Материнская плата (системная плата, англ. — motherboard, mainboard, MB, разг. — мамка, мать, материнка) — это основная плата, к которой подсоединяются все части компьютера (процессор, видеокарта, ОЗУ и др.), она устанавливается в системном блоке. Основные ее задачи — организация сложной работы всех компонентов компьютера, передача данных между ними и, в конечном счете, обеспечение общения компьютера и пользователя.

Основные компоненты, устанавливаемые на материнской плате:

— Центральный процессор (ЦПУ).

— Набор системной логики (чипсет — англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств.

— Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. ОЗУ изготавливается как отдельный блок; также может входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера в виде оперативной памяти.

— Загрузочное постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI

Основой любой современной материнской платы является набор системной логики, который чаще называют чипсетом (от англ. chipset). Чипсет — это совокупность микросхем, обеспечивающих согласованную совместную работу составных частей компьютера и их взаимодействие между собой. Как правило, чипсет состоит из двух основных микросхем, чаще всего называемых «северным» и «южным» мостами.

Северный мост (North bridge, системный контроллер) — это часть системной логики материнской платы, обеспечивающая работу основных узлов компьютера — центрального процессора, оперативной памяти, видеокарты. Именно он управляет работой шины процессора, контроллера ОЗУ и шины PCI Express, к которой подсоединяется видеокарта. В некоторых случаях северный мост может содержать интегрированный графический процессор.

Южный мост (Southbridge, ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер, контроллер ввода-вывода) — обеспечивает подключение к системе менее скоростных устройств, не требующих высокой пропускной способности — жёсткого диска, сетевых плат, аудиоплаты и т.д., а также шин PCI, USB и др., в которые устанавливаются разного рода дополнительные устройства. Клавиатура и мышь также замыкаются на южный мост.

Наличие северного и южного мостов — классическая, общепринятая схема построения чипсета, на котором базируется системная плата. Но существуют также схемы, отличающиеся от традиционных. Это касается в первую очередь компьютеров на базе современных процессоров, в которые встраиваются элементы, в большей или меньшей степени выполняющие функции северного моста (чаще всего — контроллер оперативной памяти). На системных платах для таких процессоров северный мост существенно упрощен.

Чипсет определяет все основные параметры материнской платы компьютера: от списка совместимых процессоров и типа памяти до количества USB-интерфейсов.

Выбор материнской платы обычно начинают с выбора производителя процессора: как правило, материнская плата поддерживает несколько моделей процессоров одного производителя, и с течением времени вы можете заменить свой процессор на более мощный. На сегодняшний день основными производителями (и конкурентами) процессоров для ПК являются Intel и AMD.

Socket— тип установленного на материнской плате сокета (разъема) процессора. Процессорный сокет является одной из ключевых характеристик материнской платы, поскольку именно он налагает ограничения на выбор процессора для будущей системы. Изначально процессорный сокет был внедрен в устройство платы для повышения мобильности системы и обеспечения возможности замены процессора. Альтернативой существующему разъему процессора когда-то был так называемый слот. Он представлял собой разъем для установки платы, на которой располагался процессор. Данный вид сопряжения процессора с материнской платой прекратил свое существование начиная с первых процессоров Intel Pentium III.

Загрузка…

Таблица 1. Таблица соответствия сокетов и процессоров.

Сокет

Intel

BGA437

Intel Atom (интегрирован)

LGA771

Xeon

LGA775

Pentium 4, Pentium 4 EE, Pentium EE, Celeron D, Pentium D, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core 2 Extreme

LGA1155

Core i3, Core i5, Core i7 с 4-значными индексами, Xeon-E3, Pentium (G6xx, G8xx)

LGA1156

Core i3, Core i5, Core i7 (8xx), Xeon (L34xx, X34xx), Celeron (G1xxx, G6xxx)

LGA1366

Core i7 (9xx), Intel Xeon (35xx, 36xx, 55xx, 56xx)

LGA2011

Core i7 Sandy Bridge-E, Xeon Sandy Bridge-EP

S478

Pentium 4, Pentium 4 EE, Celeron, Celeron D

S479

Pentium M, Celeron M

S604

Xeon

S603

Xeon MP Gallatin

Сокет

AMD

AM2

Athlon 64, Athlon 64 X2, Sempron с поддержкой DDR2 SDRAM

AM2+

Athlon 64 X2, Phenom, Athlon II, Phenom II

AM3

Athlon II, Phenom II

AM3+

Серия FX

FM1

Athlon II Llano, A4, A6, A8

C32

Opteron серии 4000

G34

Opteron

S1207 (Socket F)

Opteron

S462

Athlon, Athlon XP, Sempron, Duron

S754

Athlon 64, Sempron

S939

Athlon 64

S940

Opteron

Кроме разъема сокета, материнская плата содержит другие разъемы:

Слоты модулей ОЗУ (оперативно запоминающее устройство), к которым подсоединяются модули оперативной памяти соответствующего типа;

PCI (Peripheral component interconnect — взаимосвязь периферийных компонентов) — это шина с небольшой пропускной способностью, которой, однако, достаточно для подключения многих устройств (TV-тюнеров, звуковых карт, карт для захвата видео, сетевых карт, Wi-Fi-модулей и др.);

РСI-Express — быстрая шина для видеокарты, создана с использованием программной модели PCI. В зависимости от чипсета, таких шин на материнской плате может быть несколько, и они могут иметь разную пропускную способность (x16 или меньше). Конфигурация с несколькими РСI-Express позволяет использовать сразу несколько видеокарт, что делает видеоподсистему компьютера более производительной.

USB — разъем для подключения периферийных устройств. Известен всем в первую очередь как разъем, к которому можно подключить флешку, цифровой фотоаппарат, видеокамеру, телефон и др. Он бывает нескольких спецификаций: USB 1.0 (пропускная способность до 12 Мбит/с), USB 2.0 (до 480 Мбит/с) и самый новый USB 3.0 (до 4800 Мбит/с). USB 1.0 и 2.0 внешне одинаковы, имеют 4 контакта. USB 3.0 имеет вдвое больше контактов, хотя и поддерживает возможность подключения более старых устройств (рассчитанных на USB 1.0 и 2.0).

SATA (Serial Advanced Technology Attachment — цифровое подсоединение по передовой технологии) — служит для подсоединения накопителей информации (жестких дисков, оптических приводов). Скорость передачи данных зависит от ревизии SATA: 1.x — до 1,5 Гбит/с; 2.x — до 3 Гбит/с; 3.x — до 6 Гбит/с.

PATA (Parallel ATA) — является предшественником SATA и до его появления назывался IDE (название можно встретить до сих пор). PATA предназначен для подключения старых носителей информации и поскольку последние еще продолжают служить своим владельцам, этот интерфейс сохраняется на новых материнских платах для обеспечения совместимости;

Floppy — разъем для подключения привода дискеты 3,5. Как ни странно, эти носители все еще не полностью вышли из употребления;

Разъемы для подключения блока питания. Основной разъем, питающий все компоненты (ATX) имеет 24 контакта. Питание центрального процессора может иметь 4 или 8 контактов (в зависимости от мощности процессора, на который рассчитана материнская плата).

Кроме того, на материнской плате имеются различные игольчатые гребенки, предназначенные для подключения передней панели корпуса (кнопки Power, Reset, индикаторы процессора и жестких дисков, наушники, микрофон, USB), куллеров (вентиляторов) процессора, корпуса, жестких дисков и др.

На материнской плате есть также разъемы звуковой карты, сетевого адаптера (RJ45) и др. На моделях с интегрированным графическим процессором есть соответствующие разъемы для подключения мониторов (VGA, DVI, HDMI).

Материнская плата включает еще одну важную часть — микросхему ПЗУ (программно — запоминающее устройство) (ее часто называют ROM BIOS), которая замыкается на южный мост чипсета. В этой микросхеме хранится базовая программа управления компьютером, называемая базовой системой ввода-вывода и больше известна как BIOS (basic input-output system). В отличии от операционной системы и другого программного обеспечения, устанавливаемых на жесткий диск, BIOS доступен компьютеру без подключения винчестера и остальных элементов. Это программное обеспечение определяет порядок взаимодействия составных частей компьютера между собой. В зависимости от чипсета материнской платы и версии BIOS, его настройками можно определить источник загрузки компьютера, изменить частоту шины процессора, тайминги модулей оперативной памяти (увеличив их производительность), а также настройки многих других устройств, отключить отдельные элементы (сетевую плату, дисковод 3,5 и др.) и многое другое.

Компьютер всегда запускается и работает с учетом данных BIOS. Если микросхему ПЗУ повредить или внести в BIOS настройки, не совместимые с работоспособностью системы, компьютер не запустится. В последнем случае для решения проблемы достаточно «обнулить» настройки BIOS до стандартных («заводских») параметров. Для этого нужно на непродолжительное время вынуть из соответствующего разъема материнской платы батарейку, питающую микросхему ПЗУ (типа CR2032, внешне похожа на монету). Обнуление BIOS также происходит, когда эта батарейка «садится» (первый признак — при выключении компьютера сбивается системное время).

Скорость доступа к микросхеме ПЗУ низкая. Чтобы это не влияло на быстродействие компьютера, большинство системных плат создаются таким образом, что при запуске системы, BIOS из микросхемы ПЗУ копируется в специально зарезервированную область оперативной памяти, называемую Shadow Memory (теневая память), скорость доступа к которой значительно выше.

Современные микросхемы ПЗУ позволяют менять BIOS на другие версии. Эта операция называется перепрошивкой BIOS, выполняется при помощи специального программного обеспечения (обычно доступного на сайте производителя системной платы), и требует серьезного подхода, поскольку в случае неудачи может повлечь за собой плачевные последствия, вплоть до необходимости приобретения новой материнской платы. Поэтому без крайней необходимости перепрошивать BIOS не стоит. Новые версии иногда позволяют решить проблемы совместимости системных плат с новыми устройствами, добавить отдельные варианты настроек или устранить мелкие недочеты. Но если система и без того работает стабильно, лучше не рисковать.

По размеру материнские платы бывают разными. Существует несколько стандартов, которые принято называть форм-фактором материнской платы. Кроме размеров, форм-фактор подразумевает определенную схему расположения мест крепления платы, интерфейсов шин, портов ввода-вывода, сокета процессора, разъема для подключения блока питания и слотов установки модулей ОЗУ. Известны следующие форм-факторы материнских плат: Baby-AT, Mini-ATX, AT, LPX, АТХ, microATX, Flex-АТХ, NLX, WTX, CEB, Mini-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX, BTX, MicroBTX, PicoBTX. Наиболее распространенными являются АТХ (305 x 244 мм.), microATX (244 x 244 мм.) и mini-ITX (150 x 150 мм.). Форм-фактор материнской платы нужно учитывать при выборе корпуса.

Производители:

При выборе материнской платы, как это ни странно, необходимо обратить внимание не только на компоновку платы и ее характеристики, но и на ее производителя. На современном рынке имя производителя или бренд, под которым выпускается решение, имеет очень большое значение. Имя — это не просто слово, но и огромный опыт и репутация производителя, а также гарантия качества. Сейчас на рынке материнских плат присутствует большое количество производителей, например:

· ASUS (Тайвань) — крупнейший на данный момент производитель материнских плат для розничного сектора компьютерного рынка. Имя с большой историей. Данный бренд заслуживает доверия, поскольку все выпущенные ASUS решения являются стабильными и качественными продуктами. Единственным минусом является их завышенная стоимость;

· Gigabyte (Тайвань) — второй по величине производитель системных плат в России. Единственный минус, который стоит учесть при рассмотрении материнских плат данного бренда, — это несовершенство ранних разработок. То есть при выходе абсолютно новых плат (например, после выпуска нового чипсета) решения Gigabyte иногда (отнюдь не всегда) оказываются «сырыми» (недоработанными). В ассортименте компании есть платы для бюджетного сектора, мэйнстрим-сегмента и топовые платы премиум-класса;

· MicroStar (MSI) (Тайвань) — еще одна компания из лидеров рынка материнских плат. В широком ассортименте ее продукции каждый пользователь найдет для себя плату. В настоящее время компания переживает период подъема. Решения от MSI уже сейчас составляют конкуренцию платам ASUS и Gigabyte, а иногда оказываются даже гораздо лучше их. Ассортимент решений MSI также охватывает все секторы рынка системных плат;

· EliteGroup (Тайвань) — марка ECS широко представлена на российском рынке самыми разнообразными решениями. Основная область применения материнских плат от ECS — бюджетный сектор. В последнее время компания активно выводит на рынок новую серию плат — Black Series, которая обладает расширенным функционалом по сравнению с классическими решениями компании;

· Foxconn (Тайвань) — также хорошо известный в России производитель. Foxconn в основном специализируется на бюджетном секторе рынка, выпуская одни из самых доступных для пользователей платы. Существенным недостатком плат Foxconn является непредсказуемость их работы. В наших регулярных тестированиях решения компании Foxconn всегда показывают хорошие результаты, иногда даже обгоняя по производительности модели крупных компаний. Однако по личному опыту мы можем сказать, что платы Foxconn, увы, не всегда надежны. В работе многих плат через некоторое время возникают проблемы и сбои, а иногда они и вовсе перестают работать. Функционал плат соответствует бюджетному сектору — никаких излишеств;

· ASRock (Тайвань) — сравнительно молодая компания, которая была организована при поддержке ASUS в 2002 году. Она представлена в бюджетном и мэйнстрим-секторах рынка. Компания отличается от остальных бюджетных производителей наличием в платах расширенного функционала. Кроме того, платы ASRock часто снабжаются поддержкой как памяти DDR2, так и памяти DDR3. Неплохой выбор для бюджетного решения;

· Intel — хорошо известное каждому имя. К сожалению, не по материнским платам. Материнские платы Intel имеют хороший потенциал производительности, выполнены качественно, но зачастую обладают недостаточным функционалом для домашнего ПК.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *