▷ Шта је матична плоча и како функционише

Данас морамо разговарати о матичној плочи рачунара. Матична плоча је несумњиво основни елемент за креирање рачунара, на њему ће бити инсталирани остатак компоненти као што су ЦПУ или РАМ, тако да машина може покренути и радити. Па да видимо детаљно шта је матична плоча и како функционише.

Садржај индекс

Шта је матична плоча?

Матична плоча је без сумње најважнији део рачунара. Ово је та која ће одредити какву архитектуру има наш тим у унутрашњим компонентама. Свака матична плоча биће дизајнирана за смјештај одређених компоненти или одређених врста породица компонената, а подржават ће и одређене брзине и капацитете тих компоненти.

Све или готово све компоненте које су део рачунара биће повезане на матичну плочу, биће такође задужен за успостављање комуникационе сабирнице између тих компоненти (ЦПУ, РАМ, графичка картица) и периферних уређаја који су на њему инсталирани (миш, тастатура, екран итд.)

Његов физички аспект је онај електронског склопа одређених димензија у који је инсталиран низ елемената попут чипова, кондензатора, компонентних конектора и електровода, који заједно чине структуру рачунара.

Скоро сви морају имати инсталиране четири основне компоненте:

• НапајањеЦентрални процесорРАМ меморијаСтораге јединице

Матичне плоче се састоје од различитих физичких формата који одређују физичке димензије које ће имати.

Формати матичне плоче

Формати које можемо пронаћи на тржишту су следећи:

Е-АТКС

То је највећи облик фактора који имамо на тржишту. Димензије су му 305 к 330 мм. Ове плоче обично имају обиље рупа за картице за проширење и бројне могућности у погледу инсталирања графичких картица у СЛИ или Цроссфире.

Поред тога, имаћемо на располагању до 8 слотова за инсталирање РАМ меморије

АТКС

Ови плоче су на тржишту од 1995. године захваљујући њиховој примени од стране компаније Интел. Они су такође најчешћи који можемо да нађемо. Димензије су му 305 к 244 мм иако постоје и неке са нешто другачијим димензијама. Наравно, рупе за његово постављање у шасији морају се налазити тачно на стандардизованим местима.

Ова врста матичних плоча користи се за скоро све врсте система, канцеларијске, играчке итд. То је због широких могућности ширења. Обично имамо 7 слота за проширење и 4 слота за инсталацију РАМ меморије .

Мицро АТКС

Матичне плоче овог формата имају димензије 244 к 244 мм, тако да су прилично мање од претходних, око 25%. Ове плоче, мањег формата, намењене су канцеларијским радним тимовима, којима није потребно толико слотова за проширење и такође заузимају мању шасију.

Међу могућностима проширења има највише 5 слота за проширење, иако су нормални 3 и размаци до 4 меморије РАМ-а. Ова врста плоча ће требати шасију компатибилну са њиховом фиксацијом јер ће положај вијака бити различит од АТКС плоча.

Мини ИТКС

Ово је најмањи формат плоча доступан за кућне рачунаре. Димензије су 170 к 170 мм. За фиксирање се састоји од четири рупе које се поклапају с оним инсталираним за АТКС плочу.

На тим плочама можемо пронаћи један утор за проширење графичке картице и два утора за РАМ меморију

Постоје и други формирани попут КСЛ-АТКС-а, али обично их се не види много у ниском / средњем распону. Само у опсегу ПРЕМИУМ

Физичке компоненте матичне плоче

Ово ће бити далеко најшири део овог чланка, јер матична плоча има мноштво компоненти које вреди именовати. Почнимо тада.

Чипсет

Чипсет или "цхипсет" је скуп интегрисаних кола који су дизајнирани тако да успоставе комуникацију између процесора и осталих компоненти инсталираних на матичној плочи. Ти елементи могу бити меморија РАМ-а, чврсти дискови, слотови за проширење и портови за улаз и излаз.

Са развојем технологије матичне плоче, ти чипови се обично састоје од једног централног чипа. Надаље, ови чипови дизајнирани су искључиво за скуп процесора или одређене марке и за одређене РАМ меморијске модуле. Због тога је неопходно да приликом куповине матичне плоче с тржишта будемо приморани да купимо и компатибилни процесор и РАМ модуле.

Старе матичне плоче

Чипсет се може интегрисати са два чипа, а називају се и Северни мост или Северни Бригде и Јужни мост или Јужни мост. Сваки од ових чипова одговоран је за одређене задатке које треба обавити:

Северни мост: Овај чип је директно прикључен на процесорску магистралу и има директну комуникацију са њим и РАМ меморијом. Овај се аутобус назива и Фронт Сиде Бус или (ФСБ) и пресудан је у брзини и перформансама рачунара. Поред овога, задужен је и за комуникацију са ПЦИ-Екпресс портовима, јер су они ти који подржавају компоненте велике брзине као што су матична плоча или нове М.2 и ПЦИ-Е јединице за чврсто стање.

Јужни мост: Овај чип је директно повезан са северним мостом преко Дирецт Медиа Интерфаце-а или (ДМИ) сабирнице. Овај чип је задужен за комуникацију улазних и излазних уређаја и за њихово повезивање са северним мостом. На пример, САТА хард дискови, УСБ, Фире Вире, мрежна картица, АУДИО итд.

Модерне матичне плоче

Тренутно појавом вишеједрних процесора као што су Интел Цоре и АМД ФКС, овај чипсет је значајно смањен на један чип, чиме је нестао јужни мост.

То је зато што нови процесори интегришу меморијски контролер унутар њих, па су директно повезани са РАМ меморијском магистрали. Рецимо да је ФСБ мост интегрисан у процесор, а сабирница која је задужена за остале уређаје назива се Платаформ Цонтроллер Хуб (ПЦХ), који замјењује ДМИ сабирницу.

Типови чипова

Постоји велики број чипсет модела. Са сваком еволуцијом процесора такође долази до еволуције ових чипова. Као и у свему, постоје лов-енд, за ниже или ниже брзинско управљање компонентама, средњи и хигх-енд који нуди максималну брзину и подршку за разне графичке картице и најбржи РАМ на тржишту.

Према произвођачу процесора, можемо пронаћи скупове чипова дизајниране за АМД процесоре и чипсете дизајниране за Интелове процесоре.

За више информација о најновијим моделима чипове чипова за обе технологије и њихову поређење, посетите наше следеће чланке:

Утичница за микропроцесор

Како не би могло бити другачије, на матичној плочи је место где мора бити инсталиран микропроцесор, а за то ће бити потребно утичница са физичким конекторима да би се ово комуницирало са матичном плочом. Постоје две врсте утичница:

• ПГА (Пид Грид Арраи): у овој утичници се налази панел са рупама за уметање микропроцесора унутра, који ће имати контактне игле за уметање. ЛГА (Ланд Грид Арраи): Утичница садржи матрицу позлаћених контаката који успостављају контакт између матичне плоче и чипа процесора, који има само равну површину са контактним тачкама.

Технологија уметања назива се ЗИФ (Зеро Инсертион Форце) и чип се не уклапа савршено у утичницу ако треба да примените силу у том процесу.

Као и код процесора, постоји много врста утичница за вашу инсталацију. То значи да је приликом куповине матичне плоче одређене архитектуре потребно набавити компатибилан процесор.

Поред тога, свака је матична плоча дизајнирана за произвођача процесора, тако да утичница и чипсет морају бити компатибилни са марком о којој је реч.

Да бисте сазнали више о томе како процесор ради, препоручујемо следећи чланак:

• Шта је процесор и како функционише?

РАМ меморијски слотови

Ови конектори или сабирнице задужени су за смештај РАМ меморијских модула који ће бити уграђени у опрему. Генерално, матичне плоче имају 4 слота или матичне плоче високог разреда имају 8.

Ови слотови ће обично бити дизајнирани за рад са двоканалном технологијом или чак четвероканалном технологијом. Као и код процесора, свака матична плоча подржава одређену архитектуру РАМ-а.

Матичне плоче тренутно имају различите типове РАМ слотова, мада сви припадају ДДР стандарду. Имаћемо: ДДР, ДДР2, ДДР3 и ДДР4

Да бисте сазнали више о томе како РАМ ради, препоручујемо наш чланак:

• Шта је РАМ и како функционише?

ВРМ

Акроним за модул регулатора напона. Они су скуп компоненти које трансформишу електричну струју која досеже матичну плочу до напона различитих вредности и струја тако да их користе остале компоненте инсталиране на њој. Ова компонента, упркос томе што није посебно привлачна за очи, од суштинског је значаја за правилно деловање компоненти и избегавање лома.

Да бисте сазнали више о овим компонентама посетите наш чланак:

Слотови за проширење

То ће бити слотови који имају функционалност за ширење хардвера инсталираног у нашој опреми. У њих можете инсталирати графичке картице, хард дискове, мрежне картице, звучне картице итд.

Ови слотови се тренутно називају ПЦИ-Екпресс или ПЦИ-Е и замењују традиционалне ПЦИ. Сваки ПЦИ-Е слот за проширење садржи 1, 2, 4, 8, 16 или 32 везе података између матичне плоче и повезаних картица. Кодирамо овај број веза као префикс к, на пример, к1 за појединачни или јединични линк и к16 за картицу са 16 веза, које се користе за графичке картице. Свака од ових веза даје брзину од 250 МБ / с.

Ако имамо 32 везе, они ће дати максималну пропусност, тј. 8 ГБ / с у сваком правцу за ПЦИЕ 1.1. Најчешће се користи ПЦИ-Е к16 који пружа пропусни опсег од 4 ГБ / с (250МБ / ск 16) у сваком правцу. Једна веза је приближно двоструко бржа од уобичајене ПЦИ везе. 8 веза има пропусни опсег упоредив са најбржом верзијом АГП сабирнице, а то су стари слотови за графичке картице.

БИОС

БИОС или основни улазно-излазни систем је РОМ, ЕПРОМ или Фласх-РАМ меморија која садржи информације о конфигурацији матичне плоче на најнижем нивоу.

Унутар БИОС-а се налази и меморијски чип који се зове ЦМОС, а програм који се похрањује унутра може покренути све физичке компоненте плоче како би покренуо рачунар. Поред тога, одговоран је за проверу грешака или непостојања уређаја, на пример, недостатка РАМ-а, ЦПУ-а или чврстог диска.

БИОС меморија непрекидно напаја батерију. На овај начин, када је машина искључена, подаци и параметри конфигурисани у рачунару се не губе. Ако се у сваком случају та батерија испразни или је уклонимо, информације о БИОС-у се враћају на задане вредности, али се никада не губе.

Звучна картица и мрежна картица

Они су чипови задужени за обраду мултимедијског звука наше опреме и мрежне везе. Његови чипови налазе се у близини излазних портова матичне плоче и можемо га препознати у више наврата по РеалТек карактеристици јер је произвођач многих ових уређаја интегрисаних на матичну плочу.

САТА конектори

Ово је стандард комуникације у данашњим ПЦ рачунарима за повезивање механичких чврстих дискова, али и ССД-ова. У САТА-у се користи серијска сабирница уместо паралелне за пренос података. То је много брже од традиционалне ИДЕ и ефикасније. Поред тога, омогућава вруће повезивање уређаја и поседује много мање и управљиве аутобусе.

На матичној плочи можемо имати до 6 или 10 ових портова за инсталирање чврстих дискова. Тренутни стандард налази се у САТА 3 који омогућава преносе и до 600 МБ / с

Да бисте сазнали више о томе како чврсти диск ради, препоручујемо следећи чланак:

• Шта је хард диск и како функционише?

М.2 конектор

Скоро све плоче већ имају овај порт. М.2 је нови комуникациони стандард који је намењен заменити везу за САТА ССД уређаје у средњем и кратком року. Користи и САТА и НВМе комуникацијске протоколе. М.2 је намењен искључиво за постављање складишних јединица на овај начин, избегавамо заузимање ПЦИ-Е слотова. Овај стандард нема брзину ПЦИ-Е али је много већи од САТА.

Да бисте сазнали више о начину функционисања ССД-а, препоручујемо следећи чланак:

• Шта је ССД и како функционише?

Конектори за напајање

Матична плоча се мора повезати са извором напајања и за то има различите врсте прикључака за напајање.

АТКС

То је традиционални конектор који напаја матичну плочу у већини компоненти. Састоји се од 24 кабла или пинова и обично се налази на десној страни, поред РАМ слотова.

Снага ЦПУ-а

Поред АТКС2 конектора, скоро све нове матичне плоче, барем АТКС, такође имају ову врсту конектора намењен искључиво напајању процесора. Ове врсте напајања помажу да се повећа напајање матичне плоче, посебно у случају оверцлоцканих процесора којима је за потрошњу потребно више енергије.

Можемо пронаћи 4-пински ЦПУ прикључак (старији), један од 8 или један од 4 + 6 пина. Његове функције ће бити практично исте, а све иде са напоном од 12 В.

Спољни конектори

Ови конектори ће се налазити на једној страни матичне плоче, готово увек са леве стране. Бићете задужени за повезивање периферних уређаја које имамо у подешавању, на пример, штампача, мишева, тастатуре, звучника, јединица за складиштење итд. Можемо разликовати следеће врсте:

• ПС / 2: Постоје два типа овог типа, који су већ практично у употреби. Имају 6 пинова и предвиђени су за повезивање тастатуре и миша. Готово ниједна тастатура нема такав тип конектора, па их премешта и замењује УСБ УСБ (универзална серијска магистрала): то је најчешће коришћени стандард серијске везе у свету. Овај конектор је плуг анд плаи, тако да можемо повезати врући уређај тако да га оперативни систем одмах препозна. Поред размене података, оно омогућава и периферно усклађивање, што га чини врло погодним и свестраним. Тренутно постоје четири верзије овог порта, УСБ 1.1 са брзином од 12 Мб / с, УСБ 2.0 са 480 Мб / с, УСБ 3.0 са 4.8 Гб / с и УСБ 3.1 са 10 Гб / с ФиреВире: Стандард је сличан УСБ, али се углавном користи у Америци. Они имају практично исте функције као и УСБ, а има 4 верзије, а најбржи је ФиреВире с3200 са 3, 2 Гб / с ХДМИ или ДисплаиПорт : Ови портови ће постојати ако матична плоча има интегрисану графичку картицу. То је стандард дигиталне мултимедијске комуникације који омогућава повезивање видео уређаја високе резолуције. И видео и аудио сигнали путују кроз ове портове, што их чини посебно корисним. Тренутно су практично у потпуности заменили ВГА ДВИ и ВГА порт : портове за спајање ХДМИ екранског претходника на екрану : прикључак намењен за РЈ 45 конектор на Интернету 3.5 "Џек: Прикључак за аудио улазне или излазне уређаје

Остали елементи

• Унутрашњи портови за УСБ: конектори су доступни на дну матичне плоче како бисте проширили УСБ портове наше опреме. Доступни УСБ портови на шасији ће нормално бити повезани. Унутарњи прикључци за звук: Као и код УСБ-а, плоча има интерни прикључак за повезивање микрофона и звучника из портова распоређених у кућишту. Сатови: за синхронизацију свих унутрашњих компоненти потребан је низ сатова који раде на различитим фреквенцијама, зависно од потреба сваке компоненте. Конектор за вентилаторе: Ово су 12В конектори намењени за уметање вентилатора као што су ЦПУ или вентилатори шасије. Имају 4 игле. Стартер панел: они су низ прикључака за напајање на којима су повезани тастери на кућишту, који су одговорни за покретање и ресетовање система. Такође ће бити повезани ЛЕД-ови тврдог диска и напајања.

Руковање матичном плочом

Рад матичне плоче је прилично сложен, због великог броја елемената који су уграђени на њу и броја аутобуса намењених размени информација. Шематски га можемо представити на следећи начин:

У овој шеми можемо разликовати главне елементе који интервенишу у раду и управљању, а почетни процес рачунара узимамо као референцу:

Прво што матична плоча треба да уради пре учитавања оперативног система са тврдог диска је иницијализација компоненти. Програм смештен у БИОС-у задужен је за основну проверу свих уређаја који су на њега повезани: ЦПУ, РАМ и Хард Дискови. Ако било која од њих недостаје, разбијена или открије друге аномалије, матична плоча ће емитирати код грешке преведен звучним звучним сигналима или такође помоћу кода на ЛЕД панелу који се налази на њој.

Када је фаза верификације завршена, унутрашњи се уређај учитава информацијама из складишних јединица. Овде интервенишу јужни мост (ако постоји) и северни.

Након што затражите информације са хард дискова, улазних и излазних уређаја и других компоненти, северни мост је одговоран за повезивање процесора са РАМ-ом. То се врши помоћу предњег сабирника или предњег бочног сабирника (ФСБ). Ово ће се састојати од 64 нити или 64 + 64 у случају примене двоканалне технологије.

У сваком случају, подаци оперативног система учитани у меморији већ ће се наћи за покретање рачунара.

Истовремено, северни мост ће послати графичке сигнале на графичку картицу, инсталирану у ЦПИ-Е к16 утору којим директно управља. Или ће се у вашем случају повезати с графичком картицом инсталираном на самој матичној плочи. То ради аутобусом ФСБ.

У сваком случају, рачунар ће се покренути и разменом података за обраду управљаће елементи повезани са сабирницом и чипсетом.

Коначни закључак и очекивања о томе шта је матична плоча

Ако нам је једна ствар постала јасна, све је теже објаснити рад компоненти рачунара на поједностављен начин. Технологија напредује невероватном брзином и елементи постају све сложенији, функционалнији и сложенији.

Брзином којом идемо, могуће је да ће 5 нм баријера бити постигнута за врло кратко време и видећемо да велике компаније намеравају да иду даље.

Са наше стране, одушевљени смо тим напретком, све бржом, сложенијом опремом и уз сталну цену ако пређемо на средње компоненте које су такође веома добре.

Такође препоручујемо наш чланак о квантним процесорима

• Шта је квантни процесор и како функционише?

Надамо се да сте овим чланком сазнали више о компонентама матичне плоче и њеном основном раду. У случају било какве сумње, појашњења или грешке, не устручавајте се да нам кажете.