Содержание
Изображение: Википедия
Короткие байты: Материнская плата выступает в качестве платформы для установления соединений между различными компонентами, которые необходимы для успешной работы компьютера. На печатной плате размещены все компоненты, либо припаяны, либо подключены дискретно через слоты расширения. Материнская плата также может быть определена как основной строительный блок компьютера.
Компьютер состоит из множества компонентов, таких как процессор, монитор, клавиатура, мышь и многое другое. Все эти компоненты общаются друг с другом через общее оборудование, известное как материнская плата или просто mobo. Большинство пользователей не имеют большого представления о зеленой вещице, помещенной в их машину. Итак, вопрос «Что такое материнская плата?» Звучит очевидным для ушей.
За прошедшие годы я превратился из наивного пользователя компьютера в того, кто знает кое-что об электронных устройствах, которые облегчают нашу жизнь. Я попытаюсь развить полученные знания о том, что такое материнская плата и каковы ее компоненты? Итак, давайте погрузимся в мир материнских плат.
Что такое материнская плата?
Материнская плата — это, по сути, печатная плата, используемая для подключения различных частей компьютера, таких как центральный процессор, память, принтер, мышь, клавиатура, графическая карта и другие периферийные устройства, через физические слоты и интерфейсные разъемы. Если вы когда-нибудь открывали свою машину, вы могли наблюдать различные линии, идущие в разных направлениях. Эти линии представляют собой схему, используемую для обеспечения связи между различными аппаратными устройствами, подключенными к материнской плате. Электрические сигналы, несущие информацию данных, проходят через эти линии. Поток тока в печатной плате похож на обычную цепь, но меньше по напряжению. Преимущество состоит в том, что он может быть размещен в меньшем пространстве, чем обычный.
История материнской платы
Развитие материнских плат было параллельно с появлением микропроцессоров — вашего обычного процессора, такого как Intel Core i5 — в компьютерных машинах. До микропроцессоров на компьютерах размещалось несколько печатных плат, которые были соединены друг с другом через объединительную плату. Задняя панель представляет собой параллельное расположение электрических разъемов, каждый из которых выровнен с другим, так что каждый контакт разъема связан с соответствующим контактом другого разъема. Эта объединительная плата использовалась для соединения нескольких печатных плат вместе. Компоненты, такие как центральный процессор (ЦП), память и другие периферийные устройства, были подключены к разным печатным платам и затем объединены с помощью объединительной платы.
Со временем, с появлением микропроцессоров, эти объединительные платы ушли в прошлое, и различные компоненты были интегрированы непосредственно в одну печатную плату. Таким образом, единственная печатная плата, называемая материнской платой, была необходима только для компьютера.
В 1980-х годах такие компании, как Apple и IBM, выпустили документацию и чертежи своих материнских плат. Это было предназначено для производства заменяющих материнских плат для их популярных компьютеров, таких как Apple II и IBM PC. Материнские платы стали более консолидированными, но в то же время сложными. Чипы Super I / O (одиночные микросхемы) начали существовать на материнской плате в конце 80-х годов, что позволило поддерживать низкоскоростные периферийные устройства, такие как мышь, клавиатура, дисковод гибких дисков и т. Д.
Когда часы начали приближаться к тысячелетию, необходимость в слотах для расширения была исключена для таких компонентов, как видео, устройства хранения, аудио и сетевые адаптеры, путем встраивания их в материнскую плату. В настоящее время материнские платы достигли уровня, на котором после изготовления материнской платы могут быть сделаны практически незначительные изменения. Размер материнской платы резко сократился за последние несколько десятилетий и может продолжать уменьшаться.
Насколько велика материнская плата?
Форм-фактор — это термин, обозначающий форму и размер материнской платы. Как правило, все типы материнских плат разрабатываются в соответствии с заранее определенными спецификациями, создавая сходство между материнскими платами, производимыми различными компаниями. Тем не менее, размер может отличаться в небольшой степени от бренда к бренду.
ATX, разработанный Intel, является наиболее широко используемой спецификацией конфигурации материнских плат для настольных ПК, которая применяется почти всеми крупными производителями.
MiniPC — это спецификация форм-фактора для небольших компьютеров, таких как Apple Mac Mini и Intel NUC. Эти машины используются для базовых вычислительных нужд, таких как веб-серфинг, обработка текстов, воспроизведение видео и т. Д. Однако развитие технологий сделало эти машины не просто устройством для интернет-серфинга.
Также прочитайте: Что такое DNS (система доменных имен) и как она работает?
Что внутри материнской платы?
Посмотрев, как материнские платы развивались в течение многих лет, теперь мы посмотрим на компоненты материнской платы.
Слоты памяти
Это длинные слоты, прикрепленные к материнской плате для установки на компьютер микросхем DIMM. DIMM означает модуль двойной встроенной памяти, состоящий из интегральных микросхем DRAM. Динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM) — это энергозависимая память, в которой хранятся данные и файлы, выполняемые ЦП. Существует много вариантов DRAM, таких как DDR, DDR2, DDR3, DDR4.
Более ранние машины, в период с 1980-х до конца 1990-х годов, использовали модули памяти типа SIMM (Single Inline Memory Module).
Розетки
Возможно, вы слышали такие термины, как LGA 1150 или AM3 +. Получение правильного типа сокета для процессора является распространенной дилеммой, с которой мы сталкиваемся при сборке компьютера, например, настольного компьютера. Итак, что же такое сокет? Сокет — это место, где на материнской плате находится микропроцессор или процессор. Благодаря разъему микропроцессор не нужно припаивать к материнской плате. Мы можем удалить его в любое время согласно нашей воле.
