Что такое материнская плата в планшете

Обновлено: 06.07.2024

Персональный компьютер (ПК) состоит из множества узлов, передающих друг другу информацию, обрабатывающих её и обменивающихся ею с пользователем. Каждый узел выполняет свою узкоспециализированную функцию. Большинство этих узлов расположены в одном конструктивно законченном элементе – материнской плате. Постараемся разобраться, зачем нужна материнская плата.

Что такое материнская плата в компьютере

Эта плата, также называемая системной, «материнкой» и т.д. является основой любого ПК. Её иногда называют MB – английской аббревиатурой, произошедшей от слова «motherboard», материнская плата.

Другая расшифровка аббревиатуры MB – «mainboard», главная плата. И она действительно главная, поскольку все элементы ПК подключены к ней либо непосредственно, либо через стандартные кабели.

В большинстве системных блоков плата располагается вертикально. Её прикручивают к одной из его стенок.

Понятие материнской платы ее функции

С точки зрения обычного пользователя материнская плата представляет собой прямоугольное изделие из стеклотекстолита. На ней размещаются множество деталей и разъёмов, соединённых проводящими элементами.

Основных функций у материнской платы несколько:

передача управляющих сигналов от центрального процессора (ЦП) к различным устройствам;
обмен данными между процессором и памятью (постоянной и оперативной);
организация устройств долгосрочного хранения информации (жестких дисков и других внешних носителей) и обеспечение доступа к ним;
подключение внешних устройств (видеокарт, средств обработки звука, внешней памяти, сетевых адаптеров, принтеров и т.д.);
обеспечение ввода информации от пользователя или другого компьютера.

Важно! Отдельно следует отметить ещё одну важную функцию, не касающуюся обработки информацией напрямую, но обеспечивающую функционирование процессора и некоторых внешних устройств: обеспечение их дополнительным электропитанием.

Для чего нужна системная плата

Ответ на вопрос, что такое материнская плата компьютера, следует из описания её функций. Системная плата является тем самым связующим звеном (точнее, целым комплексом связующих звеньев), без которого работа ПК в целом будет невозможной.

Непосредственно в разъёмы на материнской плате вставляются следующие устройства:

процессор;
модули памяти;
видеокарта;
звуковая карта;
любые другие устройства со стандартными интерфейсами материнки (сетевые адаптеры, устройства обработки видео и т.д.)

Устройства хранения информации (жёсткие диски, BlueRay и прочие) подключаются к материнке не непосредственно, а при помощи стандартных кабелей. В настоящее время для таких устройств используется интерфейс SATA. Кроме того, существуют такие же разъёмы для подключения резервных хранилищ информации, располагающихся вне системного блока.

Различные периферийные устройства (клавиатура, мышь, принтер, флешки и пр.) могут быть подключены к плате при помощи интерфейса USB. Разъёмы USB могут находиться как непосредственно на плате, так и подключены к ней при помощи кабелей.

Иногда на материнках для обеспечения совместимости с некоторыми моделями клавиатур и мышей может использоваться интерфейс PS/2, разъём которого также расположен на ней.

Платы со встроенными видеоадаптерами имеют разъём видеоадаптера, предназначенный для подключения к монитору.

Составляющие компоненты

Все компоненты, входящие в состав материнки жестко закреплены на ней при помощи пайки, клея или какого-либо другого способа соединения, а иногда и их комбинации. Теоретически для обычного пользователя материнка является неразборной.

К её главным составляющим относят:

разъём для подключения ЦП, т.н. «сокет»;
специальные крепёжные элементы для подключения системы охлаждения ЦП;
несколько разъёмов для подключения оперативной памяти;
микросхемы постоянной памяти;
микросхемы чипсета;
формирователи стандартных интерфейсов т.н. «шин» для работы с внешними устройствами;
разъёмы для подключения внешних устройств к шинам (т.н. слоты расширения);
контроллеры и разъёмы для подключения периферийных устройств;
разъёмы для подключения основного и дополнительного электропитания;
формирователи питающих напряжений для процессора, памяти и шин;
простые звуковые адаптеры (на большинстве современных материнок);
разъёмы для подключения кнопки включения и сброса ПК и индикаторов передней панели;
другие устройства индикации и отладки (опционально);

Обычно, компоненты на плате группируются по своим функциям. Например, чипсет, модули памяти и систему электропитания располагают поближе к ЦП. Под слоты расширения отводят большую часть свободной поверхности материнки, чтобы крупногабаритные устройства (например, видеокарты) разместились там без проблем.

Разъёмы для подключения периферии располагаются по периметру материнской платы, считается, что такое расположение упрощает подключение устройств к ним.

Часть разъёмов специально располагается в отдельном месте материнской платы, на так называемой задней панели разъёмов. Под заднюю панель в любом системном блоке сделано отверстие размерами 6,25 на 1,75 дюйма с допусками 0,08 дюйма (в среднем 159 на 45 мм).

Внимание! Все стандарты на размеры материнских плат, и вообще, всех комплектующих идут в дюймах. Поэтому не стоит удивляться «некруглым» цифрам в размерах тех или иных деталей, выраженных в миллиметрах.

На задней панели обязательно есть такие разъёмы:

PS/2 для подключения мыши и клавиатуры;
4-8 разъёмов интерфейса USB;
3-6 разъёмов mini-jack для подключения звуковых устройств;
RJ45 для подключения локальной сети.

Перечисленный набор присутствует практически у всех плат, но иногда к нему добавляются дополнительные разъёмы.

Разъёмы электропитания

Подключать материнскую плату к источнику питания можно через стандартный 24-контактный разъём питания. Иногда к нему добавляется один или несколько 4, 8 или 12 контактных разъёмов дополнительного питания +12В.

Импульсные стабилизаторы напряжения

Блок питания выдаёт напряжение +3.3 В, а также напряжения 5 В и 12 В обеих полярностей. Их использует большинство устройств внутри ПК. Однако ЦП требует других напряжений питания – от 1 до 2 В. Связано это с оптимизацией распределения потребляемой мощности.

Для того чтобы обеспечить питание процессора, на системной плате размещают преобразователи напряжения. Они представляют собой небольшие микросхемы, расположенные в непосредственной близости от ЦП. Помимо функций преобразования напряжения, эти микросхемы обеспечивают его стабилизацию – то есть постоянство во времени, в не зависимости от степени загруженности процессора. Каждый стабилизатор является миниатюрным импульсным источником питания, для работы которого нужны конденсаторы. Эти элементы устанавливаются рядом со стабилизаторами.

Внимание! Импульсные стабилизаторы потребляют столько же мощности, сколько и процессор. Поэтому радом с ними не должно быть никаких препятствий, мешающих циркуляции воздуха, обеспечивающего их охлаждение.

Чипсет

Главная деталь любой системной платы. Именно благодаря ему ЦП может выполнять программы и обрабатывать данные. В настоящее время со всеми устройствами, кроме оперативной памяти и основных шин, процессор «общается» только через чипсет.

До 2011 года чипсет физически разделялся на две микросхемы – северный и южный мосты. Северный мост использовался для связи с быстрыми устройствами, сопоставимых по быстродействию с процессором. Южный мост – с более медленными, быстродействие которых было в десятки, а то и в тысячи раз меньше, чем быстродействие процессора.

Но впоследствии, практически все составляющие компоненты северного моста были перенесены с материнской платы в процессор, что позволило примерно на треть увеличить общее быстродействие системы. Поэтому в настоящее время чипсет используется для обмена данными с медленными шинами и другими периферийными устройствами.

BIOS и CMOS

На каждой материнской плате располагается микросхема постоянной памяти, содержащая набор процедур, обеспечивающих запуск компьютера и подготовку его к загрузке операционной системы. Набор этих процедур называется BIOS. Это также аббревиатура от английского «basic input/output system» — базовая система ввода/вывода.

Кроме этих функций BIOS позволяет проводить более тонкую настройку параметров как материнской платы, так всего ПК. С её помощью можно ускорить/замедлить процессор, выбрать способ загрузки операционной системы, поменять системное время и так далее.

