Назначение и различия материнских плат

Материнская плата (motherboard англ.) или как ее еще называют – системная плата , служит для обеспечения взаимодействия между всеми компонентами персонального компьютера. Проще говоря, она объединяет между собой и управляет всеми элементами твоего компьютера.

Системные платы различаются по своему назначению, своей функциональности и по размерам (формфактору). По назначению материнки бывают: для настольных ПК, для ноутбуков и для серверов (мы остановимся только на настольных компьютерах). Под функциональностью, подразумевается то, какой тип процессора иоперативной памяти можно на нее поставить, а это в свою очередь влияет и на всю остальную конфигурацию и производительность системного блока . Размер же материнской платы, имеет решающее значение при выборе корпуса системного блока. Формфакторы материнских плат имеют определенные мировые стандарты, вот некоторые из них:

WTX – 355,6х425,4 мм, для серверов и рабочих станций.

ATX – 305х244 мм, для обычных корпусов.

Mini-ATX – 284х208 мм, для малых корпусов.

microATX – 244х244 мм, для малых корпусов.

Mini-ITX – 170х170 мм, для сверхмалых корпусов.

Если ты когда-нибудь, захочешь самостоятельно собрать себе компьютер по частям, то помни, что начинать следует именно с выбора материнской платы.

Производители материнских плат

Из наиболее известных производителей материнских плат на российском рынке следует отметить такие компании как: Asus (Тайвань), Gigabyte (Тайвань), Intel (США), MSI (Тайвань), ASRock (Тайвань).

Устройство материнской платы

А теперь давай с тобой посмотрим, как схематично устроена системная плата . Для возможности подключения к себе других устройств, все материнки имеют одинаковые стандарты расположенных на них слотов и разъемов, а взаимодействие этих слотов и разъемов обеспечивается чипсетом.

Чипсет – это набор взаимосвязанных микросхем (системной логики), эти микросхемы принято называть Северным и Южным мостами.

Северный мост отвечает за взаимодействие центрального процессора (ЦПУ) и оперативной памяти.

Южный мост обеспечивает совместную работу центрального процессора и устройств, подключенных к PCI, IDE, SATA, USB и прочим типам слотов и разъемов, о которых мы поговорим ниже.

Все эти взаимодействия в системной плате осуществляются с помощью специальных магистралей называемых шинами.

Шины – это специальные устройства для связи между компонентами материнской платы, т.е. по ним передаются различные сигналы и команды. Разные шины обладают разной скоростью передачи сигналов (пропускной способностью).

Например, фронтальная шина (FSB) связывающая северный мост с ЦПУ имеет высокую скорость работы, а шина LPC, связывающая Южный мост с BIOS и мультиконтроллером (англ. Super I/O – регулирует работу портов PS/2, AGP, LPT и пр.), обладает низкой пропускной способностью.

Что находится на материнской плате

И так с устройством разобрались, теперь разберемся с основными разъемами и слотами, находящимися на материнской плате, узнаем, как они называются и, что к ним следует подключать. А для наглядного примера возьмем материнскую плату Gigabyte GA-770T-D3L .

Северный Мост (контроллер-концентратор памяти )

Сокет – это основной разъем материнской платы, предназначенный для установки центрального процессора. Каждый сокет поддерживает только определенный тип процессоров, поэтому производители системных плат всегда указывают какие процессоры можно установить на ту или иную модель платы.

Слоты оперативной памяти служат для установки плат (модулей) ОЗУ, таких слотов на материнской плате обычно от двух до четырех. Они располагаются справа от сокета, и так же как в случае с процессором каждая материнская плата поддерживает только один из типов оперативной памяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Чем больше число DDR, тем мощнее и современнее тип ОЗУ. Какой именно тип памяти поддерживает конкретная системная плата можно узнать из инструкции к ней или из надписи на плате рядом со слотами, а если проще – чем современнее материнка , тем более мощная оперативка ей требуется.

Слот PCIEX16 предназначен для установки видеокарты, на дорогих и мощных материнских платах таких слотов может быть несколько. При установке видеокарты в этот слот стоит обратить внимание на его пропускную способность (указана на плате), она бывает трех типов: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0, соответственно, чем выше число, тем больше пропускная способность.

Слоты PCIEX1 предназначены для установки различных устройств: WiFi карты, WiMax карты, GPS приёмники, выводы для индикаторных светодиодов, USB 2.0 и пр.

Сетевой контроллер это чип (в нашем случае Realtek RTL8111D/E) на материнской плате, который исполняет роль интегрированной сетевой карты и необходим для подключения к интернету.

Южный мост (периферийный контроллер )

BIOS – это чип, а также вшитая в него микропрограмма, которая включается перед запуском операционной системы, основное предназначение BIOS – это проверка работоспособности компьютера (этот процесс называется POST) до загрузки ОС. Помимо этого BIOS позволяет настраивать различные параметры материнской платы.

Джампер очистки содержимого CMOS-памяти, необходим для возвращения BIOS к заводским настройкам (обнулению), это может быть необходимо при ремонте компьютера. Для обнуления необходимо снять пластиковую заглушку с контактов джампера и замкнуть их отверткой (разумеется, эти действия следует производить на обесточенном компьютере).

Батарейка на материнской плате нужна для сохранения основных настроек BIOS в тех случаях, когда ты выключаешь компьютер из электросети.

Слоты PCI служат для подключения периферийных устройств к системной плате, это может быть звуковая карта, TV-тюнер, сетевая карта и пр.

Разъем IDE – это устаревший интерфейс для подключения оптических приводов и жестких дисков. Разъем IDE имеет большие размеры и меньшую скорость обмена информацией, чем современные разъемы SATA.

Разъем FDD служит для подключения Floppy дисковода, предназначенного для чтения гибких дисков.

Разъем SATA – это как говорилось выше более современный аналог IDE, SATA используются в основном для подключения жесткого диска и оптического привода.

Разъемы USB предназначены для подключения USB входов с передней панели системного блока, к каждому разъему можно подключить по два входа.

Звуковые разъемы (есть не на всех материнка) служат для подключения к материнской плате различных устройств снабженных дополнительными аудиовыходами. CD IN – для подключения дополнительных аудио поводов с оптического привода. Разъемы SPDIF IN и SPDIF OUT необходимы при подключении устройств (напр. звуковой или видеокарты), которые поддерживают цифровой аудиовыход, через дополнительные S/PDIF или HDMI кабеля.

Разъемы питания материнской платы и процессора

Разъем питания ATX необходим для подключения соответствующего кабеля с блока питания, через него запитывается сама системная плата, платы расширения, подключаемые к ней, а также системы охлаждения (кулер процессора и др.), различные световые индикаторы и пр.

Разъем ATX 12V предназначен для подачи питания на центральный процессор .

Питание системы охлаждения

Входы, кнопки, индикаторы с передней панели системного блока

К разъемам из группы F PANEL подключаются провода от кнопок включения и перезагрузки компьютера, индикатора работы жесткого диска, а также системный динамик.

К разъему F AUDIO следует подключать передние аудио входы от наушников и микрофона. Поэтому если на передней панели корпуса эти входы есть, но они не работают, следует проверить подключены ли провода от них к данному разъему, так как при магазинной сборке компьютера это часто забывают сделать.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин,портов ввода-вывода, разъёма процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей (что имеет ключевое значение для снижения стоимости владения, англ. TCO ).

3. Чипсет.

Чипсет или набор системной логики – это основной набор микросхем материнской платы, обеспечивающий совместное функционирование центрального процессора, ОЗУ, видеокарты, контроллеров периферийных устройств и других компонентов, подключаемых к материнской плате. Именно он определяет основные параметры материнской платы: тип поддерживаемого процессора, объем, канальность и тип ОЗУ, частоту и тип системной шины и шины памяти, наборы контроллеров периферийных устройств и так далее.

Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух компонентов, представляющих собой отдельные чипсеты, связанные друг с другом высокоскоростной шиной.

Однако последнее время появилась тенденция объединения северного и южного моста в единый компонент, так как контроллер памяти все чаще встраивают непосредственно в процессор, тем самым разгружая северный мост, и появляются все более быстрые и быстрые каналы связи с периферийными устройствами и платами расширения. А также развивается технология производства интегральных схем, позволяющая делать их более миниатюрными, дешевыми и потребляющими меньше энергии.

Объединение северного и южного моста в один чипсет позволяет поднять производительность системы, за счет уменьшения времени взаимодействия с периферийными устройствами и внутренними компонентами, ранее подключаемыми к южному мосту, но значительно усложняет конструкцию чипсета, делает его более сложным для модернизации и несколько увеличивает стоимость материнской платы.

Но пока что большинство материнских плат делают на основе чипсета разделенного на два компонента. Называются эти компоненты Северный и Южный мост.

Названия Северный и Южный - исторические. Они означают расположение компонентов чипсета относительно шины PCI: Северный находится выше, а Южный - ниже. Почему мост? Это название дали чипсетам по выполняемым ими функциям: они служат для связи различных шин и интерфейсов.

Причины разделения чипсета на две части следующие:

1.Различия скоростных режимов работы.

Северный мост работает с самыми быстрыми и требующими большой пропускной способности шины компонентами. К числу таких компонентов относится видеокарта и память. Однако сегодня большинство процессоров имеют встроенный контроллер памяти, а многие и встроенную графическую систему, хотя и сильно уступающую дискретным видеокартам, но все же часто применяемую в бюджетных персональных компьютерах, ноутбуках и нетбуках. Поэтому, с каждым годом нагрузки на северный мост снижаются, что уменьшает необходимость разделения чипсета на две части.

2. Более частое обновление стандартов периферии, чем основных частей ЭВМ.

Стандарты шин связи с памятью, видеокартой и процессором изменяются гораздо реже, чем стандарты связи с платами расширения и периферийными устройствами. Что позволяет, в случае изменения интерфейса связи с периферийными устройствами или разработки нового канала связи, не изменять весь чипсет, а заменить только южный мост. К тому же северный мост работает с более быстрыми устройствами и устроен сложнее, чем южный мост, так как от его работы во многом зависит общая производительность системы. Поэтому его изменение - дорогая и сложная работа. Но, несмотря на это, наблюдается тенденция объединения северного и южного моста в одну интегральную схему.

Чем отличается? Чем отличается мать ATX от MicroATX не считая размер...В Чем микроATX хуже или лучше?

1. ну форм фактором для начала.... и как правило микро не точится по питанию под производительное железо....)))
2. Меньше слотов, соответственно меньше возможностей для апгрейда. Поэтому подходить к покупке надо серьезней, просчитывая варианты для будущего улучшения.
3. Компьютеры собранные на базе микроАТХ имеют меньшие габариты чем просто с АТХ, а многие модели плат "микро" ни в чм неуступают по параметрам простым АТХ.
   А в большинстве случаев разьмы и интерфейсы, которых на АТХ больше, попросту не используются за ненадобностью.
4. Что означает ATX и mATX
   ATX - форм-фактор полноразмерных материнских плат для настольных компьютеров, определяющий габариты, количество портов и разъемов, другие характеристики. Также является форм-фактором персональных настольных компьютеров, определяющим размеры корпуса, расположение креплений, размещение, размер и электрохарактеристики блока питания.
   Разница между ATX и mATX
   Разница между ATX и mATX прежде всего в размерах. Полноразмерные материнские платы устанавливаются в корпуса форм-фактора full-tower и midi-tower, платы mATX еще и в mini-tower. Стандартные размеры плат ATX составляют 305х244 мм, хотя и могут быть чуть меньшей ширины до 170 мм. Стандартные размеры плат mATX (часто называются micro-ATX) составляют 244х244 мм, но могут быть урезаны и до 170 мм. Очень жесткими стандарты не являются, и разница в несколько мм от того или иного производителя дело обычное и ни на что не влияющая. А вот места под крепления стандартизированы форм-фактором жестко, и абсолютно всегда совпадают с корпусными отверстиями для установки материнских плат. Визуально определяется так: первый от заглушки вертикальный ряд отверстий универсален, второй предназначен для mATX, третий для ATX плат. В маленькие корпуса mATX установить плату ATX не получится, наоборот в абсолютном большинстве случаев установка не вызовет сложностей.
   mATX форм-фактор материнских плат уменьшенных габаритов и с урезанным количеством портов и интерфейсов. Также форм-фактор корпусов системных блоков. Еще одно отличие в количестве портов и интерфейсов. Стандартизации это не подлежит и остается на усмотрение производителя, однако преимущественно на платах mATX распаян минимальный джентльменский набор: два, а не четыре, как в ATX, слота под оперативную память, меньшее количество интерфейсов SATA и USB, на заднюю панель выведен один видеовыход (если есть), порты ввода-вывода, часто совмещенные, минимум USB, чаще всего полностью отсутствуют излишества вроде eSATA или HDMI. Все материнские платы сегодня снабжены ethernet-портом. Количество PCI-разъемов на платах mATX минимально, так что установка видеокарты плюс еще пара плат расширения предел мечтаний. Также из-за сокращения площади на маленьких платах всегда актуальна интеграция, плюс количество распаянных деталей меньше. На практике пользователь компьютера отличий между форм-факторами материнских плат почти не найдет. Из-за небольшого размера корпусов и кучности электроники mATX могут сильнее греться, а установка новых комплектующих из-за сэкономленного пространства может оказаться неудобной.
   Отличие ATX от mATX
   - ATX больше и как форм-фактор материнских плат, и как форм-фактор корпусов.
   - mATX обладает урезанным функционалом из-за сокращения количества портов и разъемов.
   - Платы mATX могут устанавливаться в корпуса ATX, а не наоборот.
   - В некоторых случаях mATX вызывают неудобство при установке комплектующих.
5. Из минусов: меньше слотов и разъмов - PCI (1-2), SATA (2-4), под оперативку (2, бывает и 4, но редко) , вентиляторы (1-2), FDD и IDE зачастую вообще отсутствуют.
   Из плюсов: компактный размер. Если купить под не корпус MicroATX, то места комп будет занимать меньше.
   Если собирать "стандартный" комп - мать, проц, 1-2 планки памяти, видюха, винт, привод, то вполне подойдт и MicroATX формат. Если планируется ставить какие-либо доп. устройства (TV-тюнер, дополнительную сетевую карту, PCI модем, звуковую) , то лучше брать полноразмерную. В разных ценовых категориях присутствую и те, и другие типы материнок.
6. Количество слотов обычно меньше.
7. слотов меньше или отсутствуют совсем.
   Прблемы с апгрейдом - установкой нового железа

ATX (Advanced Technology Extended) - созданный в 1995 году стандарт, описывающий геометрические размеры и , способы их сопряжения, а также геометрические и электрические параметры блоков питания, их способов подключения к материнским платам и взаимодействия с ними.

Наглядное сравнение размеров материнских плат популярных форматов семейства ATX:

Более полный перечень известных типоразмеров материнских плат:

Используемые или планируемые к использованию в компьютерах в настоящее время:

Другие форматы материнских плат, не имеющие полной совместимости с ATX.

Устаревшие или не нашедшие массового применения:

Используемые в промышленном и встраиваемом оборудовании:

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 и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания. В последних версиях форм-фактора определяются и требования и к системе охлаждения компьютера. При выборе комплектующих для ПК необходимо помнить, что корпус компьютера должен поддерживать форм-фактор материнской платы.

Форм-фактор ATX (Advanced Technology eXtended) – форм-фактор, который был предложен еще в 1995 г. компанией Intel и с тех пор по сей день сохранил огромную популярность. Системные платы форм фактора ATX имеют размеры 30,5 x 24,4 см. В настоящее время большинство системных плат, корпусов и блоки питания на базе процессоров Intel и AMD выпускаются в формате ATX.

К особенностям спецификации ATX относится следующее:

• размещение портов ввода/вывода на системной плате;
• встроенный разъем типа PS/2 для клавиатуры и мыши;
• расположение разъемов IDE и FDD ближе к самим устройствам;
• размещение гнезд процессора в задней части платы, рядом с блоком питания;
• использование единого 20-контактного и 24-контактного разъемов питания.

mATX (micro ATX) – уменьшенный стандарт ATX. Он используется в основном в офисных машинах, где не требуется много слотов для наращивания конфигурации. Стандарт mATX имеет размеры 24.4 x 24.4 см и поддерживает 4 слота расширения. Материнская плата стандарта mATX имеет основной разъем для подключения блока питания, содержащий 20 или 24 контакта. Практически все новые модели, начиная с 2003 г. имеют 24-контактный разъем.

EATX (Extended ATX) – основное отличие от ATX это размеры (30.5 x 33.0 см). Основная сфера их применения это серверы.

BTX (Balanced Technology Extended) – новый стандарт, разработанный с целью эффективного охлаждения внутренних компонентов системного блока. BTX имеет сравнительно небольшие размеры и подходит для построения миниатюрных компьютеров. Платы BTX имеют размеры 26.7 х 32.5 см и имеют 7 слотов расширения.

mBTX (micro BTX) – уменьшенный вариант BTX, поддерживающий 4 слота расширения. mBTX – имеют размеры 26.7 х 26.4 см.

mini-ITX – стандарт электрически и механически совместимые с форм-фактором ATX. Форм-фактор mini-ITX разработан компанией VIA Technologies и имеет небольшие размеры (17 х 17 см).

SSI EEB (Server Standards Infrastructure Entry Electronics Bay) – данный форм-фактор материнской платы в основном применяется для построения серверов и имеет размеры 30.5 x 33.0 см. Основной разъем для подключения блока питания имеет 24+8 контактов.

SSI CEB (SSI Compact Electronics Bay) – данный форм-фактор также применяется для построения серверов и имеет 24+8 контактов основной разъем. Габариты таких плат — 30.5 x 25.9 см.

Устаревшие стандарты: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные стандарты: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

Внедряемые стандарты: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX