19-Дек-2014. Автор: Winston

Материнская плата: что к чему и зачем [Часть 1 - техническо-теоретическая]

Мое почтение, дорогие читатели, рад всех вас видеть и слышать в добром здравии!

Сегодня мы восполним еще один пробел наших с Вами компьютерных «недознаний» о железной начинке ПК. И прежде чем начать наше повествование, ответим себе на не совсем компьютерный вопрос: «C чего начинается Родина построение дома?». Это легко, и каждый знает, что начинается оно с закладки прочного фундамента, ведь именно от того, каким он будет, зависит вся дальнейшая начинка будущего жилища, а именно, будет ли это крошечное бунгало или же полноценные, добротные хоромы.

материнская плата

Так вот, в некотором смысле подобным образом дела обстоят и с архитектурой компьютера. Прежде чем начать его собирать, необходимо определиться, на какой площадке/платформе он будет базироваться. Название этой площадки — материнская плата или, по-простому, «мамка». О ней, собственно, мы сегодня и поведем нашу задушевную беседу :-).

Итак, разговор нам предстоит долгий, обстоятельный, в общем, как всегда в наших лучших традициях железных обзоров, т.е. Вы узнаете тонну полезного и ценного. Ну и, конечно же, мы расскажем, как покупать сею железяку с умом (правда, наверное, во второй части статьи).

Усаживайтесь поудобнее, мы начинаем..

 

Материнская плата, что это такое, для чего нужна, какие функции выполняет и всё такое прочее

Материнская плата это основа основ в построении Вашего компьютера, именно от нее зависит, насколько (на протяжении какого времени) Ваш «железный конь» будет ретивым, т.е. насколько хватит его прыти в перспективе, ну и как долго он прослужит верой и правдой своему хозяину.

Говоря простыми словами, материнская плата — некий единый транспортный узел, который берет на себя функции развязки (взаимодействия) всех подключенных к компьютеру железок и их централизованной работы, будь то процессор, оперативная память, видеокарта или флешки, USB-винчестеры и прочие элементы, гаджеты и периферия. По сути это весь каркас=[фундамент+несущие стены+всё прочее] дома, который отвечает за входы, выходы, электричество, воду и прочее, т.е. связывает всё это воедино, образуя сам дом и позволяя Вам в нем существовать и взаимодействовать.

Если выражаться более научно, то материнка (она же системная плата, она же мат.плата, она же мать) - это специальная плата, на которой установлены чипсет и другие сопутствующие.. компоненты (к примеру, контроллер жёстких дисков), связующие всё воедино и реализующие те или иные функции.

Некоторые, по неопытности, очень часто при ответе на вопрос: «Какой самый главный компонент системного блока?», отвечают – что, мол, процессор или видеокарта, однако-таки, если бы не было мат.платы, то все эти железки просто-напросто некуда было бы воткнуть. Поэтому вывод, я думаю, очевиден ;)

computer

Таким образом, «облик», мощность и начинка любого компьютера во многом зависят от самого главного его элемента — возможностей материнской платы. Собственно, оная штука выполняет несметное количество функций (и если все их перечислять, то Ваш мозг поднимет серьезный кипиш и откажется воспринимать информацию дальше :-)), однако главная из них, которую Вам следует запомнить, — обеспечивание питания, сопряжение и работа всех устройств/компонентов/комплектующих компьютера/ноутбука/планшета и иже с ними (начиная от процессора и заканчивая мышью).

Собственно, надеюсь, что самое общее представление, что за монстр эта материнская плата, у Вас уже должно сложиться, поэтому двигаем дальше к конкретному примеру.

Материнская плата в разрезе. Разбор полетов на конкретном примере

Дабы Вы могли не только быть теоретическими грамотеями (:)), но и могли разобраться в премудростях любой (ну, или практически любой) материнской платы, мы решили заглянуть внутрь системного блока и разобраться, из каких все-таки элементов состоит материнка. Так сказать, продемонстрировать процесс на живом пациенте.

Примечание:
Для многих пользователей все, что находится под компьютерным столом (а тем более, упаси BSOD, внутри системника), так и остается загадкой на всю жизнь, поэтому из-за большой (я бы даже сказал, вселенской) любви к нашим читателям, мы решили приоткрыть шторку в мир «внутренностей» ПК и разложить все по полочкам. Пользуйтесь, уважаемые, все для Вас!

Поехали.

При беглом взгляде на материнской плате можно увидеть великое множество токопроводящих дорожек, конденсаторов, резисторов, транзисторов и прочей электронной начинки. Все это безобразие размещено на специальной подложке – текстолите – и смотрится довольно компактно и одновременно внушительно (см. изображение).

материнская плата, вид сверху

Давайте пробежимся по основным компонентам (известным на сегодняшний момент), которые имеют место быть на материнской плате. Это следующие узлы/разъемы :

  • Разъем для установки процессора;
  • Разъем для установки BIOS;
  • Разъем для установки чипсета;
  • Разъемы памяти;
  • Разъемы графической системы;
  • Разъемы расширения;
  • Разъемы системы охлаждения;
  • Разъемы для подключения дисков и приводов;
  • Разъемы для периферии.

Рассмотрим каждый в отдельности.

Разъем для процессора
Мегамозгом всей компьютерной системы и ее основным думающим элементом является процессор. Для его установки на материнской плате используется специальное гнездо — сокет (он же Socket, см. изображение). Каждый сокет имеет разные варианты крепления кулера для охлаждения процессора (впрочем, крепления обычно идут в комплекте с самим кулером).

материнская плата, разъем для процессора

На данный момент в связи с тем, что основными игроками на рынке процессоров являются два ИТ-гиганта, Intel и AMD, то каждый, соответственно, выпускает свои процессоры под свои сокеты.

Поэтому, выбирая процессор, Вы должны знать, подойдет ли он (встанет) в гнездо Вашей материнки без особых усилий или придется его туда запихивать.. даже если он сопротивляется :). Шутки шутками, но всегда обращайте внимание на соответствие разъема процессора разъему системной платы (у обоих этот параметр указан в характеристиках в прайс-листе), в противном случае – Вы просто купите очередную железку и будете сдувать с нее пыль до лучших времен.

Примечание:
Обратите внимание на такой параметр, как обратная совместимость процессора – т.е. возможность установить его в «неродное гнездо», например, процессор с разъемом AM3 можно вставить в гнездо AM2, и наоборот.

Дабы Вам было проще ориентироваться, перечислю сокеты для процессоров Intel:

  • Socket T (или LGA 775)
  • Socket B (или LGA 1366)
  • Socket H (или LGA 1156)
  • Socket H2 (или LGA 1155)
  • Socket H3 (или LGA 1150)
  • Socket R (или LGA 2011)
  • Socket B2 (или LGA 1356)

..и сокеты для процессоров AMD:

  • Socket AM2
  • Socket AM2+
  • Socket AM3
  • Socket AM3+
  • Socket FM1
  • Socket FM2

Разъем для установки BIOS и батарейка
После процессора следующий по важности элемент на материнской плате — микросхема BIOS (базовая система ввода-вывода информации). Именно эта малютка отвечает за начальный этап загрузки компьютера и его конфигурации (именно она берет на себя вожжи управления стартом всей компьютерной системы).

При включении питания компьютера BIOS инициализирует устройства, которые подключены к материнской плате, проводит их опрос, проверяет работоспособность. Если всё нормально, то ищет загрузчик на жёстком диске или др. устройствах и уже затем загрузчик передаёт управление операционной системе.

Современные материнские платы все чаще оборудуются двумя микросхемами BIOS, что повышает устойчивость системы в целом (см. изображение).

материнская плата, микросхема BIOS

Микросхема BIOS само по себе энергонезависима, но вот CMOS память, то есть пользовательские настройки (такие как время, пароль на доступ к BIOS и т.п.) питает специальная круглая батарейка, которая после завершения работы хранит все данные о системе и настройках устройств, также она отвечает за сброс настроек BIOS - если сказать проще, то возвращает все на круги своя, т.е. к заводским параметрам.

батарейка, сброc настроек BIOS

Следующий на очереди..

Разъем для установки чипсета
Чипсет (chipset), или набор системной логики, представляет собой связующий компонент платы, обеспечивающий совместную работу подсистем оперативной памяти, процессора, системы ввода-вывода и множества других. Чаще всего чипсет является комбинацией двух микросхем — северного и южного мостов (северный мост (1) — обеспечивает связь процессора с памятью, а также с графической шиной; южный мост (2) — контролирует работу дисковой подсистемы и отвечает за многочисленные интерфейсные разъемы), (см. изображение).

северный и южный мосты на материнской плате

Северный (1) и южный (2) мосты, вид сверху (см. изображение).

северный и южный мосты на материнской плате, вид сверху

На данный момент на рынке представлены пять основных производителей чипсетов для материнских плат: Intel, AMD, NVIDIA, VIA Technologies и SIS.

Приводить все наборы системной логики (чипсетов) от всех производителей не имеет смысла, а вот указать наиболее ходовые и массовые (которые Вы можете встретить на прилавках магазинов), пожалуй, стоит.

Чипсеты Intel
Для массового пользователя: Z68, Н67, Р67 и Н61; чипсеты бизнес-серии Q67, Q65 и В65.

Чипсеты AMD
Для массового пользователя (северные мосты): 990FX, 990Х и 970. В паре с ними работают южные мосты: SB950 и SB850.

Впрочем, идем далее.

Слоты под оперативную память

Ни один компьютер толком не может обойтись без оперативной памяти, поэтому на материнской плате также предусмотрен специальный разъем (слот) для установки оной (см. изображение).

материнская плата, слоты под оперативную память

Количество слотов в основном варьируется от 2 до 4, однако бывает и больше, правда, в большинстве своем, в серверных или сильно высокопроизводительных вариантах.

Разъемы оперативки обычно расположены рядом с сокетом процессора и микросхемой северного моста. В них вставляются модули оперативной памяти – специальные длинные плашки различного объема.

Слоты графической системы
Большинство современных материнок имеют отдельный слот для подключения графического видеоадаптера (видеокарты), (см. изображение).

материнская плата, слоты под видеокарту

Однако можно встретить этакий симбиоз видеокарты и процессора (т.е. встраивание одного в другое).

Некоторые материнские платы позволяют устанавливать до 2 (и даже 4) видеокарт в разные слоты и тем самым организовать совместный режим их работы для более шустрой обработки 3D-приложений или прочих радостей жизни. Большинство современных видеокарт подключаются к материнке через последовательную PCI Express (PCI-E) шину, однако также можно встретить и e-PCI и даже старые AGP-разъемы.

Примечание:
Существует несколько вариантов PCI-E, которые отличаются друг от друга длиной разъема. Чем длиннее разъем – тем быстрее он обрабатывает информацию. В частности, есть различия в версиях этих разъемов, так, например, PCI-E 1.0 и PCI-E 2.0 имеют одну длину, но разное быстродействие.

Далее у нас..

Слоты расширения
Количество дополнительных слотов расширения зависит от конкретной модели «мамки». Наиболее ходовыми ныне считаются слоты расширения на шине PCI-Express. Эти разъёмы предназначены для подключения к материнской плате видеокарт, аудиокарт, сетевых карт, FM-тюнеров и т.п. железок.

Разъёмы питания, разъёмы системы охлаждения
Материнская плата была бы всего-навсего дорогой железкой, если бы не блок питания, который подает напряжение и питает все ее элементы, вдыхая в них жизнь. БП преобразует переменное напряжение в постоянное и подает по соответствующим линиям определенный ток, тем самым приводя в работу все элементы материнской платы. Блок питания также подключается к системной плате через специальный разъем, чаще всего это 24–контактный разъём ATX и 4–контактный дополнительный разъём 12 вольт для питания процессора (см. изображение).

материнская плата, разъемы питания

Ещё на системной плате есть несколько разъёмов для подключения различных систем охлаждения, которые представляются в виде вентиляторов (в крышке системного блока, на процессоре, чипсетах) и защищают систему от перегревов.

материнская плата, разъемы для подключения вентиляторов

На рисунке представлены разъемы для подключения вентилятора охлаждения корпуса (1) и штекер питания вентилятора процессора (2) (см. изображение).

Разъемы для подключения жестких дисков и приводов
На системной плате также расположены штыревые разъёмы для подключения IDE-устройств (1) или их же с интерфейсом SATA (2) (см. изображение). Под устройствами имеются в виду жесткие диски и всякие там DVD-приводы.

материнская плата, разъемы для подключения дисков и приводов

Сейчас системные платы имеют в своём составе в основном разъёмы SATA, так как IDE уже выходят из «моды» и, как правило, максимум на что можно рассчитывать — это на наличие одного разъёма интерфейса IDE, в отличие от SATA, число которых может доходить на системной плате до 6 и более.

Разъемы для периферии
На задней панели любой системной платы располагается большое количество дополнительных разъемов для подключения внешних устройств. Обычно через них можно подключить: монитор, МФУ (принтер+сканер), мышь и клавиатуру, аудиоподсистему и многое другое.

Стандартным набором задней панели являются такие порты, как: USB 2.0/3.0, сетевой порт RJ-45, eSATA, DVI, HDMI и стандартная «колодка» с пятью разъемами Mini-Jack и одним выходом Tos-Link S/PDIF (см. изображение).

материнская плата, разъемы для подключения периферии

Вроде бы ничего не забыли..

Давайте теперь соберем всю эту мозаику (из разъемов/слотов) воедино и посмотрим, как эти элементы уживаются друг с другом, а точнее, как они выглядят все в совокупности. Собственно, вот что видит среднестатистический пользователь при открытии корпуса системного блока (см. изображение).

материнская плата, вид после открытия корпуса блока

Что ж, подытожим.

Мы рассмотрели начинку материнки, условно говоря, под микроскопом, а посему теперь каждый из Вас смело может идти обедать открывать корпус (причем не только свой) и почти как заправский ИТ-шник проводить ликбез всем нуждающимся слоям населения :).

Мы конечно могли бы пойти дальше (и пойдем, правда, позже) и раскрыть критерии выбора и покупки материнской платы в этой статье, но, думаю, от всей этой технической информации Вы и так немного устали. Поэтому предлагаю посвятить практической части (именно критерям выбора, походу в магазин и т.п. вещам) отдельную, вкусную статью.

Послесловие

Итак, сегодня мы хорошо потрудились и, надо сказать, не зря, ибо, возможно, восполнили еще один пробел в чьих-то «железных знаниях». Теперь Вы в курсе, что за зверюшка (материнская плата) обитает под крышкой Вашего системного блока и что она собой представляет, осталось дело за малым — узнать, как правильно выбрать сию вещицу, однако, как говорилось выше, это уже совсем другая история.

До скорых встреч и заходите почаще, ибо здесь Вам всегда рады!