ЛикБез#3: Материнские платы

Материнская плата или системная плата (англ. motherboard, MB; также mainboard, сленг. «мама», «мать», «материнка») — сложная многослойная печатная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы (компьютера).

Это нервная система компьютера, от выбора материнской платы зависит общий функционал, возможности, скорость работы и надежность вашего (или нашего ) персонального компьютера.

Материнские платы бывают разного размера, т.е. форм-фактора, основные:

- крупные XL-АТХ и E-ATX; - стандартный АТХ; - средний microATX; - маленький Mini-ITX (twin Mini-ITX имеет меньшую высоту, применяется в моноблоках и тонких корпусах).

Главной характеристикой материнской платы является чипсет, который представляет собой набор микросхем и каналов связи в материнской плате. Чипсет определяет:

- сокет, т.е. разъём для процессор и его версию;

- тип памяти (ОЗУ), максимальный объем, количество слотов, частоту;

- количество линий PCI-e, необходимых для подключения плат расширения, от видеокарт до различных контроллеров, которые соединяют их с процессором или чипсетом. Одна линия PCI-e версии 3.0 имеет пропускную способность 8гб/с.

- поддерживаемые интерфейсы, их тип и количество.

Давайте разберем современные чипсеты для процессоров Intel на примере топовых чипсетов.

Для корпоративных ПК, рабочих станций, предусмотрен чипсет Q370 с поддержкой vPro.

Характеристики Q370: - сокет 1151; - 16 процессорных линий PCI-e; - 24 линий PCI-e c чипсета; - до 64гб ОЗУ; - максимальное тепловыделение процессора до 95вт; - RAID уровней 0, 1, 5 и 10; - USB 3.1v2 и Type-C.

Для высокопроизводительных и игровых систем чипсет Z390.

Характеристики Z390: - сокет 1151; - 16 процессорных линий PCI-e; - 24 линий PCI-e c чипсета; - до 128гб ОЗУ; - RAID уровней 0, 1, 5 и 10; - USB 3.1v2 и Type-C; - Некоторые модели имеют дополнительные линии питания ЦПУ;; - Поддержка высокочастотной ОЗУ.

Чипсет X299 предназначен для высокопроизводительных систем, рабочих станций .

Характеристики X299: - сокет 2066; - 44 процессорных линий PCI-e; - 24 линий PCI-e c чипсета; - до 256гб ОЗУ; - максимальный TDP до 165вт; - RAID уровней 0, 1, 5 и 10; - Некоторые модели имеют дополнительные линии питания ЦПУ; - Поддержка высокочастотной ОЗУ; - USB 3.1v2 и Type-C; - Некоторые модели имеют несколько сетевых интерфейсов до 10гб/с.

Помимо отличий, заложенных в чипсет, производители самостоятельно комплектуют модели внутренними и внешними интерфейсами, кнопками и индикаторами, подсистемой хранения данных и аудио, и многим другим. И если брать во внимание топовые серии материнских плат разных производителей, то про многие из них можно написать отдельную статью. Поэтому к выбору материнской платы нужно подходить серьезно, понимая, каким и для чего вы собираете ПК.

Для материнской платы должен быть соответствующий блок питания. Питание материнской платы осуществляется через 24pin ATX разъем:

Так же питание процессора осуществляется через материнскую плату разъемами 4pin EPS, данные линии дублируются в конфигурацииях 4+4(8)pin, 8+4pin, 8+8pin. Чем больше линий питания, тем меньше нагрев.

Встречается, что для питания PCI-e интерфейсов материнской платы используются 6pin разъем.

Дисковая подсистема определяется наличием интерфейсов sata, sas, m.2 и u.2 их количеством. Каждый тип интерфейса имеет свой отдельный контроллер, который может поддерживать Raid-массивы, о которых подробнее будет в ЛикБезе про накопители.

Серверные материнские платы и чипсеты отличаются более передовыми интерфейсами, наличием нескольких процессоров, форм-фактором, поддержкой ECC памяти, буферизованной памяти, энергонезависимой памяти. Углубляться в это я не буду.

Материнская плата самое слабое место в ПК, и для того, чтобы компьютер работал долго нужно создать максимально хорошие условия. О хорошем питании я напишу в ЛикБезе про Блоки питания, а о правильной организации воздушного потока и охлаждении с пылезащитой так же придется готовить отдельный материал. Самым горячим местом, помимо цепей питания процессора, является чипсет, на нем обычно стоит радиатор с логотипом. Если использовать СВО для процессора и много вентиляторов, то желательно, чтобы на самой плате были все необходимые разъемы, чтобы материнская плата могла все контролировать.

Для управления всем в материнской плате есть своя прошивка, ОС - BIOS. BIOS (/ˈbaɪɒs/, от англ. basic input/output system — «базовая система ввода-вывода»), БИОС, также БСВВ — набор микропрограмм, реализующих API для работы с аппаратурой компьютера и подключёнными к нему устройствами.

В BIOS производятся базовые настройки системы, режим работы памяти, дисковой подсистемы, различных интерфейсов, параметров загрузки, безопасности и, встречается, системы охлаждения. Так же BIOS способен самостоятельно диагностировать работоспособность системы и издавать звуковые сигналы.

В современных десктопных материнских платы с UEFI BIOS следующие звуковые сигналы:

• 1 короткий - Загрузка прошла успешно;
• 2 коротких - Имеются не критичные ошибки;
• 3 длинных - Ошибку выдал контроллер клавиатуры;
• 1 короткий + 1 длинный - Неисправна оперативная память;
• 1 длинный + 2 коротких - Об ошибке сигнализирует видеокарта;
• 1 длинный + 3 коротких - Ошибка видеопамяти;
• 1 длинный + 9 коротких - Ошибка при чтении из ПЗУ;
• Непрерывные короткие сигналы -Неисправность блока питания или оперативной памяти;
• Непрерывные длинные гудки - Проблемы с ОЗУ;
• Попеременные длинный и короткий сигналы - Неисправность процессора;
• Непрерывающийся сигнал - Сигнализирует о проблемах с блоком питания.