Главным компонентом компьютера можно с уверенностью назвать материнскую плату. Она объединяет между собой абсолютно все устройства, входящие в состав компьютера, и выполняет большую часть общей работы. Материнской плате можно дать следующее определение: «Материнская плата – центральная комплексная печатная плата, предоставляющая электронную и логическую связь между всеми устройствами, входящими в состав персонального компьютера».
Разновидности и основные функции материнской платы
Собственно, основных задач у системной платы две:
- Обеспечение электропитанием установленных компонентов.
- Обеспечение связи между компонентами ПК для их успешного функционирования и взаимодействия.
Материнская плата, от английского «motherboard» — печатная плата, представляющая собой основу построения любого модульного электронного устройства. Именно посредством нее соединяются и «общаются» между собой другие компоненты электронной системы.
Конечно же, есть и другие функции. Например, материнская плата предоставляет физическое место для установки устройств и их надежную фиксацию. Или не их самих, но хотя бы кабелей, связывающих какой-то девайс с материнкой.
При выборе материнской платы, в первую очередь обратите внимание на её форм-фактор. Системная плата, элементарно, должна поместиться в ваш системный блок. Корпус должен строго соответствовать форм-фактору материнской платы для обеспечения наилучшей совместимости. Наиболее распространенными являются:
- Mini-ITX – размер 170х170 мм.
- MicroATX (mATX, uATX, µATX) – размер 244×244 мм.
- ATX (Advanced Technology Extented) – размер 305х244 мм. Для крепления к корпусу имеют 8-9 отверстий.
- E‑ATX (Extented) – увеличенный вариант «просто» ATX размером 305х330 мм.
Есть и другие форм-факторы, например, Mini-STX, серверные платы и т. п.. Это специфические продукты, и в домашнем или офисном компьютере используются редко. Также не рассматриваю материнские платы для ноутбуков. Дело в том, что производители ноутбуков сами разрабатывают платы для своих устройств, стараясь спроектировать их как можно более компактными, удобными и надёжными. То же и в случае с серверами, только там зачастую на первом месте не размер, а большое число разъёмов.
Форм-фактор выбирается исходя из необходимости в разъемах для подключаемого оборудования. Так, например, для офисного компьютера будет достаточно Mini-ATX материнской платы. Она будет компактней и дешевле полноразмерной. В свою очередь полноразмерная материнская плата формата ATX является предпочтительным вариантом при сборке игрового ПК или ПК для работы с графикой. Она вмещает на себе большее количество разъемов, с помощью которых можно подключить дополнительное оборудование. Например дополнительные планки оперативной памяти, большее количество жестких дисков, вторую видеокарту и т.п. Помните, при выборе форм фактора материнской платы не стоит забывать про размеры корпуса. При сборке будет крайне неприятно вдруг обнаружить, что мат. плата не влезает в корпус. Сегодня за основу возьму наиболее ходовой форм-фактор, ATX. Он позволяет разместить почти все, что необходимо.
Для примера буду рассматривать модель Gigabyte B450 Aorus Pro. Если чего-то на ней нет, то примеры будут взяты от других материнок, о чем упомяну.
Питание материнской платы
Начну я пожалуй с системы питания. Ибо без электричества материнская плата, как и подключенные к ней остальные комплектующие, просто красивые куски текстолита со множеством блестящих, и не очень, штучек, установленных на них. А вот с электричеством…
Обеспечивает его блок питания (БП), от которого через 24-контактный разъем подаются основные напряжения – это ±12 Вольт, +5 Вольт, +3.3 Вольта. Такой разъем есть на всех материнских платах для настольных ПК. Это не все требуемые напряжения, но о них будет рассказано ниже, в соответствующем разделе, посвященном питанию процессора.
На иллюстрации приведена распиновка разъема. Провода имеют разный цвет, и по ним можно определить, какое напряжение/сигнал они передают.
Материнская плата от этого разъема передает необходимые напряжения на все разъемы и компоненты, но тут есть одна проблема. В первую очередь она связана с питанием дискретных видеокарт, особенно мощных. Дело в том, что через разъем PCI-Express можно обеспечить потребителя мощностью примерно до 75 Ватт. Мощность же в 200-300 Ватт для видеокарт – обычное дело. С такой нагрузкой материнская плата справиться уже не может.
Приходится звать на помощь БП, который через специальный разъем запитывает видеокарту. Или несколько, если используется более одного графического адаптера в режиме SLI/CrossFire. К сожалению, это не единственный на данный момент случай, когда требуется внешнее питание компьютерного компонента.
Процессорный сокет
С точки зрения анатомия материнской платы его можно назвать сердцем всей системы. Сокет является важным параметром и должен соответствовать сокету процессора. Будьте внимательны! Выбор правильного сокета зависит не только от фирмы производителя — Intel или AMD, но и от линейки которой принадлежит конкретный процессор.
Если говорить о современных ПК, то для процессоров Intel используется два сокета, популярный 1151v2 и 2066 для построения высокопроизводительных игровых систем и рабочих станций. Наиболее актуальными для CPU AMD являются AM4 для поколения процессоров Ryzen и TRX4 для мощных Ryzen Threadripper.
Металлическая скоба фиксирует процессор в сокете, обеспечивая надежный контакт. Следует быть аккуратным и не трогать эти контакты. Повредить их просто, а восстановить может оказаться очень сложно. Собственно, это все, что необходимо знать. Этот сокет служит только для установки процессора.
Система питания процессора/памяти
VRM — сокращение от английского Voltage Regulator Module, в переводе «модуль управления напряжением». Компьютерный блок питания формирует напряжения 12, 5 и 3.3 Вольта. Любого из них слишком много для процессора и оперативной памяти, которые обычно работают от напряжения чуть больше 1Вольта. И тут в дело вступает VRM. Он преобразовывает поступающие на него 12 Вольт в более низкое напряжение для процессора, встроенной графики и оперативной памяти.
VRM состоит из полевых MOSFET-транзисторов, дросселей, драйверов, конденсаторов и контроллера. Мосфеты необходимы для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. Резисторы нужны для создания в электрической цепи сопротивления, обеспечивая тем самым регулирование электрической энергии между элементами материнской платы. Клокеры необходимы для формирования тактовых частот, используемых на материнской плате и в процессоре. Конденсаторы нужны для выравнивания напряжения или блокировки тока в цепи. И, наконец, катушка (дроссель) — используется для смягчения скачков тока при запуске, очень часто дросселя располагают возле сокета процессора. Так как одна сборка вышеперечисленных компонентов не способна обеспечить процессор нужной мощностью, их устанавливается несколько. Называют их фазами питания. Управляет ими специальный контроллер, который отвечает за распределение нагрузки между сборками.
Мощность подсистемы питания зависит от ценовой категории материнской платы. У бюджетных плат обычно 3-4 такие сборки, каждая из которых рассчитана на относительно малый ток 35-45 А. У плат среднего ценового диапазона встречаются 6-8 фаз питания процессора на 50-60 А. У топовых их количество может достигать и двух десятков с максимальным током до 90-120 А. Это только процессорные фазы. Помимо них, VRM также включает фазы питания, формирующие напряжение для оперативной памяти и встроенной графики процессора. Их количество чаще всего не превышает одной-двух для каждого из этих компонентов.
Питание VRM получает от специального разъема ATX 12V. На бюджетных платах он может быть четырехконтактным, но на подавляющем большинстве плат контактов у него восемь. Встречаются и комбинированные варианты с обоими разновидностями разъемов. На материнских платах, предназначенных для разгона, восьмиконтактных разъемов может быть несколько, вплоть до трех — это позволяет обеспечить больше мощности для стабильного питания ЦП.
Фазы питания CPU
Но важно не только наличие дополнительных разъемов питания. Важно и количество фаз питания, и их конфигурация. В первую очередь на это надо обращать внимание при использовании мощных CPU и их разгоне. По сути, правило «чем больше фаз, тем лучше» вполне себя оправдывает.
Сейчас кратко о тех компонентах, которые располагаются вокруг процессорного сокета. Они закрыты двухсекционным радиатором с тепловой трубкой, но если его снять, то увидим такую картину.
Плата Gigabyte B450 Aorus Pro имеет 11 фаз – 8 фаз питания процессора и 3 для графического. Если быть точнее, то 8 основных фаз представляют собой 4 с удвоителями. Это подтверждается ШИМ контроллером (PWM) - Intersil ISL95712, данный контроллер обеспечивает 4 фазы для ядер процессора и 3 фазы для подсистемы ввода/вывода процессора. В каждом канале питания используются полевые транзисторы (MOSFET) NTMFS4C06N и NTMFS4C10N компании On Semiconductor. Самые горячие элементы VRM-зоны, полевые транзисторы, охлаждаются двумя довольно крупными алюминиевыми радиаторами. Максимальный нагрев элементов питания не превышает 85 градусов Цельсия. Как видите, в плане надежности у GIGABYTE B450 AORUS PRO все очень даже неплохо.
Слоты памяти
Длинные продолговатые слоты — это слоты для оперативной памяти. Чаще всего они расположены вертикально, с правой стороны от процессорного сокета, но бывают и исключения. Современные платы оснащены слотами для ОЗУ поколения DDR4 или DDR5, более старые — слотами под предыдущие поколения DDR. Πpи этoм cлeдyeт yчитывaть, чтo плaнĸи OЗУ paзныx пoĸoлeний нe coвмecтимы мeждy coбoй. Количество сокетов памяти зависит от процессора, т. к. контроллер памяти находится в нем. В большинстве случаев имеется двухканальный контроллер, с возможностью установки до двух модулей DRAM на каждый канал. Итого – четыре слота. В более дорогих системах слотов может быть до 8 штук, и каналов, соответственно, тоже больше.
Если планируется разгон процессора, то скорее всего будет установлен массивный кулер, который справится с высокой нагрузкой. При этом память вряд ли будет бюджетная. Она должна быть способна работать на повышенных частотах, а, соответственно, тоже будет оборудована радиатором, увеличивающим высоту модулей DRAM.
В итоге нередко встречается ситуация, что размеры процессорного кулера не позволяют установить определенные модули памяти в один или даже два разъема. Даже если все же получится поставить модули DRAM, а сверху над ними будет нависать радиатор процессорного охладителя, то на работоспособность это не повлияет, но вот неудобств добавит, если понадобится заменить планку памяти другой.
Если теплорассеиватели памяти снабжены подсветкой, а они частично будут закрыты вентилятором/радиатором массивного охладителя для CPU, эстеты вряд ли этому обрадуются. Избежать проблем поможет система жидкостного охлаждения.
Установка модулей DRAM
Рассматриваемая в качестве примера материнка не имеет цветовой дифференциации разъемов оперативной памяти. Просто рядом со слотами есть надписи «DDR4_4», «DDR4_2», «DDR4_3», «DDR4_1». Что это такое? Это как раз и есть маркировка каналов памяти. Рекомендуется использовать по два одинаковых модуля DRAM в параллельном режиме. Это подразумевает, что один модуль подключается к разъему первого канала памяти, второй – к разъему второго канала памяти. Если есть еще пара модулей, то они ставятся аналогично. Параллельный режим позволяет задействовать сразу два контроллера памяти и несколько увеличить быстродействие.
В случае с подопытной платой, если, например, есть два модуля по 8 ГБ, то их лучше поставить в разъемы, промаркированные как «DDR4_4» и «DDR4_3». Это первый и третий, если смотреть со стороны процессора. Или установить в другую пару разъемов, что сути дела не меняет, то работать они будут в двухканальном режиме и контроллер сможет обращаться к ним одновременно. Но если мы воткнём их в слоты «DDR4_4» и «DDR4_2», то контроллер на материнской плате будет работать с ними попеременно, обращаясь то к одной, то к другой.
Если ставить планки памяти с различными характеристиками, то скорость работы канала будет соответствовать частоте самой медленной из них. Поэтому при выборе оперативной памяти нужно обращать внимание на то, чтобы частоты планок и их тайминги совпадали (в идеале желательно брать несколько штук одной и той же модели).
Система питания DRAM
Оперативную память, как и любое другое устройство, надо обеспечивать электричеством, и на материнской плате также присутствуют цепи питания DRAM. Если посмотреть на спецификации модулей памяти, то можно увидеть, что рабочее напряжение у них обычно 1.2 Вольта. Штатный блок питания такого напряжения не предоставляет. Значит, опять его надо сформировать самостоятельно по аналогии с питанием процессора, с той лишь разницей, что большое количество фаз не требуется и часто обходятся одной, редко – двумя.
Возле сокетов для модулей ОЗУ на рассматриваемой в качестве примера плате можно найти несколько чипов Richtek RT8120D, которые являются однофазными ШИМ-контроллерами. Они используются для питания памяти, а также сигналов VCCSA и VCCIO. Большой нагрузки тут нет, параллелить незачем, да и греться тоже нечему, поэтому дополнительные средства охлаждения в данном случае не используются. На других моделях материнок могут быть иные компоненты разных производителей, но суть от этого не меняется.
Чипсет
Чипсет — дословно «набор микросхем». Если говорить просто, то чипсет – это та часть материнской платы, которая отвечает за обмен данными между процессором и остальными компонентами. От чипсета во многом зависит набор функций, предлагаемых той или иной материнской платой. Так, младшие модификации не имеют функции разгона процессора по множителю, имеют меньшее количество линий PCI- E интерфейса и прочие ограничения. Топовые модификации предоставляют максимальный функционал. Правильный выбор чипсета не менее важен, чем выбор процессора.
Порой чипсет называют еще набором системной логики. Почему «набор», если микросхема, по сути, одна? Те, кто еще лет 12 назад держал в руках материнскую плату, помнят, что в те былинные времена использовались две микросхемы, которые назывались – «северный мост» (Northbridge - NB) и «южный мост» (Southbridge - SB). И это действительно было набором.
Северный мост отвечал за обмен данными между процессором и оперативной памятью, а также видеокартой, или же двумя видеокартами, которые находились в первых двух разъемах PCI-Express, то есть с самыми высокопроизводительными компонентами. Южный мост обеспечивал обмен данными процессора с более медленными компонентами, накопителями, аудио контроллером, USB устройствами и в некоторых моделях материнских плат с третьим, менее скоростным разъемом PCI-Express для видеокарты. Ныне функции северного моста переданы процессору, и надобность в дополнительном чипе отпала. В наборе остался только южный мост, коим, по сути, и является чипсет.
Именно на чипсет возложены функции работы с накопителями, подключаемыми по интерфейсам SATA или PCI-E, с USB портами, обеспечение функционирования аудио чипа, сетевого контроллера и т. п. Несколько особняком стоит задача перераспределения линий PCI-Express.
Что такое линии PCI-Express
Если кратко, то этот интерфейс предоставляет определенное количество интерфейсных линий. Каждая из них обеспечивает известную пропускную способность. На данный момент наиболее используемой является 3-я версия PCI-E, имеющая скорость в 8 гигатранзакций/с на каждую линию. Новейшие на данный момент чипсеты AMD X670Е и TRX40 поддерживают более скоростную, 5-ю и 4-ю версию этого интерфейса с пропускной способностью каждой линии в 32 гигатранзакций/с.
Количество имеющихся в распоряжении чипсета линий PCI-E разнится в зависимости от модификации этого чипа. Так, самый младший на настоящий момент Intel H310 имеет всего 6 линий, причем уже устаревшей 2-й версии интерфейса, а топовые Z370 и Q370 располагают 24-мя линиями.
Задача системного чипа состоит в распределении их между имеющимися устройствами. Сразу скажем, что вполне реальна ситуация, когда линий может и не хватить. Если возвращаться к рассматриваемой для примера Gigabyte B 450 Aorus Pro, то использующийся чипсет предоставляет 6 линии PCI-E. О распределении их мы поговорим чуть позже.
Так же чипсет предоставляет 20 (16+4) линии PCIe 3.0, из которых 16 линий используются для слота PCI Express 3.0 x16 (PCIEX16). Еще четыре высокоскоростных порта PCIe 3.0 процессора используются для реализации разъема M2A, который поддерживает накопители с интерфейсом PCIe 3.0 x4/x2 и SATA, а также двух портов SATA 6 Гбит/с (ASATA3 0/1).
Теперь разберемся с чипсетом. Тут уже неважно, какой именно установлен процессор (с графикой или без). Как известно, у чипсета AMD B450 только шесть портов PCIe 2.0. На базе этих портов реализованы слот PCI Express 2.0 x4 (в форм-факторе PCI Express x16), два слота PCI Express 2.0 x1 (один из них — в форм-факторе PCI Express x16) и сетевой контроллер Intel i211-AT. И фокус тут в том, что слот PCI Express 2.0 x4 (PCIEX4) разделяется с двумя слотами PCI Express 2.0 x1 (PCIEX1_1 и PCIEX1_2). То есть если слоты PCIEX1_1 и PCIEX1_2 доступны, то слот PCIEX4 работает в режиме x2, а если слот PCIEX4 используется в режиме x4, то слоты PCIEX1_1 и PCIEX1_2 недоступны. При таком разделении количества линий PCIe 2.0 чипсета AMD B450 будет хватать для реализации слотов и сетевого контроллера.
Возможности разгона
Теперь поговорим об оверклокинге в современных условиях. Потребительские CPU Intel сейчас делятся на условно разгоняемые – в их названии присутствует буква «K», например, как в случае Core i7-13700K, или Core i7-13700KF, и условно неразгоняемые – в их названии такая буква отсутствует. Например, Core i5-12400F или Core i5-12400. Почему условно? Потому что разгон по шине тоже никуда не делся, хотя и поддерживается лишь на крайне ограниченном количестве материнских плат. Для K-процессоров тоже нужны не абы какие платы, а исключительно на Z-чипсетах, с мощной подсистемой питания и радиаторами на ней.
Главное место сейчас занимает разгон по множителю. Он достаточно прост, хотя и не лишен нюансов – например, нужно знать, какое напряжение устанавливать безопасно, и какой уровень Load-Line Calibration оптимален или близок к оптимальному. Это настоящий оверклокинг, а не просто изменение множителя в один клик. И после него по-прежнему необходимо тестировать процессор при помощи специального софта на стабильность, а также на отсутствие перегрева и троттлинга.
Если говорить о процессорах AMD, то с ними оверклокинг более доступен – не требуются ни материнские платы на флагманском чипсете, ни какие-то «особенные» CPU с определенным индексом. Хотя неопытный пользователь может запутаться – Ryzen 7 5800X разгонять можно, а Ryzen 7 5800X3D уже нельзя. Но дело в том, что 5800X3D – это особенный, экспериментальный процессор с дополнительным кэшем поверх, собственно, чипа.
PCI разъемы
В большинстве случаев используется как минимум одна дискретная видеокарта, т. к. встроенное видеоядро для игр не годится. Значит, материнская плата должна иметь разъем для дополнительного графического адаптера и обеспечить его функционирование. Нередко видеокарт может быть 2 и даже больше.
Но не только видеокартами ограничивается список устройств, которые используются в компьютере. Внешняя звуковая карта, адаптер для SSD M.2 накопителей, RAID-контроллер, устройство видеозахвата и т. п. – все они устанавливаются в разъемы PCI-E и забирают себе часть имеющихся ресурсов.
В зависимости от типа устройств, используются разные по физическому размеру разъемы PCI-E. Всего существует 3 типоразмера таких разъемов. Два из них, самый большой и самый маленький, представлены на плате, которая служит нам сегодня в качестве образца.
Возможность использования нескольких плат расширения зависит не только от наличия нужного количества разъемов, но и от чипсета. А если точнее – то от количества линий интерфейса PCI-E и возможности их перераспределения между устройствами.
Для видеокарт и прочих устройств, которым требуется 4 (и более) линии PCI-E применяется самый большой разъем, чаще всего его обозначают как PCI-E x16. В данном случае «x16» показывает количество линий интерфейса. Это максимальное их количество, но не обязательное, и это надо помнить.
Распределение линий PCI-Express
Давайте рассмотрим нашу плату. Хорошо видно, что есть три разъема PCI-E x16. Значит ли это, что все они имеют по 16 линий? Теоретически, они МОГУТ иметь столько линий, но не обязаны. Если обратиться к спецификациям на плату, то мы видим, что первый разъем действительно имеет 16 линий PCI-E, которыми ее обеспечивает процессор.
Второй разъем при тех же физических размерах может использовать только 4 интерфейсных линий, а третий – 1. Причем, линии к первым двум разъемам PCI-E x16 поступают от процессора, а к остальным – от чипсета. И этот последний как раз играет тут важную роль.
Если установлена только одна видеокарта в первый PCI-E разъем, то все просто, 16 интерфейсных линий подаются от CPU. Если же установить во второй разъем еще одну видеокарту, то ситуация изменится. 16 процессорных линий поделятся пополам между разъемами, и это регулирование выполнит чипсет.
Кстати, то же самое произойдет, если во второй разъем будет установлена любая другая карта расширения. Видеокарта в первом разъеме будет переведена в режим x8. Еще 8 процессорных линий чипсет отдаст второму разъему. Будет ли использовать все предоставленные ресурсы установленная в него плата расширения или нет – не важно, разделение линий пополам все равно произойдет.
Напомню, что в данном случае я рассмотрел пример реализации конкретной модели материнской платы. Распределение интерфейса может варьироваться в зависимости от модели чипсета и даже поколения процессора, что в большей степени актуально для CPU AMD.
На нашей плате можно заметить, что один из трех разъемов заключен в металлический каркас. Чаще всего его используют там, куда ставится видеокарта. Нужна эта «броня», во-первых, для усиления механической прочности разъема, т. к. мощные видеокарты с громоздкой системой охлаждения могут весить очень прилично. Во-вторых, считается, что металлическая оболочка позволяет снизить влияние помех и улучшить прохождение сигналов.
Разъемы M.2
Это небольшой разъем, расположенный на материнской плате или плате расширения, которая устанавливается в слот PCI-Express. Использовать M.2 можно не только для SSD, но и для установки Wi-fi, Bluetooth модулей, и проч. В мануале на вашу плату должно быть указано, для чего именно используется доступный слот. Если там напрямую не гарантируется поддержка модулей Wi-Fi или Bluetooth, а тип разъема указан как Socket 3, то подключать можно только SSD. Впрочем, на плате может быть и несколько слотов разного типа. Сфера применения может быть весьма большой, что делает M.2 очень полезным. Если планируется апгрейд компьютера, то я считаю, что наличие этого разъема на материнской плате, даже если вы пока не планируете ничего в него устанавливать, может оказаться полезным. На рассматриваемой сегодня Gigabyte B450 Aorus Pro таких разъемов два, но может быть их три, и даже больше в некоторых топовых моделях, использующих специальную переходную плату.
Располагаться разъемы M.2 могут в разных частях, это зависит только от фантазии производителя. Бывает, что один из разъемов размещается на обратной стороне платы. У некоторых моделей материнок ASUS такой разъем расположен вертикально, что позволяет выиграть место за счет перпендикулярного по отношению к плоскости платы расположению накопителя. Насколько этот вариант удобен в пользовании – вопрос спорный.
О том, какие интерфейсы поддерживаются каждым из разъемов, надо смотреть в спецификациях на материнскую плату. Разъемы могут быть универсальными, т. е. позволяют установить как SATA, так и PCIe накопители. Либо может использоваться только один интерфейс. Обратите внимание, что в случае использования накопителя M.2, могут отключаться некоторые порты SATA или PCI-Express на материнской плате. Например, работать будут только 4 из 6 портов. Учитывайте это, подробности всегда указаны в инструкции к материнской плате. Также в описании на конкретную модель материнской платы указано, твердотельники какого размера получится установить. В модели, взятой для примера, в первом разъеме (M2A, ближе к процессору) можно использовать любые SSD M.2 с размером от 2242 до 22110. Второй – (M2B) поддерживает только PCIe 3.0 x2 устройства формата – только до 2280.
Разъемы для накопителей
Строго говоря, в предыдущем разделе тоже было рассказано о разъемах для накопителей. Сейчас же речь про более традиционные SATA и гораздо менее известные U.2.
Хотя скорость SSD, особенно с интерфейсом PCI-E, впечатляет и радует, сравнение их цен с традиционными жесткими дисками несколько расстраивает. Старые добрые HDD медленные, шумные, но пока что имеют как минимум одно преимущество – емкость. Если точнее, то стоимость единицы емкости. За цену среднестатистического SSD емкостью 1 ТБ можно легко приобрести 2-терабайтный «винчестер».
Подключения таких накопителей нужен используемый уже не одно десятилетие интерфейс SATA и соответствующий разъем. В настоящее время этот интерфейс имеет 3-ю версию, и служит для подключения как традиционных HDD, так и SSD форм-фактора 2.5 дюйма. Скорость их работы будет ограничена пропускной способностью интерфейса, но далеко не всегда необходимо быстродействие шины PCI-E. А вот для хранения всякой всячины SATA устройства подходят более чем.
В подавляющем большинстве случаев материнские платы имеют как минимум 4, а чаще всего 6, и даже более таких разъемов. Расположение их на плате, ориентация в пространстве (параллельно плоскости платы и перпендикулярно) – это зависит от производителя материнки.
Взаимозависимости разъемов
Здесь вновь следует сказать несколько слов про распределение интерфейсов. В данном случае не PCI-E, а SATA. Чипсет позволяет подключить до 6 устройств SATA, четыре из которых реализованы на базе интегрированного в чипсет AMD B450 контроллера. Еще два SATA-порта (ASATA3 0/1) реализованы через процессор. Но у нас есть возможность установки двух SSD M.2 с таким интерфейсом. Значит ли это, что мы можем в итоге получить 8 накопителей SATA?
Нет, не можем. В мануале на нашу плату написано, что режимы работы разъема M2A и портов ASATA3 0/1 следующие. Если в разъем M2A устанавливается SATA-накопитель, то порт ASATA3 1 будет недоступен. Если в разъем M2A устанавливается PCIe-накопитель, то недоступны будут оба порта ASATA3 0/1. Если же разъем M2A не используется, то оба порта ASATA3 0/1 доступны. При использовании слота M2B_Socket будут отключены черные разъемы SATA3_2 и SATA 3_3. Т. е. в любом случае можно использовать максимум 6 SATA устройств.
Некоторые материнские платы имеют разъем U.2, который пригоден для подключения соответствующих накопителей. Например, у Asus Pro WS X570-ACE такой разъем есть. Устройства для U.2 широкого распространения не имеют, но тем не менее, иногда встречается их поддержка.
Вспомогательные чипы
Чипсет обеспечивает взаимодействие с разными периферийными устройствами. Часто южному мосту помогают разные вспомогательные элементы-контроллеры. С рядом таких чипов давайте кратко познакомимся.
Контроллер Ethernet
Сложно сейчас представить компьютер, который не подключен к сети. Хотя все большее распространение получает Wi-fi, старый добрый «кабель» пока чувствует себя уверенно. Мало того, он может предложить скорости, пока что не достижимые для беспроводных альтернатив.
В рассматриваемой для примера Gigabyte B450 Aorus Pro есть один гигабитный интерфейс на чипе Intel i211-AT. В ряде моделей может использоваться несколько сетевых интерфейсов, в том числе с пропускной способностью до 10 Гб/с. Для каждого из них имеется свой собственный контроллер.
Контроллер SATA
Про порты SATA мы уже говорили, за их работу отвечает чипсет. Какой еще может быть контроллер? Дело в том, что, например, плата ASRock Z390 Extreme4, имеет 8 разъемов SATA. Понятно, что возможностей чипсета не хватит. Поэтому на помощь приходят микросхемы сторонних производителей. Как правило, используется чип компании ASMedia ASM1061. Этот контроллер позволяет получить два дополнительных порта SATA.
Интересно, что плата ASRock X570 Creator имеет аж два таких чипа, хотя всего разъемов SATA здесь 8. Используемый чипсет AMD X570 вполне мог бы справиться с ними самостоятельно. Видимо, такое решение принято для того, чтобы частично разгрузить чипсет, т. к. ему и так есть чем заняться. Заодно получится несколько снизить нагрев этого и так горячего «камушка».
Аудиоконтроллер
Аудиоконтроллер – специальная микросхема, установленная на материнской плате, которая отвечает за обработку звука. Принцип работы аудиоконтроллера заключается в преобразовании цифрового потока данных в аналоговый сигнал (при воспроизведении звука) и аналогового сигнала в цифровой формат (при записи звука).
В зависимости от иерархии материнки могут использоваться бюджетные аудиоконтроллеры, либо более «продвинутые», да еще дополнительно снабженные дополнительным усилителем наушников, ЦАП и т. п.
Обычно аудиотракт производители стараются изолировать от остальной части материнской платы для снижения помех, наводок, искажений. Найти все это хозяйство обычно не трудно.
В левом нижнем углу находится звуковая подсистема. В нашем случае она основана на кодеке Realtek ALC1220-VB, а её обвязка дополнена целым набором Hi-Fi конденсаторов WIMA и Nichicon. Часто выделяется звуковая карта и наличием нескольких блестящих высококачественных конденсаторов, а также подсветкой.
Мультиплексоры шины PCI-E
Выше мы говорили про деление 16 процессорных линий PCI-E поровну между двумя разъемами в случае использования двух видеокарт. Упоминали, что управляет этим действием чипсет. А собственно «перебросом» линий с одного разъема на другой занимаются микросхемы-мультиплексоры. В данном случае, на рассматриваемой плате это чипы ASM1480 производства ASMedia.
Они хорошо видны на фото, располагаются справа от разъема M2A и над разъемом PCI-E x4. В других моделях материнских плат могут применяться микросхемы других производителей, но принцип работы остается тем же.
Батарея CMOS
Если проще, БИОС — это программа. Что же такое CMOS? «Симос» — это память, в которой хранятся все настройки и параметры, установленные в BIOS. Физически, CMOS — это набор микросхем на материнской плате. Однако, память CMOS, в отличие от, например, памяти жёсткого диска, является энергозависимой. Это означает, что ей постоянно нужен электрический источник питания. В противном случае, все параметры установленные в ней сбрасываются (в том числе и системное время компьютера). В качестве такого источника питания и выступает небольшая плоская батарейка на материнской плате (Картинка батарея CMOS).
Характеристики батарейки CMOS:
· размер: 20мм в диаметре; 3,2мм — толщина
· номинальное напряжение: 3V (Вольт)
· маркировка по международному стандарту: CR2032
· маркировка по американскому стандарту: 5004LC
· тип элемента питания: литиевая
Когда и зачем менять батарейку
Вообще, литиевые элементы питания, к коим относится CR2032, считаются самыми долговечными. Кроме того, батарейки этого типа устойчивы к воздействию температурных перепадов, что особенно актуально для современных компьютеров. В зависимости от производителя батарейка может служить около 10-лет. Однако, специалисты рекомендуют: замену батарейки производить не реже, чем каждые 5 лет.
Мониторинг и управление вентиляторами
Аппаратный мониторинг – набор программно-аппаратных средств для непрерывного измерения системных температур и напряжений различных узлов и компонентов в составе материнской платы – центрального процессора, чипсета, модулей памяти и т.д.
Для аппаратного мониторинга любая материнская плата оснащается микросхемой Super I/O Chip, называемой в народе «мультиконтроллер». Это многофункциональный многоцелевой контроллер ввода-вывода, совмещающий в себе как минимум блок аппаратного монитора, контроллер управления скоростью вращения подключенных вентиляторов, контроллер интеллектуальной термозащиты, контроллер последовательных и параллельных портов, флоппи-диска, клавиатуры. Более новые модели микросхемы могут интегрировать в себе больший набор блоков и контроллеров, например, контроллер подачи и отключения питания.
В Gigabyte B 450 Aorus Pro используется чип iTE IT8792E. Он позволяет подключать пять устройств охлаждения. Два из них могут иметь потребляемый ток до 2 А каждый, что в результате дает возможность использовать системы жидкостного охлаждения. Чипы других производителей можно встретить в материнских платах иных брендов, но выполняемые функции аналогичны.
Управление подсветкой
Без лампочек сейчас не жизнь, а иллюминацией также должен кто-то управлять. Грузить этой задачей процессор или чипсет не вполне логично. Зато эту работу отлично выполняют специализированные контроллеры. В случае модели Gigabyte B 450 Aorus Pro. это микросхема ITE IT8297FN.
BIOS
Компания Gigabyte традиционно применяет функцию DualBIOS. Она заключается в использовании двух микросхем емкостью по 128 Мб для хранения текущей конфигурации и резервной. Их питание идёт не от блока питания, как у всех элементов компьютера, а от батарейки на системной плате. BIOS хранит многие настройки, в том числе локальное время. Временное отключение батарейки приводит к сбросу настроек к заводским. Расположены эти два чипа в центре платы. Материнские платы других производителей могут обходиться одной микросхемой, выпускаться она может разными фирмами.
Новые версии BIOS иногда позволяют решить проблемы совместимости системных плат с новыми устройствами, добавить отдельные варианты настроек или устранить мелкие недочеты. Но если система и без того работает стабильно, лучше не рисковать.
Перепрошивка BIOS, выполняется при помощи специального программного обеспечения (обычно доступного на сайте производителя системной платы), и требует серьезного подхода, поскольку в случае неудачи может повлечь за собой плачевные последствия, вплоть до необходимости покупки новой материнской платы. Поэтому без крайней необходимости перепрошивать BIOS не нужно.
USB
Чипсет имеет широкие возможности по поддержке самых разнообразных версий USB. Тем не менее, чтобы разгрузить например плату Z390 Aorus Pro, применяются сторонние контроллеры, концентраторы. К последним относится чип GL850S, который обеспечивает работу 4-х портов USB 2.0 на задней панели.
HDMI
Поддержку протокола HDMI 1.4b осуществляет микросхема обработки графики PTN3360DBS производства NXP. На других платах могут стоять иные чипы. Выводов на монитор может вообще не быть, если не предусмотрена поддержка процессоров со встроенным видеоядром.
Дополнительные разъемы и коннекторы
Не только слотами памяти и процессора, чипсетом, разъемами PCI-E и M.2 богата плата материнская. Количество и номенклатура этих разъемов довольно широко варьируется у разных моделей материнок. Останавливаться на них смысла особого нет, а вот о тех коннекторах, которыми усыпана сама плата, немного поговорим.
Разъемы для вентиляторов/помп СЖО
Система охлаждения – важная составляющая любого компьютера, и от качества ее работы зависит общее быстродействие системы. Если продув корпуса недостаточный, то вентиляторы процессора и видеокарты просто будут гонять по кругу уже горячий воздух. А как мы знаем, процесс теплообмена происходит от большего к меньшему, и нагретый воздух уже не так эффективно принимает в себя тепло. В итоге тепловая энергия накапливается в корпусе, что приводит к перегреву: в лучшем случае сработает автоматика и компьютер выключится, в худшем – сгорит какой-то компонент. В любом ПК есть как минимум один (вентилятор блока питания не в счет) вентилятор – процессорный. Как правило, есть еще несколько коннекторов для подключения корпусных вентиляторов. В данном случае Gigabyte B450 Aorus Pro позволяет подключить до 5 охладителей.
Возле процессорного сокета находятся два разъема. Один - для вентилятора обычного воздушного кулера CPU_FAN. Второй – для помпы водяной системы охлаждения. CPU_OPT. В левом верхнем углу находится еще один SYS_FAN1 для корпусного вентилятора, чуть левее центра платы находится SYS_FAN2, на нижней грани есть еще один SYS_FAN3_PUMP.
Разные модели материнских плат имеют разное количество таких коннекторов. Располагаться они могут в разных местах. О их наличии и возможности подключения того или иного вентилятора/помпы следует узнавать из мануала.
Разъемы для светодиодных RGB-лент
Рассматривая для примера плата позволяет подключить две адресуемые и 1 не адресуемую ленту, для чего имеются соответствующие разъемы. Два располагаются слева внизу D_LED1 и LED_C и еще в правом верхнем углу, один D_LED2. В других моделях системных плат их расположение и количество может варьироваться. Все подробности – в мануале не плату.
USB
Для подключения всевозможных периферийных устройств на плате предусмотрено два порта USB 3.1 Gen2 Type-C и Type-A, четыре порта USB 3.0. Четыре порта USB 3.0, выведенные на заднюю панель платы, реализованы через процессор. Все эти порты имеют разъем Type-A. Остальные порты USB реализованы через чипсет B450.
На задней панели есть не все разъемы USB. На плате располагается еще несколько коннекторов. В данном случае на материнке есть два коннектора для подключения в сумме четырёх USB 2.0 портов на нижней грани платы и один для подключения двух USB 3.0 на опциональной фронтальной панели.
Другие разъемы
Помимо перечисленного, на плате есть также разъемы для подключения термодатчиков, аудиокабеля и колодка для кнопок и индикаторов передней панели корпуса. Их расположение и порядок подключения описан в мануале на материнскую плату.
Помимо прочего, на дорогих моделях, особенно ориентированных на оверклокеров, могут присутствовать переключатели режимов настройки системы, кнопки включения и перезагрузки, сброса настроек BIOS к заводским, индикатор POST-кодов и т. п.
Всем спасибо за просмотр. До свидания.
Ссылка на ролик - https://rutube.ru/video/47b8fee4997f1d670628d2df85a9d09a/