Из чего состоит материнская плата
Каждый пользователь должен знать, что такое материнская плата, и где какие разъемы находятся, для чего они нужны. На примере материнской платы фирмы foxconn, постараюсь рассказать где что находится, и для чего они там находятся.
1 -сюда вставляют процессор, а сверху одевается кулер (вентилятор);
2 - северный мост;
3 - южный мост;
4 и 5 - сюда вставляется оперативная память;
6 - сюда вставляется флоппи-дисковод (были такие раньше);
7 - разъем для подключения жесткого диска IDE;
8 - разъем для подключения жесткого диска SATA;
9 - PCI слоты (для подключения сетевых, звуковых карт, TV-тюнера и т.п.);
10 - слоты PCI-Express x16 (для подключения сетевых, звуковых карт, Соболя, видеокарты и т.п.);
11 - слоты PCI-Express x1 (для подключения сетевых, звуковых карт и т.п.);
12 - разъем для блока питания;
13 - дополнительный разъем питания для процессора;
14 - разъем питания для крутых видеокарт;
15 - стабилизатор напряжения;
16 - контроллер для интерфейса Fire-Wire;
17 - контроллер, отвечающий за аудио;
18 - контролер, отвечающий за сеть;
19 - мозг BIOS`a;
20 - батарейка, которая нужна для сохранности настроек BIOS;
Можно разделить материнские платы на три класса бюджетная, средняя и навороченная донельзя. Давайте разберем каждый класс:
Бюджетная - материнская плата, «урезанная», впаяны только основные разъемы по одной штуке, хорошо подходят для офисных компьютеров, ничего лишнего нет, даже радиаторов нет.
Средняя – для обычных пользователей персональных компьютеров, имеются все необходимые слоты, мосты увешаны радиаторами, слоты для памяти аж четыре штуки, pci-x в количестве одна штука.
Навороченная – стоит абсолютно всё, что нужно и не нужно. Такую материнскую плату обычно покупают люди, которые совсем не шарят в компьютерах, им продавцы просто её втюхивают и все, также такие платы любят геймеры и люди, которые занимаются видео монтажом, дизайном и т.п.
При выборе материнской платы, нужно ясно понимать, что вы хотите получить на выходе, а также предусматривать вариант развития. Допустим, у вас уже четыре жестких диска, и вы в будущем планируете покупку еще одного, нужно учесть факт присутствия еще одного дополнительного разъема для будущего жесткого диска.
Когда выбираете материнскую плату, обращайте внимание на бренд. Давайте рассмотрим пару брендов и сравним их между собой.
Intel - Мировой производитель. Его все любят, качество на высшем уровне, дает длительную гарантию на свое железо, но дорогая в цене. Цена завышена потому, что эта одна из первых компаний, которая вышла на рынок с данной продукцией, я бы не взял материнскую плату этого производителя, так как я из среднего пласта населения.
Asus - Хорошая компания, продает качественное и недорогое железо. Мой выбор падает на этот бренд, постоянно только его беру. Рассчитан на средний класс населения.
Gigabyte - Сталкивался я с этой компанией, железо, мягко говоря, одноразовое. Эта компания любит выпускать разноцветные детали, так, что если увидите материнскую плату всех цветов радуги, проходите мимо.
В один прекрасный день, вы включаете компьютер, а он вам пишет «нет сигнала» причин может быть две: сгорел монитор либо что-то случилось с материнской платой.
Как проверить монитор думаю, вы сами догадаетесь, просто воткнуть другой либо придумать, что-нибудь еще.
Как сделать первоначальную диагностику системного блога? Давайте раскрутим системный блок, снимаем боковую крышку, там вы увидите вашу материнскую плату. Смотрим на неё внимательно, нет ли вздувшихся конденсаторов, а это такие круглые бочонки:
Посмотрите на южный мост, не подправлен ли он, в общем, смотрим внимательно на каждую деталь и, если невооруженным глазом ничего подозрительно нет, то смело идем в сервисный центр и пусть там её протестируют. Новые материнские платы не так просто спалить, чтобы был виден результат, а вот так вот выглядели материнские платы прошлого поколения после короткого замыкания.
Или её положили в костер?
Персональный компьютер (ПК) состоит из множества узлов, передающих друг другу информацию, обрабатывающих её и обменивающихся ею с пользователем. Каждый узел выполняет свою узкоспециализированную функцию. Большинство этих узлов расположены в одном конструктивно законченном элементе – материнской плате. Постараемся разобраться, зачем нужна материнская плата.
Эта плата, также называемая системной, «материнкой» и т.д. является основой любого ПК. Её иногда называют MB – английской аббревиатурой, произошедшей от слова «motherboard», материнская плата.
Другая расшифровка аббревиатуры MB – «mainboard», главная плата. И она действительно главная, поскольку все элементы ПК подключены к ней либо непосредственно, либо через стандартные кабели.
В большинстве системных блоков плата располагается вертикально. Её прикручивают к одной из его стенок.
С точки зрения обычного пользователя материнская плата представляет собой прямоугольное изделие из стеклотекстолита. На ней размещаются множество деталей и разъёмов, соединённых проводящими элементами.
Основных функций у материнской платы несколько:
Важно! Отдельно следует отметить ещё одну важную функцию, не касающуюся обработки информацией напрямую, но обеспечивающую функционирование процессора и некоторых внешних устройств: обеспечение их дополнительным электропитанием.
Ответ на вопрос, что такое материнская плата компьютера, следует из описания её функций. Системная плата является тем самым связующим звеном (точнее, целым комплексом связующих звеньев), без которого работа ПК в целом будет невозможной.
Непосредственно в разъёмы на материнской плате вставляются следующие устройства:
Устройства хранения информации (жёсткие диски, BlueRay и прочие) подключаются к материнке не непосредственно, а при помощи стандартных кабелей. В настоящее время для таких устройств используется интерфейс SATA. Кроме того, существуют такие же разъёмы для подключения резервных хранилищ информации, располагающихся вне системного блока.
