Выбираем материнскую плату и изучаем, как она устроена

«Системная плата», «Материнка», «Платформа», «Motherboard». Всё это – названия основы любого современного компьютера – материнской платы, о выборе которой мы поговорим сегодня.

Вернуться к выбору материнской платы

Изобретение открытой модульной архитектуры построения современного компьютера, которая сейчас используется, принадлежит компании IBM, сделавшей основой ПК ту самую motherboard.

Внешне материнская плата представляет собой плоскую пластину, на которой расположены нужные для сборки компьютера разъемы, порты и слоты, а также крепежные отверстия. Эта пластина называется PCB (Printed Circuit Board – печатная плата) и является сложным многослойным изделием с множеством проводников на поверхности и в толще печатной платы.

Кроме того, на материнской плате обязательно имеются компоненты, необходимые для объединения и работы устройств, устанавливаемых в разъемы платы. В результате системная плата является сложным электронным изделием, к которому предъявляются достаточно серьезные требования в области энергопотребления, дизайна и надежности, не говоря о мерах предосторожности при сборке.

Особенности конструкции материнских плат

Материнские платы бывают разных форм-факторов, а каждому форм-фактору соответствует свой размер и расположение крепежных отверстий. Форм-факторы соблюдаются всеми производителями плат и компьютерных корпусов.

Сравнение размеров материнских плат различных форм-факторов

Используемый сегодня форм-фактор ATX можно признать самым долгоживущим: с 2000 года он используется повсеместно. За все годы существования ATX сменилось уже несколько поколений процессоров, менялись разъемы и слоты на платформах, переживает свою зрелость DDR3, а стандарт до сих пор используется без каких-либо изменений и очень популярен, благодаря продуманности и универсальности. Поэтому с вероятностью 90% вы выберете именно материнскую плату ATX/microATX.

Сложность любой платформы обусловлена наличием на ней набора различных микросхем, из которых основным по праву называется чипсет (иначе называемый набором системной логики или набором микросхем). Чипсет выпускается производителем процессоров или сторонним производителем (например, чипсеты Nvidia для процессоров Intel и AMD) и обеспечивает работу процессоров определенного поколения, список которых (а также любые другие характеристики набора микросхем) можно найти на сайте производителя чипсета.

Процессоры характеризуются системной шиной, называемой в большинстве случаев FSB (Front Side Bus), по которой процессор соединяется с чипсетом; скорость (частота) FSB выражается в мегагерцах и указывается на процессоре. Однако у AMD эта шина называется Hyper Transport, а новые Intel Core i7 используют шину Quick Path Interconnect (QPI), обе этих шины характеризуются не только частотой, но и множителем. Поэтому, покупая материнскую плату, твердо убедитесь, что она поддерживает нужную шину, а еще лучше, найдите свой процессор в списке поддерживаемых материнской платой на сайте производителя платы или в её руководстве.

Фотография набора микросхем

Блок-схема чипсета

Расположение элементов и чипсета на материнской плате

Чипсет состоит обычно из двух микросхем, называемых мостами. Главный из них – северный – можно назвать специализированным процессором, обрабатывающим команды, передаваемые между центральным процессором, оперативной памятью и периферийными устройствами. Располагаемый обычно в геометрической середине платы, северный мост управляет процессором, оперативной памятью и видеокартой, соединенными с ним напрямую через разъемы и слоты, а некоторые модели северных мостов несут в себе видеоядро (иначе называемую встроенной видеоподсистемой) – так называемый интегрированный чипсет, который позволяет сэкономить на видеокарте и применяется в офисных компьютерах или Home Theater Personal Computer (HTPC).

Южный мост не менее важен – он отвечает за обработку сигналов от накопителей, портов USB, плат расширения (кроме видеокарт), к нему же подключаются микросхемы-кодеки встроенных звука, сети и контроллер портов LPT, Floppy, COM. Южный мост содержит контроллеры кодеков, а сам кодек производит цифро-аналоговое преобразование звука или формирование сигналов, передаваемых по сетевому интерфейсу.

Фото звукового кодека

Фото сетевого интерфейса-кодека

Фото микросхемы ввода-вывода, ответственной за работу портов COM, LPT, Floppy, PS/2

На некоторых платах северного моста формально может и не быть. Например, чипсеты Nvidia nForce 630i для процессоров AMD лишены отдельного северного моста, так как контроллер памяти у AMD встроен в процессор, а часть оставшихся функций, присущих северному мосту, перекочевала в южный мост, который и можно увидеть на плате. То же самое можно сказать про будущий чипсет Intel P55 Express для процессоров Socket LGA1156. Однако чипсет Intel X58 Express, предназначенный для процессоров Core i7 со встроенным контроллером памяти, все же оснащен северным мостом, который содержит контроллеры шины PCI Express для нескольких видеокарт и процессорной шины QPI.

Вокруг чипсета, как основы, устанавливаются периферийные разъемы и слоты. Главным разъемом является, конечно же, процессорный «Сокет» (Socket) – квадратный разъем, в который вставляется процессор. Разъемы процессоров Intel и AMD отличаются по внешнему виду и несовместимы друг с другом.

Разъем Socket AM2/AM2+/AM3 для процессоров AMD Athlon/Phenom/Phenom II

Разъем Socket LGA1366 для процессоров Intel Core i7

Разъем Socket LGA1156 для будущих процессоров Intel

Разъем Socket LGA775 для процессоров Intel Core 2/Pentium E/Celeron XXX

Прежде чем выбрать материнскую плату, необходимо определиться с нужным вам процессором. Подробнее - читайте на следующей странице!

• Конфигуратор: выбираем материнскую плату
• Особенности конструкции материнской платы: продолжение
• Заключение