Классификация материнских плат: Классификация материнских плат по форм-фактору – Как выбрать материнскую плату

Содержание

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокетацентрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

                                 Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

                                 Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

                                 Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

 

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).

 

Форм-фактор

Физические размеры

Спецификация, год

Примечание

дюймы

миллиметры

XT

8,5 × 11

216 × 279

IBM, 1983

архитектура IBM PC XT

AT

12 × 11/13

305 × 279/330

IBM, 1984

архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower)

Baby-AT

8,5 × 10/13

216 × 254/330

IBM, 1990

архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 года.)

ATX

12 × 9,6

305 × 244

Intel, 1995

для системных блоков типов MiniTower, FullTower

ATX Riser

 

 

Intel, 1999

для системных блоков типа Slim

eATX

12 × 13

305 × 330

 

 

Mini-ATX

11,2 × 8,2

284 × 208

 

для системных блоков типа Tower и компактных Desktop

microATX

9,6 × 9,6

244 × 244

Intel, 1997

имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU

LPX

9 × 11/13

229 × 279/330

Western Digital, 1987

для системных блоков типа Slim

Mini-LPX

8/9 × 10/11

203/229 × 254/279

Western Digital, 1987

для системных блоков типа Slim

NLX

8/9 × 10/13,6

203/229 × 254/345

Intel, 1997

предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX

FlexATX

9,6 × 7,5/9,6

244 × 190,5/244

Intel, 1999

разработан как замена для форм-фактора MicroATX

WTX

14 × 16,75

355,6 × 425,4

1999

для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня

Mini-ITX

6,7 × 6,7

170 × 170

VIA Technologies, 2003

допускаются только 100 Вт блоки питания

Nano-ITX

 

120 × 120

VIA Technologies, 2004

 

BTX

12,8 × 10,5

325 × 267

Intel, 2004

допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы

MicroBTX

10,4 × 10,5

264 × 267

Intel, 2004

допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы

PicoBTX

8,0 × 10,5

203 × 267

Intel, 2004

допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы

ETX и PC-104

 

 

 

используются для встраиваемых (embedded) систем

CEB

12 × 10,5

305 × 267

2005

для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня

Pico-ITX

3,9 × 2,7

100 х 72

VIA, 2007

используются в ультракомпактных встраиваемых системах

 

Наиболее известными производителями материнских плат на российском рынке в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, MSI, Intel, Elitegroup, AsRock. Ранее большой известностью пользовались платы фирм Abit и Epox. На сегодня обе фирмы прекратили выпуск материнских плат. Из российских производителей материнских плат можно упомянуть только компанию Формоза, которая производила платы, используя компоненты фирм Lucky Starи Albatron. Из украинских — корпорацию «Квазар-Микро».

Классификация материнских плат по форм-фактору — Мегаобучалка

ЛЕКЦИЯ №2. Системная плата ПК. Микропроцессор.

Системная плата ПК

Основой системного блока ПК является системная плата, которая определяет вся конфигурацию компьютера. Все устройства, входящие в состав ПК, подключаются к этой плате с помощью расположенных на ней разъемов. Соединение всех устройств в единую систему осуществляется с помощью системной шины (магистрали), представляющей собой линии передачи данных, адреса, управления.

Рис 2.1. Структурная схема типовой системной платы на процессоре фирмы Intel.

 

На системной плате (часто ее называют материнской платой — motherboard), размещаются:

1. Наборы больших однокристальных электронных микросхем – чипов

(центральный процессор, чипсет, интегрированные контроллеры устройств и их

интерфейсы).

2. Микросхемы памяти и разъемы их плат.

3. Микросхемы электронной логики.

4. Разъемы системной шины (стандартов ISA, EISA, VESA, PCI, AGP, PCI-Express и

др.)

5. Простые радиоэлементы (транзисторы, конденсаторы, сопротивления и др.).

6. Слоты для подключения плат расширений (видеокарт или видеоадаптеров,

звуковых карт, сетевых карт, интерфейсов периферийных устройств IDE, EIDE,

SCSI…).

7. Разъемы портов ввода/вывода (COM, LPT, USB, PS/2 и др.).

Ядро ПК образуют микропроцессор (центральный процессор ПК) и основная память ПК, состоящая из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). ОЗУ и ПЗУ часто называют внутренней памятью ПК. Все остальные устройства хранения информации называют внешней памятью, или накопителями, даже если эти накопители (НГМД, НМЖД и т.д) конструктивно входят в состав ПК и его системного блока.

Системная плата - основа системного блока. Конструктивно она представляет собой многослойную печатную плату. Содержит гнездо (Socket) для установки процессора, слоты (длинные щелевые разъемы) для установки памяти, видеоадаптера, плат расширения, разъемы для подключения внешних устройств. Для подключения внешних устройств обычно используются шины USB, PCI, PCI-Express (более старые стандарты шин – ISA, EISA, AGP).



Socket 478 [1] - конструктивное исполнение процессоров Intel. Имеет вид квадратной микросхемы с 478 выводами, торчащими вниз; [2] - гнездо на системной плате для установки такого процессора. Имеет нулевое усилие установки (Zero Inserting Force - ZIF), рычаг для фиксации/освобождения процессора и уши для крепления радиатора охлаждения.

LGA - Land Grid Array - новый тип корпуса процессоров Intel, характеризующийся отсутствием выводов как таковых. Вместо них корпус имеет 775 плоских площадок, которые при установке в гнездо входят в контакт с подпружиненными иглами в разъеме.