Различные периферийные устройства (клавиатура, мышь, принтер, флешки и пр.) могут быть подключены к плате при помощи интерфейса USB. Разъёмы USB могут находиться как непосредственно на плате, так и подключены к ней при помощи кабелей.
Иногда на материнках для обеспечения совместимости с некоторыми моделями клавиатур и мышей может использоваться интерфейс PS/2, разъём которого также расположен на ней.
Платы со встроенными видеоадаптерами имеют разъём видеоадаптера, предназначенный для подключения к монитору.
Все компоненты, входящие в состав материнки жестко закреплены на ней при помощи пайки, клея или какого-либо другого способа соединения, а иногда и их комбинации. Теоретически для обычного пользователя материнка является неразборной.
К её главным составляющим относят:
Обычно, компоненты на плате группируются по своим функциям. Например, чипсет, модули памяти и систему электропитания располагают поближе к ЦП. Под слоты расширения отводят большую часть свободной поверхности материнки, чтобы крупногабаритные устройства (например, видеокарты) разместились там без проблем.
Разъёмы для подключения периферии располагаются по периметру материнской платы, считается, что такое расположение упрощает подключение устройств к ним.
Часть разъёмов специально располагается в отдельном месте материнской платы, на так называемой задней панели разъёмов. Под заднюю панель в любом системном блоке сделано отверстие размерами 6,25 на 1,75 дюйма с допусками 0,08 дюйма (в среднем 159 на 45 мм).
Внимание! Все стандарты на размеры материнских плат, и вообще, всех комплектующих идут в дюймах. Поэтому не стоит удивляться «некруглым» цифрам в размерах тех или иных деталей, выраженных в миллиметрах.
На задней панели обязательно есть такие разъёмы:
Перечисленный набор присутствует практически у всех плат, но иногда к нему добавляются дополнительные разъёмы.
Подключать материнскую плату к источнику питания можно через стандартный 24-контактный разъём питания. Иногда к нему добавляется один или несколько 4, 8 или 12 контактных разъёмов дополнительного питания +12В.
Блок питания выдаёт напряжение +3.3 В, а также напряжения 5 В и 12 В обеих полярностей. Их использует большинство устройств внутри ПК. Однако ЦП требует других напряжений питания – от 1 до 2 В. Связано это с оптимизацией распределения потребляемой мощности.
Для того чтобы обеспечить питание процессора, на системной плате размещают преобразователи напряжения. Они представляют собой небольшие микросхемы, расположенные в непосредственной близости от ЦП. Помимо функций преобразования напряжения, эти микросхемы обеспечивают его стабилизацию – то есть постоянство во времени, в не зависимости от степени загруженности процессора. Каждый стабилизатор является миниатюрным импульсным источником питания, для работы которого нужны конденсаторы. Эти элементы устанавливаются рядом со стабилизаторами.
Внимание! Импульсные стабилизаторы потребляют столько же мощности, сколько и процессор. Поэтому радом с ними не должно быть никаких препятствий, мешающих циркуляции воздуха, обеспечивающего их охлаждение.
Главная деталь любой системной платы. Именно благодаря ему ЦП может выполнять программы и обрабатывать данные. В настоящее время со всеми устройствами, кроме оперативной памяти и основных шин, процессор «общается» только через чипсет.
До 2011 года чипсет физически разделялся на две микросхемы – северный и южный мосты. Северный мост использовался для связи с быстрыми устройствами, сопоставимых по быстродействию с процессором. Южный мост – с более медленными, быстродействие которых было в десятки, а то и в тысячи раз меньше, чем быстродействие процессора.
Но впоследствии, практически все составляющие компоненты северного моста были перенесены с материнской платы в процессор, что позволило примерно на треть увеличить общее быстродействие системы. Поэтому в настоящее время чипсет используется для обмена данными с медленными шинами и другими периферийными устройствами.
На каждой материнской плате располагается микросхема постоянной памяти, содержащая набор процедур, обеспечивающих запуск компьютера и подготовку его к загрузке операционной системы. Набор этих процедур называется BIOS. Это также аббревиатура от английского «basic input/output system» — базовая система ввода/вывода.
Кроме этих функций BIOS позволяет проводить более тонкую настройку параметров как материнской платы, так всего ПК. С её помощью можно ускорить/замедлить процессор, выбрать способ загрузки операционной системы, поменять системное время и так далее.
Хранение этих настроек частично возложено на устройство CMOS – небольшой объём энергонезависимой памяти, питающейся от сменной батарейки. При выключении питания ПК эти настройки сохраняются и используются при следующем включении. Срок службы батарейки составляет от 3 до 10 лет.
Внимание! По окончании ресурса батарейки система выдаст соответствующее сообщение. При его появлении батарейку рекомендуется заменить.
На всех без исключения материнках предусмотрено «обнуление» CMOS. Делается это для тех случаев, когда выбранные настройки приводят к неработоспособности компьютера. Обнуление может быть сделано при помощи специальной кнопки или джампера.
Материнские платы, подходящие для одних и тех же процессоров и имеющие одинаковые чипсеты могут быть произведены в различных конструктивных вариантах исполнения. В первую очередь это касается их размеров. Существует понятие форм-фактора или типоразмера материнской платы; разберемся, что это такое.
Геометрические размеры платы имеют стандартные значения для унификации используемых системных блоков и различных периферийных устройств. Рассмотрим их подробнее:
Размер: 12 на 13 дюймов (305 на 300 мм).
Преимущественно применяется для серверного, т.н. «стоечного» исполнения. Однако, могут применяться и для ПК, в случае, если необходимо подключить несколько крупных устройств, например, видеокарт. Обладают максимальным набором периферийных устройств, однако их стоимость может на порядок превышать стоимость обычных материнок. Число больших слотов расширения, поддерживающих шину PCIE-16 – до 4.
