Что такое материнская плата в компьютере — составляющие —

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.

Что такое чипсет?

Оптимальная работа компьютера зависит от чипсета, то есть от набора микросхем, который необходим для налаживания взаимодействия между главным процессором и составляющими системы. Это ключевой элемент материнской платы.

Состоит чипсет из двух микросхем, расположенных в основном под охлаждающим элементом ПК. От того какие бывают модели данного элемента напрямую зависит производительность компьютера, поэтому важно ответственно подойти к выбору материнской платы.

Bios. uefi

BIOS и UEFI – это системы управления материнской платой. Такая система, важная составляющая платы. BIOS и UEFI по сути одно и тоже, но UEFI более продвинутая версия уже немного устаревшего BIOS. Она имеет более информативный интерфейс, а также отображает состояние системы ПК и ее элементов. В отличие от BIOS, которые показывает только наборы параметров запуска.

С помощью такой управляющей системы, мы может управлять материнской платой. А именно увеличивать ее производительно, изменять параметры запуска системы, наблюдать за ее состоянием и отслеживать какие-либо неполадки заранее.

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.

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.

Sata разъемы

Такие разъемы нужны для подключения жестких дисков и оптических приводов – CD, DVD и др.

Есть три ревизии данных разъемов с примитивными названиями:

1. SATA1.
2. SATA2.
3. SATA3.

Эти разъемы являются обратно совместимыми и позволяют подключаться друг к другу. Но чаще всего на платах комбинируют данные разъемы и помечают их разными цветами.

Виды материнских плат и их производители

Сегодня на рынке доступно просто огромное количество моделей материнских плат от ASUS, MSI, GIGABYTE, Asrock, Esonic и многих других компаний.

Материнские платы можно разделить на два вида в зависимости от поддерживаемой марки процессора: под Intel или AMD. Дело в том, что способ установки процессоров от первой компании отличается от второй.

Ножки контактов у Intel расположены на сокете, а контактные площадки на процессоре. У AMD же – наоборот. Кроме этого, у них отличаются крепления системы охлаждения, а также размеры самого сокета.

Но сокеты отличаются не только в зависимости от производителя процессора. У каждой компании есть несколько поколений процессоров. Например у Intel есть сокеты LGA 1151, LGA 1151-V2, LGA 1200. У AMD: AM1, AM3 , АM4, FM2, FM2 . Они также отличаются друг от друга, и не всегда процессор одного поколения станет в сокет от другого.

Самое же характерное разделение материнок по виду можно произвести по форм-фактору — параметр, определяющий площадь платы, а также количество разъемов под основные и периферийные устройства. Самые распространенные форм-факторы материнских плат в потребительском сегменте сегодня: ATX, Micro-ATX и Mini-ITX:

Внутренние разъемы

Такие разъемы используются для подключения оборудования, которое остается внутри системного блока.

Через внутренние разъемы к материнской плате подключают:

• Оперативную память.
• Жесткий диск.
• Видеокарты и другие внутренние комплектующие системного блока ПК.

Внутренних разъемов может быть, как огромное количество, так и стандартный минимум. Рассмотрим основные разъемы материнской платы.

Для чего нужны системные платы?

Системная (или материнская) плата снабжает питанием различные компоненты ПК и обеспечивает быстрый обмен данными между ними. Кроме того, на ней располагаются процессорный разъем, слоты для установки модулей оперативной памяти, видеокарт и прочих плат расширения.

Обработка потока данных осуществляется следующим образом: например, когда вы копируете фильм с USВ-флэш-накопителя на компьютер, а затем воспроизводите его, вначале флэш-накопитель при непосредственном участии материнской платы создает копию файла на жестком диске.

Затем программы воспроизведения, например обычный «Проигрыватель Windows Media», выполняют распределение данных: изображение видеофайла посредством видеоплаты выводится на экран, а музыка, речь и звуки обрабатываются звуковой платой и передаются на акустическую систему. Во всех этих процессах материнская плата принимает самое активное участие.

Значение материнской платы

Не стоит преуменьшать роль устройства в поддержании оптимального рабочего состояния компьютера. Даже использование компьютерной мыши возможно только благодаря обмену данными через разъемы на материнской плате. Помимо этого, все процессы, происходящие в системе компьютера, реализуются с ее помощью.

• пропускную способность шины;
• максимальный объем оперативной памяти, который поддерживается устройством;
• возможность повысить работоспособность видеокарты.

Из чего состоит материнская плата

Разобравшись с предыдущими вопросами, время посмотреть из чего состоит материнка. И основными ее элементами можно назвать:

• 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.

В принципе это основной набор который можно встретить на типичной материнской плате, но также необходимо помнить, что у разных производителей и моделей он может отличаться, поэтому переходим к следующему пункту.

Из чего состоит материнская плата?

Сама плата состоит из нескольких изоляционных слоев. Между ними проходят медные токоведущие дорожки, по которым происходит передача всех данных. Они соединяют компоненты материнской платы, которые могут быть расположены на разных слоях. Для этого предусмотрены специальные отверстия: так, например, звуковой чип на первом слое может сообщаться с контактной цепью, расположенной на втором слое. В зависимости от модели современные материнские платы могут иметь до 10 слоев.

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.

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.

Интегрированные компоненты материнской платы

В сегодняшние дни очень много компьютеров, особенное имеющие офисную принадлежность оборудованы интегрированным видеоадаптером, что должным образом сможет сэкономить деньги на покупке техники, конечно если особая видео производительность не будет требоваться в будущем.

Перед покупкой материнской платы, обязательно нужно ознакомиться с её спецификацией на сайте производителя, тогда к примеру, у вас не возникнет проблем с максимальной частотой работы и количеством разъёмов модулей оперативной памяти, а может возможность подключения нескольких видеокарт тоже будет не лишней.

Теперь вопрос что такое материнская плата стал менее актуальным, ведь появилось понимание того, что системная плата — основа всего внутреннего механического мира, находящегося в системном блоке. Сами материнские платы с каждым годом меняются, дополняются, а описать все в одной статье просто не возможною, приходится ограничиваться основными моментами.

Интерфейс подключения agp

В своё время шина AGP, обеспечивала высокопроизводительный обмен данных, но со временем производителей видеокарт этот разъём перестал удовлетворять. Этот интерфейс подключения получил широкое распространение, в связи c сдерживанием компьютерной графики обыкновенным PCI.

Как определить, какая материка установлена

Существует три способа определения типа системной платы, установленной в ПК:

• При помощи программ диагностики. Таковыми могут быть CPU-Z, AIDA, PC Wizard и прочее.
• При помощи DMI. Этот способ, скорее, применим для программистов. Частично он реализован в «Свойствах системы» ОС Windows, но тип материнской платы там отображается не всегда.
• Визуальный. Разобрать системный блок и посмотреть надпись на плате. Традиционно, она находится между слотами расширения.

Первый способ самый простой и предпочтительный. Кроме того, он абсолютно безопасен и может применяться, когда вскрыть системный блок невозможно. Например, если ПК находится на гарантии.

Какими новшествами обладают современные системные платы?

В последние годы многие компоненты системной платы перекочевали в процессор. В сочетании с современными системными платами это обстоятельство приводит к существенному повышению производительности. Основные технические отличия между современными системными платами и моделями, выпускавшимися три или четыре года назад, состоят в следующем.

• Северный и южный мосты (North-/South-Bridge). Раньше чипсет состоял из двух блоков. Северный мост управлял потоком данных видеоплаты, а также, используя контроллер памяти, потоком данных процессора и оперативной памяти. Южный мост отвечал за обмен данными между дисками и устройствами ввода. Ныне и Intel и AMD переместили большинство компонентов северного моста в процессор, а остальные компоненты объединили в одной микросхеме чипсета. Тем самым удалось значительно ускорить процесс обмена данными между ЦП и ОЗУ.
• Графический чип. Несколько лет назад такие производители, как MSI и ASUS, оснащали некоторые материнские платы дискретным графическим чипом. Он обеспечивал вывод изображения без необходимости установки дополнительной видеоплаты. Теперь это в прошлом, так как почти во всех современных процессорах Llano и Sandy Bridge имеется встроенный графический процессор. Раньше процессор был соединен с северным и южным мостами посредством шины Front Side Bus. Шина задавала также тактовую частоту, с которой происходил обмен данными между отдельными компонентами ПК, например процессором и оперативной памятью. В настоящее время весь северный мост (AMD) или содержащийся в нем контроллер памяти (Intel) перекочевали в процессор. Таким образом, сейчас производители материнских плат обеспечивают прямую связь соответствующего процессориого ядра с чипсетом: вместо фронтальной шины используются более современные технологии, например Quick Path Interconnect и Hyper Transport, обеспечивающие более высокую скорость работы.
• (U)EFI. Основной программой управления материнской платой долгое время была BIOS. Она загружается при запуске ПК и позволяет изменять базовые параметры. С появлением современных процессоров многие производители материнских плат перешли на использование EFI — преемника BIOS. Преимущества: программа имеет свою собственную графическую оболочку с поддержкой управления мышью, а ее базовые возможности могут быть значительно расширены за счет множества специальных функций.

(BIOS): традиционная BIOS (верхний рис.) и UEFI BIOS с красивым rрафическим интерфейсом (нижний рис.)

