу, что BTX
обратно совместим с ATX, т.е. плату со стандартом BTX можно установить и в старый корпус стандарта ATX, а вот обратное невозможно.
Стандарт BTX существует в трёх вариантах —
Платы стандарта BTX, micro-BTX, pico-BTX имеют иное, по сравнению с платами стандарта ATX, расположение основных компонентов — слотов для установки модулей памяти, процессорного сокета, Северного и Южного мостов чипсета (о них я расскажу позже) и т.д. Такое глобальное изменение дизайна было необходимо для создания нормального термобаланса.
С помощью всего одного вентилятора удаётся осуществить теплоотвод и от процессора, и от видеокарты, и от модулей памяти. Такая конструкция носит название Thermal Module или Модуль термического баланса, представляющего собой систему охлаждения из кулера и пласмассовой трубы-кожуха, направляющего воздушные потоки внутри корпуса компьютера.
Кроме того, платы указанных стандартов иначе (по сравнению с ATX) крепятся к корпусу. Во-первых, если ATX предусматривал минимальное расстояние между шасси корпуса и материнской платой 0.25 дюйма, то в BTX это расстояние увеличено до 0.4 дюйма.
Крепление плат стандарта BTX к шасси в последнее время производится с помощью модуля SRM вместо шестигранных винтов-стоек. Сам SRM обеспечивает поддержку оптимального охлаждения компонентов системы, особенно, а кроме того, предотвращает возможный изгиб материнской платы.
Состав материнской платы
Как мы видим, материнская плата объединяет в единую систему все компоненты компьютера — без неё они бы оставались просто набором не связанных друг с другом комплектующих. Остановимся на двух основных электрических параметрах материнской платы.
Поскольку микросхемы рассчитаны на работу в строго оговорённых режимах, для обеспечения их надёжности и долговечности необходимо качественное питание. Ключевую роль играет здесь блок питания, к которому подключается плата. Однако различным компонентам необходима разная мощность. К тому же энергопотребление отдельных комплектующих, например процессора,
непостоянно. Все эти факторы вынуждены прибегать к дополнительным ухищрениям. Для подачи необходимого напряжения на различные комплектующие во всех современных материнских платах используется стабилизатор напряжения, который устанавливается непосредственно на плате. Иногда он выполняется в виде отдельной небольшой платы и размещается в непосредственной близости от блока питания, чтобы циркулирующий воздух охлаждал и его. Стабилизатор напряжения работает в автоматическом режиме.
Иными словами, независимо от того, на какие компоненты подаётся нагрузка, к какому разъёму подключено то или иное устройство, напряжение на всех элементах материнской платы всегда стабильно.
Для того, чтобы бороться со скачками напряжения, которые могут вывести многие комплектующие, на плате устанавливают конденсаторы, способные накапливать, а затем плавно отдавать заряд. Именно поэтому конденсаторов так много на материнских
платах, особенно вокруг центрального процессора, для которого характерны резкие скачки энергопотребления, в зависимости от нагрузки. Конденсаторы снижают со временем надёжность работы материнской платы: они стареют быстрее прочих компонентов, в частности, из-за воздействия высоких температур. В результате емкость конденсаторов падает, и они теряют способность выравнивать напряжение в схеме, что негативно сказывается на прочих компонентах, а в худшем случае выводи их из строя.
Кроме того, очень важно, чтобы мощность блока питания соответствовала потребляемой мощности системы в целом. Например, часто при сборке компьютера для экономии приобретается не очень мощный блок питания. По расчёту мощность его подходит под желаемую
сборку. В дальнейшем приобретается дополнительная линейка памяти, TV-тюнер, затем производится апгрейд видеокарты на более производительную. Всё это увеличивает потребляемую мощность настолько, что старый БП не справляется с нагрузкой. Увеличиваются пульсации, стабилизатор на материнской плате уже не спасает ситуацию, и в один момент компьютер перестаёт запускаться. Открыв корпус, вашему вниманию представляется печальная картина: большинство конденсаторов стоят со вздувшимися донышками, а некоторые вообще потекли. Когда количество конденсаторов не больше двух, то можно попытаться аккуратно их выпаять и заменить. Чаще всего это помогает и системная плата оживает. Но когда негодных конденсаторов — десяток, тут материнскую плату уже не спасти.
Поэтому, улучшая и совершенствуя свой компьютер, не забываете о блоке питания. И рекомендации к смене компьютера каждые три года порождены не только маркетинговыми соображениями морального старения, но и вполне объективными причинами — электролитические конденсаторы со временем высыхают и перестают выполнять свои функции.
На рисунке 1 представлена упрощённая структурная схема типичной материнской платы для процессора Intel 6-го поколения. Комплект микорсхем системной логики основан на двух микросхемах. Им дали названия северный мост и южный мост. Эти названия
выбраны исходя из следующих соображений: архитектуру чипсета можно представить в виде карты. На этой карте процессор будет располагаться на вершине карты, точно на севере. Он будет соединён с чипсетом через быстрый северный мост. А северный мост, в свою очередь, будет соединён с остальной частью чипсета через медленный южный мост. На блок-схемах материнских плат так теперь и рисуют: верх — это север, а низ — это юг. Северный мост — один из основных элементов чипсета компьютера, отвечающий за работу процессора, памяти и видеокарты. Северный мост определяет чистоту системной шины, тип оперативной памяти, её
максимальный объём и максимальную скорость обмена данными между процессором и памятью. Кроме того, от северного моста зависит тип шины видеоадаптера (PCI-Express или AGP) и её быстродействие. Частота работы этой микросхемы равна тактовой частоте
материнской платы. Современные микросхеы North Bridge работают на высоких тактовых частотах, поэтому дополнительно оборудованы устройствами охлаждения (радиаторы, а иногда и вентиляторы).
Для компьютера среднего и нижнего ценового диапазона в северный мост часто встраивают графическое ядро. Другими словами, речь
идёт об интегрированной видеокарте. Южный мост также известен как контроллер-концентратор ввода/вывода. Эта микросхема,
которая реализует относительно медленные взаимодействия на материнской плате и её компонентах. В южный мост входит контролер
прерываний, контроллеры шин IDE и USB. Эта микросхема также реализует функции памяти CMOS, часов и т.д.
