Что такое материнская плата компьютера?

Но что же это всё-таки такое – материнская плата?

Материнская плата — это большая печатная плата, которая соединяет все узлы и компоненты с помощью тысяч проводов и множества контактов. Теоретически, вы могли бы соединить все с помощью множества проводов вместо жесткой платы. Однако производительность этого клуба проводов будет ужасной, поскольку сигналы будут противоречить друг другу, а сопротивление проводников приведет к значительным потерям мощности.

Недостаток этого изображения в том, что, помимо того, что материнская плата находится в довольно плохом состоянии. Скажем так, это затрудняет понимание того, как работают узлы платы.

https://www.youtube.com/watch?v=0tlSeVm—g0

Сначала рассмотрим упрощенную схему материнской платы.

Так-то лучше, но мы всё ещё видим множество непонятных контактов и разъёмов. Давайте начнём сверху, с самой важной части.

Основные элементы

На материнской плате присутствуют основные порты и разъемы:

Чипсет, который состоит из так называемых «севера» и «юга» и облегчает связь между процессором и областями памяти, является одним из наиболее важных компонентов МП.

M F включает в себя пассивные радиаторные решетки и активные вентиляторы как часть конструкции системы охлаждения. Эффективность системы охлаждения влияет на то, насколько хорошо работает вся система.

Гнездо процессора позволяет просто и быстро заменить процессор. Оно представляет собой серийный номер процессора, который является общим для группы родственных чипов. Дополнительный радиатор охлаждения (кулер) устанавливается сверху процессора и связан с уникальным разъемом на материнской плате. Возможно отсутствие кулера, если мобильный процессор имеет пассивное охлаждение.

Что такое материнская плата компьютера

Он является основным соединением между всем остальным. Хотя кажется, что это платформа с множеством терминалов, на самом деле у нее много портов. Это места для размещения аппаратного обеспечения. Материнская плата ПК служит его скелетом, объединяя различные модули в единую функциональную систему. Возможности и производительность системы или ноутбука определяются свойствами материнской платы.

Он контролирует работу каждого элемента аппаратного обеспечения в сборке, включая процессор, оперативную память, накопитель и различные периферийные устройства.

Что это такое

Самым крупным компонентом системного блока, к которому подключаются остальные части, является материнская плата. Она включает в себя:

• Разъемы для подключения процессора, оперативной памяти;
• Чипсет (северный и южный мост);
• Контроллеры шины, периферия;
• Слоты расширения.

Память – не единственное, что подключено к процессору

Хотя существуют и другие разъемы памяти (по той же причине), системная память подключается непосредственно к процессору. Эти разъемы, известные как слоты PCI Express (сокращение от PCI Express), встроены в каждую современную процессорную систему.

Это контроллеры, которые могут управлять несколькими соединениями (обычно называемыми линиями или дорожками), несмотря на то, что они не взаимодействуют ни с каким другим оборудованием. Контроллер PCI Express на нашем рисунке имеет 16 линий.

Более старые слоты SSD расположены в нижнем слоте и двух верхних слотах PCI Express, которые медленнее, чем PCIe. 16-линейный слот расположен под маленьким нижним слотом, обозначаемым как PCIEX1_1 или PPIX16_2.

Если вы снова откроете эту статью и изучите полное изображение нашей материнской платы, вы быстро найдете его там:

Что произойдет, если контроллер ЦП имеет только 16 линий? В-третьих, только первые два 16-линейных слота — PCIEX16_1 и PCIex17 — связаны с процессором. Третий и два 1-линейных CPU находятся в другом корпусе материнской платы (подробнее об этом позже). Во-вторых, процессор назначит 8 линий на каждый слот PCIEX16 только в том случае, если первые два слота заполнены.

Это справедливо для всех современных процессоров. Поскольку число линий у них ограничено, устройствам приходится делить их между собой, и чем больше устройств подключается к ЦП, тем меньше линий выделяется каждому устройству.

Это ограничение может быть удовлетворено различными конфигурациями процессора и материнской платы. Материнская плата Gigabyte B450M имеет два стандартных слота M.2, четыре линии PCIE для подключения порта USB, один слот PCIe с 16 линиями и два слота M.2.

Какие гаджеты используют эти слоты? Наиболее типичными вариантами являются:

Звуковая карта довольствуется короткой контактной полосой для 1-линейного слота, в то время как видеокарта имеет длинную контактную полосу для 16-линейного разъема.

