О
П
Р
О
С



Материнская плата

Материнская плата, пыль, развалиныМатеринская плата (от англ. "motherboard" или "mainboard" – "системная плата") – печатная плата на базе которой собирается весь компьютер или иное устройство (смартфон, планшет и т.п.). Благодаря наличию на системной плате специальных разъёмов, к ней подключаются дополнительные платы расширения, обеспечивающие тот или иной функционал.

Фактически от того, какой набор разъёмов и контроллеров содержит материнская плата, зависит потенциальная мощность собранного на её базе устройства. Основными из них являются сокет процессора, чипсет, загрузочная ПЗУ-микросхема (BIOS), гнёзда под оперативную память и другие дочерние платы.

В статье ниже рассмотрим подробнее строение материнской платы и узнаем на что стоит обращать внимание при её выборе.

Основа компьютера

Материнская плата Основа компьютера
Язык:Русский
Формат:
Обновлено:2018-03-25
Автор:





Основа компьютера

Материнская плата объединяет в себе все компоненты Вашего компьютера и, по сути, является его основой. Поэтому важно знать кое-что о ней.

Как говорилось в одном бородатом анекдоте: "И почему персональный компьютер изобрели не русские? Ведь все его устройства общаются между собой только по матери" :)

Здесь имеется в виду не цензурность взаимодействия комплектующих ПК, а их объединение на базе материнской платы. И сегодня мы узнаем много интересного об этой главной системной плате!

Для чего нужна материнская плата

Если вскрыть корпус компьютера, ноутбука или даже современного телефона, то внутри мы непременно увидим большую зелёную (иногда синюю, чёрную, красную или иного цвета) микросхему. Это и есть материнская плата:

Материнские платы

Материнская плата объединяет все внутренние компоненты Вашего электронного устройства в единый функционирующий агрегат. При этом, даже если она не заключена в корпус, при подаче питания и подключении всех нужных плат расширения она уже будет работать.

Материнская плата, фактически и есть Вашим девайсом, которым Вы можете управлять посредством различной подключаемой периферии. Без неё Вам будет просто не во что воткнуть ни монитор, ни клавиатуру, ни процессор с оперативной памятью. Это главная плата Вашей системы, с которой всё начинается!


Виды материнских плат

Как мы уже выяснили, материнские платы есть не только в компьютерах. Однако, именно для платформы ПК имеется их большой ассортимент. Если внутрь ноутбука или, скажем, телефона Вы сможете вставить только одну единственную специально сделанную под него модель материнской платы, то в корпус системного блока можно запихнуть буквально любую материнку! Всё зависит лишь от размеров системника.

И вот как раз размер и является одним из первых критериев классификации материнских плат для настольных компьютеров (далее мы будем рассматривать в основном только их). Для стандартизации размеров было введено понятие форм-фактор.

Форм-фактор определяет как габариты материнской платы, так и расположение разъёмов ввода-вывода на задней стенке, крепёжных отверстий и, в какой-то мере, количество и размещение разъёмов внутренних. Наиболее распространёнными форм-факторами являются ATX и его уменьшенные варианты (micro-ATX и mini-ITX):

Материнские платы ATX

Популярна также классификация материнских плат по назначению. Обычно в данном случае выделяют три основные категории:

  1. Офисные материнские платы. Такие платы обычно принадлежат к нижнему ценовому диапазону и рассчитаны на сборку маломощных компьютеров, которые подойдут для работы с офисным софтом и решения других не особо ресурсоёмких задач.
  2. Мультимедийные материнские платы. К данной категории относятся среднебюджетные материнские платы. Основная задача таких плат – обеспечивать хорошие мультимедийные характеристики, собранному на их базе компьютеру. Часто на базе мультимедийных материнских плат собирают медиацентры, которые предназначены только для просмотра видеоконтента, транслируемого на большой экран, поэтому нередко они имеют уменьшенные физические размеры. Одной же из общих характеристик мультимедийных материнских плат является плавное воспроизведение видео высокой чёткости.
  3. Игровые материнские платы. Как видно из названия, к данной категории относятся платы высшей ценовой категории, которые позволяют собирать мощные игровые станции, выдающие высокие показатели FPS в современных компьютерных играх.

Виды материнских плат по сфере применения

Как видим, в основе такой классификации лежит соотношение цена – производительность и ориентация на конкретные группы покупателей. Иногда для более точного определения целевой аудитории вышеприведённые категории материнских плат могут дополнять. Например, часто встречается определение "оверклокерская материнская плата". Это означает, что данная плата выдерживает высокие нагрузки и разработана для оверклокеров (людей, которые увлекаются разгоном компьютера).

Часто в основу классификации материнских плат ложатся их технические характеристики. К таковым относятся:

  • сокет процессора;
  • чипсет;
  • тип поддерживаемой оперативной памяти;
  • наличие/отсутствие интегрированной видеоподсистемы;
  • наличие определённых разъёмов и т.п.

Последний вариант классификации имеет смысл, если Вы ориентируетесь на выбор материнской платы с определёнными нужными именно Вам компонентами. О них и поговорим.

Основные компоненты материнской платы

Материнская плата при всём многообразии составляющих её элементов и деталек имеет чёткую структуру и иерархию. Фактически можно разделить все её компоненты на управляющие и управляемые. К управляющим относится гнездо под центральный процессор ("сокет" от англ. "socket" – "разъём") и микросхемы северного и южного мостов. Всё остальное – управляемые устройства, которые консолидируют свою деятельность через вышеперечисленные управляющие микросхемы. Схематически всё это работает примерно так:

Схема материнской платы

В качестве условного "севера" принято считать расположение сокета процессора (обычно в верхней центральной части платы). Непосредственно процессору подчиняется северный мост – микросхема, отвечающая за скоростную обработку сигналов от видеокарты и оперативной памяти. Как правило, из-за сильного нагрева микросхема снабжена радиатором и "прячется" под ним, поэтому не видна внешне. В новых же материнских платах последних годов выпуска северного моста физически может и не быть. Его функции выполняет непосредственно процессор.

За обработку сигналов от остальных компонентов отвечает южный мост. Эта микросхема обычно находится в нижней части материнской платы и взаимодействует с шинами плат расширения (кроме гнёзд для видеокарт PCI-Express x16 и AGP), BIOS'ом, разъёмами под жёсткие диски (IDE и SATA), а также блоком портов на задней стенке компьютера для подключения различной периферии. В недорогих материнках нагрузка на южный мост не слишком высокая, поэтому его микросхему можно увидеть, но в более продвинутых он, как правило, как и северный, скрыт под радиатором.

Поскольку всяческих гнёзд на материнской плате довольно много, думаю, стоит рассмотреть их более пристально.

Разъёмы материнской платы

Выше мы привели схематическое изображение материнской платы, чтобы проще было понять принцип взаимодействия её основных компонентов. Сейчас же для большей наглядности рассмотрим реальную материнскую плату и выясним, что и где на ней находится:

Компоненты материнской платы

Начнём с самых крупных разъёмов. К таковым можно отнести уже знакомый нам сокет процессора, гнёзда под оперативную память (обычно правее сокета) и порты плат расширения (как правило, в нижней левой части материнской платы).

Сокет

Сердцем компьютера является процессор, который управляет всей работой системы. Однако, не каждый процессор можно подключить к материнской плате. Всё зависит от типа гнезда под него, которое именуют сокетом. Физически сокеты отличаются друг от друга количеством и расположением контактов, строением электрической цепи, наличием дополнительных контроллеров и даже размещением крепёжных элементов для фиксации процессора и его охлаждающей системы:

Socket 1 и LGA 2066

На сегодняшний день на рынке производства процессоров (а, соответственно, и сокетов под них) имеется два крупных конкурента: Intel и AMD. Сказать, что процессоры Intel лучше чем AMD или наоборот нельзя. У обеих фирм есть как хорошие, так и неудачные модели. Но вернёмся к самим сокетам.

У Intel с конца 90-х годов появилась традиция маркировать сокеты по количеству контактов (например, Socket 370 под Pentium III или Socket 478 под Pentium IV и Celeron). На сегодняшний день мы имеем фактически двойную маркировку: латинскими буквам с цифрами и по контактам (например, Socket R4, он же LGA 2066).

AMD сначала тоже называли сокеты по количеству контактов (например, Socket 754 под Sempron и Athlon 64), но на сегодняшний день полностью перешли на цифро-буквенную маркировку (например, FM2, AM4, TR4 и т.п.). Характерной особенностью сокетов от AMD является наличие версий с символом "+". Они являются совместимыми с предыдущими линейками процессоров того же модельного ряда, но одновременно поддерживают более новые модели (например, сокет AM3+ совместим с процессорами под сокет AM3, который, в свою очередь, поддерживает процессоры под AM2+ и AM2).

Сравнение современных сокетов Intel и AMD

Собственно, от сокета во многом зависит максимально возможный потенциал всей материнской платы и собранного на её базе компьютера, поэтому при выборе материнской платы – это одна из основных характеристик, на которые стоит обращать внимание. Но об этом позже. А пока рассмотрим другие значимые разъёмы материнских плат.

Разъёмы ОЗУ

Процессор компьютера отвечает за обработку всех потоков данных. Оперативная же память – за хранение и выдачу промежуточных результатов работы процессора. Грубо говоря, чем больше оперативной памяти и на более высоких частотах она работает, тем быстрее процессор сможет отдавать команды чипсету, который будет пересылать их всей остальной периферии:

Слоты оперативной памяти

Различных типов оперативной памяти существует довольно много, однако, на данный момент наибольшее распространение получила память стандарта DDR (сокр. англ. "double data rate" – "удвоенная скорость передачи данных", прим. по сравнению с версией SDRAM, от которой пошёл стандарт). Сегодня существует уже 4 поколение DDR, а на 2019 год прогнозируют появление DDR5, которая будет вдвое превосходить по показателям текущую DDR4, появившуюся на массовом рынке в 2014 году.

Линейно современные планки оперативной памяти (и, соответственно, слоты под них) практически одинаковы и составляют примерно 13,4 см. Однако, между собой поколения DDR несовместимы. Эта несовместимость заключается как во внутреннем устройстве, так и во внешнем. Последнее достигается за счёт смещения положения так называемого ключа – отверстия в контактной площадке планки памяти, которое сопоставляется с перемычкой в слоте на материнской плате:

DDR 1, DDR 2, DDR3, DDR4

Сами разъёмы под оперативную память могут быть промаркированы разными цветами. Сделано это для указания правильной последовательности подключения планок, чтобы они могли работать в многоканальном режиме. Данный режим подразумевает одновременный доступ к нескольким группам модулей памяти. Чтобы лучше понять принцип многоканальности рассмотрим пример.

Допустим, на нашей материнской плате есть 4 слота: два чёрных и два синих. Также у нас есть две планки DDR с одинаковыми характеристиками. Если мы воткнём их в слоты одного цвета, контроллер на материнской плате будет работать с ними попеременно, обращаясь то к одной, то к другой. Если же мы вставим одну планку в синий разъём, а вторую в чёрный, работать они будут в двухканальном режиме и контроллер сможет обращаться к ним одновременно.

Если ставить планки памяти с различными характеристиками, то скорость работы канала будет соответствовать частоте самой медленной из них. Поэтому при выборе оперативной памяти нужно обращать внимание на то, чтобы частоты планок и их тайминги совпадали (в идеале желательно брать несколько штук одной и той же модели).

Порты плат расширения

Слоты под оперативную память располагаются в северной части материнской платы. Однако, ниже процессора идёт ещё целый ряд разъёмов. Это порты для установки различных плат расширения. Количество и состав таких портов может сильно различаться, но, все их можно классифицировать по назначению на определённые группы.

Наиболее важными (но не всегда обязательными) являются высокоскоростные слоты для подключения видеокарт. Они напрямую связаны с северным мостом материнской платы и обеспечивают очень быструю передачу данных. Наиболее используемым современным слотом для подключения видеоплат является разъём PCI-Express x16. На более старых материнках (в основном выпущенных до начала 2010-х годов) в качестве видеопорта можно встретить AGP x8:

Слоты PCI-Express x16, PCI-Express x1, AGP x8 и PCI

Если слот AGP на старых материнских платах был только один, то количество разъёмов PCI-Express может быть 2, 4 и более. Это позволяет подключать одновременно несколько видеокарт для их работы в совместном режиме (аналогично мультиканальности оперативной памяти).

Однако, разъём PCI-Express x16 не единственный представитель данной группы слотов. Существуют порты PCI-Express x1, x2, x4, x8, x12 и даже x32! Все эти слоты имеют обратную совместимость между собой (например, видеокарту x16 можно вставить в слот x32, а SSD под x4 может работать в слотах x8, x12 и т.п.), но отличаются линейными размерами и пропускной способностью. Собственно, цифра в названии слота и указывает на количество линий двунаправленной передачи данных:

Слоты PCI-Express x4, PCI-Express x16, PCI-Express x1 и PCI

За счёт высоких скоростей передачи данных к PCI-E могут подключаться самые разные платы расширения. Начиная с модулей беспроводной связи (Bluetooth, Wi-Fi или IRDA), кончая современными высокоскоростными твердотельными накопителями (SSD).

Менее требовательные к скоростям устройства, например, аудиокарты или сетевые платы могут подключаться к более старой универсальной шине PCI. Это 32-разрядный (реже 64-битный в технике Apple) слот, который с 1995 года до конца 2000-х был одним из основных для подключения любых плат расширения. С распространением PCI-Express большинство карт ввода-вывода стали переходить на новый стандарт, однако, даже на современных материнских платах один-два PCI-слота по прежнему присутствуют, обеспечивая совместимость с более старой периферией.

Разъёмы подключения жёстких дисков

На противоположной от слотов плат расширения стороне южного моста мы обычно находим несколько портов для подключения жёстких дисков и дисководов. Ранее для этого использовались разъёмы типа IDE, но на современных материнских платах вместо них используются более скоростные шины SATA:

IDE и SATA

Портов SATA обычно имеется от 2 и более. При этом они могут быть раскрашены в разные цвета и подписаны обозначениями SATA0, SATA1, SATA2 и т.д. Делается это для того, чтобы выделить порты, к которым лучше подключать жёсткие диски. Как правило, под это выделены гнёзда SATA0 и SATA1, которые часто имеют большую пропускную способность.

Кроме того, разным цветом могут выделяться разные версии портов, например, SATA II и SATA III. Более точно узнать о маркировке разъёмов именно на Вашей материнской платы можно из прилагающейся к ней инструкции.

Стоит также отметить, что на новых материнских платах могут быть и дополнительные специфические разъёмы для подключения твердотельных жёстких дисков. К таковым относятся не слишком удачный mSATA (mini-SATA) и более скоростной M.2:

M.2 и mSATA

Находиться они могут как рядом с обычными SATA-слотами, так и в группе разъёмов под платы расширения.

Колодки

Наконец, на самом "юге" материнской платы мы обычно можем обнаружить целый блок различных колодок и штырьков неизвестного на первый взгляд назначения. На каждой материнской плате набор колодок может быть разным (опять же, смотрите в инструкцию), но среди них можно выделить несколько обязательных групп: колодки подключения кнопок питания и перезагрузки, дополнительные USB-разъёмы (например, на передней или боковой панели системного блока) и блоки для подключения другой периферии:

Колодки материнской платы

Частично понять, для чего нужны те или иные колодки, можно по подписям к ним. Однако, лучше всё-таки почитать инструкцию, где точно расписано и нарисовано, что и куда следует подключать. Иначе Вы рискуете, например, перепутать полярность и вместо дополнительного гнезда USB получить "убийцу флешек" :)

Мы рассмотрели все самые распространённые внутренние разъёмы материнских плат. Однако, есть и целый ряд разъёмов внешних. Все они выведены таким образом, чтобы оказаться на задней стенке Вашего системного блока. Внешних портов существует довольно много и, чтобы не повторяться, рекомендую Вам ознакомится с ними в другой нашей статье.

Выводы

Собственно, на сегодня мы завершили весь экскурс в устройство и работу материнской платы. Однако, думаю, для многих остался в воздухе ещё один вопрос: как выбрать материнскую плату. Скажу сразу, что однозначного ответа на него нет. Здесь всё решается на основе личного компромисса между ценой устройства, которую Вы готовы выложить и желаемым функционалом.

Если финансовый вопрос для Вас второстепенен, рекомендую выбирать материнскую плату с самым современным на момент покупки сокетом и чипсетом с максимальным количеством слотов расширения. Снабдив такую материнку хорошим блоком питания, мощным процессором, скоростным SSD-диском, несколькими гигабайтами оперативной памяти и парочкой-другой видеокарт, Вы получите отличную систему, которая будет актуальной ещё не один год!

На практике же часто мы отказываемся от своих изначальных предпочтений в сторону уменьшения цены. Однако, я бы не советовал слишком увлекаться с этим. Если Вы хотите собрать неплохой бюджетный компьютер, который бы морально не устарел за два-три года, лучше, всё-таки выбирать из материнских плат, поддерживающих все современные стандарты. Пускай Вы возьмёте процессор послабее и поставите меньше памяти, но в будущем Вы сможете провести апгрейд, что всё-таки дешевле, чем покупать новый компьютер.

Желаю всем компьютеров получше, а финансовых проблем поменьше :)

P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.



Получать обновления:







Комментарии

Юрий 2018-03-25 18:03:22
Руслан, ай ай ай.
А как же разъем M2 ???

Если честно, зная что он у меня есть, при покупке SSD не мало помучился чтоб его найти. А ведь это насколько я знаю самый скоростной разъем для современной накопителей.

Ответить
Руслан Тертышный 2018-03-26 10:42:27
Юрий, прошу пардону :) Запамятовал. Исправился, упомянув и об M.2, и об mSATA :)

Ответить
Андрей 2018-03-26 09:46:19
Нашел как-то на складе в коробке с БУ модулями - видеокарты. Обрадовался! ))
Примерил, а у них интерфейс - допотопный AGP..., облом однако...
Поснимал радиаторы, кулеры, эти может и сгодятся когда.

Ответить
Руслан Тертышный 2018-03-26 10:46:40
Андрей, если очень хочется, то можно купить переходник AGP-to-PCI-Express. Однако, не думаю, что там особо стоящие карточки (скорее всего, что-то из 9ххх Радеонов или 6ххх nVidia, которые только на кулеры и сгодятся :))

Ответить
Андрей 2018-03-27 09:01:44
Да, Руслан, разумеется, я тогда закинул в поисковик тему - адаптер AGP-to-PCI-E.
Действительно, переходники такого типа - ATOP выпускались в середине 2000-х,
но поскольку еще в 2006 производители прекратили выпуск плат и карт стандарта AGP,
сегодня переходников AGP-PCI в свободной продаже уже НЕТ.
Возможно, где-то в мастерских по ремонту ПК и найдется такой, если не выкинули ))

Ответить
Руслан Тертышный 2018-03-27 18:50:48
Андрей, хм... Действительно сейчас практически нигде не осталось таких переходников. Даже на вездесущем Aliexpress нету. Только по всяким мелким сомнительным магазинчикам. А в мастерских вряд ли допроситься можно - не дадут :) Или цену заломят космическую...

Ответить
Юрий 2018-03-27 16:43:33
Руслан, а не в курсе как определить фром фактор системного блока? У меня в кладовке лежит, а какой размер плат туда можно установить не знаю.

Ответить
Руслан Тертышный 2018-03-27 18:54:10
Юрий, проще всего измерить габариты системника и промежутки между креплениями под винты для материнки. Когда будут замеры, можно по ним поискать и точно выяснить, что за форм-фактор туда можно впихнуть. Думаю, у тебя системник под microATX (в 2000-х они были распространены больше всего)

Ответить

Страницы: [1]

Оставить комментарий


1 Все комментарии проверяются. Спам и некультурные высказывания будут удалены.
2 Задавать вопросы лучше на нашем форуме. Просто зарегистрируйтесь и создайте новую тему.

captcha
Обновить
Идёт загрузка...
* Поля, обязательные для заполнения

Наша рассылка:


Полезный совет:


  
Мы в Google+

Система проверки ошибок от Mistakes.ru