Следует отметить, что один и тот же тип микросхемы южный мост может использоваться, как правило, в нескольких наборах системной логики, т.е. может работать с несколькими типами микросхем северный мост. Как показано на структурной схеме южный
мост не подключен напрямую к процессору в отличие от северного моста, т.е. связь всех устройств, подключенных к южному мосту, с процессором связываются только через северный мост.
Опционально южный мост также может включать в себя поддержку Ethernet, Wlan, Raid контроллера, контроллера USB, контроллера Fire Wire. Реже южный мост содержит в себе поддержку клавиатуры, мыши, последовательных портов. Обычно эти устройства
подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллер ввода/вывода). Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать поддержку усовершенствованных шин PCI-X и PCI-Express. Хотя шина
ISA в настоящее время не используется, она осталась неотъемлемой частью современного южного моста. Функции южного порта постоянно расширяются и в него регулярно добавляются новые контроллеры, разрабатываемые по новым технологиям.
Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объему область памяти для сохранения системных настроек (настроек BIOS).
Третья основная микросхема в большинстве материнских плат называется Super I/O (контроллер ввода/вывода). Эта микросхема обычно реализует функции устройств, которые раньше размещались на отдельных платах расширения. Большинство микросхем
Контроллеры гибких дисков в большинстве микросхем Super I/O поддерживают два дисковода, но некоторые, более современные микросхемы, могут поддерживать только один. Фактически все микросхемы Super I/O содержат быстродействующий параллельный порт.
Последний режим — самый мощный и наиболее быстрый. Микросхема Super I/O может содержать также другие компоненты — контроллер клавиатуры и мыши. В последнее время роль микросхемы Super I/O уменьшилась. Это произошло из-за того, что фирма Intel реализовала функции микросхемы Super I/O непосредственно в компоненте южный мост набора системной логики, что позволило присоединить все устройства ввода/вывода к шине PCI, а не к устаревшей шине ISA.
Рассмотрим компоновку узлов на конкретном примере. На рисунке [номер] изображена типичная современная материнская плата
производства известной компании ASUS, хорошо зарекомендовавшей себя на российском рынке. Эта плата, основанная на основе набора
системной логики Intel 915G, расчитанна на процессоры Intel Pentium 4 в корпусе LGA 775 и поддерживает почти все технологии,
встречающиеся в современных настольных компьютерах.
Рассмотрим подробно, где на плате расположены указанные компоненты. Разъём для процессора (рис. 2), на котором наклеена защитная наклейка (как правило жёлтого цвета), призывающая к осторожности при установке чипа, на материнской плате находится справа. Левее процессорного разъёма расположен радиатор с надписью ASUS — это радиатор охлаждения микросхемы северный мост.
Напомним, что эта микросхема прежде всего отвечает за связь процессора с оперативной памятью. Кроме того, в данном случае в неё встроен графический контроллер Intel Graphics Media Accelerator 900. Таким образом, собранный на основе этой платы компьютер
можно не комплектовать с видеокартой. Впрочем, поставить более мощную видеокарту не составит проблем — соответствующий слот на плате тоже имеется. Ещё левее и чуть ниже расположен ещё один радиатор с логотипом и надписью Proactive (рис. 3).
Под этим радиатором находится микросхема южный мост, отвечающая за системы ввода/вывода и включающий в себя контроллер USB 2.0, а также (в данном случае) RAID-контроллер.
Ниже северного моста и гнезда процессора расположены разъёмы для оперативной памяти. Модель этой платы отличается от подобных тем, что в ней могут использоваться как модули памяти DDR, так и более совершенные (и более производительные) модули памяти
DDR2. В данном случае пользователю предоставлен выбор, поскольку модули DDR2 всё-таки дороже обычных модулей DDR. На рисунке 4 видно, что на системной плате установлены шесть слотов и они выделены цветом в пары. Это означает, что плата расчитанна на оперативную память, работающую в двухканальном режиме, т.е. в данном случае модули памяти одинакового типа и объёма должны устанавливаться попарно в слоты одного цвета.
При этом в плату можно установить либо четыре модуля памяти DDR, либо два модуля типа DDR2. Одновременная работа пяти различных типов не поддерживается (как, впрочем, и в любых других подобных материнских платах). Непосредственно под слотами
для оперативной памяти размещены разъём IDE для накопителей и разъём для подключения блока питания ATX к материнской плате. Дополнительный 4-контактный разъём для 5 и 12 В питания расположен в правом верхнем углу материнской платы.
Ниже южного моста находятся четыре разъёма Serial ATA, к которым подключаются жёсткие диски. Тут же, слева от южного моста, расположен ещё один разъём IDE для подключения винчестеров или оптических накопителей к стандартной параллельной шине ATA. По центру левого края материнской платы расположен разъём для подключения флоппи-дисковода.
В левой верхней части материнской платы расположены два слота с интерфейсом PCI-Express х1. Далее следуют три слота стандартного PCI — на плате они белого цвета, а чёрным цветом выделен слот PCI-Express x16 для установки видеокарты. Слева от
первого разъёма PCI расположен контроллер IEEE 1394, а ниже, под ним, расположена батарейка питания BIOS, отвечающий за хранение программ базовой системы ввода/вывода. Микросхема BIOS расположена чуть ниже и левее.
Вверху, над разъёмом PCI Express х16 (чёрного цвета) находится контроллер для подключения к скоростным проводным локальным сетям (рис. 7), а в самом верхнем углу — восьмиканальный звуковой кодек производства компании C-Media (рис. 8). В правой верхней части материнской платы распаяны различные разъёмы, которые после установки в системный блок будут выведены
на его заднюю стенку.
На основе одного чипсета можно выпускать самые разнообразные системные платы, которые будут отличаться функциональными возможностями и надёжностью работы. Но все они, независимо от производителя, придерживаются описанной конструкции — ATX (или BTX). Поскольку производителей системных плат очень много, то привести их технические характеристики в одном топике практически невозможно. Даже однотипные материнские платы для конкретного типа процессора на определённом чипсте, но от разных производителей могут иметь разные возможности. Поэтому при выборе платформы необходимо руководствоваться информацией
на сайтах производителей, перечень которых приведена в следующей части. Следует также учесть, что малоизвестный производителей может разработать и выпустить материнскую плату, которая по техническим возможностям может превосходить платы известных
компаний. Поэтому полезно учесть отзывы пользователей о работе и особенностях той или иной материнской платы (надеюсь, вы догадаетесь, где их искать).
Заключение
Надеюсь, что из этого туториала вы хоть что-то узнали. В следующей части я расскажу про слоты расширения, чипсеты,
производителей чипсетов и производителей материнских плат.
Материнская плата — нервная система компьютера. Из чего она состоит?
В этой статье я расскажу про функциональное деление различных зон платы и что с чем связано, то есть что проводит обмены между собой напрямую, а что через различных посредников.
Ну и для интереса будет приведена аналогия с нервной системой человека, так как по своей сути есть очень схожие черты по распределению задач.
Для чего нужна материнская плата?
Ну и начнём с самого понятного, что в общем-то и так всем известно.
Назначение материнской платы — это обеспечить как можно больше возможностей по соединению различных компонентов компьютера друг с другом.
То есть разные производители договариваются о стандартах обменов данных и питании, о реализации физической связи, и производители материнских плат эти разъёмы и питание помещают на платы. Соответственно одни компании делают устройства для компьютеров, а другие — делают возможным их подключение и работу. Собственно подключение и работу и должны обеспечить материнские платы.
Нервная система человека, и чем она похоже на компьютеры?
Теперь же предлагаю рассмотреть нервную систему человека. Но всё же предупреждаю, что я не медик и в целом — рассказ будет такой, чтобы проще было провести параллели.
К центральной нервной системе относятся все штуки, которые внутри черепной коробки, а также спинной мозг, а к периферической — всё остальное.
То есть нервные окончания, которые отвечают за сенсорные восприятия и мышечные активации, а также передачу сигналов от и к спинному мозгу. Собственно тут уже по названиям есть совпадения с компьютерами, потому что вместо периферической нервной системы у нас будет так называемая периферия, то есть клавомыши, принтеры и прочие компьютерные штуки.
И есть определенные функциональные особенности различных зон.
Функциональное деление нервной системы человека
Начнём с того, что внутри черепушки. Ну во первых — та часть который мы думаем — это большая часть коры полушарий головного мозга.
Тут с компьютерами провести параллель сложно поскольку в компьютерах вычисления и хранения данных производятся раздельно, тогда как в голове — связывание данных формирует и память и сам процесс мышления, то есть за это отвечают не нейроны, а совокупности каскадов их взаимных связей и все вычисления происходят внутри памяти. Сейчас есть опытные архитектуры вычислителей, в которых вычисления происходят поверх хранилища памяти. Называются такие штуки в некоторых местах PIM (Processor-in-memory) , а иногда такое называют C-RAM (computational RAM).
Это потенциально очень интересная технология, она позволяет отказаться от сложной шины данных, и больших задержек на обращение к памяти, длинных конвейеров обработки данных, но пока что по большей части это научные эксперименты. А вот в мозге это так уже работает в коре. Кроме коры головного мозга в нём есть и системы обеспечения функционирования.
Например гипоталамус, который отвечает за функции поддержания работы всего организма, он отвечает за ряд чувств и регулирует работы тех органов, что ответственны за поддержание гомеостаза.
И всё это великолепие должно управлять внешними устройствами, такими как мышцы и внутренние органы, а также принимать сигналы от внешних устройств, например сенсорных клеток под кожей.
Делается это не непосредственно, а через дополнительный блок, отвечающий за подключение всех внешних устройств. Все вычислительные, сенсорные и передающие части внешних устройств нервной системы называются соматической нервной системой. Она глобально разделена на две категории.
Внутри головы расположены всякие внешние контроллеры и устройства требующие слишком широкую шину данных к основным блокам мозга и поэтому расположены ближе к вычислительным центрам. Это черепные нервы соматической нервной системы. Например глаза и вся обвязка, обеспечивающая работу глаз, также обоняние, слух и т.д. Эти блоки было бы тянуть к центральной нервной системе очень сложно, поэтому в ходе эволюции более выйгрешной стратегией оказалось размещение их непосредственно в общем объеме с вычислительными зонами. Остальные же устройства соматической нервной системы расположены вдали от головы, и подключаются через специальный блок контроллеров, задача которого передача сигналов от этих внешних устройств и передача сигналов к этим внешним устройствам. И блок этих контроллеров называется спинным мозгом.
Он отвечает за интерпретацию некоторых сигналов и передачи их в мозг, а также через него приводятся сигналы и в мышцы.
Поэтому при повреждениях нервных волокон вблизи спинного мозга могут отваливаться те или иные устройства организма. Допустим при межпозвонковой грыже отнимаются стопы или ноги целиком, или при пережиманиях в шейных отделах позвоночника может пропасть сенсорная функция у пальцев рук, то есть происходит онемение части конечностей.
Всего у спинного мозга человека 31 пара линий связи к внешним устройствам.
Спинной мозг при этом подключается к вычислительной части тоже не непосредственно, а через варолиев мост, то есть шину данных между головной частью центральной нервной системы и спинным мозгом.
Подытожив всё сказанное коротко ещё раз пройдёмся по схеме.
У нас есть вычислитель совмещённый с подсистемой данных, блоки отвечающие за коммутацию с внешними датчиками внутри головы, блоки отвечающие за функциональное обеспечение работоспособности, блок отвечающий за работы в внешними устройствами и данными, а также шины отвечающие за соединение этих блоков друг с другом.
В общем-то этот рассказ в таком виде был сделан в первую очередь для тех, кто и так уже знает, из чего состоит материнская плата, чтобы было не так скучно смотреть про то, что и так уже известно и эти люди уже по описаниям функциональных блоков нервной системы скорее всего поняли где тут процессорные PCI-e, где чипсет, где чип Super I/O и т.д.
Где все эти части в компьютерах?
Ну и на удивление — с развитием технологий функциональные зоны в компьютерах всё точнее и точнее начинают повторять функциональные зоны нервной системы.
Но в сравнении с нервной системой человека — отличия у компьютеров тоже есть.
Как я уже ранее сказал — у нас в голове нет разделения между памятью и вычислениями. Такой подход крайне эффективен, но архитектурно очень сложен.
Тем не менее современные технологии стремятся как можно сильнее и лучше соединить центральный процессор и оперативную память. Раньше на материнских платах была такая вещь, которая называлась северным мостом.
Это такой контроллер, который находился между центральным процессором и слотами оперативной памяти.
При работе с ним — данные шли вначале в этот контроллер, а уже только из него в процессор и обе шины связывающие три элемента должны были быть очень широкими, то есть обеспечивать большую пропускную способности. Но со временем — создаваемые задержки и сложности организации шин вынудили интегрировать северный мост внутрь процессора.
То есть у нас, как в мозге, пока что работа идёт не внутри массива данных, но необходимость интеграции данных с процессором является одной из первостепенных. На материнских платах раньше северный мост был распаян, то есть чип был не съёмным, а процессор как и сейчас как правило можно было поменять. Место под монтаж процессора называется сокетом. То есть сокет — это непосредственно разъём и его спецификации: распиновка и размеры и конструктивное исполнение. Ну и в сокет вставляется процессор, который производит вычисления.
Данные для работы процессора при этом хранится в оперативной памяти. Оперативная память вставляется в специальные слоты на материнской плате.
И между этим слотами можно увидеть очень много дорожек к контроллеру памяти процессора, собственно — это и есть шина, которая их друг с другом соединяет (на фото выше — дорожки нарисованы белой масокй, на деле увидеть их можно, они гораздо тоньше и их гораздо больше).
В головном мозге, как я и говорил — это всё единая система.
А вот внешние устройства внешние и для вычислителя мозга и для процессора с памятью. Их надо как-то подключать. Собственно как и с нервной системой — есть важные и сложные внешние устройства, которые сложно было бы вести через посредников и они подключатся к процессору.
А есть менее важные, которые можно подключать через посредников.
Спинной мозг компьютера — это южный мост.
Так как сейчас фактически серверного нет, так как он встроен в процессор, то южный мост называют чипсетом.
В нервной системе для подключения спинного мозга есть варолиев мост. Его аналог в компьютерах у Intel — это шина DMI. В современных Intel процессорах она является по скорости аналогом 4-х линий PCI-e третий версии. Вероятно в 12-м поколении она будет аналогом 4-х линий PCI-e пятой версии.
AMD как-то по особенному эту шину не называет, а просто говорит, что это 4 линии PCI-e.
В общем — как не называй суть одна — всё что лишнее в головном мозге нужно из него выкинуть куда-то ещё. Чипсет собирает большую часть этих излишков. И так же как и со спинным мозгом у чипсета много линий для соединения с внешними устройствами. Называются они High Speed i/o или если по русски “быстрая скорость ввод вывод”. Допустим у чипсета Intel Z590 таких линий 30 штук. 6 из которых строго зарезервированы под определенные функции, а 24 могут использоваться для любых внешних устройств. Ну и в разрезе компьютеров надо всё таки пояснить вообще зачем нужен чипсет и почему бы это всё не встроить в процессор.
Почему на один и тот же процессор существуют разные чипсеты?
Допустим надо к процессору подключить устройство через USB 3.1.
Чтобы это сделать надо чтобы процессор умел понимать протокол данных, который использует USB 3.1. Или надо, например, подключить sata накопитель. Для этого надо научить процессор понимать протокол sata.
Нужно ли это всем? Ну с этими двумя примерами может быть и нужно всем, а вот весь спектр возможных устройств и поддержка их большого количества всем ну нужна.
Собственно поэтому это всё выкинули в отдельный блок чипсета, который приводит все передаваемые к процессору данные в единый протокол. Есть чипсеты, которые поддерживают больше устройств, есть чипсеты, которые поддерживают меньше устройств. Ну и большая часть портов на материнской плате для подключения к устройствам ведут не в процессор, а в чипсет.
А уже чипсет всё что нужно процессору в текущий момент предоставляет процессору. Это позволяет делать материнские платы разных ценовых категорий и с разными возможностями. Грубо говоря — мы можем менять спинной мозг, который отвечает за состав внешних устройств. Допустим если бы нам надо было бы 11 рук и 6 ног по 13 пальцев на каждой конечности, то нам надо было бы иметь другой спинной мозг, который обеспечивал бы эксплуатацию этих конечностей. Медицина пока не позволяет делает подобные метаморфозы с человеком, но в компьютерах если надо что-то экзотическое — присутствует такая штука как чипсет, который разрабатывается под разные потребности. Может быть больше портов и это будет дороже, или меньше портов и это будет дешевле. Кроме того чипсет — это не просто своего рода хаб для подключения внешних устройств. В состав чипсета входят самые распространённые контроллеры. То есть SATA диску не надо уметь переводить данные в протоколы понятные процессору. Этим занимается чипсет. Но чипсет тоже умеет далеко не всё. Вдобавок технологии быстро меняются и чипсет просто мог быть создан уже устаревшим. Например для процессоров на сокете LGA 775, которые выходили с 2004 до 2009 годы никогда не было поддержки USB 3.0 силами чипсета.
Но материнские платы с USB 3.0 в итоге, после выхода этого порта — появились.
И работает это довольно просто. Как я уже сказал — не все линии чипсета зарезервированы на какие-то определённые функции. Большая часть линий свободная и на эти линии можно поставить внешние контроллеры, которые будут управлять внешним устройствам и переводить все протоколы в тот вид, что нужны чипсету для дальнейшей работы с центральным процессором.
Поэтому если у чипсета нет поддержки USB 3.0 — производитель материнской платы может распаять контроллер USB 3.0, который будет использовать одну из линий HS i/o. Точно так же можно работать и с другими специальными задачами. Допустим нужна не одна сетевая карта на плате, а 10 штук.
Один контроллер есть как правило работающий через чипсет и ещё 9 можно распаять на плате, заняв 9 линий HS i/o чипсета.
Ну и, как правило, производители материнских плат не делают строгую специализацию, так как одним нужны много сетевых карт, другим надо куда-то поставить карту видеозахвата, или звуковую карту, третьим надо подключить к одному компьютеру 30 накопителей. На каждую хотелку плату не сделаешь. Поэтому разработан стандарт для универсального подключения. Вначале это был стандарт ISA, в 90-х ему на смену пришёл PCI.
А в нулевых уже PCI поменялся на PCI-e. Ну и, соответственно, для чипсета — одна линия PCI-e занимает одну линия HS i/o.
В общем — чипсет эта та штука, которая имеет определенное количество линий данных, которые производители плат могут использовать по своему усмотрению а также производители могут оставлять эти линии данных свободными выделяя их просто в порты PCI-e, в которые можно вставлять какие-то другие карты расширения, на борту которых будут собственные контроллеры, которые всё что угодно переводят в протоколы, совместимые с PCI-e.
Но как и с нервной системой — есть ряд устройств, доступ к которым нужно обеспечить без посредников.
Напомню, что для мозга это например глаза.
Так же и в компьютерах для видеокарты выделяется отдельных 16 линий напрямую к процессору. И это довольно широкая шина, для сравнения, как я уже ранее говорил — для соединения с чипсетом это всего 4 линии.
Кроме того у AMD и будущих Intel процессоров ещё есть 4 линии PCI-e для подключения m.2 накопителя. В общем-то этим снижается загруженность шины к чипсету.
Кроме того к процессору подключены и некоторые другие внешние контроллеры. Например контроллеры видеовыходов, если процессор имеет встроенную графику.
Кто управляет материнской платой?
Возвращаясь к нервной системе в ней есть такая штука как гипоталамус.
В компьютерах — задачи фонового управления ресурсами имеют разделение на несколько разных, связанных друг с другом систем.
Разделить их можно на три составляющие. BIOS, чип Super i/o и контроллер питания.
BIOS — это по большей степени программная прослойка, она имеет и аппаратные части, но не вычислительные, а вычислительные это сам центральный процессор, а также чип Super I/O до того как не включен процессор.
Собственно с программной прослойкой биоса в момент инициализации взаимодействует Super I/O. Вместе они до штатного запуска занимаются конфигурированием системы. Что касается самого Super I/O — раньше его функции были более значительные. Он содержал контроллеры для мышки и клавиатуры, для аудио устройств, отвечал за питание компьютера в режимах низкого потребления и в целом — управлял питанием, также в состав супер i/o входит контроллер для COM порта и LPT порта, USB контроллер, сетевой контроллер. Сейчас этот чип подключается через чипсет через шину LPC. Из старых функций часть сейчас просто не востребованы, а часть утрачены, например за многи режимы питания сейчас процессоры отвечают сами, но за включение процессора сам процессор отвечать не может, так как он обесточен. Надо понимать, что когда компьютер выключен, если бы был выключен целиком и полностью — то включался бы он зафиксированным переключателем, а не просто кнопкой, и чтобы не держать процессор под питанием под питанием держат super i/o, который по нажатию кнопки включения проводит первичное тестирование системы, получает данные из раздела SPD оперативной памяти, который содержит конфигурации, опрашивает процессор и чипсет, опрашивает память БИОСа, получая конфигурации и из него, определяет оборудование компьютера, и, в конечном счёте разрешает его запуск. Кроме того у Super I/o есть возможность работы с датчиками. Думаю многие знают такую платформу как Arduino.
В ней есть куча цифровых и аналоговых входов и выходов, и к ней можно подключать разные датчики чтобы создавать те или иные устройства. В компьютере, если надо что-то такое подключить, допустим термодатчик, или вольтметр, это делается через чип Super i/o. Кроме того он поддерживает протокол i2C для работы с более сложными контроллерами. Этот чип формирует ШИМ сигнал и для управления вентиляторами, а так же получает импульсный сигнал тахометров вентиляторов. Кроме того именно в этом чипе идут системные часы.
Но, допустим, сетевые контроллеры выделены сейчас в чипсет, основная часть USB, кроме тех что для клавиатуры и мыши — это тоже только чипсетные USB, а есть платы где USB порты клавиатуры и мыши тоже не выведены, а выведены чипсетные. COM порт, порт для джойстиков, MIDI разъём, разъём для Флоппи дисков и LPT на платах как правило просто не распаивают. Да я в общем-то и не нашёл сведений о том — есть ли все эти порты в современных чипах Super I/o, потому что эти анахронизмы уже могли и выпилить за ненадобностью.
И вобщем-то этот чип ещё не включили в состав чипсета просто из-за необходимости его питания при выключенном компьютере, иначе бы приходилось под питанием оставлять весь чипсет.
Тут есть разница и между Intel и AMD. У AMD LPT порт для подключения к Super I/O встроен в процессор, соответственно и контроллер звука тоже выброшенный из Super I/O переместили во внеядерной части процессора. У Intel аналогично, но подключено это всё к чипсету.
Кроме того, так как Super I/O является средством взаимодействия с датчиками и контроллерами — именно этот чип отдаёт команды контроллеру питания процессора. А уже контроллер питания следит за исполнением команд, управляя мосфет транзисторами зоны VRM процессора. Про VRM материнских плат на ютуб канале было отдельное видео, там и про линии питания и про фазы питания и чем они друг от друга отличаются тоже всё было сказано, это тоже интересная тема, рекомендую посмотреть ещё и про VRM.
Текстовый вариант видео про VRM тоже есть на сайте: нажимать сюда.
И Есть ещё небольшие дополнения к этому видео в другом видео:
На материнской плате расположены и другие системы питания. Обычно под пред усилитель для звука, он же усилитель для наушников выводится отдельный стабилизатор питания. Иногда отдельные стабилизаторы питания делаются и для USB портов. Допустим если у вас USB звуковая карта или USB микрофон, то лучше использовать материнские платы с выделенным питанием на конкретный порт USB, обычно такие USB на задней панели выделяют другим цветом.
В будущем, возможно, будет принят новый стандарт для блоков питания — ATX12VO, тогда на материнских платах будут ещё преобразователи питания из 12 Вольт в 5 Вольт и в 3,3 Вольта, которые сейчас находятся в блоке питания.
Ну и сейчас, если какому-то контроллеру нужно напряжение, которого нет от блока питания, то для него распаивается свой личный преобразовать в нужное ему напряжение.
И того подведем краткие итоги того из чего состоит материнская плата.
Нажмите для увеличения
Состоит она из сокета, в который устанавливается процессор, в который встроен северный мост, то есть контроллер оперативной памяти, из слотов для оперативной памяти, и шины которая соединяет память и процессор, ещё на плате есть разъёмы, которые подключаются к процессору. Это 16 линий PCi-e для видеокарты и 4 линии для m.2 накопителя. Но большая часть разёъмов подключается через чипсет, который соединен с процессором шиной равной 4-м линиям PCi-e. К чипсету подключены как устройства напрямую, так и через внешние контроллеры, а часть линий от чипсета остаются свободными в слотах PCi-e на материнской плате. А за управление всей платой и питанием устройств на ней отвечает чип Super I/o. Кроме того на плате разведено питание компонентов и при необходимости преобразователи питания.
Что такое материнская плата и как она устроена
Материнская плата (Motherboard) в компьютере – это пластина текстолита с медными проводниками и припаянными к ним деталями и разъемами.
Это основная, выражаясь суконным официальным языком, сборочная единица компьютера.
В ее разъемы вставляется все остальное – процессор, оперативная память, платы расширения и, посредством гибких шлейфов, накопители и считыватели данных.
К ней же подключаются и всевозможные внешние устройства – манипулятор «мышь», клавиатура, монитор, принтеры, сканеры, коммутационные устройства локальной вычислительной сети (ЛВС) и т.п.
Для питания электроники материнской платы используется источник вторичного электропитания (в просторечье – «блок питания»), который присоединяется к материнской плате посредством специального стандартизированного разъема.
При этом применяется так называемая «защита от дурака». Разъем имеет ключи, и вставить его можно только одним определенным – правильным – образом. Подобным же образом устроены и другие разъемы. Такой подход предотвращает выход из строя дорогостоящих компонентов и внешних устройств.
Импульсный стабилизатор
Электронику материнской платы можно условно разделить на несколько частей.
Одна из них – импульсный стабилизатор питания ядра процессора. Дело в том, что блок питания компьютера выдает напряжения +3,3 В, +5 В, +12 В, -12 В, и это жестко закреплено стандартами. А для питания ядра (ядер) процессора используется напряжение немногим более 1 В.
Процессор может потреблять мощность в десятки ватт, т.е. через стабилизатор проходят токи в десятки ампер! Стабилизатор сделан на полевых транзисторах (ПТ) и расположен обычно в непосредственной близости от процессора. Это, пожалуй, самая нагруженная часть, и вероятность выхода ее из строя повышена.
Чаще всего выходят из строя конденсаторы фильтра, реже – пробиваются полевые транзисторы. В фильтре применяются специальные электролитические конденсаторы – с малым ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением). Несмотря на низкие значения этой величины (сотые доли Ома), конденсаторы все равно работают в тяжелом режиме.
Именно стремлением понизить общую величину ESR и вызвано применение нескольких конденсаторов, включенных параллельно (а не одного-двух большей емкости). Их эквивалентные сопротивления также включены параллельно, поэтому общая величина ESR уменьшается. Чем меньше величина эквивалентного сопротивления, тем меньше будет греться конденсатор.
BIOS и CMOS
На материнской плате имеется микросхема BIOS (Basic Input-Output System, базовая система ввода-вывода).
Материнская плата содержит в себе несколько подсистем, и все они должны быть определенным образом настроены.
Некоторые опции могут быть отключены, например, встроенный графический адаптер (в случае использования внешней видеокарты).
Настройки BIOS хранятся в CMOS-микросхеме, которая питается от литиевого элемента 2032 напряжением 3 В (свежая батарея имеет напряжение 3,3 В), если компьютер выключен. Если он включен, питание осуществляется от блока питания компьютера. Если вынуть батарейку, микросхема «забудет» настройки.
Однако в настоящее время это не приводит к катастрофическим последствиям, ведь тип винчестера и все остальное, необходимое для загрузки системы, определяется в большинстве случаев автоматически.
Но время и дата, естественно, сбросятся.
Микросхема CMOS потребляет очень малый ток (меньше микроампера), поэтому энергии элемента хватает на несколько лет. Напряжение на нем постепенно «садится», и когда оно уменьшится ниже 2,8 – 2, 9 В, настройки сбросятся.
В некоторых случаях при севшей батарейке компьютер может не загружаться. В таких случаях он вообще «молчит», и можно сделать ошибочный вывод о неисправности материнской платы. Чтобы исключить эту причину (компьютер может не стартовать или не загружать систему из-за множества других причин), следует вынуть батарейку и повторить операцию загрузки. Если компьютер «поехал», причина была именно в севшем элементе.
Отметим, что первые две цифры маркировки элемента означают его диаметр в миллиметрах (20), две вторые – его его толщину (в десятых долях миллиметра). Чем больше вторая цифра, тем больше его емкость, тем дольше будет работать элемент. Если нет элемента 2032, можно установить элемент 2025, емкость которого несколько меньше.
Интерфейсы IDE и SATA
Следующая часть – это интерфейсы накопителей и считывателей данных.
В большинстве компьютеров для дома и офиса используются два интерфейса – IDE и SATA.
Интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics) содержит 40-контактный разъем и подключается к винчестеру или приводу CD/DVD гибким ленточным кабелем. В настоящее время он потихоньку выходит из употребления. Но даже на новых материнских платах он пока присутствует для совместимости со старыми винчестерами и приводами.
И разъем IDE, и разъем SATA (Serial Advanced Technology Attachment) содержат ключи для правильной стыковки. На старых материнских платах имеется два разъема (канала) IDE – первичный (primery) и вторичный (secondary). Обычно рекомендуется винчестер (винчестеры) подключать к первичному каналу, приводы – ко вторичному. Разъем первичного канала часто выделяется синим или красным цветом.
К каждому каналу IDE можно подключить два устройства – master (ведущий) и slave (ведомый).
Выбор осуществляется с помощью джамперов (перемычек) на устройствах. Если на одном канале оба устройства будут сконфигурированы как master или оба как slave – ни одно из них работать не будет. Таким образом, одно из устройств должно быть сконфигурировано как master, другое – как slave.
Устройства SATA подключается каждое к своему разъему.
SATA – это, в отличие от IDE, последовательный интерфейс, который, тем не менее, обеспечивает бОльшую скорость обмена данными. К настоящему времени почти вытеснил IDE. В настоящий момент идет внедрение уже третьей спецификации – SATA3.
Различные материнские платы могут иметь различное число разъемов SATA. Обычно их не меньше 4-х (на старых материнских платах их могло быть 2).
В старых компьютерах использовались дисководы гибких дисков (Floppy Disk Drive – FDD). Данные при этом хранились на дискетах 5,25 “ емкостью 360, 720 kb и 1,2 Mb и дискетах 3,5 “ емкостью 720 kb и 1,44 Mb.
Дисковод присоединялся к материнской плате гибким 34-контактным шлейфом. FDD характеризовался невысокой скоростью обмена данными и низкой надежностью. К настоящему времени он практически вышел из употребления. Да и как могло быть иначе, если появились винчестеры объемом в терабайты и компактные flash-накопители в сотни гигабайт данных?
Интерфейс PS/2
На материнской плате расположены и интерфейсы внешних устройств.
Интерфейсы клавиатуры и манипулятора «мышь» имеют круглые шестиконтактные розетки PS/2 с ключами, окрашенные в разные цвета.
Это тоже защита «от дурака», чтобы не путать разъемы. Разъем «мыши» чаще всего окрашен в зеленый цвет, клавиатуры – в сиреневый.
Клавиатуру и мышь с разъемами PS/2 нельзя подключать и отключать во включенном состоянии – это чревато выходом их из строя. И хорошо еще, если сгорят только сами эти устройства. Хуже будет, если откажет контроллер этого интерфейса на материнской плате. В некоторых случаях этому горю можно помочь – когда питание подключено к соответствующей микросхеме через предохранители.
Чип-предохранитель (небольшой «кирпичик», припаянный к плате) имеет очень небольшой номинал и может легко перегореть при «переключательных» манипуляциях.
«Прозвонить» его можно цифровым тестером. При выходе его из строя нужно аккуратно заменить его таким же (или, в крайнем случае, перемычкой из очень тонкого провода). Но лучше не рисковать и не переключать «на ходу».
Отметим, что чип-предохранитель может быть не на каждой плате.
Интерфейс USB
Среди внешних интерфейсов особое место занимает интерфейс USB (Universal Serial Bus, универсальная последовательная шина), который содержит в себе 4 линии – 2 линии питания и 2 линии данных.
Устройства USB можно переключать «на ходу» и это хорошая новость для забывчивых пользователей. Впрочем, интерфейс USB появился уже достаточно давно и успел сменить несколько спецификаций.
Такая возможность обеспечивается, в частности, особой конструкцией разъема. Контакты питания расположены ближе к срезу разъема, чем контакты данных. И при коммутации питание подключается в первую очередь и отключается в последнюю.
Через интерфейс USB можно подключать большое число устройств – принтеры, сканеры, цифровые камеры и – в том числе – мышь и клавиатуру. Так что, если порт PS/2 выжжен, клавиатуру можно подключить через USB. Не все так плохо в этом мире! Раньше для подключения принтеров применялись параллельный (LPT) и – реже – последовательный (COM) порты. К настоящему времени они уже почти вышли из употребления. И это тоже хорошо, ведь при подключении к LPT «на ходу» можно было выжечь и порт, и принтер.
В этом месте, уважаемые читатели, сделаем паузу. Во второй части статьи мы закончим краткое знакомство с устройством материнской платы. Расскажем и о некоторых полезных мелочах, которые известны не всем… Подпишитесь на обновления, чтобы не пропустить интересную статью.
Что такое материнская плата компьютера?
Для интересующихся устройством компьютера на нашем сайте есть уже стати об оперативной памяти , процессоре, видеокарте . Продолжением этой серии будет и данная статья. Сегодня мы ответим на часто задаваемые вопросы о материнской плате. Вы узнаете что такое материнская плата, для чего она нужна, из чего состоит, а также характеристики, на которые стоит обращать внимание при ее выборе. Давайте по порядку.
Что такое материнская плата компьютера
Материнская плата (мать, материка, системная плата, главная плата) – это основная плата системного блока. На ней находятся разъемы для подключения всех остальных деталей – видеокарты, оперативной памяти, процессора и др.
Откидывая компьютерную терминологию, системная плата – база всего компьютера. Как мы говорили раньше — и оперативная память, и процессор играют главную роль в работе компьютера. Тем не менее, чтобы они полностью раскрыли свой потенциал, необходимо связывающее звено, коим и является материнская плата. Давайте более подробно разберем, для чего компьютеру нужна системная плата.
Зачем компьютеру материнская плата
Без лишних слов перечислим основные функции материнской платы:
- Объединяет все «внутренности» компьютера между собой (на ней установлен сокет для процессора, разъёмы под ОЗУ и графический адаптер и т.д).
- Материнка превращает мышку, дисплей, системный блок, клавиатуру и другие компоненты – в единую рабочую экосистему.
- Отвечает за то, чтобы ЦП контролировал работу других частей компьютера. То есть материнская плата не только превращает все компоненты ПК в одно целое, но еще и поддерживает связь между ними.
- Материнская плата отвечает за передачу картинки на монитор (в случае интегрирования в нее графической карты).
- Системная плата отвечает за звук компьютера, поскольку в настоящее время огромное число моделей плат имеет встроенную звуковую карту.
- Обеспечение доступа в интернет — современные материнки обладают встроенным сетевым адаптером.
Из чего состоит материнская плата
Разобравшись с предыдущими вопросами, время посмотреть из чего состоит материнка. И основными ее элементами можно назвать:
- Разъем для установки процессора (сокет CPU) — простыми словами — это гнездо для установки процессора;
- Слоты PCI и PCI Express — первые из-за своей низкой производительности используют для подключения ТВ-тюнеров, аудио и сетевых карт, а также других устройств, которым достаточно пропускной способности данного интерфейса. PCI Express, как правило, используется для подключения к ПК видеокарт;
- Слоты под ОЗУ — сюда вы устанавливаете планки оперативной памяти;
- SATA и IDE разъемы — они служат для подключения к компьютеру различных накопителей (жестких дисков, SSD). Также они используются для подключения привода оптических дисков;
- Чипсет — это набор микросхем, так называемые северный и южный мосты. Северный мост осуществляет контроль над взаимосвязью между системной платой с ОЗУ, графическим ускорителем, ЦП. А также регулирует быстроту их работы и подсоединяет к южному мосту, который осуществляет контроль над сбережением энергии, BIOS, часами системы, интерфейсами IDE, SATA, USB, LAN, Embeded Audio;
- Микросхема BIOS и батарейка питания CMOS памяти — здесь находится ПО для запуска компьютера и его тестирования. В CMOS хранятся настройки BIOS, а для того, чтобы они не сбивались когда вы выключаете компьютер (данная память энергозависима) используется специальная батарейка, которая и питает память.
- Внешние разъемы — это все возможные выходы на наушники, микрофон, Ethernet, HDMI, USB и т.п;
- Разъемы для подключения питания — собственно, как сама материнка, так и процессор и система охлаждения требуют питания.
В принципе это основной набор, который можно встретить, но также необходимо помнить, что у разных производителей и моделей он может отличаться, поэтому переходим к следующему пункту.
Виды материнских плат и их производители
Сегодня вы можете увидеть множество системных плат от разных производителей: ASUS, MSI, GIGABYTE, Asrock, Esonic, при этом все они делятся на множество видов. Например, под какой из типов процессоров они ориентированы – AMD, или Intel. Каждый из классов конкурирующих ЦП уникален и требует индивидуальный сокет. У AMD это: AM1, AM3+, АM4, FM2, FM2+. Системные платы, предназначенные для ЦП от Intel имеют разъемы: LGA 1150, LGA 1151, LGA 2011, LGA 2011-3. Еще материнские платы делятся по типу поддерживаемой памяти – DRR3 или DDR4.
Тем не менее самое известное разделение материнок на виды идет по форм-фактору — параметр определяющий площадь платы, а также места крепления и гнезда для снабжения электропитанием. Основные представители: E-ATX, Micro-ATX, Mini-ITX, Mini-STX, Standard-ATX:
- Standard-ATX — самый распространенный среди пользователей форм-фактор, отлично подходит, для игровых машин и для рабочей системы. Средние размеры — 305/244 миллиметров. Хорошо совместим с большинством типов корпусов. Достаточно объемная площадь снижает вероятность перегрева, поскольку места для остальных деталей больше и им не придется быть зажатыми в ограниченном по размеру корпусе, что положительно сказывается на потоке воздуха между ними. Позволяет установить две видеокарты;
- Micro-ATX уступают в размерах оригиналу (244/244 миллиметра). У них меньше PCI гнезд. В основном пригодны только для работы, но бывают образцы, подходящие для игр, но их меньше, чем у предыдущего представителя;
- Mini-ITX — одни из наиболее компактных материнок, имеющие габариты 170/170 миллиметров. Больше годятся, как рабочие и мультимедийные решения, потому что разъем для графической платы может отсутствовать, следовательно, довольствуемся интегрированным вариантом. Гнезд под модули ОЗУ — одна пара;
- E-ATX — отличное решение геймерам. Присутствует возможность установки сразу нескольких графических ускорителей, а на определенные модели можно поставить даже пару ЦП. Средние размеры 305/272 миллиметров. Также данные модели могут стать хорошим вариантом для серверной машины;
- Mini-STX — решение для мини-ПК, не подходят для игр, но зато вполне приемлемый вариант для учебы и работы. Гнезд, куда будет установлено графический ускоритель нет, а под ОЗУ только два гнезда. Средний размер 140/147 миллиметров.
Характеристики материнских плат
Как обычно, не забываем затронуть вопрос основных характеристик материнской платы. Итак, начнем:
- Форм-фактор – как было уже сказано, этот параметр, включает в себя размер, места крепления материнки, а также разъемы для дополнительных устройств;
- Тип сокета материнской платы – гнездо, куда устанавливается ЦП. Важный параметр, поскольку мы знаем, что конкретный вид процессоров требует определенный разъем;
- Число слотов и поддерживаемый тип ОЗУ — первое указывает на возможности увеличения объема оперативной памяти, второе — на скорость ее работы;
- Частота системной шины — напрямую влияет на производительность компьютера. Чем больше — тем выше будет производительность ПК. Естественно, это не единственный фактор, влияющий на скорость работы компьютера, однако необходимо подбирать компоненты так, чтобы частота системной шины не была меньше, чем у других элементов;
- Чипсет — один из главнейших пунктов при выборе материнской платы. По-большому счету, именно от него зависит тип процессора, который можно будет использовать, памяти, поддержка различной периферии и т.д;
- Количество слотов PCI и PCI Express — от этого будет зависеть количество и возможность подключения как видеокарт, так и других плат расширений используемых данный интерфейс;
- Число гнезд SATA – позволит понять сколько HDD, SDD, и приводов оптических дисков возможно подключить;
- Наличие и характеристики интегрированных: сетевой, графической и звуковой карт — позволит понять на что будет способен ваш ПК без покупки их дискретных аналогов;
- Наличие и количество внешних разъемов — как для стационарного компьютера, так и для ноутбука важно наличие хотя бы 3 USB портов, выхода на наушники и входа для микрофона. Кроме того зачастую также необходим Ethernet порт, VGA (уже довольно старый), HDMI. Хотя здесь больше необходимо отталкиваться от собственных потребностей.
Выводы
Подводя итог, можно сказать, что на сегодняшний день материнская плата — сложное устройство, которое соединяет между собой все компоненты компьютера, управляет их работой, а также отвечает за количество дополнительно подключаемого оборудования. Эта плата определяет характеристики вашего ПК и устанавливает ограничения по его апгрейду.