Каковы особенности системных плат с точки зрения производительности?

В зависимости от качества и типа чипсета между материнскими платами одинакового конструктивного исполнения и одинакового ценового диапазона имеются некоторые различия в производительности: эксперты тестовой лаборатории установили, что скорость работы может колебаться в пределах 5%.

Кроме того, наращивая объем оперативной памяти, лучше использовать два или четыре модуля памяти одинакового типа. Все дело в том, что современные модели имеют два канала памяти (двухканальный режим) для обмена данными с процессором. Если в компьютере установлен один модуль, скорость работы будет ниже.

Кто производит системные платы?

В настоящее время рынок поделен между 11 производителями. Основными из них являются ASUS, Gigabyte, MSI и Foxconn. Производитель процессоров компания Intel также является крупным игроком на рынке системных плат. Напротив, ее конкурент компания AMD системных плат не делает.

Назначение материнской платы

Для большей наглядности, мы начнем с перечисления всех основных функций системной платы:

1. Соединяет между собой все компоненты компьютера.
2. Материнская плата создает между: мышкой, клавиатурой, дисплеем и другими компонентами — единую работоспособную систему.
3. Она направляет процессор, чтобы тот форсировал и контролировал работу всех остальных компонентов ПК.
4. Также он поддерживает связь между ними. Также материнская плата может отвечать за передачу картинки на дисплей, если она имеет встроенный графический адаптер.
5. Материнская плата отвечает за звук компьютера. Как следствие, в нее встроена звуковая карта, многие модели располагаю ими.
6. Также в современных версиях часто имеется встроенный сетевой адаптер. Поэтому она может отвечать за непосредственный выход в интернет.

Необходимость микросхемы bios

Для первого запуска ПК необходимо наличие БИОС-микросхемы, в которой расположено заводское программное обеспечение. Именно к данному элементу обращается система при первоначальном включении и взаимодействует с ним до полного окончания рабочей сессии.

Один мой знакомый человек задал мне вопрос: «В последнее время после включения компьютера я вижу английский текст белого шрифта на черном фоне после запуска системного блока. Чтобы продолжить загрузку мне нужно нажать клавишу F1. Но ведь раньше было все в порядке?

» Это и есть Биос в действии. Когда же пользователь заметил такую некорректность работы системы, достаточно обратить внимание на системное время и дату. Если оно после выключения компьютера постоянно сбивается, то пришло время менять батарейку на материнской плате. Ведь она обеспечивает сохранность пользовательских настроек BIOS и системного времени на компьютере.

Понимание основ функционирования вашего компьютера позволит более корректно воспринимать те сигналы, которые посылает вам устройство в случае возникновения неполадок или снижения мощности. Не стоит забывать о связующих элементах (шинах) и об интегрированных компонентах, драйверах. Надеюсь, что хотя бы капельку новых знаний ты, дорогой читатель, почерпнул из этой статьи. Если это так, то поделись ее со своими друзьями, а если нет, то всё равно поделись. Возможно, для твоих друзей это будет морем знаний.  Хотите узнать как делают материнские платы? Смотрите видео

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.

Понятие системной платы

Системная плата — это ключевой элемент ПК, который соединяет и координирует работу центрального процессора, оперативной памяти, жесткого диска, видеокарты и внешних интегрированных устройств. Она является связующим звеном в цепочке поддержания работоспособности вашего компьютера.

Материнская плата представляет собой текстолитовую многослойную пластину с большим количеством проводников в виде дорожек на поверхности. К токоведущим площадкам припаяны чипы и другие радиоэлементы. А остальные электронные компоненты подключаются к плате через различные разъёмы (слоты).

Я думаю, что глупо спрашивать: «Где находится материнская плата?». Но все-таки попробуй ответить. Материнская плата всегда скрыта от наших глаз в защищенном корпусе. В стационарном компьютере она крепится к боковой стенке системного блока. В ноутбуке она скрыта под клавиатурой, а в планшете или в моноблоке – за экраном.

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:

Разъемы кулеров

Обычно на материнских платах для подключения системы охлаждения используются двух- или четырехпиновые разъемы. Основной кулер используется для подключения охлаждения, а его разъем на материнской плате подписан как cpu-fun.

Разъемов для кулеров чаще всего бывает около четырех.

Разъемы питания

Через данные разъемы на материнскую платы подается напряжение. Однако, так как для разных элементов платы необходимо разное напряжение, то и пинов для разъемов питания много. Чаще используются 24 пиновые разъемы, также присутствуют и дополнительные 4 или 6 пинов для подачи напряжения.

Слоты оперативной памяти

Оперативную память подключают к материнской плате через специальные слоты. Их количество колеблется от 1 и до 32 штук. Обычно встречаются платы с двумя или четырьмя слотами для оперативной памяти. Если таких слотов 4 или больше, то они будут работать попарно, так же они размечены на материнской плате. Пары маркируют разными цветами.

На данный момент современные планки памяти бывают двух видов:

1. DDR3.
2. DDR4.

Вторая пользуется большей популярностью, так как имеет меньшее энергопотребление и большую частоту – скорость передачи данных.

Характеристики материнских плат

Подытоживая, не забываем затронуть вопрос основных характеристик материнской платы:

• Форм-фактор. Как было сказано, этот параметр, включает в себя размер, места крепления материнки, а также разъемы для дополнительных устройств;
• Тип сокета. Поскольку конкретный вид процессоров требует определенный разъем, выбранная вами модель ЦП будет определять эту характеристику;
• Количество слотов и поддерживаемый тип ОЗУ. Первое указывает на возможности увеличения объема оперативной памяти, второе — на скорость ее работы;
• Частота системной шины. Напрямую влияет на производительность компьютера. Чем больше – тем выше будет производительность ПК. Естественно, это не единственный фактор, влияющий на скорость работы компьютера, однако необходимо подбирать компоненты так, чтобы частота системной шины не была меньше, чем у других элементов;
• Чипсет – один из важнейших пунктов при выборе материнской платы. По-большому счету, от него зависит тип процессора, который можно будет использовать на материнке. Кроме того, модель чипсета влияет на тип оперативной памяти и количество поддерживаемой периферии. Грубо говоря – чипсет определяет функциональность материнской платы;
• Количество слотов PCI Express. От этого зависит количество и возможность подключения как видеокарт, так и других плат расширений, использующих данный интерфейс;
• Число гнезд SATA – позволит понять сколько HDD, SDD, и приводов оптических дисков возможно подключить;
• Наличие и характеристики интегрированных: сетевой, графической и звуковой карт – позволит понять на что будет способен ваш ПК без покупки их дискретных аналогов;
• Наличие и количество внешних разъемов – как для стационарного компьютера, так и для ноутбука важно наличие хотя бы 3 USB портов, выхода на наушники и входа для микрофона. Кроме того зачастую также необходим Ethernet порт, VGA (уже довольно старый), HDMI. Хотя здесь больше необходимо отталкиваться от собственных потребностей.

Чипсет

Чипсет – это единичный чип или группа чипов, которые координируются работу подключенного к материнской плате оборудования.

Это очень важный элемент материнской платы. От чипсета зависит скорость работы компьютера, а также количество разъемов на плате. Они делятся по производителю, а самые распространенные это:

• Чипсеты компании Intel 7 серии – Z77 и H77.
• Чипы от AMD 900 серии – 990FX, 990X, 970.

Наличие определенного чипсета в материнской плате здорово влияет на ее цену. Также более производительные чипсеты потребляют больше электроэнергии при работе, а, следовательно, быстрее нагреваются.

Шина plug-and-play

Основным и в тоже время важным достоинством данной шины является её высокая производительность и простота установки оборудования, благодаря ей стало возможным создание самоуправляющихся устройств (plug-and-play).

Суть заключается в том, что после подключения к системной плате другой платы расширения – дочерней, происходит автоматическое определение самого устройства и выделение ему необходимых ресурсов, необходимых для его корректной работы.

Шины материнской платы

Как же связывается процессор с другими устройствами компьютера? На самом деле, как и вся электроника по проводникам, на системной плате группа проводников называется шинами. Шины различаются по функциональности: шина команд, шина данных, адресная шина.

Для 32 разрядных процессоров — это 32 параллельных проводника, по которым программы посылают команды для обработки их процессором через ОЗУ. Именно адресную шину нужно считать управляющей остальными, ведь она служит для выбора как данных из оперативной памяти, так и команд.

Если не брать в расчёт внешние устройства, то можно сделать вывод, что процессор получает команды от оперативной памяти и обменивается с ней данными. Процессор кроме оперативной памяти считает внешними все остальные устройства, даже если они является частью системного блока.

Все шины, связывающие процессор и оперативную память можно рассматривать как одну главную шину – FSB (Front Side Bus). Говоря о том, что материнская плата работает с частотой 2000 МГц, имеется ввиду именно частота главной шины, именно из неё получает свою частоту и процессор умножая её на коэффициент внутреннего умножения.

Выводы

Материнская плата — сложное устройство, соединяющее между собой все компоненты компьютера, управляющее их работой, и определяющее количество подключаемого к ПК оборудования. Эта плата определяет характеристики вашего ПК и устанавливает ограничения по его апгрейду.

Очень надеюсь, что статья была для вас полезной. Всего хорошего, до новых интересных статей!

МеткиЖелезоКомпьютерЧто такое