Что не размещается на материнской плате
Обновлено: 07.07.2024
Устройство, которое является связующим звеном между всеми компонентами компьютерной системы. Оно обеспечивает адекватное взаимодействие процессора с памятью, видеокарты с процессором, звуковухи с видеокартой и тд. и тп.
Чтобы их связывать между собой во-первых нужны разъемы, куда они(компоненты будут вставляться). Во-вторых нужны особые микросхемы, которые будут регулировать их "взаимоотношения" и все что с этим связано.
Устройство системных плат
Разберем все довольно коротко и поверхностно, ведь если разбирать детально, то можно написать небольшую книгу. На схеме, которую я нарисовал выше — основные (по моему мнению) узлы платы:
Сокет
Гнездо установки процессоров. Если совсем просто — сюда мы вставляем процессор, сокеты бывают разных типов, LGA и PGA, а также BGA. LGA — пружинящие контакты, PGA — отверстия под ножки, BGA — припаянный с помощью специальных шариков к плате процессор.
Вы ничего не сможете сделать с этой частью платы, но это крайне важный модуль платы. Нужен для преобразования тока таким образом, чтобы напряжение было низким, а сила тока достаточно высокой для питания процессора, оперативы и видеоядра. Состоит из полевых транзисторов, дросселей.
Чипсет(набор системной логики)
Иногда состоит из двух микросхем(северный и южный мост), иногда из одного(объединяет в себе две).
Северный мост — отвечает за работу оперативы, за процессор, видеоадаптеры и шины их связывающие. Иногда контроллер памяти вынесен в процессор. Соответственно и за разгон в какой-то мере тоже отвечает северный мост.
Южный мост — работа периферийных устройств (мониторы, USB устройства, колонки и тд и тп)
Слоты и разъемы
Все остальное на материнской плате является разъемами под самые разные устройства, за исключением пожалуй сетевого, звукового адаптера, микросхемы bios, батарейки и различных радиокомпонентов обеспечивающих стабильную работу материнки на более низком, электронном уровне.
В разных материнках разные наборы разъемов, какие-то нужно сугубо для работы с серверами, какие-то работают со старыми устройствами, какие-то с новыми. Количество соответственно тоже разное.
Характеристики системных плат
Давайте поговорим о том, что важно при выборе материнки и почему.
Сокет
Розетка с английского. Гнездо, как уже говорилось выше, для установки процессора. Очевидно должно совпадать с сокетом процессора, но есть исключения (некоторые процессоры AM3 процессоры можно вставить в AM2+ платы, как и AM2 в AM2+, а AM3 процессоры пойдут в AM3+ сокеты). Впрочем, исключений очень мало, потому мой совет, если не уверены в совместимости — ВСЕГДА ВЫБИРАЙТЕ ПРОЦЕССОР ТОГО ЖЕ СОКЕТА, ЧТО И МАТЕРИНКА.
Чипсет
Это довольно сложный параметр, для каждого сокета надо искать все чипсеты и сравнивать между собой, чтобы понимать какие преимущества он может дать. Иногда чипсет отвечает за поддержку какой-либо серии или модели процессора. Потому надо всегда смотреть, ЧТОБЫ ЧИПСЕТ ПОДДЕРЖИВАЛ ВЫБИРАЕМЫЙ ВАМИ ПРОЦЕССОР. И даже если вы подобрали правильный чипсет иногда, практически никогда, но бывает, что процессор может не подойти из-за непрошитого под ваш проц BIOS. Будьте внимательны!
Форм-фактор
Это собственно, какого формата и какого размера ваша плата, учитывайте этот параметр при выборе корпуса. У корпуса и у материнской платы они, разумеется, должны совпадать.
Любой, кто разбирал компьютер, видел как много различных элементов на материнской плате, в этой статье я постараюсь кратко описать и показать основные компоненты, устанавливаемые на материнские платы современных компьютеров.
