Что делает материнская плата? Функции, компоненты и типы

Материнская плата, также называемая основной платой, является ядром каждого компьютера. Если материнской платы нет, различное оборудование в компьютере не может быть подключено и работать друг с другом. Материнская плата соединяет вместе ЦП, память, хранилище, графическую карту и периферийные устройства, позволяя им работать согласованно. Будь то сборка игрового компьютера, модернизация рабочей станции или желание понять, как работает компьютер, сначала нужно понять функцию материнской платы.

В этой статье будут разъяснены функции материнской платы, представлены основные компоненты материнской платы, проведено сравнение различных типов материнских плат и предоставлены практические сравнения материнских плат, которые помогут вам выбрать правильное оборудование.

Для чего нужна материнская плата?

Проще говоря, материнская плата — это центр, где все аппаратное обеспечение компьютера взаимосвязано и взаимодействует друг с другом. Процессор, память, жесткие диски, видеокарта и другие устройства подключены через различные интерфейсы, слоты и разъемы на материнской плате.

Материнская плата в основном выполняет следующие функции:

Распределение мощности

Блок питания подает электроэнергию на материнскую плату, а затем материнская плата распределяет питание по каждому компоненту материнской платы, обеспечивая их правильную работу.

Передача данных

Материнская плата обеспечивает быстрый обмен данными между оборудованием, таким как центральный процессор, графический процессор, память и устройства хранения данных, гарантируя бесперебойную работу компьютера.

Управление устройством

На материнской плате есть прошивка (BIOS или UEFI). При включении компьютера прошивка запускается и обнаруживает все компоненты материнской платы, чтобы убедиться, что оборудование готово к использованию. Между тем, она также отвечает за управление некоторыми системными настройками.

расширение

На материнской плате имеются слоты расширения, позволяющие устанавливать больше оборудования, например, видеокарты, звуковые карты и сетевые карты, что упрощает модернизацию компьютера и расширение его функций.

Проще говоря, материнская плата объединяет все части материнской платы вместе, позволяя всему компьютеру работать должным образом, как целостной системе.

Части материнской платы: основные компоненты. Объяснение

Чтобы по-настоящему понять роль материнской платы, нужно сначала четко понимать функцию каждого компонента материнской платы. Ниже приводится краткое описание основной части материнской платы: 

Сокет ЦП

Это одна из самых важных частей материнской платы. Слот ЦП используется для фиксации процессора и обеспечения правильного подключения схемы. ЦП разных марок и моделей требуют разных слотов. Поэтому при выборе ЦП необходимо обратить внимание на сравнение материнских плат и проверить совместимость слотов.

Слоты памяти

Слоты памяти (также известные как слоты DIMM) используются для установки карт памяти (RAM). Количество слотов на разных типах материнских плат различается, что определяет, сколько памяти вы можете добавить. Чем больше слотов, тем больше обычно поддерживаемый объем памяти.

Набор микросхем

Чипсет, по-видимому, является контроллером трафика в компонентах материнской платы. Он отвечает за организацию передачи данных между ЦП, памятью и периферийными устройствами. В настоящее время чипсеты, как правило, объединяют функции предыдущих северного и южного мостов, делая их более эффективными.

Слоты расширения

Эти слоты включают слоты PCI Express (PCIe), в которые можно установить графические карты, звуковые карты, сетевые карты и т. д. Слот расширения является важной частью материнской платы, облегчая модернизацию системы и функциональное расширение.

Разъемы для хранения данных

Интерфейс SATA и слот M.2 на материнской плате используются для подключения устройств хранения данных, таких как жесткие диски и твердотельные накопители. Слот M.2 может поддерживать более высокую скорость хранения.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Разъемы питания

На материнской плате имеются 24-контактный и 8-контактный интерфейсы питания, которые распределяют питание, подаваемое блоком питания, по всем компонентам материнской платы для обеспечения их нормальной работы.

Порты ввода/вывода

Эти интерфейсы сосредоточены на панели ввода-вывода на задней стороне материнской платы. К распространенным относятся интерфейс USB, сетевой порт (Ethernet), интерфейс HDMI и аудиоинтерфейс, которые облегчают подключение внешних устройств.

Прошивка BIOS/UEFI

На материнской плате есть чип BIOS или UEFI. Когда компьютер включен, он отвечает за обнаружение оборудования, запуск системы и позволяет пользователям устанавливать и настраивать параметры оборудования.

Батарея КМОП

Это маленькая батарейка. Даже если отключится электричество, системные настройки и время на материнской плате не будут потеряны. И все это благодаря питанию от этой батарейки.

Как выглядит материнская плата?

Если вы когда-либо открывали корпус компьютера, вы наверняка видели материнскую плату. Так как же выглядит материнская плата?

Материнская плата — это большая и плоская многослойная печатная плата, обычно в форме квадрата или прямоугольника. Около середины верхней части обычно находится слот ЦП, а рядом с ним — слоты памяти.

Слоты расширения, такие как слоты PCIe, обычно располагаются горизонтально в средней или нижней части материнской платы, что облегчает установку карт расширения, таких как графические карты, звуковые карты или сетевые карты.

Интерфейсы хранения, такие как интерфейсы SATA и слоты M.2, распределены по краю материнской платы и используются для подключения жестких дисков или твердотельных накопителей. Интерфейс питания обычно расположен на одной стороне материнской платы и используется для подключения кабеля питания для блока питания.

С одной стороны материнской платы находится задняя панель ввода/вывода, на которой расположены интерфейсы USB, сетевые порты, интерфейсы HDMI и аудиоинтерфейсы, что делает удобным подключение различных внешних устройств. Хотя разные типы материнских плат имеют некоторые различия в компоновке, общая структура примерно одинакова. При сравнении материнских плат эти различия в компоновке повлияют на фактический эффект использования, например, на возможность установки корпуса и на то, будет ли рассеивание тепла плавным.

Из чего сделаны материнские платы?

Понимание состава материала материнской платы может помочь нам лучше понять, почему разные материнские платы отличаются по цене, долговечности и производительности. Большинство материнских плат в основном состоят из следующих материалов:

Стекловолокно (FR4): Он служит каркасом материнской платы, обеспечивая поддержку и делая материнскую плату в целом прочной и менее подверженной изгибу или повреждению.

Медный слой: Внутри материнской платы находится несколько слоев медных дорожек. Эти медные слои соединяют различные компоненты материнской платы и отвечают за передачу тока и сигналов, обеспечивая нормальную работу каждой части материнской платы.

Слой паяльной маски: Это защитный слой, покрывающий поверхность материнской платы. Обычный цвет — зеленый. Он может предотвратить короткие замыкания в цепи и одновременно защитить внутренние цепи от внешних повреждений.

Шелкография: На поверхности материнской платы напечатаны текст и символы, указывающие положение и названия каждой части материнской платы, что облегчает установку и обслуживание.

Металлические и пластиковые детали: Используется для различных слотов, портов и разъемов, облегчая подключение, отключение и фиксацию аппаратных устройств.

Высококачественные материнские платы могут использовать лучшие материалы и проектировать больше слоев схемы, что может улучшить электрические характеристики, уменьшить помехи сигнала и, в то же время, усилить возможности рассеивания тепла. Поэтому при выборе высокопроизводительного компьютера очень важно провести детальное сравнение материнской платы, поскольку материал и качество изготовления напрямую влияют на общую производительность и срок службы.

Типы материнских плат и форм-факторы

Существует множество типов материнских плат, и разные типы материнских плат подходят для разных целей и пространств корпуса. Выбор правильной материнской платы зависит от ваших требований к использованию, размера пространства и совместимости оборудования. Давайте рассмотрим распространенные типы материнских плат:

ATX

Это наиболее распространенный тип настольных материнских плат. Материнская плата ATX относительно большая по размеру, обеспечивает достаточно места и оснащена несколькими слотами расширения, что позволяет устанавливать оборудование расширения, такое как графические карты, звуковые карты и сетевые карты. Между тем, ее компоненты материнской платы также очень богаты, например, больше слотов памяти и интерфейсов, что делает ее очень гибкой в ​​использовании и подходящей для игр, офисной работы и профессиональных целей.

Micro-ATX

Этот тип материнской платы немного меньше, чем ATX, с более компактным размером и меньшим количеством слотов расширения, чем ATX. Подходит для конфигураций компьютеров с ограниченным бюджетом, низкими требованиями к расширению или относительно небольшим пространством корпуса.

Mini-ITX

Это самый маленький тип материнской платы на потребительском рынке, который отлично подходит для использования в мини-консолях или небольших ПК в гостиной. Из-за очень маленького размера доступная секция материнской платы также относительно ограничена, обычно с одним слотом расширения PCIe и несколькими слотами памяти. Тем не менее, этого достаточно для нечастого использования или пользователей, которым нужно сэкономить место.

E-ATX

Этот тип материнской платы больше стандартной ATX и имеет больше места для размещения дополнительных компонентов материнской платы. Например, он может поддерживать больше слотов памяти и многокарточные системы и часто используется в высокопроизводительных игровых компьютерах, рабочих станциях для создания контента и профессиональных серверах.

Серверные и промышленные материнские платы

Это особый тип материнской платы, специально разработанный для сред корпоративного уровня или промышленных сред. Этот тип материнской платы обычно поддерживает память ECC для повышения безопасности данных. Он также поддерживает несколько слотов ЦП, что позволяет ему обрабатывать больше вычислительных задач. Кроме того, он оснащен функциями удаленного управления, что облегчает удаленное управление и обслуживание центров обработки данных или серверов.

Сравнительная таблица материнских плат

Вывод

Материнская плата — это ядро, которое оживляет компьютер. Как материнская плата, она соединяет ЦП, память, хранилище и все периферийные устройства, обеспечивая эффективную связь между оборудованием.

Понимая функции материнской платы, будучи знакомым с каждым ее компонентом, освоив основные части материнской платы и имея глубокое понимание различных типов материнских плат, вы сможете принимать более обоснованные решения при установке компьютера, модернизации или устранении неисправностей.