По сравнению с другими материнскими платами, наша материнская плата имеет гораздо больше разъемов и соединений.

Большим мозгам – большая память

Ближайшие к процессору слоты предназначены для DRAM. Процессор является их единственной точкой подключения. Поскольку процессор встроенный, количество слотов DIMM обычно зависит от процессора.

На нашем рисунке процессор, работающий с нашей материнской платой, имеет два контроллера памяти, каждый из которых управляет двумя модулями. В результате наша система поддерживает 4 встроенные дискретные карты. Если присмотреться, то можно увидеть, что слоты памяти имеют цветовую маркировку, чтобы можно было определить, какой из них управляет контроллером (также известные как каналы). Два черных слота управляются каналом 1, а серый слот — каналом 2.

Однако в данном случае цветовая маркировка слотов несколько изменяет ситуацию. Канал 2 — это пара, которая находится дальше всего от процессоров, и оказалось, что у него два слота разного цвета.

В этом случае маркировка позволяет использовать материнскую плату в двухканальном режиме. Допустим, у вас есть два модуля памяти емкостью 8 ГБ каждый. У вас всегда будет доступно 16 ГБ памяти, если вы вставите две пары серых или черных слотов.

Процессор будет иметь две возможности доступа к этой памяти, если два модуля установлены в оба черных (или оба серых) слота. Системе потребуется использовать только один контроллер для доступа к памяти, если вы установите модули в слоты разных цветов. Контроллер не улучшит производительность, если он может управлять только одним каналом.

Чипы DDR3 SDRAM (dual data rate version 3, синхронная память динамического доступа) используются в нашем примере материнской платы и процессора, по одному для каждого SIMM.

Вдоль нижнего края модуля памяти располагаются позолоченные контакты, обеспечивающие питание и обмен данными. У данного типа памяти этих контактов 240 (по 120 с каждой стороны).

Виды материнских плат

Устройства обычно разделяются по формату. Для получения информации см. таблицу.

Виды материнских плат и их производители

Сегодня доступны материнские платы от ASUS, MSI и других фирм.

Можно приобрести материнские платы AMD или Intel. Методы установки процессоров первой и второй компаний очень несхожи.

Контактные площадки в процессоре и контактные ножки Intel находятся на сокете. У AMD ситуация обратная. Они также отличаются размером самого сокета и креплений для систем охлаждения.

Однако сокеты также различаются в зависимости от производителя процессора. Каждый производитель предлагает процессоры разных поколений. Например, Intel предлагает сокеты LGA 1151, LGA 1161-V2 и lEGAS 1200. AMD: AM1, AM3 и FM2 Они также отличаются друг от друга, и процессор одного поколения не всегда подходит к сокету другого поколения.

Фактор, определяющий размер платы и количество разъемов для подключения крупных устройств, больше всего отличает материнские платы по форме. Micro-ITX, Mini-IBx и ATX:

Возможные поломки

По пользовательским и внешним причинам все сбои МП можно разделить на две категории. Первая — это результат сильного перегрева, падения системных блоков и повреждения разъемов.

Невозможность включить компьютер является основной причиной отказа материнской платы. Кроме того, могут наблюдаться звуковые сигналы или циклические перезагрузки системы (работа до тех пор, пока компонент не прогреется). В любом случае, для выявления первопричины неисправности можно использовать методы диагностики.

Зачем компьютеру материнская плата

Независимо от того, насколько быстрыми являются оперативная память, процессор и видеокарты, они все равно остаются всего лишь частями оборудования.

Материнские платы имеют слоты для установки внешних устройств в дополнение к внутренним слотам для подключения периферийных устройств и важных компонентов. Все компоненты собираются вместе на материнской плате, образуя полноценный компьютер.

Поскольку компьютер оснащен звуковой картой, материнская плата отвечает за вывод звука. Она также отвечает за использование сетевого адаптера для доступа в Интернет.

Зачем нужен чипсет на материнской плате

Микросхема, которая служит соединительным элементом (мосты), называется чипсетом. штырьковые устройства ввода, контроллеры и центральный процессор. Видеопроцессор и контроллер памяти являются частью северного моста.

Зачем нужна материнская плата в компьютере

М П соединяет вместе различные части компьютера. объединяет необходимое оборудование в единую систему. за что отвечает МП

Зачем нужно обновлять биос (bios) на материнской плате

Bios — система ввода-вывода информации, Она записывается в чип на МП.
Проверяет работу вычислительной системы. При включении ПК тестирует все комплектующие, активирует настройки МП для работы устройств.
BIOS — программа, работающая с оборудованием на «низком» уровне. Поэтому у нее существуют разные версии. В новых исправлены ошибки, найденные в старых версиях.
Обновите BIOS если:

1. Вы решили обновить свой компьютер. Используйте последнюю версию BIOS для установки нового оборудования. Старая карта может не поддерживать его или работать с ним некорректно;
2. Критические ошибки, возникающие при работе карты с определенной моделью видеокарты или жесткого диска.

Нужно ли обновление для работы вашего компьютера.

Зачем нужны драйвера для материнской платы

Драйвер — это часть программного обеспечения, используемого для связи подключенных устройств с компьютером. Он помогает ОС понять, что происходит с устройством.

Из чего состоит материнская плата

После устранения неполадок можно осмотреть компоненты материнской платы. Она включает в себя следующие компоненты:

• Сокет CPU. Это разъем для установки процессора. Физически воплощен в виде площадки с контактами, на которую устанавливается процессор, после чего прижимается специальным фиксатором. Тип сокета имеет важное значение при сборке компьютера, но об этом позже;
• Слоты PCI Express – разъемы для подключениякомплектующих к ПК. Это могут быть: видео, сетевые, звуковые карты, Wi-Fi модули, SSD накопители и т.п. ;
• Слоты под ОЗУ – сюда вы устанавливаете планки оперативной памяти;
• SATAразъемы — служат для подключения жестких дисков, SSD накопителей или привода оптических дисков;
• Чипсет — это микросхема или группа микросхем, обеспечивающая обмен данными между процессором, оперативной памятью, устройствами хранения данных, а также периферией и другим оборудованием. На материнской плате может быть воплощён в виде северного и южного мостов, либо только южного моста;
• Микросхема BIOS и батарейка питания CMOS памяти. В этой микросхеме хранится прошивка BIOS (EFI) – набор микропрограмм, работающих с аппаратурой компьютера. В CMOS хранятся настройки BIOS, а для того чтобы они не сбивались когда вы выключаете компьютер (данная память энергозависима), используется специальная батарейка, которая ее питает;
• Внешние разъемы — как правило это USB разъемы, VGA и HDMI выходы для вывода изображения на монитор, Ethernet разъем для подключения интернета, а также аудио входы/выходы для подключения колонок и микрофона;
• Разъемы питания. Собственно, как сама материнка – процессор и система охлаждения также требуют питания;
• Гнезда подключения USB разъемов с корпуса ПК. Сюда же можно отнести контакты для подключения PC спикера, кнопки питания и индикатора работы ЖД, расположенных на одной из панелей системного блока.

Ниже перечислены основные характеристики типичной материнской платы.

Или видео?

Видео ниже довольно похоже на приведенный ниже текст, поэтому вы можете чувствовать себя более комфортно, просматривая его для ознакомления с материнской платой.

Интегрированные компоненты материнской платы

Многие современные компьютеры, особенно те, которые оснащены офисными аксессуарами, поставляются со встроенным видеоадаптером. Если в будущем не предвидится необходимости в специальном производительном оборудовании, это может помочь вам сэкономить деньги как сейчас, так и при покупке оборудования.

Перед покупкой обязательно изучите технические характеристики материнской платы на веб-сайте производителя.

Поскольку схема системного блока теперь известна, вопрос о том, что представляет собой материнская плата, больше не имеет значения. Как правило, материнские платы подвергаются изменениям и обновлениям раз в год.

Интерфейс подключения agp

Когда-то высокопроизводительный обмен данными был возможен благодаря шине AGP, но со временем производители графических карт стали недовольны этим разъемом. Поскольку стандарт PCI не может вместить компьютерную графику, этот интерфейс подключения приобрел популярность.

Критерии выбора мп

Выбор материнской платы — типичная проблема при сборке ПК с нуля. Можно купить дешевую МП и современный процессор Core i9, а потом обнаружить, что они несовместимы.

При выборе выбирают следующие критерии:

• Форм-фактор: ATX(для обычных системных блоков), Micro-ATX(уменьшенная сборка) и mini-ITX – МП для компактных системных блоков.
  

