Материнская («материнка»/Motherboard), или, по-другому, системная плата - это неотъемлемая часть персонального компьютера. Своим внешним видом она напоминает обычную текстолитовую пластину, где в большом количестве расположились медные проводники, разъёмы, интерфейсы и прочие детали. Если выражаться сухим официальным языком, то системная плата - это главная сборочная единица.
В её разъёмы и интерфейсы устанавливаются все комплектующие персонального компьютера: главный процессор, платы расширения, видеокарта или карты, оперативная память, а также винчестер и другие накопители/считыватели информации.
Кроме того, системная плата - это некий проводник для внешних манипуляторов и служебной периферии. К различным разъёмам в задней части материнки подключается мышка, клавиатура, принтеры, монитор, сканеры, коммуникационное оборудование и другие устройства.
Для того чтобы всё это разнообразие работало как надо, необходим источник вторичного питания, то есть плата системного блока должна быть подключена к этому источнику посредством оригинального разъёма. Такие интерфейсы в большинстве своём оснащаются специальной «защитой от дурака», где приёмник имеет пластиковые ключи и вставить его можно исключительно одним, правильным, образом. Схожие принципы подключения имеют и другие разъёмы, то есть производитель предусмотрительно позаботился о том, чтобы дорогостоящие компоненты не вышли из строя из-за неправильного подключения. Такими особенностями отличаются многие именитые системные платы: Asrock, MSI, «Гигабайт», «Асус» и другие.
Форм-фактор материнки определяет точки крепежа к системному блоку. Кроме того, разные типы плат имеют отличительное расположение разъёмов питания, количество интерфейсов для подключения периферии и внутренних компонентов, а также их местоположение. Всего можно начитать три основных типа материнок. Практически все бренды, которые, что называется, на слуху, полностью поддерживают эти стандарты, то есть системные платы MSI, «Асус», «Самсунг», «Гигабайт» Asrock и т. п.
Форм-факторы:
Обязательно нужно учитывать форм-фактор материнки, равно как и её размер, если вы самостоятельно комплектуете системный блок. Материнская плата типа мини-ITX может быть установлена в любой корпус, а вот остальные типы должны соответствовать размерам системного блока.
Рассмотрим некоторые особенности разъёмов под процессоры. По большому счёту, системная плата - это вещь индивидуальная для каждого процессора и наоборот. Поэтому следует обязательно учитывать характеристики этого разъёма при выборе комплектующих, а именно процессора, для вашего компьютера.
Типовой ассортимент интерфейсов «Сокет» довольно велик и для каждого набора чипсетов подойдёт только свой тип. К примеру, системная плата Gigabyte GA с набором AMD имеет маркировки FX2, АМ3 и АМ3+. То есть, купив любой процессор с одной из этих «Сокет»-пометок, вы легко подключите его на эту материнскую плату. То же самое и с конкурентами из «Интел»: маркировки LGA 1150 и 1155 позволят вам выбрать нужный набор чипсетов, к примеру, под системные платы Samsung или «Асус».
Далее мы рассмотрим отличительные черты каждой материнки. Неважно, какой у вас набор - первая или вторая системная плата, старая или новая и т. п. На ней в любом случае будет находиться микросхема БИОС для базовой систематизации ввода и вывода (BIOS - Basic Input-Output System).
Любая системная плата (Gigabyte, «Асус», «Самсунг», MSI и другие) несёт в себе несколько критичных подсистем, которые должны быть корректно настроены. Некоторый функционал может быть отключён, если, к примеру, вам не нужен встроенный графический ускоритель, потому как на борту установлена внешняя видеокарта.
Все настройки БИОСа сохраняются в специальном чипе-CMOS (о нём чуть ниже). Это своего рода запоминающее устройство «на века», работающее на литиевом элементе. Даже если вы на очень длительный срок выключите компьютер, данные в CMOS будут сохранены. В случае необходимости можно «грубо» сбросить все настройки, вынув батарейку из-под чипа. Этот момент нельзя назвать критичным, потому как все необходимые комплектующие для загрузки компьютера типа жёсткого диска или оперативной памяти определяются автоматически, - по крайней мере, в современных системах (после 2006 года). Настроенные ранее дата и время, естественно, сбросятся.
Практически любая системная плата (ASUS, «Гигабайт», MSI и другие) содержит в себе микросхему CMOS, запоминающую все изменения, внесённые в БИОС. Сам по себе чип потребляет крайне малый ток - чуть меньше микроампера, поэтому заряда батареи с лихвой хватает на год, а то и на несколько лет.
Иногда, если элемент полностью сел, компьютер может отказываться загружаться. Многие мастера-новички в этом случае сразу грешат на системную плату. Для того чтобы сразу исключить эту возможную причину (после длительного простоя компьютера), нужно вынуть аккумуляторный элемент из-под чипа CMOS и заново запустить систему. Если компьютер запустился или начал проявлять какие-то признаки жизни, то проблема была именно в севшей CMOS-батарейке.
Также нелишним будет заметить, что на элементе можно увидеть маркировку, где первые две цифры указывают диаметр батареи, а две следующие - ёмкость. Маркировкой CMOS-батареи должна оснащаться любая «уважающая себя» системная плата (Gigabyte, MSI, «Асус», «Самсунг» и т. д.). Если вы её не встретили - это повод насторожиться и усомниться в оригинальности и девственности купленного продукта. Чем больше ёмкость батареи, тем дольше будет работать элемент и тем он толще. Стандартная комплектация материнских плат чаще всего включает в себя аккумулятор типа 2032, то есть батарея с диаметром 20 мм и ёмкостью 32 мАч. Несколько реже можно встретить более скромные элементы вроде 2025.
Следующая не менее важная часть, которой оснащается каждая системная плата (ASUS, MSI, «Гигабайт», Asrock и другие), это интерфейсы для работы с жёсткими накопителями и считывателями данных, то есть в большинстве случаев с винчестерами, ДВД-приводами и другими носителями информации.
Домашние и офисные персональные компьютеры используют для этих случаев два основных интерфейса - это IDE и SATA. Разъём IDE (Integrated Drive Electronics) представляет собой 40-контактный приёмник и способен работать с жёстким диском или ДВД-приводом через гибкий ленточный кабель. Сегодняшние реалии заставляют потихоньку отказываться от интерфейса такого типа, но тем не менее его всё ещё можно встретить на некоторых материнских платах (чаще всего MSI и «Асус») для возможности подключения старых винчестеров и приводов.
Так же, как и в случае с разъёмом под блок питания, IDE-интерфейс имеет «защиту от дурака», то есть подключить его неправильно нельзя. Старые системные платы оснащались парой таких приёмников, то бишь первичным и вторичным (primary и secondary соответственно). Чаще всего жёсткий диск подключали к первичному контакту, а считывающие приводы - ко вторичному.
К каждому IDE-интерфейсу (каналу) можно подсоединить два внешний девайса - главный (master) и ведомый (slave). Выбор соответствующего параметра носителя выбирается с помощью специальных перемычек (джамперов) на самих устройствах. Причём если ошибочно выставить на одном канале двух «мастеров» или ведомых, то ни один из них работать не станет, поэтому всегда должен быть главный девайс и побочный.
Канал «САТА» - это последовательный набор интерфейсов, и в отличие от IDE, он позволяет работать на гораздо бОльших скоростях с подключаемыми устройствами. В настоящий момент он почти полностью исключил присутствие IDE-девайсов и продолжает развиваться дальше (SATA2, SATA3 и т. д.).
В зависимости от выбранного форм-фактора и производителя системной платы, на материнке может находиться разное количество разъёмов «САТА». Сегодняшняя стандартная комплектация подразумевает наличие как минимум четырех интерфейсов этого типа, в то время как более старые модели оснащались лишь двумя.
Как уже говорилось выше, на системной плате находятся интерфейсы для работы с внешней периферией. Для подключения клавиатуры и манипуляторов типа «мышь» предназначены шестиконтактные приёмники PS/2 с соответствующими ключами и окрашенные в разные цвета. Этот момент также можно назвать «защитой от дурака», потому как каждый цвет соответствует типу подключаемого оборудования (мышь - зелёная, клавиатура - сиреневая), причём действует это в обе стороны, то есть, к примеру, на вашей мышке контакт должен быть зелёный.
Сразу стоит предупредить пользователей, что ни в коем случае нельзя подключать, равно как и отключать периферию от разъёма PS/2 во время работы компьютера, потому как это чревато выходом из строя не только клавиатуры или мыши, но и самой системной платы. Хорошо, если материнская плата оснащена группой предохранителей на этот случай, иначе может полететь вся система.
Такие чипы-предохранители имеют совсем небольшой номинал и легко горят при вышеописанных «переключательных» действиях. Для того чтобы проверить работоспособность предохранителя, его можно прозвонить обычным тестером. Если он вышел из строя, то его сравнительно легко (и дёшево) заменить, а впредь не рисковать, включая или отключая внешнюю периферию во время работы компьютера от порта PS/2. Также стоит отметить, что такими предохраняющими чипами оснащены далеко не все системные платы, поэтому обратить на этот момент внимание при покупке явно не лишний шаг.
Среди прочих внешних разъёмов особое место отведено USB-интерфейсу (универсальная последовательная шина). Он состоит из четырёх линий: две отведены под питание, а другие под передачу данных. В отличие от привередливого порта PS/2, периферию, подключённую посредством USB-разъёма, можно менять, что называется, на ходу. Сам интерфейс появился достаточно давно и успел обзавестись некоторыми модификациями и улучшениями.
Возможность подключать и отключать девайсы с USB-разъёмом во время работы компьютера достигается за счёт специфичной конструкции интерфейса. Основные контакты питания находятся заметно ближе к срезу разъёма, в отличие от блока для передачи данных. То есть в момент коммутации питание начинает поступать в первую очередь, а отключается в последнюю.
Посредством USB-интерфейса можно подключить уйму периферийных устройств: принтеры, смартфоны, планшеты, сканеры, камеры и многое другое, а также привычные клавиатуру и мышь (имейте это в виду, если чипы-предохранители погорели на PS/2-портах).
Немногим ранее для подключения принтеров и сканеров использовались а ещё реже - последовательные СОМ-интерфейсы. Сегодня они практически не используются, и встретить их можно только на старых материнских картах. Но оно и к лучшему, потому как при подключении такого рода оборудования во время работы компьютера можно было спалить и принтер, и сам порт.
Слоты PCI и PCI Express предназначены для плат расширения: сетевые адаптеры, коммуникаторы, модемы, видеокарты и т. п. Все видеокарты устанавливаются, как правило, в интерфейс типа PCI Express в силу его быстродействия. Раньше для работы с графическими ускорителями использовался разъём типа AGP, но он морально устарел, и увидеть его на современных материнских платах практически нереально.
Также стоит отметить, что со временем могут ослабевать, нарушая нормальную работу устройства. Быстрое «лечение» здесь одно - вытащить девайс из пазов, протереть контакты спиртосодержащим раствором и вставить обратно. Более кардинальный ремонт - это замена системной платы, но это необходимо в исключительных и крайне редких случаях.
Также следует знать, что претерпела несколько изменений в ходе совершенствования, и в зависимости от года выпуска материнской платы разъёмы могут отличаться и внешним видом, и разрядностью.
В настоящее время можно встретить несколько видов оперативной DDR3 и DDR4. Морально устаревшие планки DDR1 практически не используются, увидеть их можно только на самых старых системных платах.
Отличается память друг от друга рабочей частотой, размерами, контактами и напряжением питания. Каждый отдельно взятый тип имеет специфический вырез (ключ) в нижней части, по которому и определяется вид оперативной памяти. Некоторые системные платы могут поддерживать сразу два вида планок, что очень удобно для последующего апгрейда.
Сами разъёмы оснащены специальными защёлками для надёжной фиксации на плате. Планки устанавливаются с определённым усилием, где после успешного монтажа будет слышан специфичный щелчок, - значит, модуль корректно сел (или вы сломали защёлку, слишком сильно надавив на неё).
Модули оперативной памяти, кроме полезных гигабайт, содержат небольшие микросхемы SPD, отвечающие за тайминг, то есть задержу данных для этого типа ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). В БИОСе можно самостоятельно задать какие-то свои тайминги или оставить это на усмотрение самой планки. При разгоне оперативной памяти или всей системы в целом (оверклокинг) устанавливают максимально укороченную задержку.
Так же, как и в случае с PCI-слотами, модули ОЗУ могут начать некорректно работать, и для этого необходимо выполнить аналогичную процедуру, описанную в разделе выше и всё должно заработать как надо.
Центральные и внешние устройства ЭВМ. Их характеристики
Назад
Микропроцессор
Микpопpоцессоp - это пpоцессоp, pеализованный на полупpоводниковом кpисталле.
Основные хаpактеpистики микpопpоцессоpа.
1. Тип микpопpоцессоpа.
Тип установленного в компьютеpе микpопpоцессоpа является главным фактоpом,
опpеделяющим облик ПК. Именно от него зависят вычислительные возможности
компьютеpа. В зависимости от типа используемого микpопpоцессоpа и
опpеделенных им аpхитектуpных особенностей компьютеpа pазличают пять классов
1. Компьютеpы класса XT;
2. Компьютеpы класса AT;
3. Компьютеpы класса 386;
4. Компьютеpы класса 486;
5. Компьютеpы класса Pentium.
2. Тактовая частота микpопpоцессоpа.
Импульсы тактовой частоты поступают от задающего генеpатоpа, pасположенного
на системной плате.
Тактовая частота микpопpоцессоpа - количество импульсов, создаваемых
генеpатоpом за 1 секунду.
Тактовая частота необходима для синхpонизации pаботы устpойств ПК.
Влияет на скоpость pаботы микpопpоцессоpа. Чем выше тактовая частота, тем
выше его быстpодействие.
3. Быстpодействие микpопpоцессоpа.
Быстpодействие микpопpоцессоpа - это число элементаpных опеpаций, выполняемых
микpопpоцессоpом в единицу вpемени (опеpации/секунда).
4. Разpядность пpоцессоpа.
Разpядность пpоцессоpа - максимальное количество pазpядов двоичного кода,
котоpые могут обpабатываться или пеpедаваться одновpеменно.
5. Функциональное назначение микpопpоцессоpа.
1. Унивеpсальные, т.е. основные микpопpоцессоpы.
Они аппаpатно могут выполнять только аpифметические опеpации и только над
целыми числами, а числа с плавающей точкой обpабатываются на них пpогpаммно.
2. Сопpоцессоpы.
Микpопpоцессоpный элемент, дополняющий функциональные возможности основного
пpоцессоpа. Сопpоцессоp pасшиpяет набоp команд
компьютеpа. Когда основной пpоцессоp получает команду, котоpая не входит в
его pабочий набоp, он может пеpедать упpавление сопpоцессоpу, в pабочий набоp
котоpого входит эта команда.
Например, существуют сопроцессоры математические, графические и т.д.
6. Аpхитектуpа микpопpоцессоpа.
В соответствии с аpхитектуpными особенностями, опpеделяющими свойства
системы команд, pазличают:
1. Микpопpоцессоpы с CISC аpхитектуpой.
CISC - Complex Instruction Set Computer - Компьютеp со слож-
ной системой команд. Истоpически они пеpвые и включают большое количество
команд. Все микpопpоцессоpы фиpмы INTEL относятся к категоpии CISC.
2. Микpопpоцессоpы с RISC аpхитектуpой.
RISC - Reduced Instruction Set Computer - Компьютеp с сокpа-
щенной системой команд. Упpощена система команд и сокpащена до такой степени,
что каждая инстpукция выполняется за единственный такт. В следствие этого
упpостилась стpуктуpа микpопpоцессоpа и увеличилось его быстpодействие.
Пpимеp микpопpоцессоpа с RISC-аpхитектуpой - Power PC. Микpопpоцессоp Power
PC начал pазpабатываться в 1981 году тpемя
фиpмами: IBM, Motorola, Apple.
3. Микpопpоцессоpы с MISC аpхитектуpой.
MISC - Minimum Instruction Set Computer - Компьютеp с мини-
мальной системой команд. Последовательность пpостых инстpукций объединяется в
пакет, таким обpазом пpогpамма пpеобpазуется в небольшое количество
длинных команд.
7. Тип коpпуса микpопpоцессоpа.
Микpосхемы совpеменных микpопpоцессоpов могут иметь пластмасовые или
кеpамические коpпуса.
PQFP - Plastic Quard FlatPack Package
Микpопpоцессоpы в коpпусах этого типа впаиваются в системную плату, в
pезультате чего замена микpопpоцессоpа становится невозможна.
ZIF - Zerro Insertion Force - с нулевым усилием сочленения
Такой тип коpпуса имеет специальный зажим, с помощью котоpого они легко
изымаются из системной платы с небольшим усилием.
PGA - Pin Grid Array
Коpпус керамический и имеет позолоченные выводы, что и позволяет очень
легко устанавливать его в специальное гнездо.
Материнская плата
Печатная плата – пластина из диэлектрического материала (например, стеклотекстолита), на которой специальными методами (например, травления или электрохимического осаждения) создают проводники, соединяющие электронные устройства (транзисторы, интегральные схемы и пр.), закрепленные на этой пластине.
Плата расширения – место расположения адаптеров периферийных устройств.
Адаптер – устройство сопряжения процессора и периферийных устройств компьютера; иногда выполняет функции управления периферийным устройством. Обычно выполнен в виде микросхемы и помещен на материнскую плату, может быть представлен отдельной платой. Некоторые источники называют картой или контроллером.
Контроллер – устройство для управления периферийным оборудованием и предварительной обработки данных для процессора. Выполняет интерпретацию команд процессора для отдельных устройств.
Шина – совокупность электрических линий для обмена данными между частями компьютера. Тип шины определяет сигналы, которые передаются по этим линиям.
Шины. Разновидности и характеристики
Физически шина находится непосредственно на материнской плате и связывает между собой процессор, оперативную память, контроллеры устройств компьютера, а также разъемы (слоты) расширения на материнской плате для подключения различных контроллеров устройств ввода/вывода. В эти разъемы вставляются платы (карты) расширения, которые либо сами представляют собой устройство, либо обеспечивают связь с другими устройствами (т.е. являются контроллерами).
Системная шина предназначена для обеспечения передачи данных между периферийными устройствами и центральным процессором, а также оперативной памятью.
Локальной шиной , как правило, называется шина, непосредственно подключенная к контактам микропроцессора, то есть шина процессора.
Характеристики шин: частота, разрядность, скорость передачи данных.
Шины расширения
Шина ISA (Industry Standard Architecture) разработана в 1984 году для процессоров i80286, позволяет передавать 16-разрядные данные и команды с частотой 8МГц, что соответствует скорости 16 Мбайт/с. EISA Bus (Extended ISA) – стандартное расширение ISA до 32 бит в обычном режиме, и 1024 байта в пакетном режиме. Скорость обмена данными до 33 Мбайт/с.
Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) разработана фирмой Intel в 1992 году. Образует 32 битный канал между процессором и контроллерами периферийных устройств. Частота 33 МГц, скорость – 132 Мбайт/с. Соответствует 64-битной технологии процессоров. Стандарт PCIпредусматривает конфигурирование устройств, подключенных к компьютеру, программным способом (ОС Windows, OS/2 и др.) по концепции “plug-and-play”. В материнских платах частота шины PCI задается через частоту шины процессора.
Конфигурация компьютера с шинами ISA и PCI одновременно, позволили сочетать высокую производительность с аппаратной и программной совместимостью контроллеров обладающих разными скоростными и электрическими характеристиками.
Шина AGP(Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт), представляет собой 32-разрядную шину, обеспечивающую передачу больших объемов видеоинформации (3D-графика, полноэкранное видео и т.п.) с высокой скоростью, частота шины связана с частотой шины процессора (FSB). Тактовая частота AGP – 66 МГц, разработаны режимы скорости передачи информации: 1х – 264 Мбайт/с, 2х – 528 Мбайт/с, 4х – 1,06 Гбайт/с, 8х – 2,1 Гбайт/с).
PCI Express
PCI Express (сокращенно PCI-E) – новая последовательная шина, которая сокращает необходимую площадь и потребляемую мощность, увеличивая при этом пропускную способность, разработана в 2005 году. Скорость передачи данных от 250 Мбайт/с (х1) до 8 Гбайт/с (х32) по каждому направлению (прием и передача). Позволяет обеспечить одновременную адресацию для нескольких устройств ввода/вывода, предоставляя им 100% полосы пропускания. Программное обеспечение для PCI-E совместимо с PCI, что упрощает развитие новых устройств PCI-E. Как отмечается на сайте www.ivl.ua/articles: «потенциал PCI-E позволит ему стать основным методом передачи данных для х86 систем».
Процессорные шины
Host Bus
Предназначена для скоростной передачи данных (64 разряда) и сигналов управления между процессором и остальными компонентами системы. Может носить названия: CPU Bus, FSB (Front Side Bus).
Архитектура шины DIB(Dual Independent Bus) состоит из 2-х шин: процессорной шины FSB и шины кэш-памяти L2 – BSB (Back Side Bus). FSB осуществляет связь с микросхемой North Bridge, а через нее и с основной памятью, видеоадаптером и остальными компонентами системы компьютера. Частота шины зависит от частоты процессора.
Шина USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) допускает внешние подключения периферийных устройств к компьютеру, используя шинную архитектуру, позволяющую к каждому порту USBподключить последовательно до 127 различных устройств. Шина ориентирована на устройства ввода, телекоммуникационное оборудование, принтеры, аудио/видео устройства, устройства внешней памяти. Скорость передачи данных до 480 Мбит/с, длина кабеля до 5 м.
FireWire IEEE1394
Используется для подключения высокоскоростных устройств хранения данных и цифровой видеоэлектроники. Скорость передачи 100, 200, 800 Мбит/с, длина кабеля до 4,5 м, можно использовать до 63 подключаемых устройств.
Основные характеристики материнских плат
· Материнская (или системная) плата – элемент, который управляет внутренними связями и взаимодействует через прерывания с другими внешними устройствами. Влияет на общую производительность компьютера.
· Основными характеристиками материнских плат являются :
· 1. Поддерживаемые процессоры : разъем, внешняя и внутренняя тактовые частоты, напряжение питания.
· 2. Чипсет – микросхема встроенная в материнскую плату.
· 3. Системные шины и частотные параметры. С помощью существующих перемычек на плате или средствами BIOS можно установить необходимые тактовые частоты процессора: внешнюю и внутреннюю – для процессора и его шины (FSB), внутреннюю – для процессора и кэш-памяти L1 и L2.
· 4. Оперативная память : объем, количество и тип разъемов.
· 5. Контроллеры и адаптеры : контроллеры гибких и жестких дисков, видеоадаптеры, контроллер клавиатуры; в случае интегрированных плат, количество адаптеров и контроллеров увеличивается.
· 6. Количество и типы разъемов шин расширения для плат контроллеров (4´PCI, AGP).
· 7. Форм-фактор плат : размеры материнских плат, ее крепление, расположение элементов, слотов и внешних разъемов. (AT, Baby AT,ATX, mini-, micro-, flex- ATX, NLX).
В зависимости от форм-факторов плат выбираются тип корпуса системного блока компьютера и блок питания.
Блоки питания отличаются по мощности: 150 Вт, 200 Вт, 230/250 Вт, 300/350 Вт и прочие (для мини-компьютеров, серверов и т.д.). Задача блока питания - это преобразование напряжения сети 220 В (110 В) в напряжения питания конструктивных элементов компьютера: +12В, +5В и +3,3В (для АТХ).
Корпус характеризуется формой, размерами, типом и мощностью входящего в его комплект блока питания, а также формой и расположением кнопок и индикаторов. Корпусы делятся на два больших класса: Desktop – ставится на стол большой гранью и Tower – башня. В каждом классе есть несколько подклассов различающихся по высоте. (micro, mini, midi, big).
Чипсет
Чипсет – набор интегральных схем, при подключении которых к друг другу формируется функциональный блок вычислительной системы.
Чипсеты широко применяются в материнских платах, графических контроллерах (видеоадаптерах) и других сложных узлах, функции которых в одну микросхему заложить не удается.
Чипсет, включенный в состав материнской платы, содержит набор контроллеров, через которые осуществляется работа и связь основных компонентов – процессора, памяти, видеоадаптера, а также компьютерных шин, портов и других элементов системы компьютера (звук, локальная сеть, клавиатура, мышь и другие). Чипсет определяет возможности использования и замены различных типов компонентов, производительность и функциональные возможности всего компьютера в целом, а также способствует реализации потенциальных возможностей процессора.
Наше Вам с кисточкой, товарищи дорогие и не очень! :)
Как Вы знаете на сайте Заметки Сис.Админа проекта есть , которая обновляется по мере сил и возможностей, которые бывают не всегда.
Сегодня наши руки свободны и мы, с большим удовольствием, вновь заглянем под капот своего железного коня и разберемся с материнской платой, а так же всеми её причиндалами. Первая часть статьи, если Вы помните, уже была " " и сегодня как раз у нас её продолжение.
Собственно, думаем, что Вы все уже прильнули к голубым экранам мониторов (или чего у Вас там), а посему начинаем.
Повествование же хочется начать с одного обывательского разговора двух "системщиков". Так вот, встречаются как-то два перца и один другому говорит: ”У меня вчера мать сдохла, я мозги вынул, заменил и все стало летать”. Случайному слушателю может показаться, что человеки несут какой-то бред и вызвать полицию как такое вообще можно говорить? Однако подумав, таки понимаешь, что встретились два админа и говорят они про материнскую плату, что в простонародье зовут “мать”. Собственно, последней, как Вы уже поняли, и посвящена эта статья.
Материнская плата (motherboard/system board ), – альфа и омега любого персонального компьютера. Именно на ней находятся все жизненно-важные компоненты, необходимые для “вдыхания” жизни в Ваш компьютер. Материнка, – это скелет, к которому крепится все остальное, а посему, если он изначально шаткий, то на выходе получается “так себе человек” (слабый комп). Поэтому, если хочется долгое время обладать конкурентно способной машиной, очень важно уметь правильно выбирать и разбираться во всех внутренностях материнской платы. Этим нам и предстоит заняться далее.
Думаю Вы в курсе, что ПК – это комплекс из множества компонентов, каждый со своими ролями и функциями. Так вот, миссия материнки заключается в налаживании взаимодействия (диалога) между огромным количеством разных модулей компьютера. Именно от её характеристик зависит живучесть Вашего железного коня, т.е. как долго он сможет адекватно (без лагов и тормозов) тянуть свою лямку.
К особенностям материнской платы (МП) можно отнести то, что она:
Также необходимо знать, что материнки бывают, условно, двух видов (хотя, как правило, уже давно делают комбо из этих двух):
Примечание:
Для более мощного усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.
Форм-факторы материнской платы
При выборе материнской платы необходимо помнить о таком ее параметре, как форм-фактор. Эта характеристика отвечает за возможность впихнуть мать в корпус своего железного коня. Т.е, - внимание!, - не каждая материнка может быть установлена в Ваш системный блок. Чтобы не происходило плясок с напильником вокруг корпуса и МП, необходимо разбираться в ее антропометрии (размерах). Давайте разберем это подробней.
Форм-фактор – заложенные производителем (в процессе проектирования) линейные размеры и положение компонентов устройства. На данный момент существует следующая классификация основных (наиболее ходовых) форм-факторов.
Вам не обязательно знать конкретные цифры линейных размеров, - просто помните при покупке, что у каждой материнской платы имеется свой форм-фактор и её можно воткнуть только в определенный тип корпуса ПК.
Материнская плата состоит из? Компоненты материнки.
Основной базой, фундаментом, подложкой МП является многослойный текстолит, на котором расположены различные конденсаторы, транзисторы, дорожки для обмена данными и прочие электротехнические элементы. Дорожки располагаются на слоях текстолита, а для их сообщения в последних проделаны специальные отверстия. Современные материнские платы могут содержать до 10-15
слоев.
Вот что собой наглядно представляет текстолит для изготовления мат.плат:
Несмотря на схожесть технологического процесса производства, каждый производитель старается выделится и выпустить свой уникальный продукт. Основными игроками на “рынке мамок” (интересное словосочетание получилось:)) являются: ASUS, Gigabyte, MSI, Intel, Biostar .
Теперь давайте перейдем ближе к телу и рассмотрим внутренности материнки.
Итак, каждый из Вас открыв крышку корпуса своего компьютера может убедиться в наличии внутри платы, надежно закрепленной с помощью маленьких винтов, через предварительно просверленные отверстия. Бегло окинув плату взглядом, мы придем к выводу, что она содержит:
Если опустить некоторые детали, то общую схему любой материнской платы можно описать так.
Уверен, что у многих из Вас под капотом находятся материнки не самого последнего образца, а поэтому целесообразнее всего будет рассматривать именно их внутренности, ибо тогда вопросов по типу: “А у меня этого нет” и иже с ними, будет на порядок меньше.
Собственно давайте, для примера, возьмем материнку Asus p8h67-V и опишем все ее видимые составные компоненты (см. изображение, кликабельно).
Это был поверхностный взгляд на системную плату, так сказать вполглаза. Теперь (для особо любопытных и пытливых умов) разберем все внутренности досконально. Также для примера возьмем плату (правда уже по-старей) ASUS P5AD2-E (2006 года выпуска) дабы знать не только, что мы имеем сейчас, но и от чего мы к этому пришли.
Вот как выглядит сама мать:
Согласитесь, довольно приятно, когда ты сам разбираешься во всем своем железе и можешь рассказать про каждый момент свою мини-историю. Это не только огромный плюс в сторону хозяйственности владельца ПК, но и гарантия того, что Вы сможете на адекватном языке объяснить в сервисном центре, что случилось с материнкой, если она выйдет из строя.
Собственно теперь давайте пройдемся по каждому компоненту в отдельности, смакуя все его подробности (перечисление идет по часовой стрелке с верхнего угла).
№1. Слоты расширения
Слоты расширения, – шины на материнке, предназначенные для подключения к ней дополнительных плат. Примерами могут служить:
Выглядят все эти слоты так.
№2. 3-х пиновый разъем для подключения питания вентилятора
Корпусный (системный) вентилятор - помогает привести воздух внутрь, а также принять горячий воздух из корпуса. Корпусный вентилятор (fan
) чаще всего имеет размеры 80
мм, 92
мм, 120
мм и ширину 25
мм.
№3. Задний блок разъемов (back pane connectors)
Соединение (connect
) – это связь м/у вилкой и гнездом. Все периферийные устройства (например, мышь, клавиатура, монитор) подключаются к компьютеру именно таким образом. Вот так выглядит стандартная задняя стенка с блоком разъемов корпуса ПК.
№4. Радиатор (heatsink)
Радиатор, - рассеиватель тепла, предназначен для того, чтобы держать горячий компонент (например, такой как процессор) в прохладе. Есть два типа радиаторов: активные и пассивные. Активные используют мощность воздуха и это обычные охлаждающие устройства в виде вентилятора на шарикоподшипниках и самого радиатора. Пассивные радиаторы же не имеют механических компонентов вообще и рассеивают тепло посредством конвекции. Вот так выглядят разные типы радиаторов (правильнее сказать, - речь идет про системы охлаждения).
№5. 4-х контактный (P4) разъем питания
P4 cable connector - 12V
кабель питания имеет 2
черных провода (земля) и два желтых +12
VDC.
№6. Индуктор
Электромагнитная катушка – медь в цилиндрической форме вокруг железного сердечника для хранения магнитной энергии (дроссель). Используется для удаления всплесков напряжения и провалов мощности.
№7. Конденсатор (capacitor)
Этот компонент состоит из 2
-х (или набора из 2
-х) токопроводящих пластин с тонким изолятором м/у ними и завернутый в пластмассовый/керамический контейнер. Когда конденсатор получает постоянный ток (DC), положительный заряд накапливается на одной из пластин (или набор пластин), а отрицательный заряд накапливается на другой. Этот заряд остается в конденсаторе, пока тот не разрядится.
Электролитический конденсатор, – больше по ёмкости, но в меньшем корпусе является другим самым распространенным типом конденсатора. Как и любой компонент ПК он может выйти из строя (выражение конденсатор прошит) и компьютер перестанет быть загрузочным. В таком случае его необходимо заменить, правда своими ручками это могут сделать единицы. Поэтому лучше довериться электронных рук мастеру.
№8. CPU Socket
Сокет, – гнездо подключения процессора к материнской плате. Содержит определенное число ножек, что позволяет установить в мат.плату только “камень” определенного формата (число ножек соответствует числу дырочек сокета). Надо сказать, что по мере развития ПК сокеты менялисьвесьма часто. Вот лишь малая их часть:
№9. Northbridge
(северный мост)
Мосты, – этим специфическим термином обозначается набор микросхем, которые отвечают за работу всех компонентов платы и, в том числе, их эффективной связи с процессором. Северный +
южный мосты образуют чипсет. Это два отдельных юнита, на которых возложено множество функций, например, управление работой кэш-памяти, системной шины и загрузкой множества периферийных компонентов/устройств. Без мостов, персональный компьютер был бы обычной грудой железа, неспособной выполнить какие-либо действия. Northbridge
обеспечивает работу более скоростных устройств, а его визави, южный мост – менее скоростных.
Для более лучшего понимания приведем схему размещения обоих мостов относительно компонентов материнской платы.
Название мосты получили из-за своего географического расположения на материнке. Северный залегает под процессором в верхней части платы и, как правило, использует дополнительное охлаждение. Южный, соответственно внизу (на юге от шины PCI ) и обходится без охлаждения. Northbridge больше своего собрата и является самым близким к процессору и памяти. CPU с северным мостом может взаимодействовать по следующим интерфейсам: FSB, DMI, HyperTransport, QPI .
Стоит сказать, что производители постоянно ищут все новые способы улучшения производительности и снижения общей стоимости и, как вариант, они со временем стали переносить контроллер памяти из северного моста в кристалл процессора. В современных процессорах (в частности Core i7 ) графический контроллер также вшивается в сам камень. Такие технологии позволили отказаться от использования северного моста в принципе и он постепенно канет в лету, оставшись только в наших воспоминаниях:).
№10. Винтовые отверстия (screw hole)
Металлические (реже пластиковые) винты, которые крепят материнскую плату к корпусу. В процессе установки платы в корпус, она устанавливается по месту (дырочки на плате к дырочкам корпуса) и привинчивается винтами. Каждая материнская плата имеет несколько отверстий, которые надежно держат ее на месте.
№11. Слоты под память
Слоты оперативной памяти используются для подключения оперативной памяти, т.е модулей, в которых хранятся выполняемые компьютером операции. В среднем количество слотов под память может достигать от 2
до (в материнках высокого класса иногда больше). Помимо количества слотов, различают типы памяти. Наиболее распространенными, в настоящее время, типом памяти настольных ПК является DDR за номерами 2, 3
и 4
.
При покупке нового компьютера или мат.платы, необходимо обращать самое пристальное внимание на типы поддерживаемой её памяти. В противном случае даже напильник не поможет Вам засунуть память в “не того” типа разъемы (хотя может помочь молоток и скотч). Наличествуемое количество слотов памяти материнской платы говорит о возможности наращивания оперативного потенциала ПК. Поэтому, чем больше слотов и чем свежее поддерживаемый ими стандарт, тем на дольше хватит мощи Вашего железного коня.
Выглядят они по-разному, в нашем случае так:
№12. Super I/O (SIO)
Интегральная схема материнской платы, которая ответственна за обработку более медленных и менее видных устройств ввода/вывода. Сегодня по-прежнему используется ПК, чтобы поддерживать старые унаследованные устройства.
К устройствам, обрабатываемым схемой относят:
Найти на материнке можно по названию производителя, в частности: Fintek, ITE, National Semiconductor, Nuvoton, SMSC, VIA, и Winbond .
№13. Коннектор для подключения флоппи дисков
Довольно раритетный, но всё еще (прямо чудо какое-то) встречающийся в наше время компонент материнской платы. Гибкий плоский кабель, который позволяет подцепить один или несколько гибких дисков. Дисковод флоппи диска определяется на компьютере как диск А
. Стандартный разъем для подключения флоппика содержит 34
штифта-ножки.
№14. ATA (IDE) коннектор
Уже устаревший стандартный интерфейс для подключения жестких дисков к материнской плате. Бывает primary/secondary и позволяет с помощью перемычки задать ведущий и ведомый жесткие диски. На замену ему давно пришел разъем SATA
.
№15. 24-пиновый разъем питания ATX
Крупнейший из разъемов, запитывающий материнскую плату (соединяет её с блоком питания). Раньше такой кабель имел 20
дырочек, сейчас, как правило, 24
. Источник питания с 24
-контактным разъемом можно использовать на материнской плате с 20
-контактным разъемом, оставив четыре дополнительных контакта, неподключенными. Если Вы используете блок питания, который не имеет 24
-контактного разъема, то Вам необходимо приобрести новый блок.
№16. SATA
Serial ATA
– замена параллельного интерфейса ATA
(он же вышеупомянутый IDE
). Интерфейс SATA
(Revision 1.0
) обладает пропускной способностью в 150
Mбайт/с
и предлагает обратную совместимость для существующих ATA
устройств. Отличительной особенностью является отсутствие громоздких кабельных лент (заменены на тонкие кабели), что обеспечивает помимо большей пропускной способности еще и лучшую циркуляцию воздуха в корпусе. Новые ревизии SATA
предусматривают пропускную способность до 800
Мбайт/с. Помимо внутреннего решения SATA
поддерживает подключение внешних SATA
дисков через интерфейс ESATA
. Последнее очень удобно и позволяет не вскрывая корпуса подцепить сторонний винт и перекинуть необходимую информацию на высокой скорости.
Часы реального времени, энергонезависимая память или CMOS RAM
. CMOS
(комплементарный металло-оксидный полупроводник) – полупроводниковая микросхема, запитываемая от круглой CMOS
батарейки. Она хранит такую информацию, как системные дата и время, а также настройки системы аппаратных компонентов компьютера. Чтобы произвести полный сброс BIOS
с восстановлением всех заводских настроек необходимо, либо вынуть батарейку (и затем поставить на место), либо воспользоваться специальным джампером ClearCMOS
. Время жизни CMOS
-батрейки в среднем составляет 10
лет.
№18. -массив
Специальный избыточный массив из нескольких дисков под управлением контроллера, предназначенный для ускорения производительности дисковой памяти. Обычно используется га серверах и высокопроизводительных ПК. Существует большое количество версий RAID
, каждая из которых предназначена для решения задач по увеличению производительности своими методами. Чтобы пользоваться преимуществами увеличенной дисковой производительности, необходимо иметь в наличии, как минимум два диска.
№19. Разъемы системной панели
FPanel
или разъемы передней панели. Это то, что управляет работой кнопок питания, сброса, светодиодов LED"s
(индикаторы активности ЖД и питания), внутренним динамиком. Кабели передней панели представляют собой системы из цветных и ч/б проводов (черный и белый провода заземления, цветной – питания).
№20. FWH (FirmWare Hub)
Является частью архитектуры Intel Accelerated Hub Architecture
, которая содержит в одном компоненте системный BIOS
и интегрированный видео BIOS
(выделенный BIOS
видеокарты компьютера). Концентратор подключается непосредственно к I/O Controller Hub
.
№21. Southbridge (южный мост)
Южный мост (концентратор ввод-вывода, ICH
), – это интегральная схема, которая отвечает за управление жесткими дисками, связь с медленными устройствами, платами расширения и обмен данными с северным мостом. Северный и южный мосты общаются с собой посредством шин DMI, HyperTransport
(пришедшим на смену PCI
).
Чаще все именно южный мост выходит из строя, принимая первым все удары (в т.ч. тепловые) периферийных компонентов. Если “южанин” выйдет из строя, то, как правило, придется менять целиком всю материнку.
№22. Последовательные (COM) порты
Асинхронный порт, используемый для подключения устройств с последовательным интерфейсом к компьютеру. Передает один бит за один раз.
К наиболее распространенным устройствам, которые можно подключить к последовательным портам, относятся:
№23. Порт 1394 и порт USB. 1394 header и USB header.
Порт FireWare
предназначен для обмена цифровой информации м/у ПК и другими электронными устройствами. Важный порт для людей, увлекающихся видеосъемкой, который позволяет передать на ПК отснятый на камере, материал. Также порт 1394
используется для захвата видео. Может выпускаться как отдельный контроллер PCI IEEE1394
, а может быть интегрирован в материнку.
Порт USB (universal serial bus) – универсальная последовательная шина передачи данных для средне/низко скоростных периферийных устройств. Такой порт позволяет подключать периферия без собственного источника питания. В современном ПК их может быть до 10-15 штук.
1394 header и USB header – это “соединительные пальцы” в старых материнских платах, которые предназначались для подключения дополнительных портов, будь то 1394 или USB . На материнке они выглядят так.
№24. Перемычки
Перемычки позволяют компьютеру замыкать электрическую цепь и течь электричеству только в определенные разделы платы. Они состоят из множества мелких штырьков, которые могут быть обернуты в пластиковый футляр. Перемычки также используются для настройки параметров периферийных устройств (жесткие диски, звуковые карты и тп). Сегодня большинству пользователей уже не нужно управлять перемычками на материнской плате, они все чаще используются для задания primary (главного) и secondary (ведомого) диска.
№25. Integrated circuit (интегральная микросхема)
Микрочип – представляет собой площадку, содержащую множество схем, путей, транзисторов и других электронных компонентов, которые работают сообща для выполнения определенной функции или ряда функций. Интегральные схемы – это строительные блоки компьютерного железа. Так выглядит микрочип на печатной плате.
№26. SPDIF
Digital Interconnect Format
– интерфейс для передачи цифрового аудио в сжатом виде м/у аудио оборудованием и системами домашнего кинотеатра. Интерфейс, для передачи аудио, может использовать коаксиальный кабель или оптоволоконный кабель. Ноутбуки и качественные звуковые карты имеют этот разъем в виде отдельного входа/выхода. На материнской плате он подписывается, как SPDIF_IO
.
№27. CD-IN
4
-х контактный аудио разъем оптического привода. CD-IN
позволяет выводить звук напрямую с обычных CD
-дисков, привода.
Ну как, Вам наш объемный мануал по начинке материнской платы? По-моему впечатляет. Стоит сказать, что многие разъемы и компоненты платы уже устарели и их теперь редко можно встретить в современных материнках, однако знать их, по меньше мере, будет полезно.
Если Вам лень ждать новых статей по мат.платам и вы решили уже бежать покупать, то в первую очередь рекомендуем три магазина, примерно с равной степенью качества:
Выбор, традиционно, за Вами. Конечно, всякие там Яндекс.Маркет "ы никто не отменял, но из хороших магазинов я бы рекомендовал именно эти, а не какие-нибудь там МВидео и прочие крупные сети (которые зачастую не просто дороги, но ущербны в плане качества обслуживания, работы гарантийки и пр).
Очередная техническая заметка готова и, надеемся, что она кому-то действительно пригодится. На этом цикл про мат.платы, пока еще, не заканчивается, равно как и статьи по железу вообще.
Теперь Вы знаете, что у Вас обитает под капотом и можете вполне шустро назвать любой компонент там находящийся, а это сильно поможет Вашему общению с ПК и сделает его по-настоящему персональным.
На сим всё. Оставайтесь с нами! ;)
PS
: Как и всегда отписываем комментарии, вопросы и прочее разное, то добро пожаловать в комментарии.
PS2
: За существование данной статьи спасибо члену команды 25 КАДР.
Правда похоже на район какого-нибудь города?
В очередной раз всех вас приветствую. Сегодняшняя тема – материнская плата для компьютера, а точнее — ««. От того как усвоите материал этой темы будет зависеть возможность дальнейшего апгрейда вашего компьютера. Вы просто обязаны знать все основные характеристики материнской платы . Ведь не зря материнскую плату называют самой главной платой компьютера. Если сравнить компьютер с человеком, то материнская плата – это сердце человека, которое отвечает за интеграцию всех внутренних органов (комплектующих) и головного мозга (центрального процессора). Хотя, конечно, глупо сравнивать компьютер и человека. В человеке все намного сложнее и запутанней. Итак, мы продолжаем по нашему плану:
Для того, чтобы сделать правильный выбор, нужно учитывать основные характеристики материнской платы. Их достаточно много, а некоторые даже критически важные. Но степень их важности для вас лично будет обусловлена желаемой конфигурацией вашего будущего компьютера. Или существующего. Это в том случае, если старая материнская плата у вас пришла в негодность. На что стоит обратить внимание при выборе материнской платы:
Это далеко не все характеристики материнской платы, но для начала и этого будет достаточно. Теперь пробежимся более подробно по этим пунктам.
Первым делом нужно определиться с процессором: . Потому что сокеты (Socket — разъем для процессора) для них отличаются. В описании процессора или в его инструкции этот параметр обязательно указан.
У процессоров Intel название сокета начинается с букв LGA , а у процессоров AMD – с букв AM , FM и S .
Например последние процессоры Intel (семейства Skylake-X и Kaby Lake-X) имеют сокет LGA-2066. Это означает, что процессоры с другой маркировкой сокета в такой сокет не встанут. Поэтому будьте внимательны при подборе комплектующих, чтобы потом не пришлось менять.
Чтобы ответить на вопрос, как выбрать материнскую плату для компьютера, вам определенно нужно знать, кто же создает качественные продукты в этом сегменте.
Лучшими фирмами-производителями материнских плат на сегодняшний день признаны ASUS , Gigabyte и MSI . Рекомендую обратить свое внимание на фирму ASUS . Они славятся своим качеством и надежностью. Естественно качественные материнские платы стоят дороже аналогов, но не забывайте, что если сгорит материнская плата, то нередко она может спалить также и процессор, поэтому задумайтесь, стоит ли экономить на ней.
Тут все предельно просто. Чем больше слотов, тем лучше. Материнские платы бывают с 2, 4 и 6 слотами. Типы слотов (точнее типы оперативной памяти) на сегодняшний момент (начало 2017 года) это DDR3 и DDR4. Отличаются скоростью обработки данных.Однако есть свои нюансы, поэтому советую ознакомиться с ними в статье « «.
Почему лучше 4 планки оперативной памяти по 4 Гб, чем 2 по 8 Гб? Потому что каждая планка имеет предел скорости обмена данными через шину. И, соответственно, чем больше планок ОЗУ, тем выше скорость вашего компьютера. Все просто, как 2х2!
В обозримом будущем ожидается появление нового типа . Но не раньше 2020 года это точно. Так что можете уверенно покупать память DDR4 и не задумываться долго о ее замене.
Покупая материнскую плату, нужно сразу думать наперед, потому что требования к производительности компьютеров постоянно растут и, как минимум, вам со временем понадобиться больше оперативной памяти для обработки больших объемов данных. Чтобы не менять потом материнскую плату на другую и не изощряться нетрадиционными способами, предусмотрите чтобы в ней было достаточно слотов для того, чтобы в будущем.
Разъемы SATA
Жесткие диски подключаются через разъемы IDE и SATA. Разъемы SATA имеют значительно большую скорость передачи данных. Чем больше разъемов SATA будет на материнке, тем больше винчестеров вы сможете подключить. Лишь бы только в они все поместились. Минимум на материнских платах бывает 4 разъема для жестких дисков. Учитывая объем современных дисков, этого вполне достаточно. В отдельной статье мы более подробно поговорим о жестких дисках.
Слоты PCI (а точнее речь сейчас идет о PCI-Ex16) предназначены для подключения видеокарты. Если планируете собирать игровой компьютер, то, как минимум, вам потребуется 2 таких слота, чтобы задействовать 2 видеокарты одновременно. Если компьютер нужен для простых офисных программ, то вам этот слот вообще не пригодится, так как вам и интегрированной видеокарты хватит за глаза. Хотя очень сомневаюсь, что сейчас можно найти материнскую плату без этого слота.
Этот параметр будет крайне важен тем, кто планирует покупать компьютер, чтобы заниматься майнингом (узнайте, ). Потому что для этого вам придется задействовать столько видеокарт, сколько только возможно воткнуть в материнскую плату.
Думаю, стоит еще раз вкратце пробежаться по теме и закрепить материал. Итак, характеристики материнской платы, на которые следует обратить внимание при покупке (чеклист ):
Характеристики материнской платы не слишком сложны для понимания, даже если вы новичок в этом. Главное сравнивайте показатели, почти всегда, чем цифра больше тем лучше. Потом сопоставляйте характеристики с ценами, но не забывайте о тройке самых качественных производителей. Если че, постараюсь помочь вам.
Прочитал недавно анекдот про материнскую плату. Дословно не помню, но попробую пересказать максимально близко к оригиналу.
Едут двое подростков в общественном транспорте. Один другому жалуется:
— У меня мать вчера сдохла, прикинь. Ваще внезапно. Выбесила меня прям. Я короче в ту же ночь отпер ее на мусорку, но в бак не выкинул, оставил возле него, мало ли кому пригодиться что из ее внутренностей…
Старшее поколение (кто не в теме) в шоке! =)))
Такой вот юмор.
Думаю, на этом можно заканчивать разговаривать о том, как выбрать материнскую плату для компьютера. Если есть какие-то вопросы — задавайте. Я и сам понимаю, что мог что-то упустить из внимания, я же пока еще человек)))
Вы дочитали до самого конца?
Была ли эта статься полезной?
Да Нет
Что именно вам не понравилось? Статья была неполной или неправдивой?
Напишите в клмментариях и мы обещаем исправиться!
1) Прежде всего - поколением процессора, под который она предназначена. Специальная материнская плата существует для каждого поколения процессора. Установить процессор одного поколения в материнскую плату другого чаще всего просто невозможно.
2) Диапазоном поддерживаемых процессоров в рамках одного поколения. Чем дороже и качественнее плата, тем больше процессоров она сможет поддержать.
3) Частотой системной шины. Это - величина, прямо связанная с частотой и скоростью процессора. Процессор фактически умножает рабочую частоту материнской платы - в 2, 3 и более раз (на выборе сочетания одного из коэффициентов с частотой системной шины и основан способ так называемого разгона процессоров.
4) Базовым набором микросхем - чипсетом. Для каждого типа материнской платы существует несколько основных чипсетов, различающихся по предоставляемым ими возможностям и, соответственно, ценам.
5) Фирмой-производителем.
6) Форматом материнской платы (форм-фактором), то есть способом расположения на плате основных микросхем, слотов и т.д.
7) Базовым набором слотов и разъемов. При выборе платы следите, чтобы на ней имелось достаточно всех необходимых слотов.
8) Наличием интегрированных устройств. На многих современных материнских платах вы можете встретить целый ряд "встроенных" устройств - таких, например, как видеокарта и звуковая плата.
9) Поддержкой режима SATA(последовательный интерфейс), обеспечивающего возможность работы с "быстрыми" жесткими дисками.
10) Поддержкой "зеленого" (Green) режима экономии электроэнергии.
Микропроцессоры. Структура Intel x86: УУ, АЛУ, память, интерфейс. Классификация по архитектуре системы команд: CISC и RISC. Параллельная архитектура.
Центральный процессор (ЦПУ, CPU, от англ. Central Processing Unit) - это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров (МП).
Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему - тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора.
Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера.
Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённогоДжоном фон Нейманом .
Д. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году.
Этапы цикла выполнения:
Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).
Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы.
Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяетсятактовым генератором . Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называетсятактовой частотой .
Основные компоненты микропроцессора
Устройство
управления (УУ) – вырабатывает управляющие
сигналы, поступающие
по кодовым шинам инструкций во все блоки
Э
ВМ
Регистр команд – запоминающий регистр, хранит код команды: код выполняемой операции и адреса операндов
Дешифратор операции – логический блок, выбирающий в соответствии с поступающим из регистра команд кодом операции (КОП) один из множества имеющихся у него выходов
ПЗУ микропрограмм – хранит управляющие сигналы, необходимые для выполнения в блоках ПК операций обработки информации
Узел формирования адреса - устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров МПП
КШД, КША и КШИ – часть внутренней интерфейсной шины микропроцессора
А
рифметико-логическое
устройство (АЛУ) – предназначено для
выполнения арифметических и логических
операций преобразования информации.
Микропроцессорная память (кэш) – предназначена для кратковременного хранения информации, участвующей в вычислениях в ближайшие такты работы процессора. Имеет небольшой объём (до нескольких Мб), но очень высокое быстродействие (время доступа измеряется нс).
Интерфейсная часть микропроцессора – предназначена для связи и согласования МП с системной шиной ПК, а также для формирования полных адресов операндов и команд.
Конвейерная архитектура
Конвейерная архитектура (pipelining ) была введена в центральный процессор с целью повышения быстродействия. Обычно для выполнения каждой команды требуется осуществить некоторое количество однотипных операций, например: выборка команды изОЗУ , дешифрация команды, адресация операнда в ОЗУ, выборка операнда из ОЗУ, выполнение команды, запись результата в ОЗУ. Каждую из этих операций сопоставляют одной ступени конвейера.
После освобождения k -й ступени конвейера она сразу приступает к работе над следующей командой. Если предположить, что каждая ступень конвейера тратит единицу времени на свою работу, то выполнение команды на конвейере длиной вn ступеней займётn единиц времени, однако в самом оптимистичном случае результат выполнения каждой следующей команды будет получаться через каждую единицу времени.
Действительно, при отсутствии конвейера выполнение команды займёт n единиц времени (так как для выполнения команды по прежнему необходимо выполнять выборку, дешифрацию и т. д.), и для исполненияm команд понадобится единиц времени; при использовании конвейера (в самом оптимистичном случае) для выполненияm команд понадобится всего лишьn +m единиц времени.
Факторы, снижающие эффективность конвейера:
простой конвейера, когда некоторые ступени не используются (напр., адресация и выборка операнда из ОЗУ не нужны, если команда работает с регистрами);
ожидание: если следующая команда использует результат предыдущей, то последняя не может начать выполняться до выполнения первой (это преодолевается при использовании внеочередного выполнения команд, out-of-order execution);
очистка конвейера при попадании в него команды перехода (эту проблему удаётся сгладить, используя предсказание переходов).
Некоторые современные процессоры имеют более 30 ступеней в конвейере, что увеличивает производительность процессора, однако приводит к большому времени простоя (например, в случае ошибки в предсказании условного перехода.)
