Материнская плата

Материнская (Системная) плата (Motherboard или Mainboard, System board) – главная часть

компьютера, попросту это соединение всех узлов

компьютера в единое целое. От ее качества и быстродействия зависит

стабильность и скорость работы всего компьютера.

Принцип построения электроники системной платы:

Чипсет

Оперативная память

ПроцессорВнешние

устройства

Системная шина Системная шина

Чипсет

Чипсеты

Выбор материнской платы

1. Поколение процессора 2. Диапазон процессорных тактовых частот в ра

мках одного поколения3. Частота системной шины4. Базовый набор микросхем (chipset). 5. Фирма производитель6. Форм-фактор 7. Базовый набор слотов расширения8. Наличие встроенных устройств

Поколение процессора

Поколение процессора,под который предназначена материнская плата.

Устанавливать процессор одного поколения в материнскую плату другого

нельзя. От того какой максимально мощный

процессор использует материнская плата зависит сколько времени она у вас

прослужит.

Диапазон процессорных тактовых частот в рамках одного поколения

Обычно чем дороже плата, тем больше диапазон процессорных частот она

поддерживает. Eсли плата поддерживает частоты 1700-1800

МГц, то процессор с тактовой частотой 2,1 ГГц не вставить.

Частота системной шины

Она напрямую связана с частотой и скоростью работы процессора. Процессор практически

умножает рабочую частоту материнской платы в 2-3 раза. На выборе сочетания одного из

коэффициентов с частотой системной шины основан способ разгона процессора. Разгонять

процессор следует осторожно, ибо в следствии перегрева, он может сгореть.

Intel иногда ставят специальные противоразгонные блокировки.

Базовый набор микросхем (chipset).

От модели чипсета зависят основные характеристики материнской платы: поддерживаемые процессоры и микросхемы оперативной памяти, тип системной шины, порты внешних и внутренних устройств. На одних и тех же чипсетах разными строятся различными фирмами материнские платы.Существует несколько базовых чипсетов.

Фирм производителей материнских плат много (не < 100), а производителей чипсетов несколько: Intel, VIA, Ali, SiS

Фирма производитель

Производство материнской платы это совместный труд нескольких производителей: печатную плату делают одни, чипсет делают другие, процессор делают третьи. Производство системных плат сопряжено с меньшими техническими трудностями требует меньших финансовых возможностей, чем производство микросхем, поэтому этих фирм на порядок больше, чем производителей микросхем и чипсетов.

Основные производители ABIT, Formosa (РОССИЙСКАЯ, г. Зеленоград), ASUS (Тайваньская компания ASUSteK Computer Inc.), EPoX, Chaintech, Elitegroup, SiS, Microstar (MSI), Gigabyte, Soltek, nVIDIA .

Форм-фактор

Baby AT, AT, ATX, ATX-2, BTX, WTX

Базовый набор слотов расширения

Их количество и их тип (тип и количество ОП, AGP, PCI, ISA и т.д.)

Сейчас происходит смена интерфейса видеокарт, поэтому выпускают материнские платы с двумя вариантами наборов слотов: AGP или PCI-Expres x16 плюс набор обычных PCI-слотов и PCI Expres x1

Дополнительно может устанавливаться вариант слота с функциями Wi-Fi (для создания беспроводных сетей)

Наличие встроенных устройствНа материнской плате присутствуют чипы видео, звуковой,

сетевой карт. Это так называемые материнские платы с интегрированным звуком, видео, сетевыми адаптерами, контроллером RAID (возможность объединения нескольких жестких дисков в один единый массив) (интегрированные). Это дешевле, чем покупка отдельных компонентов, но такая интеграция имеет и свои недостатки:

Звук и видео встроенные платы имеют обычно очень скромные возможности

Интегрированная карта стареет морально быстрее, чем видеокарта, и через некоторое время вам может быть недостаточно ее возможностей, и вам придется покупать и мат. карту и видеокарту (вместо одной)

Комбинированные карты очень капризны, возможны зависания программ и при тестировании.

Дополнительно:

Поддержка режима IDE,Ultra DMA/33 (ULTRA-ATA), Serial ATA, SATA – поддержка интерфейсов подключения жестких дисков

SATAIDE

Устройство (состав) материнской платы

1. Чипсет2. Микросхема BIOS (Basic Input Output System) 3. Батарейка4. Разъем (слот) для установки процессора 5. Разъемы-слоты стандарта PCI (Peripheral Component Interconnect) 6. Слот AGP (Advanced\Accelerated Graphic Port) 7. Слоты AMR или CNR8. Разъемы-слоты типа ISA (Industry Standart Architecture) 16

разрядная архитектура. EISA (расширенный ISA) – 32 разрядная архитектура.9. Слоты для установки оперативной памяти 10. Порты 11. Разъем питания для материнской платы 12. Различные вспомогательные кодеки и контроллеры 13. Конденсаторы

ЧипсетСеверный мост

Южный мост

Чипсет (chipset)- это главный компонент платы, отвечающий за ее функционирование. Именно от чипсета зависит, какой тип процессоров и памяти будет поддерживать материнская плата, как быстро будут передаваться данные по основной магистрали. Обычно на плате 2 чипсета. Чипсет имеет небольшие размеры и обычно состоит из набора микросхем. Для двух базовых микросхем чипсета чисто условно были придуманы названия South Bridge (южный мост) и North Bridge (северный мост). Верх платы это север, низ платы – юг (имеется ввиду

Северный мост – функции обмена между процессором и скоростными устройствами, например памятью и шиной AGP. Для обмена информацией между мостами используются различные типы скоростных шин, у разных разработчиков чипсетов они разные, например для чипсетов VIA- это V-Link, SiS – MuTIOL. Некоторое время связь между мостами шла через PCI.

Южный мост- предназначен для работы с низкоскоростными интерфейсами.Для обмена информацией между северным и южным мостом исползуются скоростные шины, у разных производителей они свои, например:

Для обмена информацией между северным и южным мостом исползуются скоростные шины, у разных производителей они свои, например:

VIA- это V-LinkSiS- этоMuTIOL (Multi Threaded I/O Link)

Раньше связь между мостами осуществляла шина PCI.Сейчас новые чипсеты не отличаются по устройству от

предыдущих, в них добавляют только новые функции в соответствии с требованиями времени, например: внедрение телевидения высокой частоты (Чипсет VIA P4M900), воспроизведение качественного звука (Чипсет VIA Vinyl Audio).

Иногда на основной чип одевается радиатор для снижения нагрева. От модели чипсета зависят все основные характеристики платы: какие поддерживаются процессоры и память, тип системной шины, порты для подключения внешних и внутренних устройств, различные дополнительные возможности (звук, графика). Современные чипсеты имеют в себе много встроенных контроллеров: контроллер для подключения жесткого диска, контроллер шины USB, контролер портов ввода-вывода и т.д. – это удешевляет компьютер и его сборку.

На рынке чипсетов выделяются три лидера:

INTEL- самый консервативный чипсет, рассчитан на работу только с собственными процессорами, но надежный и достаточно удачный

VIA- выпускают чипсеты для обеих платформ (Apple и IBM), но конек – чипсеты для AMD

NVIDIA- выпускают чипсеты для обеих платформ, особенно хорош чипсет для компьютерных игр, благодаря технологии SLI (поддержка двух видеоплат).

Микросхема BIOS (Basic Input Output System)

Содержит программное обеспечение платы (в виде драйверов

низкого уровня и программы POST – Power On Self Test, осуществляющей

тестирование главных устройств компьютера при его включении) и

хранящая параметры конфигурации и настройки материнской платы (имеется

ввиду CMOS Setup) На некоторых платах две микросхемы BIOS (во второй хранятся резервные копии

первой).

Батарейка

Питает полупостоянную память CMOS (служит для запоминания

конфигурации данного компьютера (текущего времени,

даты, выбранного системного диска и т.д.). Для непрерывной

работы этого вида памяти на материнской плате устанавливают

отдельный малогабаритный аккумулятор или батарею

питания.

Разъем (слот) для установки процессора

Для различных видов процессоров он свой и носит название

сокет (Socket) или слот (Slot) Его еще называют разъемом для установки

микросхем с нулевым усилием, а цифры в маркировке, начиная с модели Socket 370 говорят о числе контактов. С развитием

процессоров увеличивается число контактов и изменяется конструкция разъема (гнезда)

(взят рубеж 1000 контактов)

Слот (Slot) Процессор помещается в

прямоугольный картридж, который вставлялся в разъем

на материнской плате подобно микросхемам

памяти- ребром. Устарел.

(применялся фирмой Intel)

Сокет (Socket) квадратной формы с многочисленными

гнездами по периметру квадрата –

сокет (процессор устанавливается на

плату плашмя).

• Для процессоров Pentium, AMD K5, К7, CYRIX M1- платы Pentium с разъемом для процессора Socket 7

• Для процессоров Pentium MMX, AMD K6, К7, CYRIX M2 - платы Pentium с разъемом для процессора Socket 7 (для К7 Slot A)

• Для процессоров Pentium PRO - платы Pentium Pro с разъемом для процессора Socket 8

• Для процессоров Celeron, Pentium II, Pentium III - платы Pentium II и Pentium III с разъемом для процессора Slot 1

• Cейчас для процессоров Pentium III - плата Pentium III с разъемом для процессора Soсket 370

• • Для процессоров Pentium IV - - платы Pentium IV с разъемом для процессора

Socket 423 \ Socket 478 • Самые современные процессоры Pentium 4 с плоскими выводами

устанавливаются в разъем Socket LGA775• Новые модификации процессоров Celeron – платы Celeron c разъемом для

процессора Socket-370• Для процессоров фирмы Athlon (старое название АМD K7) – разъем для

процессора Slot 2 или (Сейчас) Socket А• Для процессора Xeon (разновидность Pentium II для мощных серверов) - разъем

для процессора Slot 2• Процессоры Operton разъем Socket 940 (и его модернизация Socket 939)

• Slot 1 (242 контакта) Устарел.(применялся фирмой Intel)• Socket-370 – Имеет 370 контактов, которые расположены на плате квадратом• Socket 462 (он же Socket A)(462 контакта) – для процессоров Athlon • Slot А – узкий щелевидный разъем – слот, предназначен для большинства

процессоров фирмы AMD• Socket 754- для первых Athlon 64• Socket 423 (в прошлом году)\ Socket 478 (Сейчас) 423 и 478 контактов

соответственно.• Socket LGA 775- разъем для современных процессоров Intel Core 2 и

последних версий Pentium 4 («безножковый» вариант)• Socket 940 ( и его модернизация 939)– для процессоров Opteron и Athlon 64• • Socket АМ2 - ( 2006 г.) для двухядерных процессоров AMD Athlon 64 FX и

Athlon 64 FX2• Socket F (1207 контактов)– для мощных процессоров Opteron и Athlon 64FX

В документации к материнской плате указывается какие типы процессоров поддерживает материнская плата, в этом случае делают перепрошивку BIOS

(информацию можно найти на сайте производителя материнской платы).

1

2

3

Слоты расширения

Для расширения функций персонального компьютера на системной плате

устанавливаются разъемы, называемые слотами расширения. В настоящее время

на системных платах устанавливают три типа слотов: PCI, AGP и один из вариантов

разъема для аудио устройств.

Разъемы-слоты стандарта PCI (Peripheral Component Interconnect)

Их обычно 2-3, но бывает и 5-6. Разъемы PCI ( смотри 1) обычно самые короткие, белого цвета и разделенные своеобразной «перемычкой» на две неравные части. Основные устройства, которые вставляются в PCI-слот являются видеокарта и звуковая карта (типа PCI), сетевая карта, внутренний модем, специальные карты сканеров (типа PCI). Высокая производительность, автоматическая настройка подключаемых контроллеров, малая нагрузка на процессор и независимость от типа ЦП. (Например процессор может работать с памятью , а в это время по шине PCI передаются данные). Количество слотов может быть от двух до 6.

Слот PCI Express x16 (фирма Intel) (смотри 2) предназначен для установки высокопроизводительной видеокарты, отличается от AGP расширенной полосой пропускания и прямой двунаправленной передачей данных. Это позволяет повысить пропускную способность шины в 2 раза. В последнее время начинают устанавливать 2 слота Express x16, что позволяет включать две видеокарты в синхронном режиме, если это необходимо.

Слот PCI Express x1 для установки прочих периферийных устройств (смотри 3) Слот PCI Express x8 для установки требовательных к скорости шины периферийных

устройств, например видеокарт. Сейчас на материнской плате иногда устанавливают два PCI Express x1 или PCI Express

x8 , что позволяет использовать сразу две видеокарты в синхронном режиме, например по технологии nVIDIA SLI (Scable Link Interface)

Слот AGP (Advanced\Accelerated Graphic Port)

Ускоренный графический порт. Специальный, более быстрый с точки зрения пропускной способности слот, предназначенный для видеокарт формата AGP. (Эти карты очень быстро работают, т.к. используют не только свою память но ОП компьютера) Порт AGP позволяет подключить одно устройство, дополняя шину PCI.

Это отдельное соединение между ЦП и графическим контроллером, что дает возможность процессору быстро посылать команды на ИС графики, а графическому контроллеру - обмениваться данными с основной памятью со значительно большей скоростью. Благодаря этому становится целесообразным хранить объемные 3-х мерные текстурные карты в основной памяти, а не предусматривать дополнительную память в составе графической подсистемы. По существу AGP представляет собой усовершенствованный вариант PCI , способный обеспечивать более высокие скорости передачи данных. AGP обеспечивает внутренний прямой путь между графическим адаптером (SVGA) и основной памятью ПК. Предназначен для задач с графикой: 3D – игры, вывод сцен с виртуальной реальностью, сложная обработка видеоизображений (слайдов, фотографий).

Слоты AMR или CNR

На современных системных картах монтируется один слот AMR или CNR. Он темного цвета, в 2 раза короче чем PCI и

предназначен для установки звуковых карт или внутренних модемов. В России платы спецификации AC'97 (с слотами AMR или

CNR) редки, и некоторые модемы включаемые в эти слоты невозможно

установить. Сейчас встречаются редко.

Разъемы-слоты типа ISA (Industry Standart Architecture) 16 разрядная архитектура. EISA

(расширенный ISA) – 32 разрядная архитектура.

Их обычно бывает от 2 до 4. По внешнему виду они напоминают слоты PSI, но в 1,5 раза

длиннее и черного цвета. Пропускная способность ниже чем у PCI, к ним

подключается громадное количество дополнительных карт: звуковые платы,

встроенные модемы, специализированные карты сканеров и т.д.

В современных ПК этих медленных разъемов нет (например у P4, K7)

Слоты для установки оперативной памяти

DIMM

Два типа памяти – более старого формата SIMM (72 контакта) – обычно с типом

памяти EDO DRAM, и нового DIMM (168 контактов) – обычно с типом памяти SDRAM

или DDR2 (c 2007 DDR3-двухканальные модули ОП). Слоты DIMM значительно

короче слотов SIMM. Количество слотов обоих типов может варьироваться от 2 до 4. Если вы выбираете материнскую плату, то лучше купить со слотами более быстрой

памяти DIMM.

Порты Под портами понимаются разъемы на задней стенке компьютера, предназначенные для подключения

таких внешних устройств как:а) Параллельные порты (LPT1, LPT2) – 25 гнезд (дырочек чаще синего или розового цвета), для

подключения принтеров и сканеров.б) Последовательные порты (COM1, COM2) 9 или 25 штырьков. Для подключения мыши, внешнего

модема.• Параллельные порты выполняют операции вв\вывода с большей скоростью, чем последовательные

порты – за счет использования большего количества проводов в кабеле. Некоторые устройства (модемы) могут подключаться и к параллельным и последовательным портам.

в) PS\2 – небольшой круглый разъем зеленого цвета для мыши.г) Порт USB (Universal Serial Bus) USB2 – универсальная последовательная шина. Позволяет подключить к

ПКУ много устройств, соединенных в цепочку. Представляет собой 2 пары скрученных проводов для передачи данных в каждом направлении (дифференциальное включение) и линию к питанию. Один порт может адресовать 63 устройства. Таким образом к компьютеру можно подключить одно устройство, а все остальные (клавиатура, мышь, модем) соединяются с концентратором, который может быть встроен в монитор, клавиатуру или другое USBустройство. У USB есть возможность соединяться с цифровой телефонной линией без дополнительных плат. Конфигурирование устройств к USB осуществляется автоматически.

д) Игровой порт (разъем с 15 гнездами-дырочками) – подключается джойстик.(Имеется не у всех ПК)е) RAID – контроллер. Используется если у вас не один жесткий диск. RAID –архитектура предусматривает,

что любая информация хранится по крайней мере на двух отдельных жестких дисках, если один выходит из строя, то пользователи по прежнему имеют доступ к хранимым на сервере файлам, так что отказы дисков не приводят к простоям. Архитектура RAID обеспечивает не только целостность данных, но и расслоение дисковой памяти. Данные записываются на несколько накопителей методом чередования, так что в операции считывания и записи участвуют одновременно несколько дисков. В результате повышается производительность, ибо дисковая подсистема перестает быть ограничивающим скорость фактором.

PS/2

PS/2

S/PDIF коаксиальный звуковой кабель

S/PDIF оптический звуковой кабель

IEEE1394 a

USB 2.0

LAN2 для локальной сети

USB 2.0USB 2.0

сабвуфер

Для передачи звука 4,6 или 8 каналов

наушники

Линейный вход

Линейный выход

микрофон

Разъем питания для материнской платы

размер разъема ( у АТХ один 20 контактный, у АТ два разъема)

Различные контроллеры и кодеки

Звуковой кодек

Звуковой кодек

Сетевой контроллер

Конденсаторы

Конденсаторы и некоторые радиодетали, обеспечивают нормальную работу материнской платы

В прайс-листах на материнскую плату указывают:

Системная плата ASUS M4A78 Pro• sAM3, AMD 780G, DDRII1200,Dual VGA,HDMI,PCI-Ex16,S-

RAID,GLAN,ATXСистемная плата Intel DG45ID• s775, iG45,FSB1333,DDRII800,VGA X4500,PCI-E16,GLan,mATX

1. Разъемы: Socket -370, Slot1 и т.д. Если не указывается то по умолчанию Socket-7

2. Указывается производитель и название платы3. Объем установленного Cache (обычно 512 КБ), диапазон частот

на которых работает процессор 4. Наличие шины AGP5. Тип корпуса под который рассчитана плата (АТ,АТХ или BTX)

M/B Socket 478. Gigabyte GA-8PE667, ATX, i845PE, AGP, 3DDR333, Sound, LAN, 4 USB 2.0.

• M/B –Main Board• Socket 478- разъем под процессор• Gigabyte GA-8PE667- производитель платы• ATX – тип стойки • i845PE- наименование чипсета (обозначение

производителя: i - Intel) • AGP – разъем• 3DDR333- 3 места для модулей памяти типа DDR333• Sound- звук • LAN – встроенная сетевая карта• 4 USB 2.0. – 4 порта USB 2.0

M/B SocketA, ABIT, ATX, VIA KT133A

M/B- Main Board SocketA – разъем для процессора ABIT – производитель платы ATX – тип стойкиVIA KT133A –производитель чипсета

Комплектность- 8 кабелей SATA - 3 мостика CrossFire - 3 мостика SLI - 1 планка для подключения 2 USB - 1 планка для подключения устройств SATA снаружи корпуса - Заглушка - Комплект игольчатых переходников для упрощения подключения к плате различных портов - Руководство пользователя - Краткое руководство по установке - Руководство по HDD Backup - Руководство по разгону - Диски с ПО и драйверами

Задание: определить основные элементы платы (по технической характеристике)

Домашнее задание: Расшифруйте следующие записи из Прайс-листа:

1) M/B Socket 478. Gigabyte GA-8PE667, ATX, i845PE, AGP, 3DDR333, Sound, LAN, 4 USB 2.0.

2) M/B SocketA, ABIT, ATX, VIA KT133A