Размер: 12 на 9,6 дюймов (305 на 244 мм).
Обычные платы, использующиеся в большинстве современных ПК. Подходят для любых корпусов типа Tower. Число слотов расширения – до 3.
Размер: 9,6 на 9,6 дюймов (244 на 244 мм).
Урезанная версия ATX. Используют один слот расширения, имеют ограничение на количество портов USB. При этом они дешевле стандартных и потребляют меньше электроэнергии.
Размер: 6,7 на 6,7 дюймов (170 на 170 мм).
Специализированные платы для небольших системных блоков, преимущественно используемых для офисных решений. Слот расширения либо отсутствует, либо имеется его урезанная версия. Процессор встроен в материнку и не подлежит замене. Обладают очень низким энергопотреблением. Блок питания ограничивается мощностью в 100 Вт. Для сравнения, питание самой «лёгкой» платы microATX требует источника питания минимум 300 Вт.
Размер: 5,7 на 5,5 дюймов (147 на 140 мм).
Также специализированные платы для микрокомпьютеров. Слотов расширения нет, однако, процессор может быть заменен. Видеосистема встроенная. Применяется преимущественно для офисных и мобильных решений.
Существует три способа определения типа системной платы, установленной в ПК:
Первый способ самый простой и предпочтительный. Кроме того, он абсолютно безопасен и может применяться, когда вскрыть системный блок невозможно. Например, если ПК находится на гарантии.
Выбор хорошей материнской платы должен производиться по следующим критериям:
Так же вы можете посмотреть статьи на темы и .
Любой пользователь компьютера рано или поздно слышит это странное название — материнская плата, давайте попробуем разобраться, что это. Она является самой большой деталью внутри системного блока. Имеет много имен, среди самых распространенных можно выделить: системная плата, мать, мама, материнка, motherboard, MB. Как уже понятно из названий является главной деталью, сердцем системы, хотя скорее можно сравнить с нервной системой человека. Все остальные компоненты компьютера устанавливаются на неё или подключаются к её разъёмам. Материнская плата обеспечивает взаимодействие всех компонентов, как единой системы, управляя их совместной работай.
Действительно, есть жесткий диск с данными, но их обрабатывает процессор, а для этого они должны оказаться в оперативной памяти. Чтобы пользователь компьютера увидел результаты работы процессора, видеокарта должна вывести их на монитор, а данные с клавиатуры и мыши наоборот должны поступить в процессор. Наконец результаты работы надо сохранить обратно на жесткий диск компьютера. Координацией этой работы и занимается материнская плата компьютера. Так в самом упрощенном виде выглядит эта схема.
Давайте более подробно рассмотрим, что такое материнская плата компьютера. Физически материнская плата представляет собой сложную печатную плату с множеством микросхем. Так как все остальные устройства подключаются к ней, она является лимитирующим фактором при выборе остальных комплектующих или если уже имеются какие то компоненты системы, придется под них подбирать материнку. Давайте возьмем простой пример, у вас есть старый компьютер, который вы хотите модернизировать. Например, поставить новую мощную видеокарту. Однако выясняется, что в материнской плате используется устаревшая шина AGP. Новую видеокарту с интерфейсом AGP замучаетесь искать, причем она будет довольно слабой и стоить дороже аналогичной с шиной PCI-E. Некоторые читатели могут возразить, такое старье проще выкинуть и купить новый нормальный компьютер и возможно они будут правы. Тогда давайте рассмотрим другую ситуацию. Имеется компьютер процессором Intel Core 2 Quad Q8400, который вы решили заменить на более мощный Core i7. Только вот не задача, его невозможно установить в вашу материнскую плату, так как он использует другой процессорный сокет. Придется покупать еще и новую мать, а заодно и новую память DDR3. Стремительное развитие технологий больно бьет по карману при попытке апгрейда старого оборудования. Это необходимо учитывать при выборе новых комплектующих чтобы уменьшить затраты на дальнейшую модернизацию.
Существует несколько способов определить модель материнской платы используемой в компьютере. Посмотреть в документации на компьютер, найти название модели, написанное на самой материнской плате или воспользоваться одной из программ, показывающих используемое оборудование в системе. Рекомендуем обратить внимание на программу CPU-Z. Запускаем её и на вкладке mainboard видим, какая материнская плата и чипсет используются в компьютере.
Давайте рассмотрим основные характеристики материнской платы, влияющие на её потребительские свойства.
На рисунке отмечены следующие элементы:
Чипсет или набор системной логики — реализует обмен данными между центральным процессором и оперативной памятью, а так же контролерами периферийных устройств. Чаще всего состоит из двух больших функциональных блоков «северного моста» и «южного моста». Именно от чипсета зависят все основные характеристики материнской платы. Скорость и стабильность взаимодействия компонентов системы, сколько и какие устройства можно подключить к ней, возможности разгона системы не в последнюю очередь зависят от чипсета.
Активно греющиеся компоненты приходится охлаждать. Существует два варианта: активное и пассивное охлаждение. Активное более эффективно, т.к. используется поток воздуха от вентилятора или водяная система охлаждения, зато менее надежно и шумит. Пассивное представляет собой просто радиатор, который рассеивает тепло естественным путем. Никогда не сломается, беззвучный, но подходит только для слабо греющихся частей. К чему мы все это рассказываем? Чипсет требует охлаждения и от того как оно сделано на материнской плате будет зависеть шум и возможности разгона системы. С шумом всё понятно, а вот пассивное охлаждение может несколько ограничить потенциал разгона.
Разъем центрального процессора (ЦПУ) или сокет, служит для установки процессора на материнскую плату. Обеспечивает легкую установку и замену процессора в случае необходимости. Имеет свой условный номер определяющий, какое семейство центральных процессоров можно в него установить. Например, Socket B2 (LGA1356) предназначен для семейства процессоров Intel Sandy Bridge и никакие другие в него установить не удастся. Это необходимо учитывать, если вы собираете компьютер из отдельных комплектующих и при апгрейде системы, т.к. каждое следующее поколение процессоров имеет свой сокет не совместимый с предыдущими.
