Elementi matične plošče računalnika

Nekateri se sprašujejo, čemu so namenjene spremembe. Drugi se jih celo bojijo. Ko gre za tehnologijo, so vedno potrebne. Nenehno iskanje izboljšav v delovanju elementi matične plošče primer računalnika.

Elementi matične plošče: koncept

Tako kot mnoge druge stvari v svetu tehnologije ima tudi matična plošča različna imena. Tako, da se ta del računalnika pogosto imenuje tudi: matična plošča, logična plošča ali sistemska plošča. Navsezadnje je najpomembnejši del računalnika, saj je ona tista, ki poveže vse njegove elemente in vzpostavi komunikacijo med njimi.

Nato je pravokotna ravna plošča, na kateri so različni glavni elementi, na primer:

• Mikroprocesor, zasidran v elementu, imenovanem vtičnica.
• Spomin, običajno v obliki modulov.
• Razširitvene reže, kjer so priključene kartice.
• Različni kontrolni čipi.

Kasneje bomo podrobno govorili o vsakem od teh elementov. Za zdaj bomo vzpostavili glavne vrste matičnih plošč, ki obstajajo in so bile.

Glavne vrste

Proizvajalci delov matične plošče že leta vzpostavljajo standarde glede oblike in razporeditve elementov, načeloma za zmanjšanje naložb ali stroškov in olajšanje njihove menjave. Na podlagi teh standardov so nastale naslednje vrste matičnih plošč:

Baby AT

Gre za klasični standard, ki se je ohranil leta, od modela 286 do prvega Pentiuma, sredi leta 1996. Nenehno se je posodabljal, da bi podpiral nove funkcije, ki so se razvijale. To dejstvo je skupaj s tem, kako enostavno je bilo zamenjati tovrstno matično ploščo, postalo prva oblika za nadgradnjo v zgodovini.

S pojavom zvočnih kartic, CD-ROM-ov in drugih zunanjih elementov pa so postale znane njihove pomanjkljivosti, na primer: slaba kroženje zraka v škatlah in odvečni kabli za njihovo delovanje. Aspekti, ki so pospešili njen izstop s trga.

LP razširitev

Gre za tipično zasnovo namiznih računalnikov z ozko škatlo, po velikosti podobno Baby-AT, ki je bila razvita konec leta 1986. Imela je velik uspeh zaradi nizkih stroškov, ki so jih predstavljala nekatera podjetja, a hkrati predstavil je vrsto pomanjkljivosti, zaradi katerih ni več uporaben.

Prvič, specifikacije formata nikoli niso bile v celoti javne, kar je bilo ovira pri posodabljanju komponent. Poleg tega različni modeli plošč LPX niso bili med seboj kompatibilni, kar je onemogočalo izmenjavo med njimi. Nazadnje, zaradi lokacije kartice na sredini plošče je bilo odvajanje toplote oteženo. Dejstvo, ki je bilo poudarjeno leta 1997 in je povzročilo njegov dokončni propad.

ATX

To je standard par excellence. Rodil se je leta 1995 in predstavlja bistveno izboljšanje v primerjavi s prejšnjima modeloma, zlasti v smislu prezračevalnega sistema in zmanjšanja količine kabla v njem. Poleg tega je njegov ustvarjalec objavil specifikacije formata, zaradi česar se je hitro razširil in postal najbolj priljubljen format do danes.

Trenutno se ohrani večina njegovih prednosti, na primer: premestitev elementov, kot so CPE, pomnilnik in notranji priključki. Poleg izboljšav hladilnega sistema, poleg nizkih stroškov za proizvajalca.

Lastniški modeli

To so plošče posebnih velikosti in oblik, ki so jih oblikovali veliki proizvajalci računalnikov, predvsem zato, ker obstoječi modeli ne ustrezajo njihovim potrebam. Zato so ekskluzivni modeli, ki pripadajo enemu proizvajalcu. Ne uporabljajo se široko, ker specifikacije formata niso javne in plošče istega modela, vendar različnih proizvajalcev, niso med seboj združljive.

Starejše modele (pred modelom ATX) je uporabljala prva računalniška oprema. Velike so bile in so bile nameščene v računalniškem stolpu. Potrebovali so viden prostor za namestitev kartic naprav, kot so video posnetki, krmilniki za diskete, krmilnik trdega diska, zaporedna in vzporedna vrata. Ko se je število medsebojno povezanih plošč povečalo, se je zanesljivost montaže zmanjšala. Največja hitrost procesorja je bila do 10 MHz. Imeli so en sam zunanji priključek, tipkovnico, tip DIN. Imeli so besedilno okolje brez grafike.

Nasprotno, trenutni model ATX vključuje zunanja vrata in posplošuje vključitev tipkovnice, miške, vzporednih vrat, serijskih vrat in vrat USB v skoraj vse matične plošče. V mnogih primerih vključuje vključitev omrežnih vrat, zvok in celo video. Večja integracija in zmanjšanje mehanskih povezav povečata zanesljivost sklopa. Na splošno predstavlja napredno napajanje z večjimi možnostmi.

Splošen opis

Med glavnimi značilnostmi računalniške matične plošče so:

• Gre za pravokotno ploščo iz polprevodniškega materiala (sintetičnega), na kateri je tiskano elektronsko vezje.
• Njegova velikost je spremenljiva, vendar je običajno eden najvidnejših elementov matične plošče v stolpu računalnika.
• Zasnovan je tako, da lahko dodaja nove zunanje naprave in razširitvene kartice, kot so grafične, zvočne in omrežne kartice.
• Povezave komponent osebnega računalnika so standardizirane in dobro opredeljene. Tako da lahko vsak proizvajalec oblikuje komponente za povezavo z matično ploščo, ki ustreza tem standardom.
• Vključitev zvočne in video kartice v matično ploščo tabličnega ali prenosnega računalnika preprečuje posodabljanje teh elementov.
• Ima vrsto priključkov, ki gledajo na zunanjo stran stolpa in omogočajo izmenjavo informacij z drugimi elementi, ki jih je enostavno povezati in odklopiti, vključno s vrati PS / 2, vrati USB in omrežnimi vrati.
• Podatki se ne prenašajo po kablih, ampak po vodilih (posebni kabli), kar povzroči manjšo izgubo informacij.
• Glede na število rež, ki so na voljo na matični plošči, lahko v računalnik namestite več ali manj pomnilnika.
• Število razširitvenih rež je odvisno od števila priključkov, ki so na voljo na kartici. Pa tudi vrsto avtobusa, ki se bo vozil.
• Ni samo pomembno poznati specifikacije elementov, ki jih je treba vključiti. Prav tako se je treba poglobiti v specifikacije vrste procesorja, ki ga bomo pridobili. Na ta način se izognemo nezdružljivostim z operacijskim sistemom.
• To, da matična plošča spada v eno ali drugo kategorijo, se vsaj v teoriji ne spreminja pri opravljanju svojih funkcij ali kakovosti.
• Hladilni sistem matične plošče vpliva na delovanje strojne opreme, nameščene na njej.
• Čeprav matična plošča računalnika omogoča vgradnjo novih elementov, je v matični plošči prenosnega računalnika edino, kar je mogoče zamenjati ali posodobiti, pomnilnik RAM.

Zdaj, ko poznamo glavne značilnosti računalniške matične plošče, se bomo lotili podrobnosti vsakega dela, ki ga sestavlja ločeno.

elementi

Brez posebnega razloga za začetek opisa elementi matične plošče za enega ali drugega posebej, bomo to naredili v naslednjem vrstnem redu:

Vtičnica za mikroprocesor

Element, spajkan na matično ploščo, znotraj katere je mikroprocesor. Mikroprocesor je elektronska komponenta, tipa čipa, v kateri je na stotine tranzistorjev, ki v kombinaciji omogočajo, da čip opravlja svoje delo. Zaradi pomembnosti svoje funkcije je običajno reči, da so mikroprocesor možgani računalnika.

Krmilni nabor čipov

Kot že ime pove, gre za skupino ali niz čipov, odgovornih za uravnavanje interakcije med mikroprocesorjem in pomnilnikom ali predpomnilnikom ter med mikroprocesorjem in krmilnikom vrat. Deluje torej kot nadzornik prenosa informacij.

Zaradi omenjene regulacije je dosežena nižja ali višja zmogljivost mikroprocesorja glede spomina in delovanja perifernih elementov.

Severni most

Je del krmilnega nabora čipov. Njegova glavna funkcija je izmenjava podatkov med mikroprocesorjem, RAM -om in grafično kartico.

Nahaja se med CPE -jem in RAM -om, znotraj mikroprocesorja. Zaradi hitrega dela z RAM-om je prisiljen odvajati toploto z vgradnjo radiatorja.

Južni most (Southbridge)

Drugi del dopolnjuje nadzorni nabor čipov. Za razliko od severnih vrat je odgovorna za povezavo med zunanjimi napravami in elementi za shranjevanje računalnika.

Njegova glavna funkcija je zagotoviti nabor čipov, vodila in pomnilniške naprave, med drugim fizično, da se nahaja med CPE -jem in razširitvenimi režami.

Pomnilnik BIOS (osnovni vhodno / izhodni sistem)

To je prvi program, ki se izvaja v računalniku. Osredotoča se na rutine na nizki ravni, ki omogočajo zagon prek operacijskega sistema. Zaradi svojih delovnih lastnosti je pomnilnik samo za branje, torej ni odvisen od katere koli druge naprave, nameščene v računalniku.

Druga njegova bistvena funkcija je možnost namestitve novega operacijskega sistema v računalnik. Poleg tega popravite poškodovano.

Pomnilnik CMOS (RAM CMOS)

Čip, vrsta baterije, ki se uporablja za shranjevanje vseh podatkov konfiguracije računalnika ter datuma in časa. Omogoča, da se ob izklopu računalnika ne izgubijo podatki in parametri, ki so bili že vzpostavljeni in da mora delovati. Ta vrsta baterije se samodejno napolni vsakič, ko vklopite računalnik. Izpraznjena baterija povzroči neujemanje ure / koledarja in izgubo zabeleženih nastavitvenih parametrov.

predpomnilnik

To je najhitrejši spomin v vseh tistih, ki sestavljajo matično ploščo. Na ta način optimizira delovanje računalnika pri iskanju najbolj uporabljenih informacij. Velja za most med mikroprocesorjem in glavnim pomnilnikom RAM.

Kar zadeva njegovo fizično lokacijo, je odvisno od proizvajalca. V nekaterih primerih ga lahko opazimo spajkanega na matično ploščo ali vtičnico, v drugih primerih pa ga najdemo znotraj mikroprocesorja.

RAM ali reže za glavni pomnilnik

Združevanje več čipov, kjer so povezani glavni pomnilniški moduli računalnika, ki služijo kot začasna shramba za dinamične podatke, tako da jih ni treba obnoviti s trdega diska. Sčasoma so se ti moduli spreminjali po velikosti, zmogljivosti in načinu povezovanja, kar je odpravilo težave s širjenjem pomnilnika in prostorom na matični plošči, ki so bili predstavljeni v starih časih.

Razširitvene reže

Reže, v katere je vstavljena katera koli vrsta razširitvene kartice, ne glede na to, ali gre za video, zvočne ali omrežne kartice. Namenjeni so uporabi za dodajanje dodatnih komponent v računalnik. Večina jih je standardiziranih, nekaj pa je izključnih za proizvajalce. Glavne razširitvene reže so glede na njihov videz na trgu poimenovane spodaj:

• ISA: Dovolj za priključitev modema ali zvočne kartice, ne pa tudi grafične kartice. Ima visoko združljivost
• Micro Channel MCA: Pojavil se je, da bi rešil omejitve ISA, in na koncu ni bil združljiv z njim. Ni uspelo.
• EISA: Ustvarjen je bil, da bi zapolnil vrzel MCA. Veljal je zmanjšano in so ga vključile le ekipe določene stopnje. Njegove specifikacije niso bile javne.
• Lokalni avtobus Vesa: To je bila hitra različica ISA. Manjkale so prednosti MCA in EISA (konfiguracija programske opreme in obvladovanje vodila). Zagotavljal je neposreden dostop do pomnilnika s hitrostjo procesorja. Izginil je s prihodom procesorjev Pentium.
• PCMCIA: Manjkale so reže in so predstavljale pomnilniške kartice, ekskluzivne za vsakega proizvajalca. Nizka poraba, zlasti za zelene računalnike.
• PCI / PCI-64: dovolj za dodajanje različnih notranjih elementov, razen za nekatere grafične kartice. Ločeni so od sistemskega vodila, vendar imajo dostop do pomnilnika. Za komunikacijo s CPE -jem se uporablja most. Dovoli skupne prekinitve. To je najdaljši čas doslej. Nadomešča ga PCI Express.
• Mini PCI: To je prilagoditev PCI za prenosne računalnike ali za majhne matične plošče. Primeri te vrste kartice vključujejo: krmilnike Wi-Fi, modem, SCSI in SATA.
• AGP: Uporablja se kot dopolnilo režam PCI, saj služijo samo za povezavo 3D video kartic. Ustvarjen je bil za povečanje stopnje prenosa v grafični podsistem. Imel je lastno podatkovno vodilo.
• AMR: Uporabljajo jih le tako imenovani softmodemi za znižanje stroškov z odpravo nekaterih komponent. Izdano leta 1998 za zvočne naprave, kot so zvočne kartice ali modemi. Je del zvočnega standarda AC97, ki velja še danes. Zasnovan je bil za poceni avdio ali komunikacijske naprave, saj bi te uporabljale strojne vire, kot sta mikroprocesor in RAM. Ni imel velikega uspeha, saj je bil predstavljen v času, ko moč strojev ni zadostovala za to obremenitev. Izginil je v matičnih ploščah za Pentium IV in iz AMD v vtičnici A.
• CNR: Podobno kot reže AMR, vendar z večjo evolucijo. Nastala je za komunikacijske naprave, kot so modemi, Lan ali USB kartice. Leta 2000 je bil predstavljen na procesorskih ploščah Pentium. To je bila lastniška zasnova, zato ni presegala plošč, ki so vključevale nabore čipov proizvajalca. Imel je enake težave z viri kot naprave, namenjene za režo AMR. Trenutno ni vključena na matične plošče.
• Reže PCI Express: evolucija slotov AGP. Njegova glavna prednost je, da se kateri koli model lahko prilagodi različnim vrstam kartic. Trenutne plošče imajo običajno največje možno število priključkov PCI, ki uporabljajo režo AGP za video.

Električni priključek

Uporablja se za priključitev kablov, ki bodo dali ustrezno moč matični plošči, prek vira. Na ploščah ATX je samo ena.

Notranji priključki

Priključki za notranje naprave, kot so: trdi disk, CD-ROM ali notranji zvočnik.

• Napajalni priključki: Odgovoren za napajanje matične plošče iz vira napajanja.
• Izhodi ventilatorjev: Njegova glavna funkcija je ublažiti raven toplote, ki nastane pri visoki hitrosti, s katero mikroprocesorji delujejo.
• Vrata EIDE ali FDD: V starejših računalnikih je bila povezava trdih diskov in disketnih pogonov odvisna od njih. V današnjih računalnikih pa so ti vgrajeni v nabor čipov računalnika. Vrata EIDE so odgovorna za povezovanje trdih diskov in optičnih pogonov, na primer CD -jev in DVD -jev, medtem ko vrata FDD delajo enako z disketami. Slednji so že v popolni neuporabi.
• Vrata SATA: Predstavljajo novo komunikacijsko tehnologijo za pomnilniške naprave, ki izboljša zmogljivost v smislu pasovne širine.
• Sprednje povezave: Kot pove že ime, gre za povezave, ki se nahajajo na sprednji strani računalnika.
  • Vklop: povezava za gumb za zagon / zaustavitev.
  • Power Led: Indikator opreme vklopljen, priključen na LED.
  • HD LED: LED, ki označuje aktivnost trdega diska.
  • Ponastavi: Poveže se s sprednjim gumbom za ponastavitev, če ga vsebuje škatla. Znova zaženite računalnik.
  • Zvočnik: Ustvari statusne in nadzorne signale. Razlikuje se od zvočnega izhoda opreme.
  • KeyLock: Zaklene opremo, omogoča zaklepanje tipkovnice. V zadnjih škatlah je malo uporabno.
• Mostički in stikala: Zadolženi za konfiguracijo možnosti strojne opreme računalnika.
  • Skakalci se običajno obravnavajo kot odprti in zaprti (odprti in zaprti).
  • DIP-stikala se obravnavajo kot vklop / izklop. The. Položaj ON je običajno označen na sitotisku komponente.

Zunanji konektorji

Klasični priključki za zunanje elemente, kot so: tipkovnica, miška, tiskalnik, med drugim. Malo po malo so jih nadomestile druge vrste povezav, ki jih je lažje povezati in odklopiti. Med glavnimi zunanjimi priključki so:

• Priključki za tipkovnico in miško PS / 2: Zaradi porasta grafičnih aplikacij je uporaba miške v povezavi s tipkovnico postala zelo razširjena. Miška se je prek serijskih vrat ustavila in začela uporabljati specializirano serijsko povezavo, podobno kot pri tipkovnici (povezava PS / 2). Priključki tipkovnice in miške PS / 2 so na vseh matičnih ploščah prisotni prek dveh priključkov Mini-DIN. Za razlikovanje enega od drugega imajo različne barve, vijolična je rezervirana za tipkovnico, zelena pa za miško. Če so pomotoma spremenjene, ni težav z okvarami, saj so nožice med seboj združljive, čeprav operacija ne bi bila tako želena.
• USB vodilo: Z naraščanjem števila zunanjih naprav, ki se uporabljajo za računalniško opremo, se je pojavila potreba po povezovanju več kot enega v en sam centralni sistem. Povezava USB omogoča verižno povezovanje do 127 naprav. Poleg tega je ta povezava hitra in jo je mogoče vzpostaviti takoj. Operacijski sistem prepozna povezavo USB, vendar mora imeti ustrezne gonilnike. Vse sodobne matične plošče imajo priključke USB. Trenutno nekatere platforme uporabljajo samo priključke USB za tipkovnico in miško.
• FireWire Bus: Vzpostavlja digitalne video povezave z uporabo video kamer in video opreme na splošno. Omogoča prenos velike količine informacij z veliko hitrostjo.
• Omrežna povezava Ethernet: Zaradi vse večje internetne povezave, tudi v domačih računalnikih, je ta povezava zelo uporabna, saj se v mnogih domovih ta storitev izvaja z usmerjevalniki ADSL, ki vsebujejo povezavo Ethernet. Tako, da jo številne matične plošče vključujejo integrirano. Oprema običajno vključuje eno samo povezavo / kartico, v nekaterih primerih pa je mogoče najti opremo z več kot eno tovrstno povezavo. To se zlasti dogaja pri strežniških računalnikih, ki bodo v svojih aplikacijah intenzivno uporabljali omrežje.

• Zaporedna in vzporedna vrata: Te povezave so morda najstarejši današnji računalniški sistemi. Podedovani iz prejšnjih sistemov se vse manj uporabljajo. Prej so bila serijska vrata uporabljena za povezavo miši, modemov, skenerjev itd. Trenutno je namenjen profesionalnim aplikacijam (elektronika, konfiguracija opreme, industrija itd.). Vzporedna vrata so bila praktično omejena na povezavo s tiskalnikom, čeprav so se uporabljala tudi za povezavo s skenerjem in nekaterimi drugimi napravami. USB se zamenja z uporabo obeh vrat. Pravzaprav jih vse več prenosnikov ne vključuje. V nekaterih primerih jih matična plošča podpira, čeprav nimajo zunanjega priključka.
• Zvok in igralna plošča: Vse pogosteje je, da matična plošča vključuje strojno opremo, ki sistemu omogoča ustvarjanje in sprejemanje (digitalizacijo) zvokov.
  • Zvok: Nanaša se na zvočne povezave, tako splošne, na primer slušalke in mikrofon. Vsaka od njih je označena z različnimi barvami, kar uporabniku olajša njihovo uporabo. Danes je nekatere zvočne izhode mogoče konfigurirati kot digitalne izhode, tako da lahko izkoristimo posebne funkcije. Najdete lahko tudi izhode tipa SP / DIF (digitalni zvok), optične in prostorske sisteme.
  • Gamepad ali Joystick je stara povezava računalnika za igre. Zasnovan je kot analogni vhod za položaj. Danes se le redko uporablja, saj je večina igralnih ploščic bolj zapletena in uporablja povezavo USB.
• Video / TV: Nanaša se na analogne in digitalne priključke, ki omogočajo ogled vsebine na televiziji, kot so: televizijski kanali ali video reprodukcije in video konzole.
• SCSI (high-end): To vrsto zunanjih priključkov lahko najdemo predvsem na strežniško usmerjenih matičnih ploščah. V teh primerih ima matična plošča poleg notranjega priključka tudi priključek SCSI za zunanje naprave.
• Priključitev / hrbtna plošča: Zmanjšanje velikosti opreme je privedlo do odprave vrat z nizko porabo in zastarelih pogonov za shranjevanje. Kot rešitev pa so bili prenosni računalniki opremljeni s priključkom, ki omogoča povezavo z enoto, imenovano priklopna postaja, ki vključuje te dodatke. Ta priključek se imenuje priključni priključek (vrata).

Merila za izbiro matične plošče računalnika

Kot smo že videli, je matična plošča najpomembnejša komponenta računalnika, saj je odvisna od procesorja, števila in vrste naprav, ki jih je treba povezati, ter seveda od splošne zmogljivosti sistema. Na žalost večina ljudi misli, da je procesor tisti, ki določa splošno zmogljivost računalnika, zato porabijo več časa, ko razmišljajo o nakupu novega računalnika.

Vendar pa bomo tukaj v elementih matične plošče opozorili na glavne vidike, ki jih je treba upoštevati, da izberemo model matične plošče, ki najbolj ustreza našim potrebam, če želimo kar najbolj nadgradljiv, popoln in funkcionalen sistem možno.

Pomen dimenzij

Brez dvoma so dimenzije ena prvih stvari, ki jih je treba pogledati. Obstajajo različne velikosti in glede na vrsto računalnika, ki ga potrebujemo, bo ustreznejši model velikosti polne velikosti (ATX), srednje velikosti (mikro ATX) ali zmanjšane velikosti (mini ATX). Enaka merila moramo upoštevati pri izbiri drugih komponent, na primer ohišja računalnika ali RAM -a.

Oblika med elementi matične plošče določa velikost ohišja računalnika in število rež in razširitvenih priključkov, na katere lahko računate. Večja kot je matična plošča, večja je možnost priključitve in razširitve priključkov. Nasprotno, manjši kot je odtis, večja je potreba po nizkoprofilnih rešitvah za hlajenje in odvajanje toplote.

Drug pomemben dejavnik je vtičnica. To predstavlja mesto, ki ga procesor zaseda na matični plošči in je zato tesno povezano z izbranim čipom. Izbira obeh vpliva na združljivost vseh komponent.

Sicer pa je kakovost vezij povezana z uporabo, ki bo namenjena matični plošči, ne smemo pa pozabiti, da je poleg tega neposredno povezana s ceno.

Izbira nabora čipov

Če je matična plošča srce računalnika, morate upoštevati, da je nabor čipov srce med elementi matične plošče. Zato vaša izbira močno vpliva na delovanje sistema in posledično na delovanje celotnega sistema. Preden se odločimo za določen nabor čipov, se moramo odločiti, kako bomo uporabljali računalnik.

Odločitev o eni ali dveh grafičnih karticah je zelo pomembna tudi za zmogljivost računalnika. Vse matične plošče ne podpirajo hkratne namestitve dveh ali več grafičnih kartic. V zvezi s tem moramo biti spet jasni glede uporabe, ki jo bomo namenili našemu osebnemu računalniku.

Po drugi strani pa, da ima naša matična plošča število in vrsto povezav, ki jih potrebujemo, bo zagotovilo, da bomo lahko imeli vse želene priključke, na primer avdio in video priključke. Na enak način moramo med drugim preveriti, ali ima vgrajeno povezljivost Wi-Fi in bluetooth.

Poleg tega bomo glede na proizvajalca našli matične plošče z izboljšavami in edinstvenimi funkcijami, ki jih drugi modeli nimajo. Tak je primer novih priključkov M.2, ki omogočajo namestitev pogonov SSD naslednje generacije (SSD), visokokakovostnih zvočnih kartic, vgrajenih v ploščo, sistemov za overclocking za povečanje zmogljivosti računalnika in drugih elementi velike inovacije.

Izbrati moramo tudi dober hladilni sistem, bodisi pasiven (brez ventilatorjev), z ventilatorjem ali s kombinacijo tekočega hlajenja. Na splošno je najpametnejše pasivno hlajenje. Članek lahko citirate vrsta avtobusa pri računalništvu.