• Сокет процессора –«гнездо» для установки CPU, которое должно быть совместимо с подбираемым чипом.
  

• Чипсет – элемент, определяющий поддерживаемый объем ОЗУ и обуславливающий возможности увеличения производительности системы(«разгона»).
  

• Число слотов для ОЗУ и поддержка многоканального режима работы(обуславливает производительность).
  

• Наличие встроенного графического чипа. Современные МП содержат довольно производительные графические процессоры. Например, если ПК используется для расчетов, а не работы со сложной графикой, дискретная видеокарта может не понадобиться.
  

• Наличие разъемов для подключения различных компонентов, рассмотренные выше.
  

• Возможность разгона (если, несмотря на отсутствие поддержки «разгона» в МТ, тактовая частота может быть увеличена в соответствии с его спецификациями)

Объединение

На материнской плате установлены процессор, оперативная память и видеокарта. Имеются разъемы питания. На одной плате все соединяется.

Передача звука

На материнской плате часто устанавливаются встроенные звуковые карты. Они обеспечивают хорошую передачу звука, но не могут конкурировать с дискретными звуковыми картами. Добавьте микрофон и наушники.

Питание

В зависимости от разъема на материнскую плату может подаваться напряжение и к ней могут подключаться другие устройства. В его основе лежат разъемы с 24 контактами.

Стандартные цифровые напряжения в промышленности — 3 и 12 вольт, но они могут меняться в зависимости от источника питания.

Различить их можно по цветовой маркировке проводов блока питания. Разъем материнской платы не имеет маркировки. Эти разъемы можно использовать для разделения платы на две части.

Все компоненты материнской платы, включая процессор, DRAM и другие устройства в любом слоте расширения, питаются от линий 3,3 В и 5 В. Любое устройство, использующее порты SATA или PCI Express, требует прямого подключения к источнику питания.

Тот факт, что процессоры не могут работать при таком напряжении, представляет собой более серьезную проблему, чем просто отсутствие достаточного количества линий 12 В.

Рабочее напряжение цифровых процессоров Intel, которые мы подключаем к материнской плате Asus 97, составляет от 0,7 до 1,4 В. Поскольку процессоры способны регулировать входное напряжение в зависимости от нагрузки, это напряжение не является фиксированным. Процессор может отключаться, когда он не используется.

Напряжение ниже 1,8 вольта используется для расчета потребления. После этого потребление увеличивается до 1 вольта или более, когда ядра полностью загружены.

Устройство, преобразующее фиксированное постоянное напряжение от сети переменного тока 110 или 220 В, характерное для конкретной страны. Модули регулирования напряжения, или VRM, — вот что это такое, и их можно найти на любой материнской плате.

Обычно VRM состоит из четырех компонентов (выделены красным цветом):

Уникальный чип управляет V RMs, который контролирует напряжение конкретного устройства. Asus называет его многофазным ШИМ-контроллером или EPU (Energy Processing Unit). Поскольку чип и транзисторы сильно нагреваются при работе, обычно в комплект поставки входит общий радиатор.

При полной нагрузке даже обычный процессор Intel i7-9700K может потреблять более 100 А. Несмотря на свою эффективность, VRM не могут изменять напряжение без потерь. Как следует подавать тосты, если у вас разбилась сковорода?

Снова взглянув на полную фотографию нашей платы, можно увидеть и пару модулей VRM для DRAM, но так как там нет таких напряжений, как на ЦП, эти VRM греются не сильно и в радиаторе не нуждаются.

Подключение периферии

Между компьютерами устанавливаются соединения клавиатуры, принтера и мыши. Это оборудование соединяется с помощью разъема в единую систему, которая помогает выполнять операции вывода.

Работа в интернет

Сетевой адаптер присутствует почти на всех платах. использует кабель Lan для связи маршрутизатора с модемом. Модели высшего и среднего класса оснащены модулем Wi-Fi, который обеспечивает беспроводное соединение.

Связь cpu с комплектующими

В специально отведенное гнездо (Socket). На верхней части установлен вентилятор. Автоматически вставляется только процессор.

Соединение соединений

Давайте вкратце обсудим, как все эти компоненты и разъемы соединены между собой, прежде чем завершить разборку материнской платы. Что делают проводники платы?

