Характеристика материнської плати пк. Системна плата: структура, функції, різновиди, розміри
У процесі експлуатації комп'ютера користувачі зіштовхуються як з програмної, а й апаратної частиною системи. Основна та головна складова кожного комп'ютера, смартфона чи планшета – це його материнська плата (mother board – інша назва).
Поняття материнської плати, її функції
Материнська (системна) плата - головний пристрій комп'ютера, що забезпечує функціональність усіх дочірніх компонентів та зв'язок між ними. Відкривши кришку системного блоку комп'ютера, помітити mother board дуже просто, адже вона є трудомістким і великим компонентом. Головна комп'ютерна схема виглядає так:
МП має безліч роз'ємів, завдяки яким до неї можна підключити жорсткий диск, процесор, оперативна пам'ять, відеокарта та інші не менш важливі апаратні компоненти комп'ютера.
У фізичному плані стандартна МП нагадує складну плату з безліччю різних мікросхем та роз'ємів. При виборі компонентів комп'ютера в першу чергу звертайте увагу на характеристики системної плати, адже вона визначає, компоненти якої потужності до неї можна підключити. Від mother board залежить швидкодія та мультизадачність комп'ютера.
Якщо в комп'ютері потрібно, наприклад, змінити відеокарту, то в першу чергу необхідно визначити, яка материнська плата (схема) стоїть у системному блоці. Наприклад, схема типу AGP давно застаріла і знайти до неї відеокарту з потужними характеристиками практично неможливо.
Де подивитись інформацію про те, яка головна схема використовується на конкретному комп'ютері? Це можна зробити двома способами:
- Прочитати безпосередньо на самій схемі.
- У документації до пристрою (за умови, що з моменту покупки ніякі апаратні компоненти не змінювалися та не піддавалися модифікації).
- Скористатися спеціальним програмним забезпечення, що здатне показати інформацію про все обладнання. Наприклад, програма під назвою «CPU-Z» здатна надати користувачеві інформацію про модель материнської плати. Для цього слід встановити та запустити програму. На вкладці Maindoard виберіть поле модель. У якому зазначено тип і вся необхідна інформація про схему.
Для того щоб всі компоненти МП могли мати зв'язок між собою, використовують так звані шини зв'язку - структурна одиниця всіх mother board. Шини бувають двох типів:
- Головна комп'ютерна шина - це компонент МП, за допомогою якого функціонує cache-пам'ять і Central Processing Unit (центральний процесор).
- Системна шина. Оперує інформацією всіх складових материнської плати.
Компоненти материнської плати
Більш докладно дізнатися про те, чи таке материнська плата комп'ютера можна, вникнувши в її складові компоненти. Схема компонентів, що підключаються до mother board: 
Вищевказана схема дуже спрощена, однак, за допомогою неї можна отримати розуміння того, як влаштовано материнську плату будь-якого комп'ютера.
Характеристики материнської плати складаються з таких основних пунктів:
- Форма та тип. Цей пункт визначає розмір схеми та види роз'ємів, розташованих на ній.
- Тип живлення головної системної схеми. Ця характеристика має на увазі різні типи роз'єму, до якого підключається блок живлення комп'ютера.
- Гніздо для процесорів. Важливий етап у виборі будь-якої материнської плати – це підбір процесора та схеми, які будуть взаємопов'язані між собою. Роз'єм для гнізда процесора повинен відповідати конкретній моделі та функціоналу ЦП. Варто зауважити, що практично завжди в документації до материнської плати вказуються всі сумісні з нею марки і моделі ЦП, тому підібрати даний компонент не складе значних труднощів навіть для недосвідчених користувачів.
- Слоти оперативної пам'яті. Ця характеристика вимірюється кількісно, тобто на кожній схемі є певна кількість слотів для ОП – вони визначають максимальну кількість оперативної пам'яті, яку можна встановити на комп'ютер. Зауважте, що чим більше слотів підтримує материнська плата, тим вищою буде її вартість.
- Частота шини. Йдеться про системний тип шини. Ця характеристика має на увазі наявність певної швидкості, з якою працюватимуть компоненти плати. Вимірюється вона у гігагерцях.
У багатьох випадках материнська схема може містити вбудовану відеосистему (відеокарту). В такому випадку покупка окремої відеокарти не потрібна. Звичайно ж, такі плати стоятимуть дещо дорожче, ніж аналогічні варіанти без вбудованих відеосистем. Однак, є один мінус у такому типі відеокарт - якщо ви часто змінюєте апаратні компоненти або з часом знадобиться покращити відеокарту, зробити це буде вкрай складно або зовсім неможливо.
Також на схемі може бути інтегрована аудіосистема. У такому разі немає потреби купувати та встановлювати аудіокарту. Дискові контролери схеми показують користувачу які варіанти знімних і жорстких дисківможна підключити до mother board.
Сучасні мікросхеми оснащені технологією Bluetooth, вона дозволяє працювати з бездротовими мишками, моніторами, клавіатурами та іншими пристроями. Так само деякі схеми підтримують технологію Wi-Fi.
Сучасні плати та рейтинг найкращих виробників. Поради, як вибрати хорошу материнську плату
Поради підібрані з останніх комп'ютерних характеристиксучасні комп'ютери. Правильно підібрана mother board дозволить комп'ютеру працювати максимально стабільно та без збоїв у системі.
Оскільки кожна головна комп'ютерна мікросхема має процесор (тобто чіпсет), то важливим чинником у виборі всієї плати є правильний підбір її чіпсету.
Найпопулярніші у світі компанії, які розробляють чіпсети до материнських плат - це компанії AMD та Intel:
- Чіпсети AMD підходять для офісних моделей та призначені в основному для корпоративного використання.
- Чіпсети від Intel чудово підійдуть для ігрових, домашніх чи офісних пристроїв.
Системна плата є основною у системному блоці. Вона містить компоненти, що визначають архітектуру комп'ютера:
центральний процесор;
постійну ( ROM) та оперативну ( RAM) пам'ять, кеш-пам'ять;
інтерфейсні схеми шин;
гнізда розширення;
обов'язкові системні засоби введення-виведення та ін.
Системні плати виконуються на основі наборів мікросхем, які називаються чіпсетами(ChipSets). Часто на системних платах встановлюють і контролери дискових накопичувачів, відеоадаптер, контролери портів та ін У гнізда розширення системної плати встановлюються плати таких периферійних пристроїв, як модем, мережева плата, відеоплата тощо.
IV. Інтерфейси обчислювальних систем
Щоб з'єднати один з одним різні пристрої комп'ютера, вони повинні мати однаковий інтерфейс(англ. interface від inter - між, та face - обличчя).
Якщо інтерфейс є загальноприйнятим, наприклад, затвердженим лише на рівні міжнародних угод, він називається стандартним.
Інтерфейс - це апаратне та програмне забезпечення (елементи з'єднання та допоміжні схеми управління, їх фізичні, електричні та логічні параметри), призначене для поєднання систем або частин системи (програм або пристроїв). Під поєднанням маються на увазі наступні функції:
видача та прийом інформації;
керування передачею даних;
узгодження джерела та приймача інформації.
У зв'язку з поняттям інтерфейсурозглядають також поняття шина (магістраль) - це середовище передачі сигналів, до якого може паралельно підключатися кілька компонентів обчислювальної системи та через яку здійснюється обмін даними. Очевидно, для апаратних складових більшості інтерфейсівзастосуємо термін шинатому часто ці два позначення виступають як синоніми, хоча інтерфейс- Поняття ширше.
Кожен із функціональних елементів (пам'ять, монітор чи інший пристрій) пов'язаний з шиною певного типу - адресною, керуючою або шиною даних.
Для узгодження інтерфейсів периферійні пристрої підключаються до шини не безпосередньо, а через свої контролери(адаптери) та портиприблизно за такою схемою:
Контролери та адаптери є набори електронних ланцюгів, якими постачаються пристрої комп'ютера з метою сумісності їх інтерфейсів. Контролери, крім цього, здійснюють безпосереднє керування периферійними пристроями на запити мікропроцесора.
Портами також називають пристрої стандартного інтерфейсу: послідовний, паралельний та ігровий порти (або інтерфейси).
До послідовномупорту зазвичай приєднують повільно діючі або досить віддалені пристрої, такі як миша і модем. До паралельномупорту приєднують більш "швидкі" пристрої - принтер та сканер. Через ігровийпорт приєднується джойстик. Клавіатура та монітор підключаються до своїх спеціалізованимпортам, які є просто роз'єми.
Основні електронні компоненти, що визначають архітектуру процесора, розміщуються на основній платі комп'ютера, що називається системноїабо материнської(MotherBoard). А контролери та адаптери додаткових пристроїв або самі ці пристрої виконуються у вигляді плат розширення(DаughterBoard - дочірня плата) та підключаються до шини за допомогою роз'ємів розширення,званих також слотами розширення(англ. slot – щілина, паз).
Для інтерфейсів, що забезпечують з'єднання "крапка-крапка" (на відміну від шинних інтерфейсів), можливі наступні реалізації режимів обміну: дуплексний, напівдуплексний та симплексний. До дуплексних відносять інтерфейсищо забезпечують можливість одночасної передачі даних між двома пристроями в обох напрямках. У випадку, коли канал зв'язку між пристроями підтримує двонаправлений обмін, але в кожний момент часу передача інформації може здійснюватися тільки в одному напрямку, режим обміну називається напівдуплексним. Важливою характеристикою напівдуплексного з'єднання є час реверсування режиму - той час, протягом якого здійснюється перехід від передачі повідомлення до прийому і навпаки. Якщо ж інтерфейсреалізує передачу даних тільки в одному напрямку та рух потоку даних у протилежному напрямку неможливий, такий інтерфейсназивають симплексним.
Важливе значення мають також такі технічні характеристики інтерфейсів:
місткість (максимально можлива кількість абонентів, що одночасно підключаються до контролера інтерфейсубез розширювачів);
пропускна здатність або швидкість передачі (тривалість виконання операцій встановлення та роз'єднання зв'язку та ступінь поєднання процесів передачі даних);
максимальна довжина лінії зв'язку;
розрядність;
топологія сполуки.
За функціональним призначенням можна виділити системні інтерфейси (інтерфейси, що пов'язують окремі частини комп'ютера як мікропроцесорної системи) та інтерфейсипериферійні пристрої.
Системний інтерфейсвиконується зазвичай як стандартизованих системних шин. Однак останнім часом намітилися тенденції впровадження концепцій мережевої взаємодії в системну архітектуру. інтерфейсів.
Розрізняють два класи системних інтерфейсів: із загальною шиною(сигнали адреси та даних мультиплексуються) та із ізольованою шиною(роздільні сигнали даних та адреси). Батьками сучасних системних шин є:
Unibus фірми DEC ( інтерфейсіз загальною шиною),
Multibus фірми Intel ( інтерфейсіз ізольованою шиною).
Системні інтерфейси для ПК на основі Intel-386 та Intel-486
Першим стандартним системним інтерфейсомдля ПК на основі ЦП IA-32 слід рахувати ISA(Industry Standard Architecture – Архітектура промислового стандарту). ISA являє собою шину, що використовується в IBM PC-сумісних ПК для забезпечення живлення та взаємодії плат розширення з системною платою, в яку вони вставляються. Повний опис шини, Включаючи її тимчасові характеристики, було видано у вигляді стандарту IEEE P996-1987.
Перший варіант цієї архітектури для ЦП 8086/8088 з тактовою частотою 4,77 МГц був 62-контактним. шинуз 8 лініями даних, 20 лініями адреси, сигналами для переривань та запитів та підтвердження DMA, а також лініями живлення та сигналами синхронізації.
Поява 32-бітових процесорів Intel-386 і Intel-486 показало, що швидкодія магістралі ISA є стримуючим чинником шляху підвищення продуктивності комп'ютерів. У 1989 році групою компаній (Compaq, Hewlett Packard, NEC та ін) було запропоновано еволюційний розвиток архітектури ISA – шина EISA (Extended ISA). З одного боку, EISA мала всі переваги високопродуктивної 32-бітної шини, а з іншого - була повністю сумісна з ISA "згори донизу" і не вимагала переходу на нову базу.
Альтернативна системна архітектура MCA (Micro Channel Architecture – Мікроканальна архітектура) була запропонована IBM у 1987 році в серії ПК PS/2. Основною перевагою MCA у порівнянні з ISA було збільшення розрядності шини даних до 32 біт.
MCA не залежить від типу процесора і є повністю асинхронною. Ця магістраль, крім ПК IBM PS/2, застосовувалася також у робочих станціях IBM RS/6000 та високопродуктивних комп'ютерах серії Power Parallel SP2 (наприклад, Deep Blue).
Для магістралі MCA передбачено автоматичну конфігурацію системи. При цьому користувач може змінювати та призначати пріоритети різних пристроїв. Для збільшення швидкості передачі DMA використовується спеціальний блоковий режим (burst mode).
У типовій системі на основі Intel-386/486 ( Мал. 14.1) використовувалися роздільні шинидля пам'яті та пристроїв введення-виводу, що дозволяло максимально задіяти можливості оперативної пам'яті та забезпечувало максимальну швидкість роботи з нею. Однак у такому разі пристрої, підключені через описані системні інтерфейси, що неспроможні досягти швидкості обміну, порівнянної з процесором. В основному це потрібно для відеоадаптерів та контролерів накопичувачів. Для вирішення проблеми було запропоновано архітектуру на основі локальних шин ( Мал. 14.2), які безпосередньо пов'язували процесор із контролерами периферійних пристроїв.
Мал. 14.1.Типова система з низькошвидкісною шиною пристроїв введення-виводу
Мал. 14.2.Система з архітектурою локальної шини (VLB)
Найбільш поширеними локальними шинамивважалися VLB і PC I. VLB (VESA Local Bus)є розширенням шинипроцесора без проміжних буферів, що різко обмежує її здатність навантаження (2-3 пристрої). VLB має 32-розрядну шинуданих та 32-розрядну шинуадреси. Перевагою VLB є простота та низька вартість. Однак широкого застосування ця технологія не знайшла, т.к. була витіснена шиною PCI.
Інтерфейс PCI
Домінуюче становище на ринку ПК займають системи на основі шини PCI(Peripheral Component Interconnect – взаємодія периферійних компонентів). Цей інтерфейсбув запропонований фірмою Intel у 1992 році (стандарт PCI 2.0 - у 1993) як альтернатива локальній шині VLB/VLB2. Вона не є шиноюпроцесора. Оскільки шина PCIне орієнтована певний процесор, її можна використовувати інших процесорів. Шина PCIбула адаптована до таких процесорів, як Alpha, MIPS, PowerPC та SPARC. Саме PCIзмінила NuBus на платформі Apple Macintosh
Шини ISA, EISA або MCA можуть керуватися шиною PCIза допомогою мосту сполучення ( Мал. 14.3), що дозволяє встановлювати в ПК плати пристроїв введення-виводу з різними системними інтерфейсами.
Мал. 14.3.Система на основі PCI
PCIпідтримує процедуру прямого доступу до пам'яті провідного пристрою шині(Bus mastering DMA). Процесор може функціонувати паралельно з периферійними пристроями, що є провідними на шині.
Крім того, плати PCIпідтримують:
автоматичну конфігурацію Plug&Play (не вимагають призначення адрес розширень BIOS вручну);
спільне використання переривань (коли той самий номер переривання може використовуватися різними пристроями);
контроль парності сигналів шиниданих та адресної шини;
конфігураційну пам'ять від 64 до 256 байт (код виробника, код пристрою, код класу (функції) пристрою та ін.).
Персональні комп'ютери можуть мати дві або більше шин PCI. Кожен шиноюкерує свій міст PCIщо дозволяє встановлювати в комп'ютер більше плат PCI(до 16 - обмеження адресації).
Порт AGP
З повсюдним впровадженням технологій мультимедіа пропускної спроможності шини PCIстало не вистачати для роботи відеокарти. Щоб не змінювати стандарт, що склався на шину PCIАле, в той же час, прискорити введення-виведення даних у відеокарту і збільшити продуктивність обробки тривимірних зображень, в 1996 році фірмою Intel був запропонований виділений інтерфейсдля підключення відеокарти AGP (Accelerated Graphics Port – високошвидкісний графічний порт). Вперше порт AGPбув представлений у системах з урахуванням Pentium II. У таких системах чіпсет був розділений на два мости ( Мал. 14.3): "північний" (North Bridge) та "південний" (South Bridge). Північний міст пов'язував ЦП, пам'ять та відеокарту - три пристрої в системі, між якими курсують найбільші потоки даних. Таким чином, на північний міст покладаються функції контролера основної пам'яті, моста AGPта пристрої сполучення з фасадною шиноюпроцесора FSB (Front-Side Bus). Власне міст PCI, що обслуговує решту пристроїв введення-виведення в системі, у тому числі контролер IDE (PIIX), реалізований на основі південного мосту.
Однією з цілей розробників AGPбуло зменшення вартості відеокарти, за рахунок зменшення кількості вбудованої відеопам'яті. За задумом Intel, великі обсяги відеопам'яті для AGP-карток були б не потрібні, оскільки технологія передбачала високошвидкісний доступ до спільної пам'яті.
Головна обробка тривимірних зображень виконується в основній пам'яті комп'ютера центральним процесором, так і процесором відеокарти. AGPзабезпечує два механізми доступу процесора відеокарти до пам'яті:
DMA (Direct Memory Access) – звичайний прямий доступ до пам'яті. У цьому режимі основною пам'яттю вважається вбудована відеопам'ять на карті, текстури копіюються туди із системної пам'яті комп'ютера перед використанням процесором відеокарти;
DIME (Direct In Memory Execute) – безпосереднє виконання у пам'яті. У цьому режимі основна і відеопам'ять перебувають як у загальному адресному просторі. Загальний простір емулюється за допомогою таблиці відображення адрес GARP (Graphic Address Remapping Table) блоками по 4 Кбайт. Таким чином, процесор відеокарти здатний безпосередньо працювати з текстурами в основній пам'яті без необхідності копіювати їх у відеопам'ять. Цей процес називається AGP-текстурування.
Щоб отримати вигоду із застосування порту AGP, крім необхідної апаратної підтримки (тобто графічного адаптера AGPі системної плати), необхідну підтримку повинні забезпечувати операційна система та драйвер відеоадаптера, а в прикладній програмі повинні бути використані нові можливості порту AGP(наприклад, тривимірне проектування текстур).
Інтерфейс PCI Express (початкова назва - 3GIO 1) ) використовує концепцію PCI, проте фізична їх реалізація кардинально відрізняється. фізично PCI Expressє не шинуа деяка подібність мережевої взаємодії на основі послідовного протоколу. Висока швидкодія PCI Expressдозволяє відмовитися від інших системних інтерфейсів (AGP, PCI), що дозволяє також відмовитися від поділу системного чіпсету на північний і південний мости на користь єдиного контролера PCI Express.
Одна з концептуальних особливостей інтерфейсу PCI Express, що дозволяє суттєво підвищити продуктивність системи, - використання топології "зірка". У топології "шина" ( Мал. 14.5а) пристроям доводиться розділяти пропускну здатність PCIміж собою. При топології "зірка" ( Мал. 14.5б) кожен пристрій монопольно використовує канал, що зв'язує його з концентратором (switch) PCI Expressне ділячи ні з ким пропускну здатність цього каналу.
Мал. 14.5.Порівняння топологій PCI та PCI Express
Раніше я вів дуже активне життя: грав у теніс, футбол, займався шахами та стріляниною, брав участь у автоперегонах, спокушав гарних дівчат… Але все закінчилося, коли згоріла материнська плата на комп'ютері!
Напевно, будь-який користувач, навіть найбезнадійніший «чайник», коли-небудь чув це словосполучення – «материнська плата». І це не дивно – адже від якості та можливостей цього елемента комп'ютера багато в чому залежить надійність та ефективність роботи ПК, а отже цей комп'ютерний термін користується великою популярністю.
Кожен комп'ютер – це складний пристрій, у якому розташовано безліч вузлів та мікросхем. Здавалося б, розмістити їх так, щоб вони один одному не заважали і могли б ефективно взаємодіяти – це непосильне завдання для конструкторів. Але вирішення цього завдання було знайдено - виявляється, достатньо розмістити всі найважливіші мікросхеми, у тому числі, і процесор на одній-єдиній великій платі.
Отже, материнська плата комп'ютера (англійською пишеться, як motherboard, цей термін ми теж будемо вживати надалі), також звана системною платою - основний пристрій персонального комп'ютера. Її головне призначення – пов'язувати та об'єднувати в єдине ціле всі вузли та компоненти комп'ютера. Багато вузлів фізично розміщуються на матір'ю, а інші пов'язані з нею за допомогою кабелів.
Головні функції motherboard:
- Розміщення основних вузлів та систем ПК
- Інтеграція основних вузлів та систем ПК
- Постачання харчування основних вузлів та систем ПК
Які пристрої розміщуються на материнській платі:
- Роз'єм для процесора
- Чіпсет
- Слоти розширення
- Роз'єм пам'яті
- Роз'єми для підключення дисководів
- Порти
- Мікросхема BIOS
- Мережева карта (опціонально)
- Відеокарта (опціонально)
- Звукова карта (опціонально)
Материнська плата кріпиться за допомогою спеціальних гвинтів у корпусі комп'ютера. Насправді заміна системної плати означає, власне, і оновлення всього комп'ютера.
Слід врахувати, що форм-фактор, тобто стандартизований типорозмір motherboard прив'язаний до форм-фактору системного блоку, і материнська плата, що має певний форм-фактор, навряд чи стане в системний блокпризначений для іншого форм-фактора.
Мабуть, найвідоміша функція motherboard – це розміщення слотів для плат розширення, висновки яких розташовуються у тильній частині системного блоку. Напевно, далеко не всі користувачі займалися заміною самої motherboard в корпусі комп'ютера, а також модернізацією процесора, але більшості, напевно, відомий процес заміни або додавання плат розширення до слотів на материнській платі. До речі, материнська плата називається материнською саме стосовно дочірніх плат, тобто плат, розташованих у слотах розширення.
Значна кількість сучасних плат містить багато вбудованих елементів, які раніше могли працювати тільки через слоти розширення - це відеокарта, мережна карта, звукова карта, і т.д. Зазвичай це пристрої початкового рівня, дуже дешеві та призначені для невибагливих користувачів. Однак ці пристрої, як правило, дуже незначно збільшують вартість усієї системи та заодно звільняють слоти розширення для чогось важливішого. До того ж, наявність цих пристроїв не заважає користувачеві провести модернізацію системи, наприклад, затятий геймер завжди може поставити замість простенької «видяхи» останню версіюнавороченого тривимірного акселератора. При цьому пристрій, встановлений у слот розширення, завжди матиме пріоритет перед вбудованим.
Кілька слів варто сказати про технологію виготовлення материнських плат. Матеріалом для материнських плат зазвичай є склотекстоліт, на який нанесені провідні доріжки з металу. Таких шарів текстоліту у платі може бути кілька. Зверху плата покрита діелектричним лаком, зазвичай, зеленого кольору.
Історія системних плат
Ідея єдиної плати для інтеграції всіх елементів виборола собі місце далеко не відразу. У роки існування ПК були поширені звані об'єднувальні плати, тобто плати, у яких розміщувалися в повному обсязі функціональні блоки комп'ютера. Ці блоки розміщувалися на різних платах, які вставлялися в слоти розширення об'єднавчої плати – це могли бути чіпсети, контролери дисководів, портів і навіть сам процесор. Але потім від подібної схеми довелося відмовитись (і першою приклад цьому подала фірма IBM) у зв'язку з здешевленням інтегрованих материнських плат сучасного типу, на яких розміщувалися всі компоненти, а також у зв'язку з труднощами, що виникали під час модернізації комп'ютерів на об'єднувальних платах.
У перших материнських платах сучасного типу, проте, процесор, як і пам'ять, були незнімними. Згодом з'явилися роз'єми для пам'яті та сокети для процесорів. Це поліпшення значно спростило модернізацію комп'ютера.
Спочатку серед системних плат був поширений форм-фактор AT, що веде початок від материнських плат комп'ютерів архітектури AT. Але плати такого розміру були дуже великими, і тому частіше використовувався форм-фактор Baby-AT.
Форм-чинники сучасних системних плат
На зміну AT у середині 1990-х прийшов форм-фактор ATX. В даний час форм-фактор AT та похідні від нього типи материнських плат практично не використовуються в сучасних ПК.
Переваги, які приніс форм-фактор ATX порівняно з AT:
- Більш зручні габарити, збільшення вільного місця у корпусі.
- Скоротилася відстань між платою та дисководами, що дозволило зменшити довжину кабелів.
- Сокет процесора розташований ближче до вентилятора системного блоку, що дозволяє покращити охолодження процесора.
- Можливість керування живленням комп'ютера.
- Живлення процесора від системного блоку без перетворювача напруги.
- Розміщення портів на материнській платі.
- Більше зручне розміщення роз'ємів для плат розширення.
- Наявність єдиного контакту для кабелю живлення
Форм-фактор ATX та похідні від нього форм-фактори mATX (micro ATX), mini-ATX та серверний форм-фактор EATX (Extended ATX) і зараз є найбільш поширеними у більшості комп'ютерів.
Існує також новий форм-фактор motherboard BTX, розроблений в 2003 р, проте скинути ATX з п'єдесталу він так досі і не зміг.
Порівняльні габарити плат деяких форматів (ДхШ, мм):
- AT – 351 × 305
- Baby AT – 330 x 216
- EATX - 330 × 305
- ATX - 305 × 244
- miniATX – 284×208
- mATX – 244 × 244
- BTX – 325 x 267
Налаштування системної плати
Як правило, для сучасної матеріboard доступні не тільки такі функції, як апгрейд окремих елементів, наприклад, процесора, пам'яті та плат розширення, але й налаштування основних параметрів роботи системної плати та процесора, таких, як частота роботи системної шини та процесора, коефіцієнт множення частоти , і т.д.
Слід пам'ятати, що налаштування параметрів motherboard – це дуже делікатна справа і якщо ви не знаєте всіх тонкощів операції, яку ви збираєтеся зробити, то майте на увазі, що неправильне налаштування може призвести до непрацездатності всієї системи або її окремих елементів.
Налаштування материнської плати зазвичай здійснюється через інтерфейс програми BIOS Setup. Також налаштування багатьох параметрів може здійснюватися і через спеціальні програмиу Windows.
Висновок
У цій статті ви познайомилися з поняттям материнської (системної) плати, дізналися, для яких цілей вона призначена, які компоненти на ній розміщуються, як здійснюється налаштування основних параметрів motherboard, що таке форм-фактор системної плати, познайомилися з історією розвитку системних плат у персональних комп'ютерах, а також з різними типамиматеринських плат.
Материнська або системна плата - це той фундамент, на якому збудовано будь-який сучасний комп'ютер, чи то настільний ПК, ноутбук чи вбудована система.
Саме материнська плата поєднує такі різні за своєю суттю та функціональністю комплектуючі, як процесор, оперативна пам'ять, плати розширення та всілякі накопичувачі.
Саме завдяки материнській платі до комп'ютера можна підключати периферійні пристрої, адже навіть якщо набір системної логіки (чіпсет) підтримує різноманітні шини та інтерфейси, до звичайної мікросхеми підключити, наприклад, принтер, навряд чи в кого вийде.
Що ж є сучасна материнська плата?
Розмова у нас піде, в основному, про плати для настільних ПК, як найбільш поширених і близьких читачеві, проте значна частина їх опису застосовна і до плат для серверів, ноутбуків та комп'ютерів, що вбудовуються.
Системна плата - це головна та найбільша друкована плата в обчислювальній машині.
За складністю виготовлення самої друкованої плати«материнки» відстають лише від ультрасучасних графічних прискорювачів.
Типова материнська плата побудована на базі чотири-шостишарової текстолітової друкованої плати, тоді як деякі відеокарти випускаються на основі восьми- і навіть десятишарових друкованих плат.
Використання багатошарових плат дозволяє за збереження стандартних розмірів розвести різні електричні ланцюги в такий спосіб, щоб їх взаємовплив було мінімальним.
За тими шарами, що знаходяться в глибині плати, розлучаються ланцюги живлення та заземлення, а за іншими, включаючи верхній та нижній - власне сигнальні ланцюги.
Щоб не завантажувати читача специфічною інформацією, зупинимося лише на двох суто електричних параметрах материнської плати.
Оскільки мікросхеми розраховані працювати суворо обумовлених режимах, забезпечення їх надійності і довговічності необхідне якісне харчування.
Звичайно, значну роль тут відіграє блок живлення, до якого підключається плата, однак різним компонентам необхідна різна потужність, причому енергоспоживання окремих комплектуючих, наприклад процесора, непостійно.
Всі ці фактори змушують вдаватися до додаткових хитрощів.
Для подачі необхідної напруги на різні комплектуючі у всіх сучасних материнських платах використовується стабілізатор напруги, який найчастіше встановлюється безпосередньо на платі, але, буває, і виконується у вигляді окремої невеликої плати, яка розміщується з метою належного охолодження безпосередньо біля блоку живлення.
Стабілізатор напруги працює в автоматичному режимі, залежно від того, на які контакти подається навантаження, іншими словами, до якого роз'єму підключено той чи інший пристрій або елемент плати.
Функція розгону процесора, що часто підтримується сучасними платами, використовує ручне регулювання напруги (в розумних межах, безумовно), що реалізується для користувача через BIOS або спеціалізовану утиліту.
Боротися зі стрибками напруги, згубними для багатьох комплектуючих, покликані конденсатори, здатні накопичувати і потім віддавати плавно заряд.
Невипадково конденсаторів так багато на материнських платах, особливо навколо центрального процесора, для якого характерні різкі стрибки енергоспоживання, залежно від навантаження.
Саме з конденсаторами пов'язане зниження з часом надійності роботи материнської плати: вони старіють ємності швидше за інші компоненти, зокрема, через вплив високих температур.
В результаті ємність конденсаторів падає, і вони втрачають здатність «тримати удар» і вирівнювати напругу в схемі, що негативно позначається на інших компонентах і, у гіршому випадку, виводить їх із ладу.
Тож рекомендації до зміни комп'ютера кожні три роки породжені не лише маркетинговими міркуваннями «морального старіння», а й цілком об'єктивними причинами.
Перейдемо до безпосередніх функцій материнської плати.
В обов'язковому порядку на цій платі розміщуються системна шина, процесорний роз'єм, слоти для модулів оперативної пам'яті (можливий варіант, коли мікросхеми пам'яті впаюються безпосередньо в плату), слоти розширення, різні контролери, а також порти введення та виведення.
Як бачимо, системна плата поєднує в єдину систему всі компоненти комп'ютера - без неї вони залишалися б просто набором не пов'язаних один з одним комплектуючих.
Звернемося до фотографії.
На ній зображено типову сучасну материнську плату P5GDC-V Deluxe виробництва відомої тайванської компанії Asus.
Ця плата на основі набору системної логіки Intel 915G розрахована на процесори Intel Pentium 4 у корпусуванні LGA 775 і підтримує майже всі технології, що зустрічаються у сучасних настільних комп'ютерах.
Короткі характеристики цієї моделі:
Чіпсет 915G із вбудованим графічним прискорювачем («північний міст») + ICH6R («південний міст»).
- Підтримка процесорів Pentium 4 або Celeron D у корпусуванні LGA 775.
- Підтримка оперативної пам'яті DDR та DDR2 533 об'ємом до 4 Гбайт.
- Підтримка шини PCI Express x16 та x1.
- Підтримка шини PCI.
- Підтримка швидкісних інтерфейсів USB 2.0 та IEEE 1394 (FireWire).
- Контролери IDE та Serial ATA.
- Гігабітний мережевий контролер.
- Восьмиканальний (7.1) звуковий контролер.
- Форм-фактор ATX (розміри – 305 x 244 мм).
Twin BiCS FLASH - нова технологія тривимірної флеш-пам'яті
11 грудня 2019 р. на Міжнародній нараді з електронних пристроїв (IEDM) IEEE корпорація TOKYO-Kioxia анонсувала технологію тривимірної флеш-пам'яті – Twin BiCS FLASH.
Драйвер AMD Radeon Software Adrenalin Edition 2020 19.12.2 WHQL (додано)
10 грудня компанія AMD представила мега драйвер Radeon Software Adrenalin 2020 Edition 19.12.2 WHQL.
Накопичувальний оновлення Windows 10 1909 KB4530684
10 грудня 2019 р. Microsoft випустила накопичувальне оновлення KB4530684 (Build 18363.535) для Windows 10 November 2019 Update (версія 1909) на базі процесорів x86, x64 (amd64), ARM64 та Windows Server 2019.
Драйвер NVIDIA Game Ready GeForce 441.66 WHQL
Щодня мільйони людей сідають за свої робочі місця, включають ПК та приступають до виконання своїх обов'язків. Проте більшість їх поняття немає про те, як влаштований їх комп'ютер, як усе це працює. Якщо запитати про його пристрій, більшість користувачів дадуть відповідь: монітор, клавіатура, мишка і системний блок. А на запитання, без чого не можна запустити машину, відповідають: без електрики. При цьому мало хто здогадується про будову та здатний розрізнити хоч якісь плати всередині.
У цій статті буде розглянута одна з основних частин комп'ютера, без якої його робота була б неможлива в принципі. Якщо ви - користувач-початківець і збираєтеся зібрати свій ПК, а не користуватися готовими пропозиціями ринку, вам знадобляться поради щодо материнських плат, які ви отримаєте тут.
Опора комп'ютера
Материнська плата – це не що інше, як основа вашого комп'ютера. Основна і зв'язувальна ланка всіх елементів. Інша її назва – системна плата. Основною її функцією є передача сигналів управління та даних між комплектуючими – процесором, чіпсетом, картами розширення, зовнішніми пристроями.
Основні характеристики материнської плати, на які варто звертати увагу - форм-фактор, кількість роз'ємів під плати розширення PCI Express, тип оперативної пам'яті, що підтримується, і її обсяг, тип роз'єму процесора. І деякі додаткові, але не критичні деталі – тип порту для мишки, версія USB-порту, наявність Wi-Fi та HDMI.
Виходячи з цих характеристик, користувач повинен зробити вибір при покупці. Головне пам'ятати, що найкраща материнська плата та, яка ідеально підходить до обраних вами решти комплектуючих.
Структура
Будь-яка материнська плата поділяється на дві основні взаємодіючі частини – північний та південний міст.
Південний міст - це єдина мікросхема, яка пов'язує між собою більшість повільних взаємодій у комп'ютері, а також пов'язує їх із процесором за допомогою північного мосту. Фізично південний міст складається з таких частин:
- контролери PCI, LPC, Super I/O;
- IDE та SATA контролери;
- годинник;
- Bios;
- керування харчуванням;
- звук;
- керування мережевими картами.
У деяких випадках може безпосередньо керувати мишею, клавіатурою, зовнішніми портами, хоча вони часто керуються через спеціальний контролер введення-виведення Super I/O.
Північний міст, інакше званий контролером-концентратором пам'яті, включає:
- процесор;
- оперативну пам'ять, якщо вона не підключена безпосередньо до процесора;
- відеоадаптер.
Саме північний міст у складі материнської плати виділяє найбільшу кількість тепла, внаслідок чого найчастіше при реалізації архітектури комп'ютера йому потрібна індивідуальна система охолодження.
З розвитком комп'ютерних технологій деякі виробники відмовлялися від північного мосту у складі архітектури. Наприклад, материнські плати Intel, починаючи з Intel Nehalem, прибрали північний міст, перенісши частину його функцій на центральний процесор, скоротивши таким чином кількість активних компонентів материнської плати.
Збираємо комп'ютер
Перше, що необхідно з'ясувати перед покупкою, це форм-фактор. Обов'язково уточнюйте у продавців розміри материнської плати. У більшості сучасних персональних настільних комп'ютерів використовується стандарт ATX. Докладніше, як підключити материнську плату, розглянемо нижче.
- Насамперед встановлюєте плату в корпус комп'ютера і закріплюєте за допомогою гвинтиків.
- У роз'єм 1 підключаєте шлейф, що йде від блоку живлення. Це основний елемент, який здійснює харчування материнської плати. Будьте уважні, існують роз'єми на 20 і 24 pin (кількість штирьків), тому при покупці переконайтеся, що блок живлення підходить до системної плати. Як порада варто сказати, що насамперед варто брати материнку. І вже до неї підбирати блок живлення.
- У другий роз'єм підключаємо також шнур, що йде від блока живлення, призначений для живлення центрального процесора. Також натискаємо до самого упору, щоб клямка стала на місце, і харчування не відключилося під час роботи.
- На третьому місці позначений роз'єм на материнській платі, для трохи застарілого, але досі приводу для читання дискет. Цей роз'єм має незначні відмінності від роз'єму 4, але якщо придивитися, то зможете легко побачити відмінності.
- Для підключення жорсткого дискаабо CD/DVD-привод використовується інтерфейс IDE ATA. Шлейф для цього роз'єму відрізняється тим, що має два вихідні інтерфейси, тому при підключенні одного шлейфу ви можете підключити відразу і CD-привід, і жорсткий диск. На відміну від наведеного прикладу, більшість материнських плат мають кілька таких роз'ємів.
- Ще один спосіб підключення жорсткого диска та CD/DVD-приводу – це SATA інтерфейс. Підключається через роз'єм №5. Він використовується в нових пристроях, і переплутати його з іншим роз'ємом неможливо.
Розібравшись, як підключити материнську плату, переходимо до приєднання пристроїв, що залишилися, і інтерфейсів.
Плати розширення
Після підключення зовнішніх і внутрішніх пристроїв, а також живлення до материнської плати можна приступати до підключення плат розширення - оперативної пам'яті, графічного адаптера, мережевої карти.
При покупці вам мала бути видана повна специфікація та типи роз'ємів. Пам'ятайте, що оперативну пам'ять необхідно вибирати того самого стандарту, що й зазначено у документації. Пам'ять DDR2 неможливо підключити до роз'єму DDR3, тому при покупці переконайтеся, що берете сучасну материнську плату, з новітніми інтерфейсами. Знайти комплектуючі старих форматів проблематично, а нові не набагато відрізняються за ціновою категорією.
Щодо графічного адаптера, то тут ви не помилитеся. Найчастіше це найбільший роз'єм на материнській платі. У старих моделях підключення проводилося простим клацанням відеокарти в паз. У сучасних потужних відеокартах є своя незалежна система охолодження. Її також треба підключати безпосередньо до материнської плати за допомогою двопінового шлейфу. Зазвичай роз'єм живлення знаходиться ближче до процесора, оскільки до нього підключається і охолодження самого процесора.
Найважливішою частиною, яка підключається до системної плати, стане ЦПУ. Процесори також мають унікальні роз'єми. Наприклад, материнська плата ASUS VANGUARD B85 має сокет LGA1150, до якого можна підключити процесори Intel i7/i5/i3, тоді як інші можуть виникнути проблеми.
Розглянемо нижче поняття у тому, яка ж найкраща материнська плата. Незважаючи на те, що компанія Intel має величезний досвід у розробці обладнання для персональних комп'ютерів, зараз вона розробляє саме комплектуючі. Тому навіть великі компанії змушені випускати продукцію під материнські плати Intel.
ASUS Z97-A
На форумі 2014 року, проведеному компанією Asus, були представлені новинки. Серед них – це бюджетна материнська плата, ціна якої буде по кишені більшості обивателів. Відмовившись від звичного дизайну, компанія «Асус» випустила материнку у бронзових відтінках, із досить багатим оснащенням. До складу цієї недорогої плати входять:
- три слоти PCIe x16;
- чотири слоти DIMM під оперативну пам'ять, з підтримкою до 32 гігабайт;
- один сучасний слот SATA Express;
- а також, навіть на такій непоказній материнській платі, було встановлено звуковий чіпсет Crystal Sound 2.