Тип используемых сокетов:
LGA (Land Grid Array) — При этом контакты присутствуют на гнезде.
PGA (Pin Grid Array) — При этом контакты присутствуют на чипе процессора.
ZIF (Zero Insertion Force) — При этом при вставке микросхемы ЦП контакты на разъеме ослабляются при поднятии рычага. Таким образом, процессор легко устанавливается.
Разъемы типа LGA в основном используются Intel, тогда как AMD использует разъемы типа PGA-ZIF. Давайте возьмем пример Intel, они делают много вариантов сокетов. Разница заключается в расположении штифта. Вот почему мы должны быть очень осторожны при выборе типа процессора и сокета.
Набор микросхем
Это микросхема, присутствующая на материнской плате, которая отвечает за создание канала связи между процессором и различными компонентами, такими как память, и периферийными устройствами, подключенными к материнской плате. Без набора микросхем все различные компоненты не смогут общаться с центральным процессором, и это напрямую повлияет на производительность компьютера. Чипсет состоит из двух частей:
Северный мост который напрямую подключен к процессору через лицевую сторону шины (FSB). Он использует контроллер памяти для связи с чипом ОЗУ для передачи данных между ЦП и ОЗУ. В дополнение к этому он также устанавливает связь с шиной PCI Express.
Southbridge ссылки на порты USB, интерфейс SATA. Он не сообщает напрямую ЦПУ, вся информация должна пройти через северный мост, прежде чем достигнет ЦП.
Тактовый генератор
Основная операция тактового генератора заключается в синхронизации операций различных компонентов материнской платы. Он генерирует тактовый сигнал, который прыгает между высокими и низкими частотами, создавая таким образом метроном для координации действий. Я не буду вдаваться в подробности, чтобы рассказать вам о технических деталях.
Слоты для карт расширения
Возможно, вы знакомы с термином PCI (межсоединение периферийных компонентов). Он используется для установки дополнительных компонентов, таких как беспроводные адаптеры, графические карты и т. Д. PCI — это шина расширения, которая используется для передачи данных между компьютером (т. Е. ЦП и ОЗУ) и подключенным периферийным устройством.
Под шиной можно понимать путь, по которому проходят данные. Термин относится как к программному обеспечению, так и к аппаратному обеспечению, необходимому для передачи данных. Автобус состоит из двух частей: адресная шина который передает информацию о том, куда данные должны идти, и шина данных который несет фактические данные, которые будут переданы.
Современные материнские платы включают в себя слоты PCIe (PCI Express), которые представляют собой обновление по сравнению с традиционными стандартами шины расширения PCI и PCI-X.
Разъемы для хранения
Материнские платы оснащены разъемами для подключения таких устройств хранения, как магнитные жесткие диски, оптические накопители и твердотельные накопители. Эти устройства работают через интерфейс, известный как SATA. SATA или Serial ATA — это также компьютерная шина, которая обеспечивает соединение между носителем данных и компьютером через адаптеры главной шины, имеющиеся на материнской плате.
Существуют различные версии SATA, а именно SATA 3.2, mSATA, eSATA и т. Д., Которые используются в зависимости от конфигурации машины. Например, mSATA или mini-SATA используется для твердотельных накопителей и жестких дисков, установленных в ноутбуках.
Разъемы питания
Компьютеры имеют основной блок питания, но невозможно напрямую подавать питание на все компоненты. Следовательно, разъемы питания используются для распределения питания от основного источника питания на различные компоненты, такие как ОЗУ, ЦП, набор микросхем и платы расширения.
Некоторые современные карты расширения, такие как высококачественные видеокарты, требуют больше энергии, которую не могут обеспечить основные разъемы питания компьютера. Таким образом, эти видеокарты поставляются с собственными разъемами питания для получения нужного количества электроэнергии.
Материнские платы также имеют Flash ROM, который использует энергонезависимый чип памяти для хранения BIOS системы. Помимо этого, на материнской плате имеются дополнительные компоненты, такие как USB (универсальная сервисная шина), контроллеры дисков, контроллеры Ethernet и т. Д. Современные материнские платы также имеют встроенные графические чипы (например, Intel HD Graphics) и звуковые карты, которые непосредственно на них припаяны. Внутренние графические карты способны обрабатывать основную графическую обработку машины и обеспечивать вывод видео через порты VGA и HDMI.
Рабочая Температура
Неправильная температура в случае материнских плат может привести к снижению производительности и снижению продолжительности жизни с течением времени. Следовательно, различные устройства, такие как радиатор и охлаждающие вентиляторы, были разработаны для снижения температуры, когда тепло выделяется компонентами материнской платы.
Идеальная рабочая температура для материнских плат составляет около 45 градусов по Цельсию. Ваш компьютер не будет вам доволен, если вы не оснастите его соответствующей системой охлаждения, которая поднимает температуру выше недопустимого уровня. Возможно, вы слышали о жарке материнских плат из-за высоких рабочих температур.
Итак, это все, что я знаю о материнских платах. Если я не смог указать какой-либо важный момент, пожалуйста, дайте мне знать в разделе комментариев ниже.
Также прочитайте: 32-битная и 64-битная ОС Windows: в чем разница? Как выбрать?
