Yy. Основні компоненти материнських плат.

Материнська (головна) плата (англ. - motherboard, mainboard, MB, розм. - мамка, мати, материнка) - це основна плата, до якої приєднуються всі частини комп'ютера (процесор, відеокарта, ОЗУ і ін.), встановлюється в системному блоці. Головне завдання материнської плати – об’єднати і забезпечити спільну роботу всіх інших елементів.

На вигляд материнська плата класичного стаціонарного комп'ютера являє собою досить велику мікросхему, на якій розміщена значна кількість роз'ємів. Ремонт Iphone 4, планшетів, ноутбуків та інших популярних та поширених зараз пристройв потребує як спеціальних інструментів, так і досить суттєвого багажу вмінь та навичок. У випадку ж зі стаціонарним комп'ютером все значно простіше. Практично будь-хто може самостійно замінити пристрої, приєднані до роз'ємів материнської плати, не витрачаючи зайвих коштів на послуги майстра. Достатньо уважно вивчити інформацію, викладену тут а також нижче.

Основою будь-якої сучасної материнської плати є набір системної логіки, який частіше називають чіпсетом (від англ. chipset). Чіпсет - це сукупність мікросхем, що забезпечують узгоджену спільну роботу складових частин комп'ютера і їх взаємодію між собою. Як правило, чіпсет складається з двох основних мікросхем, які частіше називають "північним" і "південним" мостами.

Північний міст (North bridge, системний контроллер) - це частина системної логіки материнської плати, що забезпечує роботу основних вузлів комп'ютера - центрального процесора, оперативної пам'яті, відеокарти. Саме він керує роботою шини процесора, контролера оперативної пам'яті та шини PCI Express, до якої приєднується відеокарта. У деяких випадках північний міст може містити інтегрований графічний процесор.

Південний міст (Міст, ICH (I/O controller hub), периферійний контролер, контролер введення-виведення) - забезпечує підключення до системи менш швидкісних пристроїв, які не вимагають високої пропускної здатності - жорсткого диска, мережевих плат, аудіоплати і т.д., а також шин PCI, USB та ін., в які встановлюються різного роду додаткові пристрої. Клавіатура і миша також замикаються на південний міст.

Наявність північного і південного мостів - класична, загальноприйнята схема побудови чіпсета материнської плати. Але існують також схеми, що відрізняються від традиційних. Це стосується в першу чергу комп'ютерів на базі сучасних процесорів, в які вмонтовуються елементи, що більшою чи меншою мірою виконують функції північного мосту (найчастіше - контролер оперативної пам'яті). На материнських платах для таких процесорів північний міст суттєво спрощено.

Якістю і можливостями системної логіки визначаються продуктивність і стабільність роботи комп'ютера. При виборі материнської плати потрібно враховувати насамперед те, який чіпсет був узятий за основу при її виготовленні. Основними виробниками чіпсетів зараз є компанії Intel, NVidia, ATI/AMD, Via, SiS, у той час як материнські плати виробляються ASUS, Gigabyte, MSI, ASRock, Zotac та ін. Материнські плати з однаковим чіпсетом у різних виробників називаються по-різному. За ціною вони теж можуть суттєво відрізнятися. При виборі краще віддати перевагу материнській платі з більш «продвинутим» чіпсетом від менш відомого виробника, ніж навпаки.

Крім роз’єму центрального процесора (сокета), на материнській платі розміщені інші роз’єми:

- Слоти модулів ОЗП, до яких приєднуються модулі оперативної пам'яті відповідного типу;

- PCI (Peripheral component interconnect - взаємозв'язок периферійних компонентів) - це шина з невеликою пропускною здатністю, якої, однак, досить для підключення багатьох пристроїв (TV-тюнерів, звукових карт, карт для захоплення відео, мережевих карт, Wi-Fi-модулів та ін.);

- РСІ-Express - швидка шина для відеокарти, створена з використанням програмної моделі PCI. Залежно від чіпсета, таких шин на материнській платі може бути кілька, і вони можуть мати різну пропускну здатність (x16 або менше). Конфігурація з декількома РСІ-Express дозволяє використовувати відразу кілька відеокарт, що робить відеопідсистему комп'ютера більш продуктивною.

- USB - роз'єм для підключення периферійних пристроїв. Відомий усім в першу чергу як роз'єм для підключення флешок, фотоапаратів, телефонів та ін. Він буває декількох специфікацій: USB 1.0 (пропускна здатність до 12 Мбіт/с), USB 2.0 (до 480 Мбіт/с) і найбільш новий USB 3.0 (до 4800 Мбіт/с). USB 1.0 і 2.0 зовні однакові, мають 4 контакти. USB 3.0 має вдвічі більше контактів, хоча і підтримує можливість підключення старіших пристроїв (розрахованих на USB 1.0 і 2.0).

- SATA (Serial Advanced Technology Attachment - цифрове приєднання по передової технології) - служить для підключення накопичувачів інформації (жорстких дисків, оптичних приводів). Швидкість передачі даних залежить від ревізії SATA: 1.x - до 1,5 Гбіт/с; 2.x - до 3 Гбіт/с; 3.x - до 6 Гбіт/с.

- PATA (Parallel ATA) - є попередником SATA і до його появи називався IDE (назва можна зустріти досі). PATA призначений для підключення старих носіїв інформації і оскільки останні ще продовжують служити своїм власникам, цей інтерфейс зберігається на нових материнських платах для забезпечення сумісності;

- Floppy - роз'єм для підключення приводу дискети 3,5. Як не дивно, ці носії все ще не повністю вийшли з вживання;

- Роз'єми для підключення блоку живлення. Основний роз’єм, що живить всі компоненти (ATX) має 24 контакти. Живлення центрального процесора може мати 4 або 8 контактів (залежно від потужності процесора, на який розрахована материнська плата).

 

Крім того, на материнській платі є різні голчасті гребінки, призначені для підключення передньої панелі корпусу (кнопки Power, Reset, індикатори процесора і жорстких дисків, навушники, мікрофон, USB), кулерів (вентиляторів) процесора, корпусу, жорстких дисків і ін.

На материнській платі є також роз'єми звукової карти, мережевого адаптера (RJ45) та ін. На моделях з інтегрованим графічним процесором є відповідні роз’єми для підключення моніторів (VGA, DVI, HDMI).

Ще однією важливою частиною материнської плати є мікросхема ПЗУ (її часто називають BIOS ROM), що замикається на південний міст чіпсета. У цій мікросхемі зберігається базова програма управління комп'ютером - так звана базова система введення-виведення, більше відома як BIOS (basic input-output system). На відміну від операційної системи та іншого програмного забезпечення, встановлених на жорсткий диск, BIOS доступний комп'ютеру без підключення вінчестера і інших елементів. Це програмне забезпечення визначає порядок взаємодії складових частин комп'ютера між собою. Залежно від чіпсета материнської плати і версії BIOS, його настройками можна визначити джерело завантаження комп'ютера, змінити частоту шини процесора, таймінги модулів оперативної пам'яті (збільшивши їх продуктивність), а також налаштування багатьох інших пристроїв, відключити окремі елементи (мережеву плату, дисковод 3,5 та ін.) і багато іншого.

Комп'ютер завжди запускається і працює з урахуванням даних BIOS. Якщо мікросхему ПЗУ пошкодити або внести в BIOS налаштування, не сумісні з працездатністю системи, комп'ютер не запуститься. В останньому випадку для вирішення проблеми достатньо "обнулити" налаштування BIOS до стандартних ("заводських") параметрів. Для цього потрібно на нетривалий час вийняти з відповідного роз'єму материнської плати батарейку, що живить мікросхему ПЗУ (типу CR2032, зовні схожа на монету). Обнулення BIOS також відбувається, коли ця батарейка "сідає" (перша ознака - при вимиканні комп'ютера збивається системний час).

Швидкість доступу до мікросхеми ПЗУ низька. Щоб це не впливало на швидкодію комп'ютера, більшість материнських плат створюються таким чином, що при запуску системи, BIOS з мікросхеми ПЗУ копіюється в спеціально зарезервовану область оперативної пам'яті, звану Shadow Memory (тіньова пам'ять), швидкість доступу до якої значно вища.

Сучасні мікросхеми ПЗУ дозволяють змінювати BIOS на інші версії. Ця операція називається перепрошиванням BIOS, виконується за допомогою спеціального програмного забезпечення (зазвичай доступного на сайті виробника системної плати), і вимагає серйозного підходу, оскільки в разі невдачі може спричинити сумні наслідки, аж до необхідності придбання нової материнської плати. Тому без крайньої необхідності перепрошивати BIOS не варто. Нові версії іноді дозволяють вирішити проблеми сумісності материнських плат з новими пристроями, додати окремі варіанти налаштувань або усунути дрібні недоліки. Але якщо система і без того працює стабільно, краще не ризикувати.

За розміром материнські плати бувають різними. Існує кілька стандартів, які прийнято називати форм-фактором материнської плати. Крім розмірів, форм-фактор передбачає певну схему розташування місць кріплення плати, інтерфейсів шин, портів введення-виведення, сокета процесора, роз’ємів для підключення блоку живлення і слотів установки модулів ОЗП. Відомі наступні форм-фактори материнських плат: Baby-AT, Міні-ATX, AT, LPX, АТХ, microATX, Flex-АТХ, NLX, WTX, CEB, Міні-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX, BTX, MicroBTX, PicoBTX. Найбільш поширеними є АТХ (305 х 244 мм.), MicroATX (244 х 244 мм.) і міні-ITX (150 х 150 мм.). Форм-фактор материнської плати потрібно враховувати при виборі корпусу.