Это, проще говоря, тонкие медные полоски. На фотографии ниже они полностью окрашены в черный цвет. Однако существуют сотни других проводников, подобных этому. Существует множество того, что мы можем описать только как вертикальные и горизонтальные полоски, служащие проводниками.

Дешевые, простые материнские платы могут иметь только 4 слоя. Современные платы обычно имеют 8 или 9 слоев. Большее количество слоев не всегда означает лучшее. Все необходимые проводники должны быть расположены с достаточным пространством между ними.

Для проектирования монтажа и последующего травления проводников разработчики материнских плат используют специализированное программное обеспечение. Полученный на компьютере результат затем вручную корректируется опытными инженерами. Процесс создания сети проводников, соединяющих компоненты на печатной плате, показан на видео.

Учитывая, что материнские платы — это всего лишь большие печатные платы, вы можете собрать свою собственную.

В заключение следует отметить, что коммерческое производство материнских плат — это совершенно другое дело. Посмотрите два приведенных ниже видеоролика, второй из которых дает представление о разработке и производстве материнской платы, а также о базовой сборке типичной печатной платы.

Функции с точки зрения принципа работы пк

Компьютер обрабатывает огромное количество данных. Центральным процессором является центральный процессор. Данные берутся из основной памяти, обрабатываются по мере необходимости, а затем помещаются обратно в основную память.

Система получает часть данных, которые должны быть сохранены на жестком диске. Перед отправкой на монитор данные обрабатываются видеоадаптером. Передача данных и выполнение системы — это лишь два примера непрерывных процессов. Компьютер будет бесполезен, если различные части системы не смогут взаимодействовать друг с другом.

Материнская плата служит местом соединения основных частей системы. Она гарантирует их взаимодействие и связь друг с другом.

Шина plug-and-play

Простота шины и легкость установки оборудования, что позволило разработать самоуправляемые устройства, также является одним из ее главных преимуществ.

Обнаружение устройств и распределение ресурсов выполняется автоматически системными платами, подключенными к системе расширения через дочернюю плату.

Шины pci и pci express

Даже сегодня вы можете добавить ТВ-тюнеры в свой компьютер для просмотра аналогового ТВ, чтобы увеличить его функциональность благодаря PCI.

Однако, поскольку компьютерные технологии развиваются так быстро, высокопроизводительные компоненты не могут поддерживаться известной шиной PCI. Из всех устройств видеокарта, скорее всего, будет самой независимой.

Увеличение частоты шины PCI стало невыгодным, поскольку ее необходимо производить с высокой точностью. Тестовый режим был запущен в 2004 году вместе с PCI Express 16X и PCI X1.

Шины материнской платы

Проще говоря, это группа электрических проводов. Шины могут быть расположены последовательно или параллельно в зависимости от того, как передается информация. В первом сценарии используется только один проводник.

В зависимости от того, как подключены компоненты

1. Процессор соединен с основными компонентами ПК внутренностями устройства.

2. Входы/выходы для внешних устройств Эти варианты связаны между собой мостом микросхем процессора.

Активное охлаждение — интересный аспект TUF_X299-MARK_1. Даже при высоких нагрузках он не перегревается.

Автобусные шины состоят из кондукторов, которые выполняют различные функции:

Какую видеокарту использовать — GTX 1060 или GTX 1000TI?

Лучший вариант для вашего компьютера можно выбрать, зная, как реагирует материнская плата и особенности ее работы.

Вывод изображения

Материнская плата отвечает за создание выходных изображений, если дисплей подключен к ней таким образом. Видеоинтерфейсы на новых материнских платах могут быть DVI, DisplayPort или HDMI.

Выводы

Сложная структура, которая объединяет и управляет работой каждого компонента вашего компьютера, называется материнской платой. Характеристики вашего компьютера и степень его модернизации определяются этой платой.

Я искренне надеюсь, что эта статья была вам полезна. Надеюсь, вы напишете еще больше увлекательных статей!

Что такое железоКомпьютер

Заключение

Поэтому мы провели «вскрытие» современной материнской платы для настольного компьютера. Эти огромные, замысловатые печатные платы напичканы переключателями и процессорами. Существует так много интересных технологий, но когда мы интегрируем их в наши системы, мы часто забываем о них.

Но, надеюсь, вы смогли ближе познакомиться с некоторыми из тех, что населяют ваш системный блок и, что более важно, у вас есть куча вопросов о них! Пишите нам, и мы попробуем разобраться