Возникает вопрос, как узнать какой сокет в компьютере. Способов существует довольно много, перечислим некоторые из них. Посмотреть в документации на компьютер. Посмотреть модель материнской платы напечатанное на ней и посмотреть документацию на сайте производителе материнской платы. Воспользоваться одной из программ диагностики компьютера, например бесплатной программой CPU-Z. Просто запускаем программу и получаем много полезной информации о системе.
Количество слотов для оперативной памяти, тип и количество поддерживаемой памяти материнской платой. Сейчас наиболее распространенными типа памяти являются DDR2 и DDR3. Какой тип памяти и её максимальное количество поддерживается, можно узнать в спецификациях на материнскую плату. Сейчас в среднестатистическом компьютере установлено примерно 2-4 ГБ памяти, причем OC Windows 32-bit увидит только порядка 3,2 ГБ (зависит от конкретного «железа»).
Слоты для высокопроизводительной шины РСI Express (PCI-E) служат для установки видеокарты. Конкретная реализация слота может иметь разную пропускную способность, подробности указаны в спецификациях на плату. Материнская плата может иметь несколько слотов для установки видеокарт, для создания высокопроизводительной графической системы компьютера. Чем больше слотов имеет плата и выше их скорость (больше линий), тем более гибкие возможности она предоставляет. Поддерживается «горячая замена» карт.
Слоты для низко производительной шины PCI. Интерфейс сильно сдал позиции шине PCI-E, но ещё может пригодиться для подключения старого периферийного оборудования. Потребность в таких слотах строго индивидуальна.
Разъёмы SATA используются для подключения накопителей (жестких дисков и оптических приводов). Интерфейс SATA это развитие интерфейса IDE использующееся раньше для накопителей. Скорость работы зависит от ревизии SATA, например спецификация Revision 3.0 предусматривает пропускную способность до 6 Гбит/с. Поддерживает «горячую» замену оборудования. Чем больше разъемов на материнской плате, тем больше устройств можно подключить.
IDE это устаревший интерфейс для подключения накопителей. После появления интерфейса SATA был переименован в PATA (Parallel ATA). Несовместим с SATA. На один шлейф может быть подключено два устройства. Одно называется ведущим (master), другое ведомым (slave). Устройства требуют конфигурирования с помощью перемычек на корпусе. Встречается в материнских платах до сих пор, для обеспечения обратной совместимости. Существуют переходники для подключения IDE устройств к SATA порту и наоборот. Может пригодиться для подключения старого оборудования в новый компьютер или модернизации старого.
USB (универсальная последовательная шина) разъем служащий для оперативного подключения низко и среднескоростных устройств. Нашел широкое применение для подключения принтеров, сканеров, флешек, картридеров, фотоаппаратов, телефонов и многих других периферийных устройств. Имеет несколько ревизий отличающихся производительность интерфейса и имеющих обратную совместимость. Наиболее распространенный USB 2.0 постепенно вытесняется USB 3.0. Чем больше на материнской плате присутствует USB портов, тем лучше. Желательно присутствие хотя бы нескольких USB 3.0 портов. Необходимо иметь в виду, что существует несколько физических реализаций разъемов. Покупая провод для подключения какого-либо устройства необходимо об этом помнить.
Микросхема ПЗУ (BIOS) содержит набор микропрограмм необходимый для первоначальной инициализации оборудования и последующей загрузки операционной системы. Современная реализация часто позволяет обновлять BIOS с внешних носителей. Обычно содержит множество настроек для конфигурирования оборудования, его включения/отключения, настраивает очередность загрузки ОС с носителей и выполняет некоторые другие функции. Возможности разгона системы в значительной степень определяется настройками, предоставляемыми BIOS для этого. Ввиду выполняемых BIOS функций его работоспособность критична для системы. Неверные настройки или повреждение приведут к невозможности загрузки системы, поэтому многие производители материнских плат предусматривают аварийные системы защиты, такие как дублирующая микросхема BIOS. Если компьютер отказывается загружаться из-за неработоспособности BIOS, можно вынуть батарейку типа CR2032 на несколько минут, установленную на материнской плате компьютера. Чтобы попасть в меню BIOS необходимо нажать определенную клавишу или комбинацию клавиш в момент проверки работоспособности системы сразу после включения компьютера. Наиболее распространенные варианты это F2, F10, Del, Ecs. Точную клавишу можно узнать в документации на материнскую плату.
Последний момент, который мы хотели рассмотреть, это так называемый форм-фактор материнской платы. Он определяет габаритные размеры, расположение крепежных отверстий, тип разъема для подключения питания, расположение интерфейсов и некоторые другие вещи. Среди наиболее распространенных на данный день форм-факторов можно выделить:
Корпус системного блока должен быть предназначен для установки платы данного форм-фактора. В корпус для ATX можно установить и другие меньшие по размеру платы, а вот в корпус MicroATX поставить материнку формата ATX не получится. Так же надо учитывать, что из-за плотной компоновки таких плат как MicroATX, MiniATX, Mini-ITX, Nano-ITX и других уменьшенного размера некоторые комплектующие невозможно будет установить, т.к. им физически будет не хватать места. Например, мощная большая видеокарта или габаритный процессорный кулер упрутся в оперативную память или конденсаторы.
Вот и всё, что мы хотели рассказать о материнской плате компьютера. Конечно это достаточно поверхностное описание, однако вполне достаточное, чтобы начинающий пользователь компьютера представлял себе, что такое материнская плата компьютера.
Системная плата (System board) - второй по важности компонент в . Кроме термина «системная плата», используется название «материнская плата» (Motherboard) . Основное назначение системной платы - соединение всех узлов компьютера в одно устройство, так что, по большому счету, это всего лишь набор проводов между контактами процессора и контактами модулей памяти и периферийных устройств. Все остальные расположенные на ней элементы носят второстепенные функции, служа только для развязки и согласования сигналов. Конечно, какой-то блок на системной плате может носить гордое название «контроллер», но даже в этом случае его назначение- выполнение вспомогательных функций.
Конструктивно системная плата ПК выполняется в виде многослойной текстолитовой печатной платы.Количество слоев может достигать 12, но чаще всего используют 8 (если не считать краски и лака). Между каждым слоем располагаются печатные проводники, выполненные из металлической фольги (может использоваться метод осаждения или напыления), которые соединяют контактные выводы микросхем, резисторов, конденсаторов и разъемов между собой. Ниже показан разрез системной платы производства компании Gigabyte, которая предложила увеличить толщину медных слоев для питания и заземления до 70 мкм.
Как правило, толщина проводников в два раза меньше, поэтому увеличение толщины медных шин улучшает охлаждение элементов системной платы, но при этом возникает масса технологических сложностей. Так как современные процессоры работают с внешними устройствами на частоте в несколько сотен мегагерц, то длина и расположение печатных проводников теперь рассчитывается по тем же принципам, что и для СВЧ- устройств, когда каждый лишний сантиметр проводника играет огромную роль.
Между процессором, модулями оперативной памяти и внешними устройствами расположен чипсет (chipset)- набор микросхем, которые выполняют служебные функции по распределению сигналов между всеми блоками. При подаче напряжения питания чипсет вырабатывает определенную последовательность команд, которая активизирует процессор. Процессор, в свою очередь, по программе BIOS тестирует и активизирует остальные устройства, установленные и подключенные к системной плате. Если старт компьютера прошел успешно, то микросхемы чипсета связывают процессор, память и периферийные устройства в единое целое - вычислительное устройство, готовое выполнить команды пользователя или определенным образом реагировать на появление сигналов в интерфейсных линиях. Поток информации от процессора к оперативной памяти и обратно проходит через электронику чипсета. Даже если в чипсете есть только буферные цепи, то и они, увы, вносят небольшую задержку времени, пусть даже в идеале и в один такт системной шины. Для современных компьютерных систем подобная задержка- это уже много, поэтому сначала корпорация AMD, а потом и Intel перенесли контроллер памяти на кристалл . При таком принципе построения процессор работает с памятью непосредственно, и ликвидируются лишние звенья, что повышает общую производительность системы. Существуют и другие варианты построения системных плат, которые зависят от архитектуры процессора. Например, в последнее время становится популярным перенос интерфейса (для PCI-E) с чипсета на цепи, расположенные на кристалле процессора, что ускоряет работу графической подсистемы. В частности, допустимо все контролеры внешних устройств смонтировать на кристалле процессора, заметим, что подобная схема применяется еще со времен процессоров Intel 80186, но в настольных компьютерах не прижилась.
Как это ни странно, самое постоянное у персональных компьютеров PC - это форм-фактор (габаритные размеры и расположение элементов), который как бы роднит между собой новые и старые модели. Благодаря тому, что все разработчики системных плат и периферии придерживаются единых правил крепления плат и расположения узлов в корпусе, пользователи могут самостоятельно модернизировать свой компьютер, устанавливая нужные периферийные устройства, меняя старый процессор на новый и т. д. Существуют два основных стандарта на системные платы - AT и АТХ. Первый - форм-фактор AT- это плата для компьютера с морально устаревшим процессором. Второй - форм-фактор АТХ- это стандарт, в соответствии с которым разрабатываются новые компьютеры. Разница между двумя этими стандартами в расположении процессора и разъемов интерфейсов, что влечет необходимость использования различных корпусов. А вот все остальное - крепление системной платы к корпусу, расположение слотов и пр. - так или иначе совпадает. В качестве переходного варианта между AT и АТХ, например, выпускались системные платы, которые можно было устанавливать как в корпус с блоком питания AT, так и в корпус АТХ.
Ниже приведено расположение главных элементов персонального компьютера согласно спецификации АТХ, включая версию 2.2. В частности, одно из основных отличий данной версии спецификации АТХ заключается в том, что выведен за контур системной платы, что оказалось необходимым из-за огромных размеров охлаждающей системы современного процессора. Обратите внимание, что в предыдущих версиях спецификации допускалась установка блока питания над процессором, но это приводило к огромным проблемам с охлаждением процессора.
Несколько сложнее обстоит дело с малогабаритными и фирменными компьютерами, в которых используются системные платы, габариты которых отличаются от стандартных (используются другие форм-факторы, которые разработаны на основе форм-фактора АТХ). Для уменьшения размеров используются различные приемы, например, уменьшение числа слотов для периферийных устройств, применение различных переходников, чтобы иметь возможность расположить периферийные платы не вертикально, а горизонтально, параллельно плоскости системной платы. Для таких системных плат и корпусов всегда существует проблема модернизации, часто приводящая к тому, что проще купить новый компьютер, нежели заниматься поисками подходящих элементов к старому. Ниже приведены максимальные габариты системных плат персональных компьютеров, которые наиболее распространены в России.
Корпорация Intel опубликовала в 2004 г. спецификацию ВТХ (Balanced Technology Extended), которая является развитием стандарта АТХ для новых высокопроизводительных процессоров. Основное назначение спецификации - это улучшение охлаждения и увеличение механической прочности системной платы; как это определяет спецификация ВТХ. Кроме того, спецификация стандартизирует способы подключения к системной плате интерфейсов ввода/выврда, конструкцию корпуса. Так как появление компьютеров, выполненных по спецификации ВТХ, подразумевает разработку и выпуск новых системных плат, то и спустя пять лет до сколь-нибудь существенного промышленного выпуска дело пока не дошло. Тут можно отметить, что переделка материнской платы ПК - это большой труд разработчиков и инженеров, плюс огромный объем по тестированию изделия, исправлению ошибок и проблем. Правда, сегодня, когда разработчики процессоров наконец-то озаботились проблемой уменьшения тепловыделения, внедрение форм-фактора ВТХ оказалось не столь актуально, как это было необходимо для последних версий процессоров Intel Pentium 4 Prescott и для ряда четырехъядерных процессоров Intel и AMD.
Затри десятилетия выпущено множество самых разнообразных процессоров, предназначенных для использования в персональных компьютерах PC. Некоторые типы процессоров оказывались настолько удачными, что выпускались для самых разнообразных применений, например, для установки в ноутбуки и промышленные устройства. При изменении типа процессора или его назначения кремниевый кристалл с миллионами транзисторов монтировался в новый корпус, имеющий другие габариты и способы крепления к системной плате. К сожалению, магистральный путь современной микроэлектроники идет в направлении увеличения числа контактов, которыми снабжается корпус процессора. Естественно, при изменении количества контактов изменяется и конструкция разъема для процессора, который устанавливается на системной плате. Если родоначальник нынешних процессоров имел всего 16 контактов и устанавливался в очень простой разъем - «кроватку», то модели современных процессоров преодолели рубеж в тысячу контактов. Разъем для установки современных процессоров носит название сокет (socket). Его еще называют разъемом для установки микросхем с нулевым усилием (ZIF- Zero Insertion Force), а цифры в маркировке, начиная с модели Socket 370, говорят о числе контактов. В недавнем прошлом наиболее популярным разъемом для установки процессоров был Socket 7, предназначенный для процессоров Pentium, и Socket 370, в который устанавливались процессоры Pentium III. Можно отметить, что в Socket 7 было допустимо устанавливать как процессоры корпорации Intel, так и процессоры корпорации AMD. Некоторое время выпускались процессоры, монтируемые на печатных платах, которые были предназначены для установки в специальные слоты, напоминающие слоты для модулей памяти. Для процессоров корпорации Intel такой разъем назывался Slot 1, а для AMD - Slot А. Самые ранние модели процессоров Pentium 4 были предназначены для установки в Socket 423. В дальнейшем для процессоров Pentium 4 стал использоваться Socket 478 (mPGA478),
Процессоры Intel Core 2 и последние версии Pentium 4 выпускаются с плоскими выводами («безножковые») и устанавливаются в разъем Socket LGA 775.
В новых процессорах Intel Core i7, выпущенных в конце 2008 г., используется такая же конструкция выводов процессора и сокета, только число контактов значительно увеличено, а название сокета LGA 1366. В 2009 г. был предложен сокет LGA 1156 для процессоров Intel Core i5
Процессоры Athlon устанавливают в Socket 462, он же Socket А. Для процессоров Opteron и Athlon 64 разработан Socket 940 (и его модернизация Socket 939), а первые процессоры Athlon 64 выпускались для Socket 754 (выпуск процессоров под этот сокет продолжается до сих пор). сокет 940 и АМ2, для уточнения сокета, смонтированного на системной плате, лучше смотреть на надпись на пластмассовом корпусе сокета.
Мое почтение, дорогие читатели, рад всех вас видеть и слышать в добром здравии!
Сегодня мы восполним еще один пробел наших с Вами компьютерных «недознаний» о железной начинке ПК. И прежде чем начать наше повествование, ответим себе на не совсем компьютерный вопрос: «C чего начинается Родина построение дома?». Это легко, и каждый знает, что начинается оно с закладки прочного фундамента, ведь именно от того, каким он будет, зависит вся дальнейшая начинка будущего жилища, а именно, будет ли это крошечное бунгало или же полноценные, добротные хоромы.
Так вот, в некотором смысле подобным образом дела обстоят и с архитектурой компьютера. Прежде чем начать его собирать, необходимо определиться, на какой площадке/платформе он будет базироваться. Название этой площадки - материнская плата или, по-простому, «мамка». О ней, собственно, мы сегодня и поведем нашу задушевную беседу:-).
Итак, разговор нам предстоит долгий, обстоятельный, в общем, как всегда в наших лучших традициях железных обзоров, т.е. Вы узнаете тонну полезного и ценного. Ну и, конечно же, мы расскажем, как покупать сею железяку с умом (правда, наверное, во второй части статьи).
Усаживайтесь поудобнее, мы начинаем..
Материнская плата это основа основ в построении Вашего компьютера, именно от нее зависит, насколько (на протяжении какого времени) Ваш "железный конь" будет ретивым, т.е. насколько хватит его прыти в перспективе, ну и как долго он прослужит верой и правдой своему хозяину.
Говоря простыми словами, материнская плата - некий единый транспортный узел, который берет на себя функции развязки (взаимодействия) всех подключенных к компьютеру железок и их централизованной работы, будь то , или флешки, USB -винчестеры и прочие элементы, гаджеты и периферия. По сути это весь каркас=[фундамент+несущие стены+всё прочее] дома, который отвечает за входы, выходы, электричество, воду и прочее, т.е. связывает всё это воедино, образуя сам дом и позволяя Вам в нем существовать и взаимодействовать.
Если выражаться более научно, то материнка (она же системная плата, она же мат.плата, она же мать) - это специальная плата, на которой установлены чипсет и другие сопутствующие.. компоненты (к примеру, контроллер жёстких дисков), связующие всё воедино и реализующие те или иные функции.
Некоторые, по неопытности, очень часто при ответе на вопрос: «Какой самый главный компонент системного блока?», отвечают – что, мол, процессор или видеокарта, однако-таки, если бы не было мат.платы, то все эти железки просто-напросто некуда было бы воткнуть. Поэтому вывод, я думаю, очевиден;)
Таким образом, "облик", мощность и начинка любого компьютера во многом зависят от самого главного его элемента - возможностей материнской платы. Собственно, оная штука выполняет несметное количество функций (и если все их перечислять, то Ваш мозг поднимет серьезный кипиш и откажется воспринимать информацию дальше:-)), однако главная из них, которую Вам следует запомнить, - обеспечивание питания, сопряжение и работа всех устройств/компонентов/комплектующих компьютера/ноутбука/планшета и иже с ними (начиная от процессора и заканчивая мышью).