Без сумніву, компанія Asus підвищує планки для своїх материнських плат, залишаючись у тій самій ціновій категорії, що й раніше. Це дозволить їм залишатися серед лідерів на ринку комп'ютерних комплектуючих.
ASUS Z97-DELUXE
На тій же виставці було представлено ще одну модель материнської плати. Можна сказати, що вона варта стати справжнім лідером серед своїх сестер. Флагманська материнська плата ASUS надає користувачеві безмежний потенціал розширення свого комп'ютера. Секретом такого успіху є кількість інтерфейсів, яких стало вдвічі більше. Ось характеристики материнської плати:
- два інтерфейси Sata Express;
- 6 додаткових портів SATS 6G;
- 8 портів USB 3.0;
- 3 слоти PCI Express 3.0 x16;
- звук Crystal Sound 2
Звичайно, для рядового користувача така материнська плата, ціна на яку може зашкалювати за 10 000 рублів, не підходить, тому якщо ви намагаєтеся зібрати собі бюджетний комп'ютер своїми руками, то обов'язково вивчіть варіанти. Продавці-консультанти в магазинах надають різноманітний вибір у доступній ціновій категорії від 2000 до 8000 рублів.
Ноутбук
Материнська плата для ноутбука – це не просто тіло, до якого підключені пристрої. Це саме життя ноутбука. Якщо ви, не дай боже, проллєте на неї каву або пошкодите, то в більшості випадків готуйтеся розпрощатися ще з половиною обладнання, встановленого всередині.
Справа в тому, що далеко не у всіх ноутбуків на материнській платі можна замінити компоненти. Вбудована відеокарта або оперативна пам'ять вимагатиме додаткових витрат у разі ремонту, тому завжди чітко уявляйте, для чого вам комп'ютер і чи потрібен ноутбук удома.
Заміна компонентів ноутбука є складною навіть для досвідчених системних адміністраторів, тому при поломці його частини або, особливо, материнської плати, в 90% випадків вам доведеться звертатися в сервісний центр.
Догляд материнської плати
Багато хто вважає, що персональний комп'ютер- це своєрідний інструмент для роботи, на зразок пили або молотка. Зрозуміло, що в такому випадку користувач абсолютно не правий. Комп'ютер, як і, зокрема, материнська плата - це ціла система, що взаємодіє, що складається з мільйонів частин. Уявіть собі, що материнська плата, що лежить на столі – це місто, а мільярди біт інформації, що щодня проходять через неї – це мешканці. Зрозуміло, що за своїм інструментом потрібно стежити і доглядати.
Коли виробник тестує свій продукт, він не розраховує, що в ньому оселяться комахи або, гірше, щури. Напевно, користь профілактики комп'ютера очевидна, від того, як ви ставитеся до свого робочого місця, залежатиме те, як довго воно вам прослужить. Тим більше, догляд за материнською платоюі нутрощі комп'ютера не займе у вас багато часу.
Хоча б раз на місяць, а краще частіше, повністю відключайте комп'ютер від мережі та знімайте кришку з блока живлення. У будь-якому комп'ютерному магазині ви зможете купити балон зі стисненим повітрям або можете скористатися пилососом, налаштованим на видування. Обов'язково продуйте всі радіатори та куточки системного блоку, уникаючи прямого контакту з платами та проводами.
Якщо ви давно не чистили системний блок, робіть це на вулиці та в марлевій пов'язці, щоб не надихатися пилу. У жодному разі не використовуйте рідини або аерозолі. Пам'ятайте, що пил у системах охолодження та на самих платах сприяє підвищенню температури і може призвести до їх поломки. Тому прибирання всередині комп'ютера - це не забаганка, а, швидше, життєва необхідність.
Ремонт
Якщо ви не змогли вберегти свій комп'ютер від поломки і не здатні визначити самостійно, яка частина пошкоджена, краще скористайтеся послугами сервісного центру. Найчастіше визначити проблему самостійно можна, тільки якщо зламалося щось із комплектуючих. Якщо проблема в материнській платі, то з цим упорається лише електронник.
Материнська плата – це найважливіший компонент, для ремонту якого знадобляться
спеціальні навички та обладнання. Якщо ж у вас зламався ноутбук, то ще й багато місця для його розбирання.
Запорука успішного ремонту це найважливішої деталі – у правильній діагностиці та пошуку несправностей. Найбільшою помилкою рядового користувача стане спроба самостійного ремонту. У такому разі людина може не тільки не полагодити плату, але й довести її до стану, коли її доведеться викинути на смітник.
Якщо ж у вас з'явився збій у роботі ноутбука, якнайшвидше доставте його в сервісний центр. Материнська плата для ноутбука – складний для заміни елемент. Тому ігнорування дрібних збоїв може призвести до того, що, залишившись байдужим до помилки один раз, вам доведеться зіткнутися з серйознішими проблемами.
Важливо усвідомлювати, що материнська плата – це основна складова вартості ноутбука. Тому при збоях краще звертатися до професіоналів відразу і не затягувати, вони допоможуть повернути вам ноутбук до життя за мінімальних витрат.
Висновок
Отже, материнська плата – це основа життя комп'ютера. Багато програмістів стверджують, що комп'ютери мають свою душу і характер. Вони визнають лише одного господаря. Якщо повірити в цю теорію, то душа комп'ютера знаходиться саме у материнській платі.
Вибрана з душею та увагою материнська плата, при належному догляді, прослужить вам довго, незважаючи на її вартість чи складові. Про неї треба дбати, доглядати, і тоді вона прослужить вам дуже довго. Ніколи не соромтеся звертатися до фахівців та не проводьте її ремонт самостійно.
Дотримуючись порад цієї статті, ви легко зможете зібрати свій комп'ютер і не хвилюватися про те, що він раптом відмовить вам в самий невідповідний момент.
