Что такое материнская плата

Материнскую плату также называют системной (System Board) или главной (Main Board). Этот важный узел компьютерной системы объединяет ее основные устройства и обеспечивает передачу данных между компонентами, подключенными к шинам платы. Важнейшим элементом самой платы есть так называемый чипсет. Именно это звено материнской платы должно быть достаточно производительным, чтобы обеспечить слаженную и высокоскоростную передачу данных между компонентами компьютерной системы. Также, через системную плату блок питания питает все основные устройства компьютера. Разные платы отличаются типоразмером или форм-фактором.

Чипсет — основной элемент материнской платы

Системные платы еще относительно недавно — до середины 80-х годов — оснащались большим числом огромных микросхем, отвечавших за различные функции материнской платы. Однако уже в 1986 году специалисты компании Chips & Technologies одними из первых предложили к разработке микросхему, объединившую функциональную логику целого набора микросхем. Именно с середины 80-х за этой интегральной микросхемой материнской платы закрепилось название «чипсет».
Все современные чипсеты, начиная с 800-й версии, строятся на базе так называемой hub-архитектуры. В ее основе находятся два моста с исторически закрепившимися за ними названиями: Южный и Северный. Первый спроектирован так, чтобы взаимодействовать с самыми быстрыми компонентами компьютера, а также с Северным мостом. Второй же предназначен для взаимодействия с медленными элементами компьютерной системы. Передача данных между устройствами в чипсете осуществляется по шинам, которые сегодня больше напоминают целые сети проводников.

Северный мост чипсета

Северный мост призван контролировать и направлять поток данных от четырех высокоскоростных шин. К этой «святой» четверке относятся шина памяти, основная процессорная шина, шина PCI-E16x (под видеокарту) и шина, связывающая Северный мост с Южным. Современные Северные мосты проектируются так, чтобы сократить как можно больше простои устройств при их попытках получить доступ к памяти. Этот мост также должен обеспечивать оптимальную буферизацию для тех данных, которые вынуждены ожидать освобождения канала перед отправкой. Кроме того, он обычно становится источником выделения большого количества тепла, поэтому его охлаждают. Охлаждение в этом случае может быть как пассивным (например, один радиатор), так и активным (с кулером).

Южный мост чипсета

Контроллер ввода-вывода (ICH или Южный мост) обеспечивает взаимодействие целого ряда медленных шин. Среди таковых шина аудиокодека, шины PCI, ATA, SATA, USB и некоторые другие. Кроме них, этот мост контролирует работу системного модуля BIOS, памяти CMOS и контроллеров ввода-вывода. К шинам этого моста подключаются совершенно разные компоненты компьютерной системы. Например, компьютерщикам уже привычно подключать жесткие диски к SATA-разъемам, а вот интерфейс шины ATA уже понемногу уходит в прошлое. Также, к USB-шине давно привыкли подключать «флэшки» разного объема. Несмотря на то, что этот мост соединяет медленные устройства компьютера, он также иногда становится источником повышенного тепловыделения, а поэтому на него также могут ставить охлаждение.

«Оверклокерские» материнские платы

Нельзя сказать, что данный вид материнских плат является отдельным каким-то их типом. А если быть совсем точным, то таковых в природе не существует. Однако следует сказать, что системные платы, обозначаемые как «оверклокерские» позволяют управлять многими функциями самой платы из BIOS — например, промежуточными частотами процессорной шины (FSB). В принципе, хорошая материнская плата — это всегда «оверклокерская» плата, так как обладает повышенным пределом прочности. В то же время «оверклокерский» BIOS может быть написан для любой материнской платы.

Самые распространенные типоразмеры системных плат

Разные системные платы отличаются друг от друга по форм-фактору. Самыми распространенными на сегодняшний день являются пять из них: AT, ATX, BTX, LPX, NLX. При этом эти форматы обладают еще меньшими «собратьями» в виде micro и mini типоразмеров. У ATX есть еще FlexATX. Кроме этого большую популярность в современных электронных устройствах получили системные платы мобильных устройств. Примерами типоразмера таких плат могут стать Mobile-ITX и Pico-ITX. Также, надо сказать, что форм-фактор AT на сегодня уже довольно устаревший, хотя и встречается еще в некоторых ПК.

Форм-фактор ATX

Это, очевидно, самый популярный в современном мире форм-фактор системной платы. У него есть ряд модификаций в виде micro-ATX и FlexATX. Он был предложен компанией Intel еще в середине девяностых годов уже ушедшего века. В этом типоразмере воплотилось все лучшее, что было в форм-факторах Baby AT и LPX. С этим типоразмером к нам пришел более удобный доступ к слотам памяти, более удобным стал и доступ к разъемам контроллеров жестких дисков. В нем были разнесены в разные места системной платы слот процессора и разъемы для плат расширения. В нем было лучше продумано взаимодействие с блоком питания, при этом в системных платах форм-фактора ATX уже можно было управлять работой блока питания. Также, такая конфигурация системной платы позволила улучшить систему охлаждения компьютера.

Форм-фактор BTX

Предполагалось, что данный стандарт придет на смену ATX. Он разрабатывается с 2004 года той же компанией Intel. Приступая к разработке нового типоразмера, в Intel планировали создать компонент с улучшенными показателями охлаждения и с максимально низкими показателями шума. Хотя, в принципе, BTX чем-то напоминает зеркальную копию ATX. Вместе с тем этот стандарт четко разделяет системный блок на зоны, где могут располагаться только определенные устройства.

Стандарт NLX

Этот типоразмер предназначен, прежде всего, для низкопрофильных корпусов. Главным отличием такого форм-фактора является наличие стойки для плат расширения, что не прикрепляется жестко к самой материнской плате. Ее крепят, как правило, к борту корпуса в правом углу системной платы, при этом сама же плата легко выдвигается из него. Группа компонентов в виде центрального микропроцессора или же планок оперативной памяти располагается в левом углу платы, обеспечивая легкий доступ к платам расширения.

WTX — серверный стандарт

Существует также серверный типоразмер системных плат. Надо сказать, что типоразмеры ATX никак не устраивают серверы. Ведь для каждого из них необходимы «продвинутые» системы охлаждения, большое число слотов, большее количество памяти, поддержка многопроцессорной архитектуры.