Хранение этих настроек частично возложено на устройство CMOS – небольшой объём энергонезависимой памяти, питающейся от сменной батарейки. При выключении питания ПК эти настройки сохраняются и используются при следующем включении. Срок службы батарейки составляет от 3 до 10 лет.

На всех без исключения материнках предусмотрено «обнуление» CMOS. Делается это для тех случаев, когда выбранные настройки приводят к неработоспособности компьютера. Обнуление может быть сделано при помощи специальной кнопки или джампера.

Разновидности плат

Материнские платы, подходящие для одних и тех же процессоров и имеющие одинаковые чипсеты могут быть произведены в различных конструктивных вариантах исполнения. В первую очередь это касается их размеров. Существует понятие форм-фактора или типоразмера материнской платы; разберемся, что это такое.

Геометрические размеры платы имеют стандартные значения для унификации используемых системных блоков и различных периферийных устройств. Рассмотрим их подробнее:

EATX

Размер: 12 на 13 дюймов (305 на 300 мм).

Преимущественно применяется для серверного, т.н. «стоечного» исполнения. Однако, могут применяться и для ПК, в случае, если необходимо подключить несколько крупных устройств, например, видеокарт. Обладают максимальным набором периферийных устройств, однако их стоимость может на порядок превышать стоимость обычных материнок. Число больших слотов расширения, поддерживающих шину PCIE-16 – до 4.

Standard ATX

Размер: 12 на 9,6 дюймов (305 на 244 мм).

Обычные платы, использующиеся в большинстве современных ПК. Подходят для любых корпусов типа Tower. Число слотов расширения – до 3.

microATX

Размер: 9,6 на 9,6 дюймов (244 на 244 мм).

Урезанная версия ATX. Используют один слот расширения, имеют ограничение на количество портов USB. При этом они дешевле стандартных и потребляют меньше электроэнергии.

Mini-ITX

Размер: 6,7 на 6,7 дюймов (170 на 170 мм).

Специализированные платы для небольших системных блоков, преимущественно используемых для офисных решений. Слот расширения либо отсутствует, либо имеется его урезанная версия. Процессор встроен в материнку и не подлежит замене. Обладают очень низким энергопотреблением. Блок питания ограничивается мощностью в 100 Вт. Для сравнения, питание самой «лёгкой» платы microATX требует источника питания минимум 300 Вт.

Mini-STX

Размер: 5,7 на 5,5 дюймов (147 на 140 мм).

Также специализированные платы для микрокомпьютеров. Слотов расширения нет, однако, процессор может быть заменен. Видеосистема встроенная. Применяется преимущественно для офисных и мобильных решений.

Внутреннее содержание

Вскрыв корпус, можно увидеть, что составных деталей внутри очень мало. Основная материнская плата занимает примерно половину пространства корпуса, столько же отведено для батареи. Вся плоскость в передней части занята тонкой пластиной экрана. И все — остальные мелкие детали вроде гнезд и разъемов подключения часто располагаются прямо на материнской плате. Отдельно стоит только вибромотор. Рассмотрим подробнее, за счет чего работает планшет.

Материнская плата

Секрет маленьких размеров устройства — минимальные преобразования и низкое потребление энергии. Материнская плата обычного компьютера несет на себе множество цепей согласования и преобразования напряжений, есть даже блоки, отвечающие за эти процессы. Устройство планшета, напротив, является результатом применения подхода максимальной совместимости.

Центральный процессор

Небольшая микросхема в центре печатной платы — вычислительный центр. Размером с контроллер моста у «большого» компьютера, этот маленький чип не оборудован радиатором, а тем более вентилятором. Он выделяет очень мало тепла. Но одновременно это многоядерная вычислительная структура, способная выполнять сотни тысяч операций в секунду и больше.

Вокруг процессора персонального компьютера — десятки конденсаторов и цепей управления питанием. Рядом с процессором планшета расположен всего один блок — задающий генератор. Даже по сравнению с маленькой микросхемой процессора он выглядит крошечным и незаметным.

Постоянное запоминающее устройство

Место, где «прошита» операционная система и хранятся данные пользователя. Это всего одна микросхема перезаписываемой флеш-памяти. В зависимости от модели планшета она может иметь разный объем.

Блок памяти для промежуточных данных и вычислений. Обычно это пара микросхем еще меньшего размера, чем ПЗУ. С объемом этой памяти работают программы и службы операционной системы во время функционирования планшета. Здесь же производится промежуточная обработка данных, полученных от камер или микрофона.

Модули беспроводной связи

Bluetooth и Wi-Fi находятся обычно на самом краю материнской платы, чаще всего в углу. Вызвано это необходимостью дополнительной антенны и буферного источника питания. Антенна представляет собой полоску пластика с нанесенным медным покрытием. В качестве буфера питания выступает маленький аккумулятор в 3,3 В.

Управление питанием

Блок, действительно работающий «на износ», — центр распределения питания. В функции этого модуля входит преобразование напряжений, контроль уровня заряда аккумулятора, а также параметров напряжения, приходящих «снаружи» — от зарядного устройства, присоединенного компьютера или внешнего устройства. От правильности работы этого модуля зависит функционирование всех внешних портов и камер. Построен этот блок на одной-единственной микросхеме. Неудивительно, что она часто выходит из строя.

Система обработки тачскрина

Экран, точнее, рабочий комплекс матрицы соединен со своим контроллером с помощью довольно тонкого шлейфа. По нему передаются все данные от датчиков емкостного слоя о движениях пальцев пользователя. Задача контроллера тачскрина — обработать и преобразовать полученные сигналы в цифровой формат. Эти данные, в свою очередь, обрабатываются операционной системой и преобразуются в видимые пользователю визуальные реакции, а также соответствующие действия.

Это были устройства и блоки, которые расположены на материнской плате.

Устройство экрана планшета

Конструктивно дисплей состоит из нескольких слоев. Сегодня практически не встречаются экраны с резистивной технологией, поэтому не будем их рассматривать.

Емкостные экраны для определения прикосновения используют простой принцип. Чувствительный элемент представляет собой, грубо говоря, сетку из двух слоев перпендикулярно расположенных проводников. Они очень тонкие, а сетка настолько мелкая, что не воспринимается глазом. Когда на проводники подается напряжение, контроллер тачскрина фиксирует уровень возникшего поля. Пользователь подносит палец. Он тоже токопроводящий, поэтому изменяет поле проводников. По изменению двух сигналов — от разных слоев сетки — контроллер определяет, в каких координатах произошло касание.

Еще один слой формирует изображение. Существует несколько технологий, основанных на различном ориентировании кристаллов. Например, IPS-матрица в выключенном состоянии — черная и непрозрачная. При подаче напряжения кристаллы поворачиваются, пропуская свет. В зависимости от угла, на который «повернута» ячейка одного из трех составных цветов, образуется точка нужного цвета.

Матрица типа TN-Film, грубо говоря, «крутит кристаллами в другую сторону». В выключенном состоянии она прозрачная.

Нижний слой — подсветка. Не вдаваясь в детали, это панель, которая светится с разной силой в зависимости от поданного напряжения. На этом ее работа заканчивается.

И главный слой, по которому постоянно водят пальцами, — защитный. Благодаря тому, что емкостной сенсор не требует деформации для определения касания, сегодня встречаются всевозможные конструкции — пластиковая пленка, пластина, даже слой закаленного или сапфирового стекла.

Аккумулятор

Если описывать внутреннее устройство и принцип работы литий-полимерного источника, можно написать научную статью. Устройство батареи планшета сложное, обязательно включает в себя блок энергоячеек и контроля состояния. От блока мониторинга приходят данные на материнскую плату.

Модуль контроля может запретить работу аккумулятора, если его заряд упал ниже предельного, технически допустимого. Аккумулятор можно «завести» от более мощного источника питания, но планшет сгорит при попытке. Поэтому контроль питания материнской платы и блок мониторинга состояния батареи работают в паре, чтобы не допустить аварийных режимов.

Почему планшеты разные?

Можно спросить — а почему так отличаются конструкции, если внутри все одинаковое? У некоторых планшетов все разъемы с одной стороны, у других — равномерно распределены. Где-то камеры по центру, где-то внизу или в углу.

Ответ прост. Все зависит от разработчика и сборщиков. Проще наладить производственную линию, где автомат соберет материнскую плату со всеми портами и разъемами. От сборщика потребуется установить дисплей, прищелкнуть плату, аккумулятор и соединить все шлейфами. И получится — порты и кнопки в кучу, зато дешево.

Чем дороже планшет, тем лучше сборка

Можно сделать отдельные платы для разъемов, предусмотреть для них место, вынести камеры на отдельные посадочные места. Словом, нанять квалифицированный и аккуратный персонал. Зато получится удобное устройство с продуманной эргономикой.

Так что в планшете главное — не только начинка, но и уровень квалификации сборщиков и усердие разработчиков.

Материнская плата является основным компонентом компьютера, без которого другие просто-напросто не будут работать и взаимодействовать между собой.

О том, что такое оперативная память мы рассмотрели в предыдущем материале, сегодня же разберем, что такое материнка, ее функции и назначение.

Что такое материнская плата

Что делает материнская плата

Как я писал уже выше, материнка объединяет между собой другие компоненты, установленные на нее, позволяя им общаться между собой. Выделим основные моменты:

1. Обеспечивает взаимодействие между собой компонентам, подключаемым к ней. Это может быть: процессор, оперативная память, видеокарта и т.д.

2. От нее зависит с какой скоростью будут обмениваться между собой устройства, к примеру, видеокарта и процессор.

3. Отвечает за звук. В большинство современных материнок по умолчанию встроена звуковая карта.

4. Отвечает за видео. Во множество системных плат есть уже интегрированные видеокарты.

5. Ответственная за сетевую составляющую, т.к. имеет интегрированный сетевой адаптер.

Состав материнской платы довольно обширен, рассмотрим основное, что на ней есть.

1. Сокет для установки процессора. Гнездо куда устанавливается центральный процессор.

2. Сокеты PCI и PCI Express. К ним подключаются видеокарта и ТВ тюнеры.

3. Слоты для подключения оперативной памяти.

4. Разъемы SATA и IDE. Нужны для подключения SSD и жестких дисков.

5. Чипсет системной платы. Южный и северный мост. Северный мост ответственен за скорость с которой будут общаться между собой опереточная память, процессор и видеокарта. Южный отвечает за контроль работы энергосбережения, BIOS. часами и интерфейсами USB, SATA, LAN, ISE и Embed Audio.

6. Микросхема BIOS и питание CMOS. В CMOS хранится память всего БИОС, питает ее проста батарейка.

7. Аудио-адаптер и видеоадаптер. В некоторых моделях интегрированной видеокарты нет.

7. Разъемы USB, LAN, Ethernet, Audio и т.д.

8. Разъем для подключения питания.

К выбору материнской платы стоит подходить ответственно, от нее будет зависеть, как будут работать другие компоненты системы. Вот список характеристик, которые нужно изучить в первую очередь.

Разъем для процессора. От него будет зависеть, какой процессор можно установить на плату. Более новые модели поддерживают новые процессоры, но они естественно будут дороже.

Количество слотов PCI-E x1, PCI-E x16. Если, например, необходимо установить пару видеокарт, стороннюю аудио-плату и т.д. Количество слотов должно соответствовать вашим нуждам.

Количество слотов ОЗУ. Сколько Гб оперативной памяти вы хотите установить. 16 или 32? В планках по 8Гб или пару по 16Гб?

Чипсет. От него зависит, какой процессор поддерживается. Но, обычно сразу пишется какие поддерживаются ЦП, проблем не возникнет с этим пунктом.

Количество гнезд SATA. Сколько накопителей данных вы хотите подключить? Один SSD и жесткий диск?

Количество гнезд USB. Важный параметр, сейчас к ПК подключается множество устройств, лучше выбрать модель с большим кол-ом.

Версия USB. Если у вас есть устройства USB 3.0 то выбирайте модель, который поддерживает ее.

В заключение

Вот и все основные моменты, которые следует знать о материнских платах. Линейка статей об аппаратном обеспечении еще будет продолжена, и мы рассмотри другие компоненты наших компьютеров.

Материнская плата (в переводе на гиковский «мать», «материнка») — ключевой компонент компьютера, без которого работа невозможна. Это основа, к которой подсоединяются все детали вроде процессора, видеокарты, оперативки и накопителей. Поэтому ее выбор сродни одновременно проектирование нового дома и заливка фундамента. Вроде бы ничего сложного, но стоит где-то недосчитать, недоглядеть или не продумать и никакого дома мечты не получится. Поэтому в данном материале мы сделали подробное руководство для тех, кто ищет новую материнскую плату. «Новую» — здесь ключевое слово, так как мы не видим особого смысла копаться в гробницах давно забытых штук типа сокетов AM2, LGA 775 или процессоров AMD Fusion. Только актуальная информация, которая поможет собрать современный компьютер с хорошим заделом на будущее.

Размер

Начнем с самого простого. Как правило производители выпускают одни и те же платы в разных форматах, позволяя покупателям выбрать наиболее подходящий вариант. ATX — это универсальный формат, который устанавливаются в корпусы традиционных размеров, будь то обычный офисный ПК или мощная игровая машина. Преимущества такого формата в том, что руки при сборке развязаны: в корпусе хватит места для любых компонентов, будь то неприлично длинная видеокарта , высокий башенный кулер или пачка планок DDR4 с торчащими радиаторами.

Формат micro-ATX тоже позволяет собрать чудо машину, но более компактного формата. Чего нельзя сказать о материнских платах Mini-ITX, с которыми уже придется пойти на компромиссы. Подобные решения рассчитаны на сборку компактных barebone-систем или настольных корпусов в духе Mac Mini. Mini-ITX — это история не о мощности, а о стиле и компактности.

Как выбрать правильные размеры?

Что-то советовать по этому поводу мы не будем, так как за годы пользования у большинства людей в голове сложился свой образ идеального ПК. У одного человека это огромная геймерская башня с открытыми стенками, у другого это обычный черный блок под столом, у третьего это стильная и компактная машинка, подключенная к огромному монитору. При выборе размера правильнее будет начать с того, чтобы определить сценарии использования. И плясать уже от него.

Платформа: Intel или AMD

Если большинство компонентов типа жесткого диска или видеокарты универсальны и не привязаны к какой-то платформе, то парочка «процессор и материнская плата» неразлучны как печенье Твикс. Именно с этого дуэта и стоит начинать выбор материнской платы. Как и в конгрессе США на рынке настольных и ноутбучных процессоров царит двоевластие двух соперников. По левую сторону баррикад находятся так называемые «красные» AMD, по правую «синие» из Intel.

За последние пару лет AMD показала, что 4 ядра для дешевого процессора это не роскошь, а hyper-threading можно использовать даже для чипов начального уровня, 7-нанометровый процесс подвластен не только гениям типа Тони Старка, а топовый 16-ядерный процессор для рабочей станции не обязан стоить, как фамильное поместье в Йоркшире. Intel пока буксует и никак не может перейти к более современному техпроцессу, поэтому все ее новые процессоры ― это те же позапрошлогодние яйца, но сбоку и побольше.

Если хотите непрошеный совет, то мы бы однозначно советовали брать платформу от AMD. Их чипы как правило чуть дешевле конкурентов от Intel, они более технически-современные, они лучше показывают себя в рабочих задачах и практически не отстают от Intel в играх. Ну, а самый большой плюс заключается в том, что AMD использует в своих материнских платах один и тот же сокет (об этой штуке позже), в то время как Intel меняет его раз в пару лет, просто потому что им нужны ваши деньги. Что это значит на практике? Купив качественную материнскую плату от AMD вы сможете установить на нее любой Ryzen первого, второго или третьего поколения. По слухам грядущие новинки Ryzen на архитектуре Zen 3 будут использовать тот же сокет. У Intel так не выйдет. Но об этом дальше.

Читайте также: