Матери́нская плата
Матери́нская плата (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата; сленг. мама, мать, материнка) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.
Основные компоненты, установленные на материнской плате:
* ЦПУ
* набор системной логики (англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».
* Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.
Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport и SCI.
Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессор в AMD K8 и Intel Core i7), что упрощает функции системного контроллера.
В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.
* Южный мост (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).
Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.
* ОЗУ
* загрузочное ПЗУ — хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.
Классификация материнских плат по форм-фактору
Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и 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.
* Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.
* Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.
* Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX
Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).
Форм-фактор Физические размеры Спецификация, год Примечание
XT 8,5 × 11" (216 × 279 мм) IBM, 1983 архитектура IBM PC XT
AT 12 × 11"–13" (305 × 279–330 мм) IBM, 1984 архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower)
Baby-AT 8,5" × 10"–13" (216 × 254-330 мм) IBM, 1990 архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 г.)
ATX 12" × 9,6" (305 × 244 мм) Intel, 1995 для системных блоков типов MiniTower, FullTower
ATX Riser Intel, 1999 для системных блоков типа Slim
eATX 12" × 13" (305 × 330 мм)
Mini-ATX 11,2" × 8,2" (284 × 208 мм) для системных блоков типа Tower и компактных Desktop
microATX 9,6" × 9,6" (244 × 244 мм) Intel, 1997 имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU
LPX 9" × 11"–13" (229 × 279–330 мм) Western Digital, 1987 для системных блоков типа Slim
Mini-LPX 8"–9" × 10"–11" (203–229 мм × 254–279 мм) Western Digital, 1987 для системных блоков типа Slim
NLX 8"–9" × 10"-13,6" (203–229 мм × 254–345 мм) Intel, 1997 предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX
FlexATX 9,6" × 7,5"-9.6" (244 × ?-244 мм) Intel, 1999 разработан как замена для форм-фактора MicroATX
WTX 14" × 16,75" (355,6 × 425,4 мм) 1999 для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня
Mini-ITX 6,7" × 6,7" (170 × 170 мм) VIA Technologies, 2003 допускаются только 100 Вт блоки питания
Nano-ITX (120 × 120 мм) VIA Technologies, 2004
BTX 12,8" × 10,5" (325 × 267 мм) Intel, 2004 допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы
MicroBTX 10,4" × 10,5" (264 × 267 мм) Intel, 2004 допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы
PicoBTX 8,0" × 10,5" (203 × 267 мм) Intel, 2004 допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы
ETX и PC-104 используются для встраиваемых (embedded) систем
CEB 12" × 10,5" (305 × 267 мм) 2005 для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня
Pico-ITX 3,9" × 2,7" (100 х 72 мм) VIA, 2007 используются в ультракомпактных встраиваемых системах
Наиболее известными производителями материнских плат на российском рынке в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, Intel, Elitegroup, MSI. Ранее большой известностью пользовались платы фирм Abit и Epox, но сейчас доля их на российском рынке невелика. Из российских производителей материнских плат можно упомянуть только компанию Формоза, которая производила платы, используя компоненты фирм Lucky Star и Albatron.
|