AGP - Accelerated Graphics Port - специализированный порт и разъем на системной плате для установки видеокарт. Является уродливым развитием стандарта PCI.

PCI - Peripheral Components Interconnect - стандарт шины для подключения устройств расширения к системной плате и встроенных устройств на самой системной плате. Имеет ширину шины 32 или 64 (для серверов) бит, частоту 33.33 (66.66) МГц. В системных платах персональных компьютеров используется версия 32 бита 33.33 МГц.

В настоящее время производители во главе с Интел развернули кампанияю по вытеснению AGP и PCI новой последовательной шиной PCI Express.

IDE - интерфейс жестких дисков и накопителей на оптических дисках. Физически выглядит как двухрядная гребенка на системной плате и на винчестерах или накопителях. Гребенки соединяются между собой ленточным шлейфом с 40 или 80 (в зависимости от скорости) жилами.

PCIexpress - новый стандарт шины для подключения устройств расширения к системной плате. Отличается последовательным способом обмена и масштабируемостью для увеличения пропускной способности. В зависимости от числа параллельно работающих последовательных каналов стандарт предусматривает разную длину разъема с обратной совместимостью устройств с меньшим числом каналов и разъемов с большим. Производители уже используют эту шину на новых системных платах и намереваются заменить ей используемые еще шины PCI и AGP.

USB – порт для подключения внешних устройств. Производители на волне всеобщего перехода на последовательные шины и экономию стратегически ценной медной проволоки стремятся заменить интерфейсом USB все ранее использовавшиеся и использующиеся еще параллельные интерфейсы LPT и последовательные COM и PS/2.

IEEE1394 - это тоже последовательный интерфейс для внешних устройств, но более скоростной, чем USB. Если через USB могут работать клавиатуры, мыши, принтеры, сканеры, модемы, внешние дисководы и прочее медленное оборудование, то пропускной способности IEEE1394 хватает для перекачки видео, и используется этот интерфейс для подключения цифровых видеокамер, скоростных внешних DVD-приводов, сканеров.

Платформа - это совокупность базовых характеристик системной платы - на какой процессор она рассчитана, какой тип памяти, видео, устройств ввода-вывода она поддерживает. Например, можно говорить об "интеловской платформе" или "АМДэшной платформе" - так как процессоры этих двух производителей имеют различные конструктивные и логические особенности, сразу становится понятно, что в первом случае имеется в виду система на базе процессора Интел, во втором - АМД.

Внутри этой глобальной классификации тоже можно выделить свои "платформы". Например, Интел приложила героические усилия по смене платформы. Сложившаяся было платформа на базе процессора в конструктиве Socket 478, памяти DDR, видео AGP, интерфейса устройств расширения PCI и накопителей IDE, портов LPT и COM, по мнению Интел, должна была быть заменена на платформу с процессором в корпусе LGA 775, памятью DDR2, видео и устройств расширения PCI Express, накопителей SATA, а порты должны быть исключительно USB и IEEE1394.

Основные компоненты, установленные на материнской плате:

· ЦП

· набор системной логики (англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».

· Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport и SCI.

Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессор в AMD K8), что упрощает функции системного контроллера.

В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

· Южный мост (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

· ОЗУ (некоторая часть оперативной памяти может располагаться прямо на плате)

· загрузочное ПЗУ — хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

· Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

· Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

· Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).

Табл. 2.1.

Форм-фактор Физические размеры Спецификация, год Примечание
XT 8,5 х 11" (216 х 279 мм) IBM, 1983 архитектура IBM PC XT
AT 12 х 11"–13" (305 х 279–330 мм) IBM, 1984 архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower)
Baby-AT 8,5" х 10"–13" (216 х 254-330 мм) IBM, 1990 архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 г.)
ATX 12" х 9,6" (305 х 244 мм) Intel, 1995 для системных блоков типов MiniTower, FullTower
ATX Riser   Intel, 1999 для системных блоков типа Slim
eATX 12" х 13" (305 х 330 мм)    
Mini-ATX 11,2" х 8,2" (284 х 208 мм)   для системных блоков типа Tower и компактных Desktop
microATX 9,6" х 9,6" (244 х 244 мм) Intel, 1997 имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU
LPX 9" х 11"–13" (229 х 279–330 мм) Western Digital, 1987 для системных блоков типа Slim
Mini-LPX 8"–9" х 10"–11" (203–229 мм х 254–279 мм) Western Digital, 1987 для системных блоков типа Slim
NLX 8"–9" х 10"-13,6" (203–229 мм х 254–345 мм) Intel, 1997 предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX
FlexATX 9,6" х 7,5"-9.6" (244 х 190-244 мм) Intel, 1999 разработан как замена для форм-фактора MicroATX
WTX 14" × 16,75" (355,6 х 425,4 мм) для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня
Mini-ITX 6,7" х 6,7" (170 х 170 мм) VIA Technologies, 2003 допускаются только 100 Вт блоки питания
Nano-ITX (120 х 120 мм) VIA Technologies, 2004  
BTX 12,8" х 10,5" (325 х 267 мм) Intel, 2004 допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы
MicroBTX 10,4" х 10,5" (264 х 267 мм) Intel, 2004 допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы
PicoBTX 8,0" х 10,5" (203 х 267 мм) Intel, 2004 допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы
ETX и PC-104     используются для встраиваемых (embedded) систем
CEB 12" х 10,5" (305 х 267 мм) для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня
Pico-ITX 3,9" х 2,7" (100 х 72 мм) VIA, 2007 используются в ультракомпактных встраиваемых системах

 

Системная шина

Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

- шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

- шину адреса, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

- шину команд, содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

- шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему контроллер шины, формирующий основные сигналы управления.

Шина - совокупность проводников и протоколов передачи сигналов управления и данных по ним для организации передачи информации между устройствами. На заре появления микропроцессорных систем были изобретены параллельные шины, позволяющие подключать на одни и те же линии данных, адресов и управления несколько устройств. Например, процессор 8080 имел 8-разрядную шину данных и 16-разрядную шину адреса. Если не подключать все устройства параллельно к одной шине, тогда всю эту кучу проводов нужно будет тащить к каждому устройству отдельно, и микропроцессорная система и плата под нее неимоверно усложнится. Параллельное подключение устройств позволяет экономить линии шин данных и адреса, но требует от устройств, чтобы они могли, кроме перевода линий шин в высокое и низкое логические состояния, еще и отключаться от шины во избежание конфликтов. Выбор активного устройства производится путем декодирования состояния линий шины адреса, а направление передачи по параллельной шине определяется сигналами чтения и записи. Название «параллельная» определяется тем, что разряды данных, адреса или команды пересылаются одновременно – каждый разряд по своей линии передачи.

Обычно ведущим устройством (активным) на шине выступает процессор, но активными могут быть и другие устройства - например, контроллер прямого доступа к памяти (DMA - Direct Memory Access) может брать на себя управление шиной, и тогда процессор отключается от нее, давая возможность передать данные непосредственно в/из памяти, что получается быстрее и без прерывания выполняемой программы. В спецификации шины PCI, например, предусмотрен режим Bus Mastering, позволяющий получать управление шиной не только процессору или контроллеру DMA, но и другим устройствам на шине, если они достаточно интеллектуальны, чтобы это делать.

В последнее время наблюдается стремление разработчиков аппаратуры перейти от параллельных шин к последовательным. Объясняется это сложностями синхронизации обмена по параллельным шинам на высоких частотах - если физические проводники, реализующие шину, будут иметь различие по длине, на высоких частотах это приведет к расхождению фронтов сигналов на разных проводниках, увеличению времени, необходимого для установления переходных процессов перед подачей сигналов записи или чтения и, тем самым, ограничению максимальной скорости передачи и быстродействия устройств. Кроме того, увеличение разрядности процессоров, требует увеличения разрядности шин и количества выводов процессора, что делает систему громоздкой и ненадежной. Последовательные шины реализуются более простыми физическими средствами, но требуют более сложных устройств для передачи и приема, поскольку требуется преобразование информации из параллельной формы в последовательную и обратно, а при передаче формирование избыточных кодов для надежной передачи и коррекции ошибок, если они возникают. Последовательные шины более просты механически, более устойчивы к помехам и в перспективе имеют более широкие перспективы для перехода на высшие скорости обмена.

К шине подключаются адаптеры или контроллеры, служащие для согласования работы устройства с остальными блоками ПК.

Адаптер – блок для соединения устройств, использующих различные интерфейсы.

Контроллер – то же, что и адаптер, только с некоторыми самостоятельными функциями, способен выполнять собственные программы управления.

 

Микропроцессор

Микропроцессор (МП) — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Микропроце́ссор — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.

История микропоцессоров

В конце 1970 г. компания Intel приступила к выпуску первого в мире микропроцессора модели 4004. Он был четырехразрядным, то есть за одну операцию (такт) обрабатывал одно 4-разрядное число. В 1972 г. Intel разработала 8-разрядный микропроцессор модели 8008, а в 1978 г. — первый 16-раз рядный процессор 8086. Он стал базой для персональных компьютеров IBM PC XT, ставших стандартом де-факто для всей компьютерной индустрии. Затем появились процессоры 80286, 80386 (первый 32-разрядный процессор), 80486. С появлением в 1995 г. процессоров Pentium начался новый этап развития персональных компьютеров, когда они стали не только рабочим инструментом, но и домашним, бытовым устрой ством повседневного использования.

В 1995 г. персональный компьютер, оснащенный процессором Pentium 100 и 16 Мбайт оперативной памяти, стал продаваться по цене ниже 3000$. Видимо, этот рубеж стал психологическим барьером, поскольку продажи росли с космической скоростью вплоть до насыщения рынка, когда в развитых странах 80-85% семей стали владельцами ПК. Поначалу главными покупателями выступали студенты и аспиранты, затем к ним подключились школьники и их родители. В последнее время в мире продается около 200 миллионов ПК в год, а средняя цена настольной персоналки не превышает 1000$.

С 1995 г. и по настоящее время различные фирмы выпустили свыше 120 моделей процессоров для персональных компьютеров. Некоторые из них стали знаковыми явлениями в компьютерной индустрии. Основными производителями процессоров для ПК в рассматриваемый период стали компании Intel и AMD. Корпорация Intel с 1995 г. и по настоящее время использовала семь моделей платформ с различными интерфейсами про цессоров: от Socket 5 до Socket 775. Компания AMD использовала немного меньше — пять платформ (от Socket 7 до Socket 939). Таким образом, в среднем актуальность платформы сохранялась в течение полутора-двух лет.

Материнская плата. Статья

Материнская плата стандарта ATX

Компоненты материнской платы

Матери́нская пла́та (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата; сленг. мама, мать, материнка) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.

Основные компоненты, установленные на материнской плате:

  • ЦПУ

  • набор системной логики (англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: северного и южного моста.

  • Северный мост (англ. Northbridge), системный контроллер, обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться шины FSB, Hyper-Transport или SCI.

Так как к системному контроллеру подключается ОЗУ, то он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. В настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в СБИС ЦПУ, что меняет роль системного контроллера.

В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее эту нишу занимали шины AGP и PCI.

  • Южный мост (англ. Southbridge), периферийный контроллер, содержит контроллеры периферийных устройств (контроллер НЖМД, контроллер Ethernet, аудио-контроллер), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (шина LPC используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — СБИС, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

  • ОЗУ

  • загрузочное ПЗУ — хранит ПО, которое, исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

  • Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

  • Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

  • Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).

Форм-фактор

Физические размеры

Спецификация, год

Примечание

XT

8,5 × 11" (216 × 279 мм)

IBM, 1983

архитектура IBM PC XT

AT

12 × 11"–13" (305 × 279–330 мм)

IBM, 1984

архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower)

Baby-AT

8,5" × 10"–13" (216 × 254-330 мм)

IBM, 1990

архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 г.)

ATX

12" × 9,6" (305 × 244 мм)

Intel, 1995

для системных блоков типов MiniTower, FullTower

ATX Riser

Intel, 1999

для cистемных блоков типа Slim

eATX

12" × 13" (305 × 330 мм)

Mini-ATX

11,2" × 8,2" (284 × 208 мм)

для системных блоков типа Tower и компактных Desktop

microATX

9,6" × 9,6" (244 × 244 мм)

Intel, 1997

имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU

LPX

9" × 11"–13" (229 × 279–330 мм)

Western Digital, 1987

для системных блоков типа Slim

Mini-LPX

8"–9" × 10"–11" (203–229 мм × 254–279 мм)

Western Digital, 1987

для системных блоков типа Slim

NLX

8"–9" × 10"-13,6" (203–229 мм × 254–345 мм)

Intel, 1997

предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX

FlexATX

9,6" × 7,5"-9.6" (244 × ?-244 мм)

Intel, 1999

разработан как замена для форм-фактора MicroATX

WTX

14" × 16,75" (355,6 × 425,4 мм)

1999

для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня

Mini-ITX

6,7" × 6,7" (170 × 170 мм)

VIA Technologies, 2003

допускаются только 100 Вт блоки питания

Nano-ITX

(120 × 120 мм)

VIA Technologies, 2004

BTX

12,8" × 10,5" (325 × 267 мм)

Intel, 2004

допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы

MicroBTX

10,4" × 10,5" (264 × 267 мм)

Intel, 2004

допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы

PicoBTX

8,0" × 10,5" (203 × 267 мм)

Intel, 2004

допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы

ETX и PC-104

используются для встраиваемых (embedded) систем

CEB

12" × 10,5" (305 × 267 мм)

2005

для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня

Pico-ITX

3,9" × 2,7" (100 х 72 мм)

VIA, 2007

используются в ультракомпактных встраиваемых системах

Наиболее известными производителями материнских плат на российском рынке в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, Intel, Elitegroup, MSI. Ранее большой известностью пользовались платы фирм Abit и Epox, но сейчас доля их на российском рынке невелика. Из российских производителей материнских плат можно упомянуть только компанию Формоза, которая производила платы, используя компоненты фирм Lucky Star и Albatron.

Материнская плата. Структура типовой материнской платы. Форм-фактор материнских плат.

Материнская плата — основной компонент каждого ПК. Называется главной, или системной, платой. Это самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и взаимодействует с внешними устройствами. Материнская плата является основным элементом внутри ПК, влияющим на производительность компьютера в целом.

Структура типовой материнской платы:

‒ процессор, установленный в специальный разъем и охлаждаемый радиатором с вентилятором;

‒ микросхемы кэш-памяти второго уровня (внешней). В современных процессорах эти микросхемы устанавливаются на плату картриджа центрального процессора;

‒ слоты для установки модулей оперативной памяти;

‒ слоты для установки карт расширения. Как правило, на материнских платах имеются разъемы для карт стандарта ISA и PCI. Современные модели материнских плат оборудованы дополнительно слотом AGP. Наличие слотов и возможность установки в них любых карт расширения (видеоадаптера, звуковой карты, модема, карты АЦП и других) определяет открытую архитектуру ПК;

‒ микросхема перепрограммируемой памяти, в которой хранятся программы BIOS, программы тестирования ПК, загрузки операционной системы, драйверы устройств, начальные установки;

‒ разъемы для подключения накопителей HDD, FDD.

Форм-фактор материнских плат:

Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

  1. Структура шин пк. Основные характеристики шины. Стандарты шин пк.

Шиной называется вся совокупность линий (проводники на материнской плате), по которым обеспечиваются информацией компоненты и устройства ПК. Шина предназначена для обмена информации между двумя и более устройствами. Шина, которая связывает два устройства, называется портом.

CPU, кэш, СШ, контрольная память АБР/PCI, слот для подключения видеокарты АGP, USBISA.

Виды шин:

  • Системная шина- используется для пересылки информации к процессору и обратно.

  • Шина кэш-памяти- используется для передачи информации между процессором и кэш-памятью.

  • Шина-памяти- используется для передачи информации между ОЗУ и процессором.

  • Шины ввода/вывода информации:

-локальная шина ввода/вывода информации- это скоростная шина, предназначенная для обмена информации между скоростными и периферийными устройствами и процессором.

-стандартные шины ввода/вывода- используются для подключения к всем перечисленным выше шин + к малоскоростной периферии.

Основные характеристики шин:

  • Разрядность- определяется числом параллельных проводников, входящих в нее.

  • Пропускная способность шин- определяется количеством байт информации, передаваемых по шине за секунду; для ее определения необходимо умножить тактовую частоту шины на ее разрядность.

  1. Последовательный и параллельный порты.

После́довательный порт — двунаправленный последовательный интерфейс.

Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом. Ранее последовательный порт использовался для подключения терминала, позже для модема или мыши. Сейчас он используется для соединения с источниками бесперебойного питания, для связи с аппаратными средствами разработки встраиваемых вычислительных систем, спутниковыми ресиверами, а также с приборами систем безопасности объектов.С помощью COM-порта можно соединить два компьютера. Достоинством технологии является крайняя простота оборудования. Недостатком является низкая скорость, крупные размеры разъемов, а также зачастую высокие требования к времени отклика ОС и драйвера и высокое количество прерываний (одно на половину аппаратной очереди, т.е. 8 байт).

Паралле́льный порт — тип интерфейса, разработанный для компьютеров (персональных и других) для подключения различных периферийных устройств. В вычислительной технике параллельный порт является физической реализацией принципа параллельного соединения. Он также известен как принтерный порт или порт Centronics. Определяет двунаправленный вариант порта, который позволяет одновременно передавать и принимать биты данных. Для потребителей USB интерфейс, а в некоторых случаях Ethernet эффективно заменили параллельный порт принтера. Многие производители персональных компьютеров и ноутбуков рассматривают параллельный порт как устаревшее наследие прошлого и больше не поддерживают параллельный интерфейс. Разработаны и доступны адаптеры «USB-параллельный интерфейс», которые позволяют подключать принтеры с параллельным интерфейсом к USB портам.

Материнская плата — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Материнская плата стандарта ATX персонального компьютера (модель MSI K7T266 Pro2) Схема материнской платы IBM PC совместимого компьютера. В последних поколениях процессоров, таких как Intel Skylake, северный мост расположен на самом процессоре.

Матери́нская (систе́мная) пла́та (от англ. motherboard, MB или англ. mainboard — главная плата) — печатная плата, являющаяся основой построения модульного устройства, например — компьютера.

Материнская плата содержит основную часть устройства, дополнительные же или взаимозаменяемые платы называются дочерними или платами расширений.

Обычные компоненты материнской платы компьютера

В качестве основных (несъёмных) частей материнская плата имеет:

Материнская плата с сопряженными устройствами монтируется внутри корпуса с блоком питания и системой охлаждения, формируя в совокупности системный блок компьютера.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъёма процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей (что имеет ключевое значение для снижения стоимости владения, англ. TCO).

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Это принципиальное решение производителя, обусловленное желанием создать на рынке несовместимый с существующими продуктами «бренд» (Apple, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett-Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты) и эксклюзивно производить к нему периферийные устройства и аксессуары.

Предназначение компьютера (бизнес, персональный, игровой) в значительной степени влияют на выбор поставщика материнской платы.

Таким образом, покупка отдельной материнской платы обоснована созданием компьютера «особой» конфигурации, например, малошумного или игрового.

Определение модели

Определить модель установленной материнской платы можно

  • визуально, с помощью заводских этикеток,
  • с помощью программного инструментария типа DMI
  • программно, с помощью утилиты типа CPU-Z. В Linux можно использовать утилиту dmidecode, в Windows — SIW или AIDA64, Everest.

Технологии энергосбережения

Повышенное внимание к «зеленым» технологиям, требующим энергосберегающих и экологически безопасных решений, и обеспечение важных для материнских плат характеристик, вынудило многие компании-производители разрабатывать различные решения в этой области.

С постоянным увеличением популярности электронных приборов на протяжении ближайших 20—30 лет Евросоюз решил ввести эффективную стратегию для решения вопросов энергопотребления. Для этого были выпущены требования по энергоэффективности — ErP (Energy-related Products) и EuP (Energy Using Product). Стандарт разработан для определения энергопотребления готовых систем. По требованию ErP/EuP, система в выключенном состоянии должна потреблять менее 1 Вт мощности.

Спецификации ErP/EuP 2.0 намного строже первой версии. Для соответствия ErP/EuP 2.0 (вступила в действие в 2013 году) полное энергопотребление компьютера в выключенном состоянии не должно превышать 0,5 Вт.

  • EPU Engine
  • Ultra Durable (версии 1, 2 и 3) — технология от Gigabyte[1], призванная улучшить температурный режим и надежность работы материнской платы, которая подразумевает:
    • Увеличенная (удвоенная) толщина медных слоев толщиной 70 мкм (2 унции/фут²) как для слоя питания, так и для слоя заземления системной платы снижает полное сопротивление платы на 50 %, что обеспечивает снижение рабочей температуры компьютера, повышение энергоэффективности и улучшение стабильности работы системы в условиях разгона.
    • Использование полевых транзисторов, обладающих пониженным сопротивлением в открытом состоянии (RDS(on)). Транзисторы преобразователей питания +12 вольт выделяют относительно много тепла и, когда говорят об охлаждении подсистемы питания процессора, то подразумевают именно их.
    • Использование дросселей с ферритовым сердечником — эти дроссели обеспечивают меньшие потери энергии и меньший уровень электромагнитного излучения.[2]
    • Использование безсвинцового припоя.
    • Повторное использование картона и пластика упаковки.

См. также

Примечания

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — С. 241—443. — ISBN 0-7897-3404-4.

Ссылки

Материнская плата Википедия

Материнская плата стандарта ATX персонального компьютера (модель MSI K7T266 Pro2)

Матери́нская (систе́мная) пла́та (от англ. motherboard, MB или англ. mainboard — главная плата), (в просторечии: материнка, мать и т. п.) — печатная плата, являющаяся основой построения модульного устройства, например — компьютера.

Материнская плата содержит основную часть устройства, дополнительные же или взаимозаменяемые платы называются дочерними или платами расширений.

Схема материнской платы IBM PC совместимого компьютера. В последних поколениях процессоров, таких как Intel Skylake, северный мост расположен на самом процессоре.

История

До изобретения микропроцессора цифровой компьютер состоял из нескольких печатных плат в корпусе картотеки с компонентами, соединенными объединительной платой, набором соединенных между собой разъемов. В очень старых разработках медные провода соединяли контакты разъема карты, но вскоре стандартной практикой стало использование печатных плат. Центральный процессор (ЦП), память и периферийные устройства были размещены на отдельных печатных платах, которые были подключены к задней панели. Широко распространенная шина S-100 1970-х годов является примером такого типа систем объединительной платы.

Самые популярные компьютеры 1980-х годов, такие как Apple II и IBM PC, публиковали принципиальные схемы и другую документацию, которая позволяла производить быструю обратную разработку и замену материнских плат сторонних производителей. Обычно предназначенные для создания новых компьютеров, совместимых с образцами, многие материнские платы предлагали дополнительную производительность или другие функции и использовались для обновления оригинального оборудования производителя.

В конце 1980-х и начале 1990-х годов стало экономически целесообразным переносить все увеличивающееся количество периферийных функций на материнскую плату. В конце 1980-х годов материнские платы для персональных компьютеров стали включать одиночные ИС (также называемые микросхемами Super I/O), способные поддерживать набор низкоскоростных периферийных устройств: клавиатуры, мыши, дисковода гибких дисков, последовательных и параллельных портов. К концу 1990-х годов многие материнские платы для персональных компьютеров включали встроенные функции аудио, видео, хранения и сетевых функций потребительского уровня без необходимости использования каких-либо плат расширения; высококлассные системы для 3D-игр и компьютерной графики, за исключением видеокарты, обычно сохраняется на материнской плате. Корпоративным ПК, рабочим станциям и серверам, скорее всего, потребуются карты расширения либо для более надежных функций, либо для более высоких скоростей.

Лэптопы и ноутбуки, разработанные в 1990-х годах, объединяли самые распространенные периферийные устройства. Они даже включали в себя материнские платы без обновляемых компонентов, и эта тенденция сохранится даже тогда, когда будут изобретены более мелкие устройства (например, планшеты и нетбуки).

Эволюция материнских плат IBM PC-совместимых компьютеров

  • Первая модель IBM PC содержала на материнской плате минимум устройств: процессор, математический сопроцессор, ОЗУ, ПЗУ с BIOS, шину ISA, контроллер клавиатуры и служебную логику. Память была набрана отдельными микросхемами, вставленными в панели, а вся служебная логика была построена на микросхемах малой степени интеграции. Изменение конфигурации осуществлялось перемычками либо DIP-переключателями. Кроме слотов расширения ISA на плате имелись лишь разъёмы для подключения клавиатуры и магнитофона. Все прочие устройства (видеоадаптер, контроллер гибких и жёстких дисков, COM и LPT — портов) располагались на платах расширения;
  • С появлением IBM PC/AT размер платы и положение точек крепление было стандартизировано как «форм-фактор AT». От разъёма магнитофона было решено отказаться, т.к. этот способ хранения данных оказался для PC бесперспективным. На плате появились часы реального времени и энергонезависимая память, куда были перенесены часть функций настройки системы.
  • По мере набора популярности архитектурой IBM PC для взаимодействия процессора с другими компонентами компьютера начали изготавливаться специализированные микросхемы, называемые чипсетом. Это позволило снизить стоимость материнских плат и одновременно перенести на них часть функций, ранее работавших через платы расширения — контроллеры дисков, коммуникационных портов и т.д.
  • Для повышения надёжности, облегчения апгрейда и экономии места на материнской плате микросхемы ОЗУ начали объединять в модули, которые устанавливались на плату вертикально — сначала это были SIPP — модули, которые однако оказались недостаточно надёжными и вскоре были вытеснены SIMM, а затем — DIMM.
  • По мере роста производительности процессоров росло энергопотребление и соответственно тепловыделение. Поздние модели процессоров 80486 уже требовали активного охлаждения, которое должно крепиться к материнской плате. С целью снижения потребления энергии логические уровни, а следовательно и напряжение питания процессора, были снижены сначала до 3,3В, а потом ещё ниже — вплоть до напряжений около вольта. Для обеспечения столь низкого напряжения требуется располагать вторичный источник питания (так называемый VRM, англ. Voltage regulator module — модуль регулятора напряжений) в непосредственной близости от процессора на материнской плате.
  • С 1995 года стандарт ISA начал вытесняться более совершенной шиной PCI. Однако, вскоре пропускной способности этой шины уже не хватало для работы высокопроизводительных видеокарт, и специально для этого в 1996 году был разработан порт AGP, который устанавливался на материнские платы одновременно с разъёмами PCI и иногда даже ISA.
  • К середине 1990-х стандарт материнской платы AT устарел, однако из-за того, что разработанный в 1995 году стандарт ATX был несовместим с AT по корпусу и блоку питания, платы типа AT продолжали выпускаться до конца 1990-х. Новый стандарт включал выводы управления блоком питания на питающей колодке. Также на корпусе должной быть прямоугольное окно для дополнительных разъёмов, которая закрывается заглушкой, поставляемой в комплекте с материнской платой — количество и расположение разъёмов в этой зоне не регламентируется ограничено только её геометрическими размерами.
  • В 1995 году был разработан стандарт USB, однако на материнские платы он стал встраиваться только в конце 1990-х — отчасти благодаря фирме Apple, которая в то время продавала хоть и несовместимые с x86 компьютеры, но поспособствовала разработке периферийных устройств под новый порт. В результате, стандарты ATX и USB получили широкое распространение практически одновременно в начале 2000-х: практически все материнские платы стандарта ATX поддерживали USB, в то время как платы стандарта AT — как правило нет.
  • разъёмы процессора вплоть до Socket 7 были универсальными — позволяли устанавливать в них процессоры одного поколения как от Intel, так и от AMD и Cyrix. В дальнейшем Intel и AMD стали изготавливать процессоры, несовместимые друг с другом механически и электрически.
  • Процессор Pentium II и некоторые другие распаивались на отдельной плате вместе с кэшем и устанавливались в специальный разъём вертикально, как карты расширения, однако в дальнейшем такая компоновка распространения не получила и встречается в основном на промышленных и встроенных компьютерах.
  • По мере роста производительности процессоров и видеокарт, их энергопотребление также росло, из-за чего на материнских платах начали появляться дополнительные разъёмы для питания процессора. Для повышения стабильности и снижения пульсаций преобразователи напряжения для питания процессора и других компонент стали выполнять многофазными.
  • С середины 2000-х годов разъём ATA начинает вытесняться разъёмом SATA (некоторое время существуя параллельно). Разъём SATA значительно компактнее и на материнской плате их размещают до десятка, иногда и больше. Только вместе с разъёмом IDE уходят и разъёмы для флоппи-дисков, которые продолжали использоваться, несмотря на то, что их объёма было недостаточно уже для начала 90-х.
  • Также с середины 2000-х начали появляться материнские платы на шине PCI Express, призванной заменить как PCI, так и AGP. И если AGP была вытеснена довольно быстро, то для PCI было изготовлено большое количество достаточно большое количество устройств, поэтому разъёмы PCI (а иногда даже ISA) продолжают иногда устанавливаться на материнские платы спустя больше десятка лет после появления PCI Express.
  • Также с целью снижения шума при малых нагрузках и увеличения эффективности при больших, материнские платы стали оснащаться термодатчиками и цепями управления вентиляторами. Также термодатчики стали встраивать непосредственно в процессоры. Особенно важно это было энтузиастам оверклокинга.
  • Если ранее обновление BIOS было возможно только с использованием программатора, то с середины 2000-х появилась возможность обновления напрямую из операционной системы, что давало больше возможностей для оверклокинга, а также позволяло исправлять ошибки в BIOS.
  • В 2013 году был представлен новый формат карт расширения — M.2. Такие карты имеют небольшой размер и устанавливаются на материнскую плату горизонтально. В основном карты формата M.2 используется для высокоскоростных SSD-накопителей и адаптеров Wi-Fi-сетей. Главное преимущество карт M.2 для SSD-накопителей — возможность использования протокола NVMe вместо AHCI, что позволяет значительно увеличить как скорость последовательного, так и случайного чтения/записи за счёт распараллеливания. Кроме того, SSD-карты формата M.2 устанавливаются на плату, не требуя дополнительных кабелей и креплений, что может очень удобно в малогабаритных сборках.
  • В конце 2010-х в моду входят ПК с прозрачной стенкой корпуса для демонстрации его содержимого. Производители материнских плат стали наносить на платы шелкографию, устанавливать радиаторы вычурной формы, предназначенные не только для рассеивания тепла, но и часто чисто в декоративных целях. Также материнские платы для энтузиастов могут оснащаться декоративной подсветкой.
  • Также в 2010-х годах стали набирать популярность миниатюрные материнские платы стандартов microATX и mini-ITX для сборки высокопроизводительных систем в компактном корпусе.

Обычные компоненты материнской платы компьютера

В качестве основных (несъёмных) частей материнская плата имеет:

Материнская плата с сопряженными устройствами монтируется внутри корпуса с блоком питания и системой охлаждения, формируя в совокупности системный блок компьютера.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъёма процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей (что имеет ключевое значение для снижения стоимости владения, англ. TCO).

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Это принципиальное решение производителя, обусловленное желанием создать на рынке несовместимый с существующими продуктами «бренд» (Apple, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett-Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты) и эксклюзивно производить к нему периферийные устройства и аксессуары.

Предназначение компьютера (бизнес, персональный, игровой) в значительной степени влияют на выбор поставщика материнской платы.

Таким образом, покупка отдельной материнской платы обоснована созданием компьютера «особой» конфигурации, например, малошумного или игрового.

Определение модели

Определить модель установленной материнской платы можно

  • визуально, с помощью заводских этикеток,
  • с помощью программного инструментария типа DMI
  • программно, с помощью утилиты типа CPU-Z. В Linux можно использовать утилиту dmidecode, в Windows — SIW или AIDA64, Everest.

Технологии энергосбережения

Повышенное внимание к «зеленым» технологиям, требующим энергосберегающих и экологически безопасных решений, и обеспечение важных для материнских плат характеристик, вынудило многие компании-производители разрабатывать различные решения в этой области.

С постоянным увеличением популярности электронных приборов на протяжении ближайших 20—30 лет Евросоюз решил ввести эффективную стратегию для решения вопросов энергопотребления. Для этого были выпущены требования по энергоэффективности — ErP (Energy-related Products) и EuP (Energy Using Product). Стандарт разработан для определения энергопотребления готовых систем. По требованию ErP/EuP, система в выключенном состоянии должна потреблять менее 1 Вт мощности.

Спецификации ErP/EuP 2.0 намного строже первой версии. Для соответствия ErP/EuP 2.0 (вступила в действие в 2013 году) полное энергопотребление компьютера в выключенном состоянии не должно превышать 0,5 Вт.

  • EPU Engine
  • Ultra Durable (версии 1, 2 и 3) — технология от Gigabyte[1], призванная улучшить температурный режим и надежность работы материнской платы, которая подразумевает:
    • Увеличенная (удвоенная) толщина медных слоев толщиной 70 мкм (2 унции/фут²) как для слоя питания, так и для слоя заземления системной платы снижает полное сопротивление платы на 50 %, что обеспечивает снижение рабочей температуры компьютера, повышение энергоэффективности и улучшение стабильности работы системы в условиях разгона.
    • Использование полевых транзисторов, обладающих пониженным сопротивлением в открытом состоянии (RDS(on)). Транзисторы преобразователей питания +12 вольт выделяют относительно много тепла и, когда говорят об охлаждении подсистемы питания процессора, то подразумевают именно их.
    • Использование дросселей с ферритовым сердечником — эти дроссели обеспечивают меньшие потери энергии и меньший уровень электромагнитного излучения.[2]
    • Использование бессвинцового припоя.
    • Повторное использование картона и пластика упаковки.

См. также

Примечания

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — С. 241—443. — ISBN 0-7897-3404-4.

Ссылки

Материнская плата - это... Что такое Материнская плата?

Материнская плата стандарта ATX (модель MSI K7T266 Pro2) Компоненты материнской платы

Материнская плата (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата; сленг. мама, мать, материнка) — сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера либо сервера начального уровня (центральный процессор, контроллер оперативной памяти и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Именно материнская плата объединяет и координирует работу таких различных по своей сути и функциональности комплектующих, как процессор, оперативная память, платы расширения и всевозможные накопители.

Основные компоненты

Основные компоненты, устанавливаемые на материнской плате:

  • Центральный процессор (ЦПУ).
  • Набор системной логики (чипсет — англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».
  • Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.
Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как HyperTransport и SCI.
Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессоры в AMD K8 и Intel Core i7), что упрощает функции системного контроллера и снижает тепловыделение.
В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.
  • Южный мост (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку исторических низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).
Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.
  • Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. ОЗУ изготавливается как отдельный блок; также может входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера в виде оперативной памяти.
  • Загрузочное ПЗУ. Хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места её крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъёма центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например, Apple, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett-Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы[источник не указан 451 день]).

Наиболее известными производителями материнских плат на российском рынке в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, MSI, Intel, Biostar, Elitegroup, ASRock[источник не указан 451 день]. В России материнские платы производит компания «Формоза» (использовались компоненты фирм Lucky Star и Albatron)[1]. На Украине — корпорация «Квазар-Микро»[2].

Определение модели

Определить модель установленной материнской платы можно с помощью DMI. В Linux можно использовать утилиту dmidecode, в Windows — SIW или AIDA64.

Технологии энергосбережения

Повышенное внимание к «зеленым» (энергосберегающим) технологиям (а также традиционно важные для материнских плат надёжность и стабильность питания) вынудило многие компании-производители разрабатывать различные решения в этой области.

Ultra Durable (версии 1, 2 и 3) — технология от Gigabyte[3], призванная улучшить температурный режим и надежность работы материнской платы, которая подразумевает:

  • Увеличенная (удвоенная) толщина медных слоев толщиной 70 мкм (2 унции/кв.фут) как для слоя питания, так и для слоя заземления системной платы снижает полное сопротивление платы на 50 %, что обеспечивает снижение рабочей температуры компьютера, повышение энергоэффективности и улучшение стабильности работы системы в условиях разгона.
  • Использование полевых транзисторов, обладающих пониженным сопротивлением в открытом состоянии (RDS(on)). Транзисторы преобразователей питания +12ATX выделяют относительно много тепла и, когда говорят об охлаждении подсистемы питания процессора, то подразумевают именно их.
  • Использование дросселей с ферритовым сердечником — помимо большей (по сравнению с традиционными моделями) устойчивостью к окислению, эти дроссели обеспечивают меньшие потери энергии и меньший уровень электромагнитного излучения.[4]

Евросоюзом выдвигаются требования по энергоэффективности ErP (Energy-related Products).

Материнские платы мобильных компьютеров

Материнские платы портативных компьютеров (ноутбуков) существенно отличаются от материнских плат настольных компьютеров: в них встроено множество комплектующих (например, видеокарта), которые на обычных персональных компьютерах просто подключаются к ней. Это обеспечивает компактные габариты и низкое энергопотребление ноутбука, но приводит к меньшей надёжности, проблемами с теплоотводом, значительному увеличению стоимости материнских плат, а также отсутствию взаимозаменяемости.

Примечания

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК для новичков = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — С. 241—443. — ISBN 0-7897-3404-4

Ссылки

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *