Материнская плата. 2
Содержание
- Введение
- Разновидности системных плат
- Объединительные платы
- Полноразмерная плата АТ
- Baby-AT
- LPX
- ATX
- NLX
- Эволюция системных плат
- Что такое Chipset?
- Кэш
- Bios
- Вывод
- Список литературы
Введение
Несомненно, незаслуженно малое внимание уделяется такой существенной проблем и можно сказать основополагающей составляющей основе компьютера, как системная плата(main board), иначе называемая материнской платой (motherboard). По большей части это - следствие слабого понимания большинства потребителей того, что собой представляется эта весьма непростая деталь.
На что
обращает внимание при покупке
компьютера покупатель
Системная
плата есть не во всех
Объединительная плата может быть пассивной и активной. На пассивной плате устанавливаются разъемы шины и, возможно, электрические схемы для обработки буферов и дисковых накопителей. Все остальные компоненты располагаются на одной или нескольких платах расширения, вставляемых в разъемы объединительной платы. Иногда вся схема размешается на одной плате расширения, которую называют системной, или материнской картой (mothercard). Такая системная карта является, в сущности, системной платой, вставляемой в разъем пассивной объединительной платы. Системы такого типа редко встречаются из-за дороговизны высокопроизводительных системных карт. Конструкции с объединительной платой популярны в промышленности, где их часто монтируют в стойках. Такой же конструкцией отличаются некоторые мощные файл-серверы.
На
активной объединительной плате установлен
котроллер шины. Обычно на ней содержатся
и другие компоненты. В большинстве компьютеров
на активной объединительной плате располагаются
практически все узлы обычной системной
платы, кроме процессорного
модуля. Процессорный модуль - это плата,
на которой установлены центральный процессор
и все связанные с ним узлы, например схема
синхронизации, кэш и т. д. Конструкция
с процессорным модулем позволяет легко
перевести систему на другой процессор,
сменив всего одну плату. Фактически речь
идет о модульной системной плате с заменяемой
секцией процессора. В большинстве современных
ПК объединительная плата активна и имеет
отдельный процессорный модуль. К сожалению,
из-за отсутствия стандарта на способ
взаимодействия процессорного модуля
с остальными узлами системы каждая фирма
выпускает свои платы, которые можно приобрести
только у производителя конкретного компьютера.
Такое сужение рынка приводит к тому, что
эти платы дороже большинства полных системных
плат (с процессором) других производителей.
Стандартные
размеры системных
плат
Системные платы выпускаются в нескольких вариантах. Они отличаются размерами, что, в свою очередь, определяет тип корпуса, в котором их можно установить. Существуют такие основные разновидности системных плат: объединительная плата; полноразмерная плата AT; Baby-AT; LPX; АТХ; NLX.
Объединительные платы
Системные
(материнские) платы в полном смысле
этого слова установлены не во
всех компьютерах. В некоторых системах
те компоненты, которые обычно находятся
на системной плате, устанавливаются
в уже вставленную плату
Системы с объединительными платами бывают двух основных типов: пассивные и активные. Пассивные объединительные платы вообще не содержат никакой электроники, кроме разве что разъемов шины и нескольких буферов и драйверных схем. Все остальные схемы обычных системных плат размещены на платах расширения. Есть пассивные системы, в которых вся системная электроника находится на единственной плате расширения. Практически эта плата является настоящей системной, но она должна быть вставлена в слот на пассивной объединительной плате. Такая конструкция была разработана для того, чтобы модернизировать систему и заменять в ней любые платы было как можно проще. Но из-за высокой стоимости системных плат нужного типа, подобные конструкции очень редко встречаются в персональных компьютерах. А вот в промышленных системах пассивные объединительные платы очень популярны. И еще их можно встретить в некоторых мощных серверах.
Активные объединительные платы содержат схемы управления шиной и множество других компонентов. На большинстве таких плат содержится вся электроника обычной системной платы, нет только процессорного комплекса. Процессорным комплексом называют ту часть схемы платы, которая включает сам процессор и непосредственно связанные с ним компоненты, такие как тактовый генератор, кэш и т.д. Получается, что у вас как бы модульная системная плата с заменяемым процессорным комплексом. Большинство современных ПК с объединительной платой используют именно активную плату с отдельным процессорным комплексом. Фирмы Compaq и IBM используют такую конструкцию в своих самых мощных системах серверного класса К сожалению, интерфейс процессорных комплексов до сих пор не стандартизирован.
Обе конструкции, и использующая системную плату, и объединительную, имеют свои преимущества и недостатки. В конце 70-х в большинстве ПК известных производителей использовались объединительные платы. Позже Apple и IBM перешли к системным платам, поскольку при их массовом производстве такая конструкция оказалась дешевле. Однако, теоретически, преимуществом систем с объединительной платой остается то, что их легче модернизировать до нового процессора и нового уровня производительности, заменяя только небольшую второстепенную плату. В компьютерах с системной платой для замены процессора часто приходится менять всю системную плату, что гораздо сложнее.
Еще один гвоздь в гроб систем с объединительной платой забили модернизируемые процессоры. Все процессоры 486, Pentium, Pentium ММХ и Pentium Pro фирмы Intel могут быть заменены на более быстрые процессоры, называемые обычно Overdrive. Конечно, модернизация компьютера будет более простой, если вместо замены системной платы, заменить только сам процессор на более быстрый и современный.
Из-за ограниченного выбора плат с процессорным комплексом они в конечном счете оказываются дороже стандартных системных плат. Недавно Intel анонсировала новый промышленный стандарт системных плат для процессора Pentium II; стандарт называется NLX и использует некоторые идеи систем с объединительной платой. Но этому стандарту обещана значительная промышленная поддержка, так что в ближайшем будущем мы увидим на рынке системы с объединительной платой, по-настоящему заслуживающие внимания.
Полноразмерная плата AT
Плата AT по своим габаритам соответствует системной плате оригинального компьютера IBM AT. Это большая плата размером 12"х13" (приблизительно 30,5х33 см), разъемы клавиатуры и слотов которой должны совпадать с отверстиями в корпусе. Такая плата помещается только в полноразмерный корпус AT или Tower. Поскольку их невозможно установить в самых распространенных сейчас корпусах Baby-AT и Mini-Tower (и по причине уменьшения размеров других узлов), производство таких плат практически прекратилось.
Baby-AT
Размеры платы Baby-AT соответствуют размерам системной платы XT, но расположение крепежных отверстий несколько изменено, чтобы ее можно было установить в корпусе типа AT. Расположение разъемов клавиатуры и слотов на этих системных платах также должно соответствовать отверстиям в корпусе. Заметим, что почти во всех полноразмерных платах и платах Baby-AT для подключения клавиатуры используется стандартный 5-контактный разъем DIN. Системные платы Baby-AT можно установить практически в любой корпус, за исключением корпусов с уменьшенной высотой и Slimline. Именно поэтому они получили сейчас наибольшее распространение.
LPX
Другой
популярной платой является плата LPX (и
Mini-LPX). Этот вариант первоначально
был разработан фирмой Western Digital для
некоторых ее плат. Хотя такие системные
платы сами по себе уже не выпускаются,
их конструкции используются другими
производителями. Они применяются в широко
распространенных сейчас корпусах с уменьшенной
высотой и Slimline. Платы LPX во многом отличаются
от остальных. Например, слоты расширения
смонтированы на отдельной выносной плате,
которая вставляется в системную плату.
Платы расширения вставляются в выносную
плату, и их плоскости оказываются параллельными
системной плате, что позволяет уменьшить
высоту корпуса компьютера. Слоты расширения
в зависимости от конструкции могут располагаться
как на одной, так и на обеих сторонах выносной
платы. Еще одно отличие плат LPX состоит
в том, что все разъемы установлены на
задней панели платы. Имеются в виду разъемы
для монитора VGA (15 контактов), параллельного
порта (25 контактов), двух последовательных
портов (по 9 контактов) и разъемов Mini-DIN
для клавиатуры и мыши стандарта PS/2. Все
эти разъемы смонтированы на самой плате
и после установки оказываются расположенными
напротив соответствующих отверстий в
корпусе. На некоторых системных платах
LPX устанавливаются дополнительные встроенные
разъемы, например для сетевого или SCSI-адаптера.
АТХ
Новая конструкция АТХ была разработана сравнительно недавно. В ней сочетаются наилучшие черты стандартов Baby-AT и LPX и заложены многие дополнительные усовершенствования. По существу, АТХ - это "лежащая на боку" плата Baby-AT с измененным разъемом и местоположением источника питания. Главное, что необходимо знать о конструкции АТХ, - это то, что она физически несовместима ни с конструкцией Baby-AT, ни с конструкцией LPX. Другими словами, для системной платы АТХ нужны особый корпус и источник питания.
Официально
спецификация АТХ была опубликована
фирмой Intel в июле 1995 года. Она была
описана как легальная
• Наличие встроенной двойной панели разъемов ввода-вывода (Built-in double high external I/O connector panel). На тыльной стороне системной платы есть область с разъемами ввода-вывода шириной 6,25" и высотой 1,75". Это позволяет расположить внешние разъемы непосредственно на плате и исключает необходимость использования кабелей, соединяющих внутренние разъемы и заднюю панель корпуса, как в конструкции Baby-AT.
• Наличие одноключевого внутреннего разъема источника питания. Это усовершенствование для рядового пользователя, которому часто приходилось заменять разъемы на источнике питания типа Baby-AT, а затем быть недовольным системной платой. Спецификация АТХ содержит одноключевой разъем источника питания, который легко вставляется и который невозможно установить неправильно. Этот разъем имеет контакты для подвода к системной плате напряжения 3,3 В, а это означает, что для системной платы АТХ не нужны встроенные регуляторы напряжения, которые часто выходят из строя.
• Перемещены CPU и модули памяти. Изменены места расположения CPU и модулей памяти: теперь они не мешают картам расширения, и их легко заменить новыми, не вынимая при этом ни одного из установленных адаптеров. CPU и модули памяти расположены рядом с источником питания и обдуваются одним вентилятором, устраняя, таким образом, необходимость в специальном процессорном вентиляторе, неэффективном и склонном к поломкам. Есть также место и для большого пассивного теплоотвода.
• Перемещены внутренние разъемы ввода-вывода. Внутренние разъемы ввода-вывода для накопителей на гибких и жестких дисках смещены и находятся рядом с этими накопителями, а не под слотами расширения или самими накопителями. Это означает, что внутренние кабели к накопителям могут стать значительно короче, а для доступа к разъемам не потребуется убирать одну из плат или накопитель.
• Интенсивное охлаждение. CPU и модули памяти охлаждаются тем же вентилятором, что и источник питания. Теперь нет необходимости в отдельном вентиляторе для корпуса или процессора. Кроме того, в конструкции АТХ вентилятор источника питания направляет поток воздуха ВНУТРЬ корпуса, увеличивая в нем давление и препятствуя проникновению в компьютер пыли и грязи. Вы можете поставить фильтр и сделать компьютер еще более защищенным.
• Снижение стоимости. Для конструкции АТХ не нужны гнезда кабелей к разъемам внешних портов, встречающихся на системных платах Baby-AT, дополнительный вентилятор для процессора и 3,3-вольтовый стабилизатор на системной плате. В этой конструкции используется один-единственный разъем питания. Кроме того, вы можете укоротить внутренние кабели дисковых накопителей. Все это существенно уменьшает стоимость не только системной платы, но и всего компьютера, включая стоимость корпуса и источника питания.
Системная плата АТХ, по сути, представляет собой конструкцию Baby-AT, повернутую на бок. Слоты расширения параллельны более короткой стороне и не мешают гнездам процессора, памяти или разъемам ввода-вывода. Кроме полноразмерной схемы АТХ, фирма Intel описала конструкцию Mini-ATX, которая будет размещаться в таком же корпусе. Отверстия в корпусе располагаются так же, как в Baby-AT. В будущем, возможно, будут разработаны корпуса, поддерживающие конструкции и АТХ, и Baby-AT. Для источников питания потребуется сменный разъем, но основная конструкция источника питания АТХ аналогична конструкции стандартного источника питания Slimline.
В
будущем, благодаря своим преимуществам,
конструкция АТХ
Стандарт
LPX, вероятно, по-прежнему будет использоваться
в дешевых компьютерах, например
таких, которые продаются в розницу
в супермаркетах электроники. Конструкции
компьютеров разных фирм с платами
LPX иногда различаются, поэтому могут
возникнуть проблемы, связанные с
взаимозаменяемостью плат и корпусов.
Лучше не приобретайте компьютер LPX, если
вы намерены его модернизировать, потому
что найти подходящую плату будет довольно
сложно. И, кроме того, выбор плат расширения
и дисковых накопителей для такого компьютера
весьма ограничен.
NLX
Последней
разработкой в области
• Поддержка современных процессорных технологий. Это особенно важно для систем с процессором Pentium II, поскольку размер его корпус Single Edge Contact (т.е. корпуса, с единственным рядом расположенных по периметру контактов) практически не позволяет устанавливать этот процессор на платах Baby-AT и LPX. И хотя некоторые производители системных плат все же предлагают АТХ-системы на основе Pentium II, на их платах остается место только для двух 72-контактных разъемов модулей SIMM!
• Гибкость по отношению к быстро изменяющимся процессорным технологиям. Идея гибких систем с объединительной платой нашла новое воплощение в конструкции плат NLX, установить которые можно быстро и легко, не разбирая при этом всю систему на части. Но в отличие от традиционных систем с объединительными платами, у нового стандарта NLX есть поддержка таких лидеров компьютерной индустрии, как AST, Digital, Gateway, Hewlett-Packard, IBM, Micron, NEC и другие.
• Поддержка других новых технологий. Речь здесь идет о таких высоко производительных решениях, как AGP (Accelerated Graphics Port - ускоренный графический порт), USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), технологии больших модулей памяти и DIMM. А в ответ на всевозрастающую роль мультимедиа-приложений разработчики встроили в новую системную плату еще и поддержку таких возможностей, как проигрывание назад видеоролика, расширенные графика и звук. И если в прошлом использование мультимедиа-технологий означало дополнительные затраты на различные дочерние платы, то теперь необходимость в них отпала.
Системная плата NLX и платы ввода-вывода (располагающиеся, как и в конструкции LPX, параллельно системной) теперь легко вставляются и вынимаются, при этом другие платы, в том числе и расположенные вертикально, остаются нетронутыми. Легче добраться и до самого процессора, который охлаждается теперь гораздо лучше, чем в системах с тесно расположенными компонентами. Поддержка плат расширения различного размера позволяет выпускать системы различных модификаций.
Стандарт
NLX обеспечивает максимальную гибкость
систем и самое оптимальное
Вполне
вероятно, что стандарты АТХ и
NLX будут использоваться в большинстве
будущих систем. И тем, для кого
важна возможность
Эволюция
системных плат
Сердце платы
- разъем процессора - сначала был
достаточно простым и назывался
socket 7; под этот разъем делались все
процессоры AMD К5, К6 и К6-2 частотой от
75 до 450 МГц, а также процессоры Pentium
и Pentium MMX (от 66 до 233 МГц); процессоры всяких
там VIA и тому подобных фирм тоже встречались,
но о них мы говорить не будем, так
как они явные аутсайдеры. Потом
Intel запатентовала Slot1 для своих Pentium
II и Celeron, а также для первых Pentium
III. На этот выпад через довольно
долгое время последовал ответ AMD - разъем
SlotA для новых процессоров Athlon и Duron
(аналог Celeron). Продержался он до 700 МГц.
Затем опять последовала мода
на процессоры вида socket, посему появились
Socket370 от Intel (Pentium III, Celeron), SocketA от AMD (Athlon,
Duron). Также для Socket370 делают свои процессоры
VIA (Cyrix) и Transmeta (Crusoe), но их производительность
невысока (единственный их плюс - это
пониженное энергопотребление, что
не могло не заинтересовать производителей
серверов). Для Pentium 4 Intel пришлось придумывать
новый разъем, каковым стал Socket 423,
а затем сменивший его Socket 478. Частоты
в этих разъемах (socket370/423/478) колеблются
от 600 до 2000 МГц.
Важной характеристикой является частота
системной шины. На старых платах она равна
66 МГц, потом стала достигать 100, 133, 200 и
266 МГц. Частота ядра процессора обычно
выше частоты шины - это достигается множителем;
у Pentium II это 100 МГЦ, у Pentium III - 133 МГц, у Pentium
4 - 400 МГц, у Celeron - до 100МГц. У Атлонов и Дюронов
частота колеблется от 200 до 266 МГц. Между
шинами для AMD и шинами для процессоров
Intel
существует принципиальная
разница: у Intel'овских плат только один
100/133/400 МГц канал доступа к процессору,
поэтому мультипроцессорность организована
очень слабо; у AMD'шных шин два канала доступа
100/133 МГц, этим достигается высокая скорость
и хорошая организация мультипроцессорности
(в то время как у Intel один из двух процессоров
занимается самосозерцанием, пока другой
работает, у AMD оба процессора одновременно
используют оба канала шины, выполняя
разные операции.)
Слотов расширения всего три вида: AGP, PCI и ISA; слот ISA уже устарел и применяется очень редко, а вот слоты PCI используются очень активно - на их базе сделаны все внутренние модемы, отдельные ТВ-тюнеры, звуковые карты и другое оборудование; слот AGP служит для видеокарты и поэтому обладает высокой скоростью. В принципе, больше ничего об этих слотах знать не надо.
Особое внимание при выборе платы следует обратить на количество и тип разъемов оперативной памяти. Сейчас в ходу три типа памяти: SDRAM DIMM, DDR-память DIMM, RDRAM RIMM. Первая подходит для всех видов процессоров, и она самая дешевая; DDR-память оптимизирована под Атлон-системы, она очень быстрая и находится в средней ценовой катагории; Наконец, RIMM-память оптимизирована под четвертый пентиум, и она самая быстрая, но и самая дорогая. При покупке RIMM'ов вас может ожидать серьезный подводный камень - модули этой памяти надо ставить парами, так как она использует сразу два канала по 1600 Мбайт/сек., а на плату можно поставить максимум две заглушки.
При подключении флоппи, CD-rom'а и жесткого диска вам понадобятся разъемы IDE интерфейса. Для жесткого диска (особенно нового) лучше использовать разъем ультраАТА/100 (есть еще разъем ультраАТА/133, но прирост производительности не настолько высок, сколько за это просят денег), где он находится, лучше читать в инструкции; для сидюка подойдет любой 40-контактный разъем, для флоппи же нужно использовать стоящий отдельно 34-контактный разъем, он уже лет пять не менялся, поэтому найти его будет нетрудно.
На рисунке
справа показано расположение всего, о
чем говорилось выше. Единственное,
о чем мы еще не говорили - это
Северный и Южный мосты. Вообще -
это главная часть системной
шины, поэтому на тип главного - северного
- моста нужно обращать пристальное
внимание. В чипсет северного моста
часто встроены (как в примере)
звуковые карты, реже, но тоже часто
встречаются встроенное видео (чипсет
nForce от NVidia). Южный мост служит в основном
для "общения" с накопителями по
IDE-каналам.
Следующий пункт - это порты (разъемы) на
задней части платы. Как правило, бывает
2 PS/2 порта (для клавиатуры и мышки), пара
(или больше) USB портов (они универсальные
и отличаются большой скоростью), два COM
порта (параллельных) и одного LPT порта
(он используется для принтера или сканера,
а также для другой периферии).
Платы, сделанные под форм-фактор АТХ имеют большой разъем, куда подключается провода от блока питания на корпусе. Также имеются разъемы для кнопок RESET, TURBO (не у всех корпусов эта кнопка есть) и кнопки ON/OFF. Еще следует обратит внимание на разъемы для проводов от харда, сидирома, флоппи и кулера на процессоре (очень важная деталь) - по этим проводам подводится питание, а расположены они по-разному, поэтому рекомендую читать в инструкции, где что.
Цены на платы
сейчас не кусаются, поэтому рекомендую
брать платы известных
Что такое Chipset?
Chip Set - набор
микросхем. Это одна или
Внешне микросхемы Chipset'а выглядят, как самые большие после процессора, с количеством выводов от нескольких десятков до двух сотен. Название набора обычно происходит от маркировки основной микросхемы - OPTi495SLC, SiS471, UMC491, i82C437VX и т.п. При этом используется только код микросхемы внутри серии: например, полное наименование SiS471 - SiS85C471. Последние разработки используют и собственые имена; в ряде случаев это - фирменное название (Neptun, Mercury, Triton, Viper), либо собственная маркировка чипов третьих фирм (ExpertChip, PC Chips).
Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживамых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно сложных с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.
Кэш
Несколько
слов о кэше. Кэш представляет
собой быстродействующую
Вопрос, так
ли нужен широкому потребителю
этот разбухший кэш. Дело в
том, что стандартный объем
в себя в пол мегабайта

- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата. Процессор. Системная шина. Шины ввода/вывода
- Материальный поток, информационный поток
- Материки земли
- Материки и океаны
- Материки світу
- Материнка звичайна мачок жовтий медунка лікарська
- Материнская плата
- Материнская плата