Собственно, надеюсь, что самое общее представление, что за монстр эта материнская плата, у Вас уже должно сложиться, поэтому двигаем дальше к конкретному примеру.
Дабы Вы могли не только быть теоретическими грамотеями (:)), но и могли разобраться в премудростях любой (ну, или практически любой) материнской платы, мы решили заглянуть внутрь системного блока и разобраться, из каких все-таки элементов состоит материнка. Так сказать, продемонстрировать процесс на живом пациенте.
Хотите знать и уметь, больше и сами?
Мы предлагаем Вам обучение по направлениям: компьютеры, программы, администрирование, сервера, сети, сайтостроение, SEO и другое. Узнайте подробности сейчас!
Примечание:
Для многих пользователей все, что находится под компьютерным столом (а тем более, упаси , внутри системника), так и остается загадкой на всю жизнь, поэтому из-за большой (я бы даже сказал, вселенской) любви к нашим читателям, мы решили приоткрыть шторку в мир «внутренностей» ПК и разложить все по полочкам. Пользуйтесь, уважаемые, все для Вас!
При беглом взгляде на материнской плате можно увидеть великое множество токопроводящих дорожек, конденсаторов, резисторов, транзисторов и прочей электронной начинки. Все это безобразие размещено на специальной подложке – текстолите – и смотрится довольно компактно и одновременно внушительно (см. изображение).
Давайте пробежимся по основным компонентам (известным на сегодняшний момент), которые имеют место быть на материнской плате. Это следующие узлы/разъемы:
Рассмотрим каждый в отдельности.
Мегамозгом всей компьютерной системы и ее основным думающим элементом является процессор. Для его установки на материнской плате используется специальное гнездо - сокет (он же Socket , см. изображение). Каждый сокет имеет разные варианты крепления для охлаждения процессора (впрочем, крепления обычно идут в комплекте с самим кулером).
На данный момент в связи с тем, что основными игроками на рынке процессоров являются два ИТ-гиганта, то каждый, соответственно, выпускает свои процессоры под свои сокеты.
Поэтому, выбирая процессор, Вы должны знать, подойдет ли он (встанет) в гнездо Вашей материнки без особых усилий или придется его туда запихивать.. даже если он сопротивляется:). Шутки шутками, но всегда обращайте внимание на соответствие разъема процессора разъему системной платы (у обоих этот параметр указан в характеристиках в прайс-листе), в противном случае – Вы просто купите очередную железку и будете сдувать с нее пыль до лучших времен.
Примечание:
Обратите внимание на такой параметр, как обратная совместимость процессора – т.е. возможность установить его в «неродное гнездо», например, процессор с разъемом AM3 можно вставить в гнездо AM2 , и наоборот.
Дабы Вам было проще ориентироваться, перечислю сокеты для процессоров Intel :
И сокеты для процессоров AMD :
После процессора следующий по важности элемент на материнской плате - микросхема BIOS (базовая система ввода-вывода информации). Именно эта малютка отвечает за начальный этап загрузки компьютера и его конфигурации (именно она берет на себя вожжи управления стартом всей компьютерной системы).
При включении питания компьютера BIOS инициализирует устройства, которые подключены к материнской плате, проводит их опрос, проверяет работоспособность. Если всё нормально, то ищет загрузчик на жёстком диске или др. устройствах и уже затем загрузчик передаёт управление операционной системе.
Современные материнские платы все чаще оборудуются двумя микросхемами BIOS , что повышает устойчивость системы в целом (см. изображение).
Микросхема BIOS само по себе энергонезависима, но вот CMOS память, то есть пользовательские настройки (такие как время, пароль на доступ к BIOS и т.п.) питает специальная круглая батарейка, которая после завершения работы хранит все данные о системе и настройках устройств, также она отвечает за сброс настроек BIOS - если сказать проще, то возвращает все на круги своя, т.е. к заводским параметрам.
Следующий на очереди..
Чипсет (chipset ), или набор системной логики, представляет собой связующий компонент платы, обеспечивающий совместную работу подсистем оперативной памяти, процессора, системы ввода-вывода и множества других. Чаще всего чипсет является комбинацией двух микросхем - северного и южного мостов (северный мост (1 ) - обеспечивает связь процессора с памятью, а также с графической шиной; южный мост (2 ) - контролирует работу дисковой подсистемы и отвечает за многочисленные интерфейсные разъемы), (см. изображение).
Северный (1 ) и южный (2 ) мосты, вид сверху (см. изображение).
На данный момент на рынке представлены пять основных производителей чипсетов для материнских плат: Intel, AMD, NVIDIA, VIA Technologies и SIS .
Приводить все наборы системной логики (чипсетов) от всех производителей не имеет смысла, а вот указать наиболее ходовые и массовые (которые Вы можете встретить на прилавках магазинов), пожалуй, стоит.
Чипсеты Intel
Для массового пользователя: Z68, Н67, Р67 и Н61 ; чипсеты бизнес-серии Q67, Q65 и В65 .
Чипсеты AMD
Для массового пользователя (северные мосты): 990FX, 990Х и 970 . В паре с ними работают южные мосты: SB950 и SB850 .
Ни один компьютер толком не может обойтись без оперативной памяти, поэтому на материнской плате также предусмотрен специальный разъем (слот) для установки оной (см. изображение).
Количество слотов в основном варьируется от 2 до 4 , однако бывает и больше, правда, в большинстве своем, в серверных или сильно высокопроизводительных вариантах.
Разъемы оперативки обычно расположены рядом с сокетом процессора и микросхемой северного моста. В них вставляются модули оперативной памяти – специальные длинные плашки различного объема (кто хочет освежить свои знания в вопросах ОП, милости просим, статья « » к Вашим услугам).
Большинство современных материнок имеют отдельный слот для подключения графического видеоадаптера (видеокарты), (см. изображение).
Однако можно встретить этакий симбиоз видеокарты и процессора (т.е. встраивание одного в другое).
Некоторые материнские платы позволяют устанавливать до 2 (и даже 4 ) видеокарт в разные слоты и тем самым организовать совместный режим их работы для более шустрой обработки 3D -приложений или прочих радостей жизни. Большинство современных видеокарт подключаются к материнке через последовательную PCI Express (PCI-E ) шину, однако также можно встретить и e-PCI и даже старые AGP -разъемы.
Примечание:
Существует несколько вариантов PCI-E , которые отличаются друг от друга длиной разъема. Чем длиннее разъем – тем быстрее он обрабатывает информацию. В частности, есть различия в версиях этих разъемов, так, например, PCI-E 1.0 и PCI-E 2.0 имеют одну длину, но разное быстродействие.
Количество дополнительных слотов расширения зависит от конкретной модели «мамки». Наиболее ходовыми ныне считаются слоты расширения на шине PCI-Express . Эти разъёмы предназначены для подключения к материнской плате видеокарт, аудиокарт, сетевых карт, FM -тюнеров и т.п. железок.
Материнская плата была бы всего-навсего дорогой железкой, если бы не блок питания, который подает напряжение и питает все ее элементы, вдыхая в них жизнь. БП преобразует переменное напряжение в постоянное и подает по соответствующим линиям определенный ток, тем самым приводя в работу все элементы материнской платы. Блок питания (кто еще не в курсе что это такое, статья " " Вам в помощь) также подключается к системной плате через специальный разъем, чаще всего это 24 –контактный разъём ATX и 4 –контактный дополнительный разъём 12 вольт для питания процессора (см. изображение).
Ещё на системной плате есть несколько разъёмов для подключения различных систем охлаждения, которые представляются в виде вентиляторов (в крышке системного блока, на процессоре, чипсетах) и защищают систему от перегревов.
На рисунке представлены разъемы для подключения вентилятора охлаждения корпуса (1 ) и штекер питания вентилятора процессора (2 ) (см. изображение).
На системной плате также расположены штыревые разъёмы для подключения IDE- устройств (1 ) или их же с интерфейсом SATA (2 ) (см. изображение). Под устройствами имеются в виду жесткие диски и всякие там DVD -приводы.
Сейчас системные платы имеют в своём составе в основном разъёмы SATA , так как IDE уже выходят из «моды» и, как правило, максимум на что можно рассчитывать - это на наличие одного разъёма интерфейса IDE , в отличие от SATA , число которых может доходить на системной плате до 6 и более.
На задней панели любой системной платы располагается большое количество дополнительных разъемов для подключения внешних устройств. Обычно через них можно подключить: монитор, МФУ (принтер+сканер), мышь и клавиатуру, аудиоподсистему и многое другое.
Стандартным набором задней панели являются такие порты, как: USB 2.0/3.0 , сетевой порт RJ-45, eSATA, DVI, HDMI и стандартная «колодка» с пятью разъемами Mini-Jack и одним выходом Tos-Link S/PDIF (см. изображение).
Вроде бы ничего не забыли..
Давайте теперь соберем всю эту мозаику (из разъемов/слотов) воедино и посмотрим, как эти элементы уживаются друг с другом, а точнее, как они выглядят все в совокупности. Собственно, вот что видит среднестатистический пользователь при открытии корпуса системного блока (см. изображение).
Что ж, подытожим.
Мы рассмотрели начинку материнки, условно говоря, под микроскопом, а посему теперь каждый из Вас смело может идти обедать открывать корпус (причем не только свой) и почти как заправский ИТ-шник проводить ликбез всем нуждающимся слоям населения:).
Мы конечно могли бы пойти дальше (и пойдем, правда, позже) и раскрыть критерии выбора и покупки материнской платы в этой статье, но, думаю, от всей этой технической информации Вы и так немного устали. Поэтому предлагаю посвятить практической части (именно критерям выбора, походу в магазин и т.п. вещам) отдельную, вкусную статью.
(и не только). Вполне внятные цены, хотя ассортимент не всегда идеален с точки зрения разнообразия. Ключевое преимущество, - гарантия, которая действительно позволяет в течении 14 дней поменять товар без всяких вопросов, а уж в случае гарантийных проблем магазин встанет на Вашу сторону и поможет решить любые проблемы. Автор сайта пользуется им уже лет 10 минимум (еще со времен, когда они были частью Ultra Electoronics ), чего и Вам советует;
Выбор, традиционно, за Вами. Конечно, всякие там Яндекс.Маркет "ы никто не отменял, но из хороших магазинов я бы рекомендовал именно эти, а не какие-нибудь там МВидео и прочие крупные сети (которые зачастую не просто дороги, но ущербны в плане качества обслуживания, работы гарантийки и пр).
Итак, сегодня мы хорошо потрудились и, надо сказать, не зря, ибо, возможно, восполнили еще один пробел в чьих-то "железных знаниях". Теперь Вы в курсе, что за зверюшка (материнская плата) обитает под крышкой Вашего системного блока и что она собой представляет, осталось дело за малым - узнать, как правильно выбрать сию вещицу, однако, как говорилось выше, это уже совсем другая история.
Как и всегда, будем рады услышать Ваши дополнения, вопросы, отзывы и всё такое прочее. Пишите в комментариях.
До скорых встреч и заходите почаще, ибо здесь Вам всегда рады!
PS:
Вторая часть статьи готова и живет . Рекомендуется к прочтению! ;)
PSS:
За существование данной статьи спасибо члену команды 25 КАДР