Или мосфет. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Резистор - это пассивный элемент радиоэлектронной аппаратуры, предназначенный для создания в электрической цепи требуемой величины электрического сопротивления, обеспечивающий перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.
Электролитические конденсаторы схожи с аккумуляторами, но в отличии от которых выводят весь свой заряд в крошечные доли секунды. Используются, чтобы выровнять напряжение или блокировать постоянный ток в цепи.
Керамические SMD, танталовые, ниобиевые и др. Лучше для электроники, которая не требует высокой интенсивности работы.
Светодиод (LED). В основном LED - крошечные лампочки.
Катушки и индуктивности
Индуктор (дроссель) - обмотка провода, катушка, используется для смягчения скачка тока при запуске. Зачастую стоят перед процессором.
Генератор тактовых частот.
Генератор тактовых частот (клокер) — устройство, формирующее тактовые частоты, используемые на материнской плате и в процессоре.
Кварц перемещает энергию назад и вперед между двумя формами в равные доли времени. Задаёт частоту работы всей электрической схемы.
SuperIO (SIO, MultiIO, MIO, "мультик").
Третья по значимости и размеру микросхема на материнской плате – после мостов. Отвечает за порты ввода-вывода (COM, LPT, GamePort, инфракрасный порт, PS/2 для клавиатуры и мыши и др.). Является микроконтроллером (выполняет часть прошивки биос), выродился из контроллера клавиатуры, но в современных платах выполняет множество важных функций. Он например мониторит сигналы с Шим и когда убедится что всё ОК с питанием - даёт южному мосту команду "нажали на вкл, запускайся", ещё он управляет режимами S0-S5. На текущий момент это его основной функционал, а функции ввода - вывода - отмирающий придаток. Зачастую обладает дополнительным функционалом:
встроенный Hardware Monitoring
контроллер управления скоростью вентиляторов
интерфейс для подключения CompactFlash-карт.
ШИМ-контроллер (от Широтно-Импульсная Модуляция) - главная микросхема, управляющая напряжением на материнской плате.
Мосты (северный и южный).
Северный мост (MCH).
Одним из основным составляющим компонентом материнской платы будь то компьютера либо ноутбука является Северный мост (англ. Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, также — контроллер-концентратор памяти с английского Memory Controller Hub)
MCH является системным контроллером чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключено следующие оборудование:
1. через Front Side Bus — микропроцессор, если в составе процессора нет контроллера памяти, тогда через шину контроллера памяти подключена— оперативная память.
2. через шину графического контроллера — видеоадаптер (в материнских платах нижнего ценового диапазона, видеоадаптер часто встроенный. В таком случае северный мост, произведенный Intel, называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub).
Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность):
- системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого — до какой степени может быть разогнан компьютер);
- оперативной памяти (тип — например SDRAM, DDR, DDR2, её максимальный объем);
Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы.
В свою очередь, северный мост соединён с остальной частью материнской платы через согласующий интерфейс и южный мост. Когда технологии производства не позволяют скомпенсировать возросшее, вследствие усложнения внутренней схемы, тепловыделение чипа, современные мощные микросхемы северного моста помимо пассивного охлаждения (радиатора) для своей бесперебойной работы требуют использования индивидуального вентилятора или системы жидкостного охлаждения, что в свою очередь увеличивает энергопотребление всей системы и требует более мощного блока питания.
Минуя северный мост согласно нашей схеме двигаясь на юг на материнской плате расположен южный мост.
Южный мост ( ICH)
Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH).
Если взять функциональность, то южный мост включает в себя:
- контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O;
- PATA (IDE) и SATA контроллеры;
- часы реального времени (Real Time Clock);
- управление питанием (Power management, APM и ACPI);
- энергонезависимую память BIOS (CMOS);
- звуковой контроллер (обычно AC'97 или Intel HDA).
Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire, аудио-кодек и др. Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода).
Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать и поддержку шины PCI-X и PCI Express. Хотя поддержка шины ISA используется достаточно редко, она все таки является неотъемлемой частью современного южного моста. Шина SM используется для связи с другими устройствами на материнской плате (например, для управления вентиляторами). Контроллер DMA позволяет устройствам на шине ISA или LPC получать прямой доступ к оперативной памяти, обходясь без помощи центрального процессора.
Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объёму область памяти для хранения системных настроек (настроек BIOS).
Меню настроек Bios.
Северный и южный мосты материнской платы вкупе составляют одно целое устройство управления всей системой так сказать глаза, уши, руки ЦП. Вкупе эти два чипа называются – чипсет.
Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты так можно встретить и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.
Чаще всего чипсет современных материнских плат компьютеров состоит из двух основных микросхем северного и южного моста (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH):
Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.
Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъёма LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI.
Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящих из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.
В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованны фирмы-производители процессоров. Исходя из этого, ведущими фирмами (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы, специально для производителей материнских плат, так называемые англ. referance-чипсеты. После обкатки на таких чипсетах, выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии (а учитывая глобализацию мировых производителей, кросс-лицензии) выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.
Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86: Intel, NVidia, ATI/AMD: (после перекупки в 2006 году ATi вошла в состав Advanced Micro Devices), Via, SiS
Микропроцессор (ЦП)- является полным механизмом вычисления.
BIOS (Basic Input-Output System) микросхемы основной системы ввода/вывода.
Технология Dual Bios на материнских платах производства Gigabyte. В случае сбоя основного bios его можно восстановить из резервной микросхемы.
Батарейка CMOS. Служит для хранения настроек BIOS и для поддержания системного времени в актуальном состоянии.
Аудиокодек (англ. Audio codec; аудио кодер/декодер) — компьютерная программа или аппаратное средство, предназначенное для кодирования или декодирования аудиоданных.
Сетевой контроллер (Onboard LAN).
Сетевой контроллер (Onboard LAN) представляет собой отдельную микросхему. Как и в случае с аудио кодеком при выходе из строя может сильно греться. Ремонтируется так же заменой или демонтажем.
Иногда, при неисправности внуренней сетевухи или звуковухи компьютер может не стартануть вводя в ступор южник. Можно починить материнскую плату просто отпаяв микросхему и как правило с вероятностью 80% компьютер заводится и тогда отключив в BIOS
сеть и/или звук и вставив внешнюю плату можно пользоваться компьютером без опаски.
Основная печатная плата компьютера называется материнской платой. Она еще называется системной платой или основная плата. Все основные компоненты компьютера размещены на материнской плате, это слоты процессора, памяти и порты расширений. Материнская плата прямо или косвенно связана с каждым компонентом компьютера.
В этой статье мы рассмотрим основные компоненты материнской платы пк, которые играют самую значительную роль в его работе, а также основные порты материнской платы.
Центральный процессор (CPU)
Центральный процессор также известен как микропроцессор, процессор или мозг компьютера. Он отвечает за обработку данных, выполнение команд пользователя и программ, а также за выполнение логических и математических вычислений.
Микросхема процессора идентифицируется типом процессора и производителем. Эта информация, как правило, обозначается на самом чипе. Например, Intel 386, AMD 386, Cyrix 486, Pentium MMX, Intel Core 2Duo или iCore 7. Если процессор не подключен, вы можете рассмотреть сокет процессора. Он может быть версии от 1 до 8. Определенные процессоры могут работать только с определенным типом сокетов.
Оперативная память (RAM)
Слоты оперативной памяти - это самые основные части материнской платы. Оперативная память, Random Access Memory или RAM - это чип памяти, в котором временно хранятся определенные данные. Оперативная память работает намного быстрее, чем другие устройства хранения.
Другими словами, это рабочее место вашего компьютера, сюда загружаются все данные и активные программы, а процессор может в любое время получить их и не нужно загружать их с жесткого диска.
Оперативная память энергозависимая, а это значит, что она теряет свое содержимое когда питание отключается. Она отличается от энергозависимой памяти, такой, как жесткие диски, флеш память и не требует источника питания.
Когда компьютер выключается правильно, все данные, находящиеся в оперативной памяти сохраняются на жесткий диск. При следующей загрузке содержимое памяти восстанавливается.
Basic Input / Output System (BIOS)
BIOS расшифровывается как Basic Input Output System. Это часть энергонезависимой памяти, доступной только для чтения, в которой содержится программное обеспечение низкого уровня, которое контролирует все аппаратное обеспечение и выступает связующим звеном между ним и операционной системой.
Все материнские платы включают в себя небольшой блок памяти, которая используется для инициализации оборудования во время загрузки и управления оборудованием во время работы операционной системы. BIOS содержит весь необходимый код для управления клавиатурой, экраном, дисками, портами передачи данных. Все программы BIOS хранятся на энергонезависимой памяти.
Память CMOS RAM
CMOS RAM или Complimentary Metal Oxide Semiconductor Random Access Memory - это небольшой блок энергозависимой памяти, который питается от аккумулятора. Это необходимо, чтобы данные, содержащиеся в этой памяти, не стирались при перезагрузке, но в то же время их можно было обнулить.
CMOS память используется для хранения базовых настроек BIOS, например: первое загрузочное устройство, частоты компонентов компьютера, время и дата, настройки энергопотребления. BIOS и CMOS - это основные части материнской платы, без которых компьютер не запуститься.
Кэш-память
Кэш память представляет собой небольшой блок высокоскоростной энергозависимой памяти, которая ускоряет работу компьютера путем предварительного кэширования данных из более медленной оперативной памяти. Затем данные очень быстро отдаются процессору при необходимости.
Обычно процессоры имеют встроенный чип кэш памяти, который именуется кэш первого уровня или L1, но он также может быть дополнен кэшем второго уровня L2. В современных процессорах кэши L1 и L2 встраиваются в процессор, а кэш третьего уровня реализован в виде внешнего кэша.
Шина расширений
Шина расширений это путь связи между процессором и периферийными устройствами, которые подключены через порты материнской платы. Она состоит из серии слотов на материнской плате. Платы расширений подключаются к шине. Наиболее распространенная шина расширений - это PCI, они используется в персональных компьютерах и других устройствах. Шины способны передавать данные, сигналы, адреса памяти и управляющие сигналы от одного устройства к другому.
Кроме PCI, существуют такие шины расширений, как ISA и EISA. Шины расширений очень важны, поскольку они позволяют пользователям добавлять недостающие функции.
Чипсеты
Чипсет представляет собой группу небольших микросхем, которые координируют поток данных от ключевых компонентов компьютера. Это процессор, оперативная память, вторичный кэш. и все остальные устройства, размещенные на шинах. Чипсет также контролирует передачу данных от жесткого диска и других устройств, подключенных по IDE.
У каждого компьютера есть два чипсета, это очень нужные части материнской платы компьютера:
- Северный мост - также называется контроллер памяти, отвечает за контроль передачи данных между процессором и оперативной памятью. Физически, он находится посередине между ними. Еще иногда можно найти название GMCH (Graphic and Memory Controller Hub);
- Южный мост - еще известен как контроллер расширений, управляет связью между медленными расширениями. Как правило, с помощью него соединяются несколько шин.
Таймер процессора
Таймер процессора синхронизирует работу всех компонентов компьютера и обеспечивает основной сигнал синхронизации для процессора. Таймер процессора вдыхает жизнь в кусок кварца постоянно передавая в него поток импульсов. Например, частота 200 МГц процессора означает 200 млн импульсов в секунду от таймера. 2 ГГц, это уже два миллиарда импульсов. Точно так же для любого устройства данных используется таймер для синхронизации импульсов между отправителем и получателем.
А таймер реального времени или системный таймер отслеживает время суток и делает эти данные доступными для программ. Таймер распределения времени переключает процессор с одной программы на другую, позволяя операционной системе разделить свое время между программами.
Переключатели и перемычки
Переключатели и перемычки - это не такие важные компоненты материнской платы, но у них тоже есть своя функция. С помощью них можно менять различные параметры подключения компонентов.
- Перемычки - это небольшие штырьки на материнской плате. Они используются для короткого замыкания нескольких контактов чтобы реализовать определенную конфигурацию, например, с помощью перемычек можно очистить CMOS, изменить режим питания, и многое другое. Функциональность каждой перемычки описана в документации определенной материнской платы.
- Переключатели - металлические мосты, которые позволяют замыкать электрическую цепь. Как правило, переключатель состоит из двух штырьков и пластиковой заглушки, размещая переключатель по другому, вы можете изменить конфигурацию платы.
Выводы
В этой статье мы рассмотрели основные компоненты материнской платы компьютера. Все они необходимы для нормальной работы вашей машины и если выйдет из строя хоть что-то, то компьютер не сможет нормально функционировать. Надеюсь, эта информация была для вас полезной.
Основной частью компьютера является системный блок, в котором имеются следующие внутренние устройства: блок питания; главная (или материнская) плата; процессор (главная микросхема); оперативная память; видеоплата; звуковая плата. Общие понятия. Материнская плата, процессор, оперативная память, видеоплата, звуковая плата, жесткий диск и динамик находятся внутри системного блока, не видны пользователю, точнее не имеют выхода на переднюю панель системного блока.
Корпус компьютера предназначен для установки в нем основных устройств и предохранения их от пыли и других внешних воздействий, а также защищает пользователя от электромагнитного излучения компонентов, которые в нем находятся. На передней панели помещены индикаторы и кнопки, на нее также выходят лицевой стороной некоторые внутренние устройства (накопители для гибких дисков, DVD-ROM и CD-ROM).
ВИДЕОКАРТА (графическая плата, графическая карта, видеоадаптер, графический адаптер) – устройство, отвечающее за формирование графического образа на монитор компьютера. В эпоху возникновения настольных компьютеров графические адаптеры выполняли только функцию вывода на монитор уже сформированного микропроцессором изображения. Современное видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения на экран, они сами обрабатывают его, так как имеют интегрированный графический процессор.
Все современные видеокарты, могут быть интегрированными (встроенными) в системную плату компьютера, а также могут являться и отдельной платой расширения и устанавливается в разъём, типа (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) на материнской плате. Встроенные адаптеры, как правило, употребляется в экономных системах для работы с офисными приложениями, где не требуется вывод сложных трехмерных изображений и где требования к графической составляющей не слишком велики. И хоть в последнее время почти все встроенные решения дают пользователям возможность смотреть видео высокой четкости (HD) и наслаждаться трехмерной (3D) графикой начального уровня, их возможности не идут ни в какое сравнение с возможностями графических карт, которые производятся, как независимые платформы.
Так же важным показателем для памяти считается поколение, к которому оно принадлежит. Безусловно, что память различных поколений имеет абсолютно различные свойства ( тактовую частоту, энергопотребление, напряжение питания, пропускную способность и т.д.). В рамках данного материала, я не стану вам об этом рассказывать, единственное, что вам нужно знать, что разъемы для установки модулей памяти для различных поколений различны, и это нужно учесть при выборе способа подключения к материнской плате.
На сегодняшний день существует несколько видов приводов - это CD-ROM, DVD-ROM , HD DVD, BD-ROM, GD-ROM.
Главными характеристиками оптических приводов считаются скорости чтения, записи и перезаписи данных разных форматов. Как и жесткие диски, оптические приводы могут иметь два интерфейса подключения, старый IDE и современный SATA.
Звуковая карта
Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства.
В области воспроизведения звука наиболее сложно обстоит дело со стандартизацией. Отсутствие единых централизованных стандартов привело к тому, что ряд фирм, занимающихся выпуском звукового оборудования, де-факто ввели в широкое использование свои внутрифирменные стандарты. Так, например, во многих случаях стандартными считают устройства, совместимые с устройством 8оипйВ1а торговая марка на которое принадлежит компании Creative Labs.
Читайте также: