Лекция: Системные (материнские) платы
Матери́нская пла́та (motherboard)— печатная плата, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной системы.
Обычно на материнской плате располагаются гнезда для подключения центрального процессора, графической платы, звуковой платы, контроллера жёсткого диска, оперативной памяти и дополнительных периферийных устройств.
Все основные электронные схемы компьютера и необходимые дополнительные устройства включаются в материнскую плату, или подключаются к ней с помощью слотов расширения. Наиболее важной частью материнской платы является чипсет, состоящий, как правило, из двух частей — северного моста (Northbridge) и южного моста (Southbridge). Обычно северный и южный мост расположены на отдельных микросхемах. Именно северный и южный мосты определяют, в значительной степени, особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.
Северный мост (Northbridge) — один из основных элементов чипсета компьютера, отвечающий за работу с процессором, памятью и видеоадаптером. Северный мост определяет частоту системной шины, возможный тип оперативной памяти (SDRAM, DDR, другие), её максимальный объем и скорость обмена информацией с процессором. От северного моста зависит наличие шины видеоадаптера, её тип и быстродействие. В него встраивают и графическое ядро. Во многих случаях именно северный мост определяет тип и быстродействие шины расширения системы (PCI, PCI Experess, др.).
Южный мост (Southbridge ), так же известен как контроллер-концентратор ввода выводаICH (I/O Controller Hub). Это микросхема, которая реализует «медленные» взаимодействия между чипсетом материнской платы и её компонентами. Южный мост связывается с CPU через северный мост.
Функционально южный мост, включает в себя: шину PCI; шину ISA; SMBus (SM шина) или интерфейс I2C; DMA контроллер; контроллер прерываний; IDE (SATA или PATA) контроллеры; шина LPC Bridge; часы реального времени (Real Time Clock); управление питанием (Power management (APM и ACPI); энергонезависимую память BIOS (CMOS); звуковой контроллер AC97 .
Южный мост также может включать в себя поддержку Ethernet, RAID контроллера, контроллера USB, аудио кодек и контроллера FireWire, и может содержать поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов.
Современная материнская плата включает в себя чипсет, согласующий работу центрального процессора и составных частей компьютера (ОЗУ, ПЗУ и портов ввода/вывода), слоты расширения форматов PCI, ISA, AGP и PCI Express, а также, обычно, IDE/ATA, SATA и USB контроллеры. Большинство устройств присоединяются с помощью одного или нескольких слотов расширения или сокетов, а некоторые современные материнские платы поддерживают беспроводные устройства, использующие протоколы IrDA, Bluetooth, 802.11 (Wi-Fi).
Классификация материнских плат по форм-фактору
Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для ПК, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора, слотов для ОЗУ, а также тип разъема для подключения блока питания.
Устаревшими считаются: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.
Современными считаются: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX.
Внедряемыми считаются: Nano-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX
Итак, при выборе системной платы следует учитывать:
□ микропроцессор, который должен быть установлен на плате;
□ типоразмер системной платы (должен быть согласован с возможностями системного блока);
□ тактовую частоту, на которой работает системная плата;
□ набор основных и вспомогательных микросхем (чипсет), обеспечивающих эффективную работу ПК;
□ основную, локальные и периферийные шины, с которыми плата может работать, и количество слотов для них;
□ наличие или возможность установки кэш-памяти;
□ наличие разъемов для подсоединения микросхем (сопроцессора, памяти и т. д.).