Материнская или системная плата компьютера и её компонеты

Раньше я вел очень активную жизнь: играл в теннис, футбол, занимался шахматами и стрельбой, участвовал в автогонках, соблазнял красивых девушек… Но все закончилось, когда сгорела материнская плата на компьютере!

Неизвестный автор

Наверняка любой пользователь, даже самый безнадежный «чайник», когда-либо слышал это словосочетание – «материнская плата». И это неудивительно – ведь от качества и возможностей этого элемента компьютера во многом зависит надежность и эффективность работы ПК, а, следовательно, этот компьютерный термин пользуется большой популярностью.

Каждый компьютер – это сложное устройство, в котором расположено множество узлов и микросхем. Казалось бы, разместить их всех так, чтобы они друг другу не мешали и могли бы эффективно взаимодействовать – это непосильная задача для конструкторов. Но решение этой задачи было найдено – оказывается, достаточно разместить все самые важные микросхемы, в том числе, и процессор, на одной-единственной большой плате.

Функции и устройство современной системной платы

Итак, материнская плата компьютера (по-английски пишется, как motherboard, этот термин мы тоже будем употреблять в дальнейшем), также называемая системной платой – основное устройство персонального компьютера. Ее главное назначение – связывать и объединять в единое целое все узлы и компоненты компьютера. Многие узлы физически размещаются на motherboard, а другие связаны с ней при помощи кабелей.

Главные функции motherboard:

1. Размещение основных узлов и систем ПК
2. Интеграция основных узлов и систем ПК
3. Снабжение питанием основных узлов и систем ПК

Какие устройства размещаются на материнской плате:

• Разъем для процессора
• Чипсет
• Слоты расширения
• Разъемы памяти
• Разъемы для подключения дисководов
• Шины
• Порты
• Микросхема BIOS
• Сетевая карта (опционально)
• Видеокарта (опционально)
• Звуковая карта (опционально)

Материнская плата крепится при помощи специальных винтов в корпусе компьютера. На практике замена системной платы означает, по сути, и обновление всего компьютера.

Следует учесть, что форм-фактор, то есть стандартизированный типоразмер motherboard привязан к форм-фактору системного блока, и материнская плата, имеющая определенный форм-фактор, вряд ли встанет  в системный блок, предназначенный для другого форм-фактора.

Пожалуй, самая известная функция motherboard – это размещение слотов для плат расширения, выводы которых располагаются в тыльной части системного блока. Наверняка, далеко не все пользователи занимались заменой самой motherboard в корпусе компьютера, а также модернизацией процессора, но большинству, наверное, известен процесс замены или добавления плат расширения в слоты  на материнской плате. Кстати, материнская плата называется материнской именно по отношению к дочерним платам, то есть платам, расположенным в слотах расширения.

Значительное число современных плат содержит многие встроенные элементы, которые раньше могли работать только через слоты расширения – это видеокарта, сетевая карта, звуковая карта, и.т.д. Обычно это устройства начального уровня, очень дешевые и предназначенные для нетребовательных пользователей. Однако эти устройства, как правило, очень незначительно увеличивают стоимость всей системы и заодно освобождают слоты расширения для чего-то более важного. К тому же, наличие этих устройств не мешает пользователю произвести модернизацию системы, например, заядлый геймер всегда может поставить вместо простенькой «видяхи» последнюю версию навороченного трехмерного акселератора. При этом устройство, установленное в слот расширения, всегда будет иметь приоритет перед встроенным.

Пару слов стоит сказать о технологии изготовления материнских плат. Материалом для материнских плат обычно служит стеклотекстолит, на который нанесены  проводящие дорожки из металла. Таких слоев текстолита в плате может быть несколько. Сверху плата покрыта диэлектрическим лаком, обычно зеленого цвета.

История системных плат

Идея единой платы для интеграции всех элементов завоевала себе место далеко не сразу. В первые годы существования ПК были широко распространены так называемые  объединительные платы, то есть платы, на которых размещались не все функциональные блоки компьютера. Эти блоки размещались на разных платах, которые вставлялись в слоты расширения объединительной платы – это могли быть и чипсеты, контроллеры дисководов, портов и даже сам процессор. Но потом от подобной схемы пришлось отказаться (и первой пример этому подала фирма IBM) в связи с удешевлением интегрированных материнских плат современного типа, на которых размещались все компоненты, а также в связи с трудностями, которые возникали при модернизации компьютеров на объединительных  платах.

В первых материнских платах современного типа, однако, процессор, как и память, были несъемными. Впоследствии появились разъемы для памяти и сокеты для процессоров. Это усовершенствование значительно  упростило модернизацию компьютера.

Сначала среди системных плат был распространен форм-фактор AT, ведущий начало от материнских плат компьютеров архитектуры AT. Но платы подобного размера были очень большими, и поэтому чаще использовался форм-фактор Baby-AT.

Форм-факторы современных системных плат

На смену AT в середине 1990-х пришел форм-фактор ATX. В настоящее время форм-фактор AT и производные от него типы материнских плат практически не используются в современных ПК.

Преимущества, которые принес форм-фактор ATX по сравнению с AT:

• Более удобные габариты, увеличение свободного места в корпусе.
• Сократилось расстояние между платой и дисководами, что позволило уменьшить длину кабелей.
• Сокет процессора расположен ближе к вентилятору системного блока, что позволяет улучшить охлаждение процессора.
• Возможность управления питанием компьютера.
• Питание процессора от системного блока без преобразователя напряжения.
• Размещение портов на самой материнской плате.
• Более удобное размещение разъемов для плат расширения.
• Наличие единого контакта для кабеля питания

Форм-фактор ATX и производные от него форм-факторы mATX (micro ATX), mini-ATX  и серверный форм-фактор EATX (Extended ATX) и сейчас являются наиболее распространенными в большинстве компьютеров.

Существует также более новый форм-фактор motherboard BTX, разработанный в 2003 г, однако низвергнуть ATX с пьедестала он так до сих пор и не смог.

Сравнительные габариты плат некоторых форматов (ДхШ, мм):

• AT – 351 × 305
• Baby AT – 330 x 216
• EATX – 330 × 305
• ATX – 305 × 244
• miniATX – 284 × 208
• mATX – 244 × 244
• BTX – 325 x 267

Настройка системной платы

Как правило, для современной motherboard доступны не только такие функции, как апгрейд отдельных элементов, например, процессора, памяти и плат расширения, но и настройка основных параметров работы системной платы и процессора, таких, как частота работы системной шины и процессора, коэффициент умножения частоты, и.т.д.

Следует помнить, что настройка параметров motherboard – это очень деликатное дело и если вы не знаете всех тонкостей операции, которую вы собираетесь произвести, то имейте в виду, что неправильная настройка может обернуться неработоспособностью всей системы или ее отдельных элементов.

Настройка материнской платы обычно осуществляется через интерфейс программы BIOS Setup. Также настройка многих параметров может осуществляться и через специальные программы в Windows.

Заключение

В этой статье вы познакомились с понятием материнской (системной) платы, узнали, для каких целей она предназначена, какие компоненты на ней размещаются, как осуществляется настройка основных параметров motherboard, что такое форм-фактор системной платы, познакомились с  историей  развития системных плат в персональных компьютерах, а также с различными типами материнских плат.