▷ Kas yra pagrindinė plokštė ir kaip ji veikia

Šiandien turime kalbėti apie kompiuterio pagrindinę plokštę. Pagrindinė plokštė yra neabejotinai pagrindinis elementas kuriant kompiuterį, likę komponentai, tokie kaip CPU ar RAM, bus įdiegti į jį, kad mašina galėtų paleisti ir dirbti. Taigi, pažiūrėkime išsamiai, kas yra pagrindinė plokštė ir kaip ji veikia.

Turinio rodyklė

Kas yra pagrindinė plokštė?

Pagrindinė plokštė, be abejo, yra pati svarbiausia kompiuterio dalis. Tai nustatys, kokią architektūrą mūsų komanda turi vidiniuose komponentuose. Kiekviena pagrindinė plokštė bus suprojektuota tam tikriems komponentams ar tam tikrų tipų komponentų šeimoms laikyti, be to, palaikys tam tikrus tų komponentų greičius ir pajėgumus.

Visi arba beveik visi komponentai, kurie yra kompiuterio dalis, bus prijungti prie pagrindinės plokštės, jis taip pat bus atsakingas už ryšių magistralės tarp šių komponentų (procesoriaus, RAM, vaizdo plokštės) ir prie jo įdiegtų periferinių įrenginių (pelės, klaviatūros, ekranas ir kt.)

Jo fizinis aspektas yra tam tikrų matmenų elektroninė grandinė, kurioje yra sumontuoti elementai, tokie kaip lustai, kondensatoriai, komponentų jungtys ir elektros linijos, kurie kartu sudaro kompiuterio struktūrą.

Beveik visuose iš jų turi būti įdiegti keturi pagrindiniai komponentai:

• Maitinimo šaltinisCentrinis procesoriusRAM atmintisSaugojimo blokai

Pagrindinės plokštės susideda iš skirtingų fizinių formatų, kurie nustato fizinius matmenis, kuriuos jie turės.

Pagrindinės plokštės formatai

Formatai, kuriuos galime rasti rinkoje, yra šie:

E-ATX

Tai yra didžiausias formos faktorius, kurį turime rinkoje. Jos matmenys yra 305 x 330 mm. Šiose plokštėse paprastai yra daug skylių išplėtimo kortelėms ir daug galimybių įdiegti vaizdo plokštes į SLI arba Crossfire.

Be to, turėsime iki 8 lizdų, skirtų RAM atminties diegimui

ATX

„Intel“ įdiegė šias plokštes rinkoje nuo 1995 m. Jie taip pat yra labiausiai paplitę, kuriuos galime rasti. Jos matmenys yra 305 x 244 mm, nors yra ir šiek tiek skirtingų matmenų. Žinoma, skylės jo pastatymui į važiuoklę turi būti tiksliai standartizuotose vietose.

Šio tipo plokštės naudojamos beveik visų tipų sistemoms, biurui, žaidimams ir kt. Taip yra dėl savo plačių plėtros galimybių. Paprastai RAM atmintis yra 7 išplėtimo ir 4 lizdai .

„Micro ATX“

Šio formato pagrindinių plokščių matmenys yra 244 x 244 mm, todėl jos yra gana mažesnės nei ankstesnės, maždaug 25%. Šios mažesnio formato plokštės yra skirtos biuro darbo grupėms, kurioms nereikia tiek daug išplėtimo tarpsnių, tiek mažesnėms važiuoklėms.

Tarp savo išplėtimo galimybių jis turi ne daugiau kaip 5 išplėtimo lizdus, nors normalūs yra 3 ir tarpai iki 4 RAM atminties. Šio tipo plokštelėms reikės važiuoklės, suderinamos su jų tvirtinimu, nes varžtų padėtis skirsis nuo ATX plokštelių.

Mini ITX

Tai yra mažiausias galimas namų kompiuteriams skirtas plokštelės formatas. Jos matmenys yra 170 x 170 mm. Tvirtinimui jį sudaro keturios skylės, kurios sutampa su tomis, kurios sumontuotos ATX plokštelei.

Šiose plokštėse galime rasti vieną vaizdo plokštės išplėtimo angą ir du RAM atminties lizdus

Yra ir kitų suformuotų, pavyzdžiui, „XL-ATX“, tačiau dažniausiai jie nėra pastebimi žemoje / vidutinėje diapazonuose. Tik PREMIUM asortimente

Fiziniai pagrindinės plokštės komponentai

Tai bus pats plačiausias šio straipsnio skyrius, nes pagrindinėje plokštėje yra daugybė komponentų, kuriuos verta pavadinti. Pradėkime tada.

Lustų rinkinys

Mikroschemų rinkinys arba „mikroschemų rinkinys“ yra integruotų schemų rinkinys, skirtas užmegzti ryšį tarp procesoriaus ir kitų komponentų, įdiegtų pagrindinėje plokštėje. Šie elementai gali būti RAM atmintis, standieji diskai, išplėtimo lizdai ir įvesties bei išvesties prievadai.

Tobulėjant pagrindinės plokštės technologijai, šie lustai paprastai yra sudaryti iš vieno centrinio lusto. Be to, šie lustai yra skirti išimtinai procesorių rinkiniui ar tam tikram prekės ženklui ir tam tikriems RAM atminties moduliams. Tai reiškia, kad įsigydami pagrindinę plokštę iš rinkos esame priversti nusipirkti ir suderinamą procesorių bei RAM modulius.

Senos pagrindinės plokštės

Lustų rinkinį galima integruoti dviem lustais ir jie taip pat vadinami Šiaurės tiltu arba Šiaurės Brigde ir Pietų tiltu arba Pietų tiltu. Kiekvienas iš šių lustų yra atsakingas už tam tikras užduotis, kurias reikia atlikti:

Šiaurės tiltas: Ši mikroschema yra tiesiogiai pritvirtinta prie procesoriaus magistralės ir turi tiesioginį ryšį su ja bei RAM atmintimi. Ši magistralė dar vadinama „ Front Side Bus“ (FSB) ir lemia kompiuterio greitį bei našumą. Be to, jis taip pat yra atsakingas už ryšį su PCI-Express prievadais, nes jie palaiko greičiausius komponentus, tokius kaip pagrindinė plokštė arba naujieji M.2 ir PCI-E kietojo kūno atminties įrenginiai.

Pietinis tiltas: Ši mikroschema yra tiesiogiai sujungta su šiauriniu tiltu per tiesioginės laikmenos sąsają arba (DMI) magistralę. Ši mikroschema yra atsakinga už įvesties ir išvesties įrenginių ryšius ir jų sujungimą su šiauriniu tiltu. Pavyzdžiui, SATA kietieji diskai, USB, „Fire Wire“, tinklo plokštė, AUDIO ir kt.

Šiuolaikinės pagrindinės plokštės

Šiuo metu atsiradus daugiagysliams procesoriams, tokiems kaip „ Intel Core“ ir „ AMD FX“, šis mikroschemų rinkinys buvo žymiai sumažintas iki vieno lusto ir taip pranyko pietų tiltas.

Taip yra todėl, kad naujuose procesoriuose integruotas atminties valdiklis juose, todėl jie yra tiesiogiai prijungti prie RAM atminties magistralės. Tarkime, kad FSB tiltas yra integruotas procesoriuje, o už kitus įrenginius atsakinga magistralė vadinama Plataform Controller Hub (PCH), pakeičiančia DMI magistralę.

Lustų rinkinių tipai

Yra daugybė mikroschemų rinkinių modelių. Su kiekvienu procesorių evoliucija taip pat vystosi ir šie lustai. Kaip ir viskas, yra žemos klasės, skirtos mažesnio ar mažesnio greičio komponentų valdymui, vidutinės klasės ir aukštos klasės, siūlančios maksimalų greitį ir palaikymą įvairioms vaizdo plokštėms bei greičiausią operatyviąją atmintį rinkoje.

Procesorių gamintojo teigimu, galime rasti mikroschemų rinkinius, skirtus AMD procesoriams, ir mikroschemų rinkinius, skirtus „Intel“ procesoriams.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie naujausius abiejų technologijų mikroschemų rinkinių modelius ir jų palyginimą, apsilankykite mūsų straipsniuose:

Mikroprocesoriaus lizdas

Kaip negalėjo būti kitaip, pagrindinėje plokštėje turi būti įrengtas mikroprocesorius, todėl norint palaikyti ryšį su pagrindine plokšte, reikės lizdo su fizinėmis jungtimis. Yra dviejų tipų lizdai:

• PGA („Pid Grid Array“): šiame lizde yra skydelis su skylutėmis mikroprocesoriaus įdėjimui į vidų, kuriame bus kontaktiniai kaiščiai, skirti įstatyti. LGA („Land Grid Array“): lizde yra paauksuotų kontaktų, kurie užmezga ryšį tarp pagrindinės plokštės ir procesoriaus lusto, matrica, kurios paviršius yra tik plokščias su kontaktiniais taškais.

Įterpimo technologija vadinama ZIF (Zero Insertion Force) ir mikroschema netelpa į lizdą, jei jums reikia jėgos.

Kaip ir procesoriuose, jūsų įdiegimui yra daugybė lizdų. Tai reiškia, kad perkant tam tikros architektūros pagrindinę plokštę, būtina įsigyti su ja suderinamą procesorių.

Be to, kiekviena pagrindinė plokštė yra skirta procesorių gamintojui, todėl tiek lizdas, tiek mikroschemų rinkinys turi būti suderinami su atitinkamu prekės ženklu.

Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kaip veikia procesorius, rekomenduojame šį straipsnį:

• Kas yra procesorius ir kaip jis veikia?

RAM atminties lizdai

Šios jungtys ar magistralės yra atsakingos už RAM atminties modulių, kurie bus sumontuoti įrangoje, laikymą. Apskritai pagrindinės plokštės turi 4 lizdus, ​​o aukščiausios klasės plokštės - 8.

Šie lizdai paprastai bus skirti dirbti su dviejų kanalų technologijomis ar net keturių kanalų technologijomis. Kaip ir procesorius, kiekviena pagrindinė plokštė palaikys tam tikrą RAM architektūrą.

Pagrindinės plokštės šiuo metu turi įvairių tipų RAM lizdus, ​​nors visos jos priklauso DDR standartui. Turėsime: DDR, DDR2, DDR3 ir DDR4

Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kaip veikia RAM, rekomenduojame mūsų straipsnį:

• Kas yra RAM ir kaip jis veikia?

VRM

Įtampos reguliatoriaus modulio santrumpa. Jie yra komponentų rinkinys, kuris paverčia pagrindinę plokštę pasiekiančią elektros srovę iki skirtingų verčių ir srovių įtampos, kad jas naudotų kiti joje įdiegti komponentai. Nepaisant to, kad jis nėra ypač patrauklus, šis komponentas yra būtinas, kad komponentai tinkamai veiktų ir būtų išvengta lūžių.

Norėdami sužinoti daugiau apie šiuos komponentus, apsilankykite mūsų straipsnyje:

Išplėtimo lizdai

Tai bus tie lizdai, kurie gali išplėsti mūsų įrangoje įdiegtą aparatinę įrangą. Juose galite įdiegti grafikos korteles, standžius diskus, tinklo korteles, garso korteles ir kt.

Šiuo metu šie laiko tarpsniai vadinami PCI-Express arba PCI-E ir yra tradicinio PCI pakaitalai. Kiekvienas PCI-E išplėtimo lizdas turi 1, 2, 4, 8, 16 arba 32 duomenų ryšius tarp pagrindinės plokštės ir prijungtų kortelių. Mes šifruojame šį skaičių nuorodų kaip priešdėlį x, pavyzdžiui, x1 - vienos arba vienetinės nuorodos ir x16 - kortelės su 16 nuorodų, kurios naudojamos vaizdo plokštėms, x16. Kiekviena iš šių nuorodų suteikia 250 MB / s greitį.

Jei turime 32 saitus, jie suteiks maksimalų pralaidumą, tai yra, 8 GB / s kiekviena kryptimi PCIE 1.1. Dažniausiai naudojamas „PCI-E x16“, kurio pralaidumas kiekvienoje kryptyje yra 4 GB / s (250 MB / sx 16). Viena jungtis yra maždaug dvigubai greitesnė už įprastą PCI. 8 saitai turi pralaidumą, palyginamą su greičiausia AGP magistralės versija, tai yra senieji grafikos plokščių lizdai.

BIOS

BIOS arba pagrindinė įvesties-išvesties sistema yra ROM, EPROM arba „Flash-RAM“ atmintis, kurioje yra informacijos apie pagrindinės plokštės konfigūraciją žemiausiu lygiu.

BIOS viduje taip pat yra atminties lustas, vadinamas CMOS, o jame saugoma programa sugeba inicijuoti visus fizinius plokštės komponentus, kad paleistų kompiuterį. Be to, jis yra atsakingas už jų patikrinimą, ar nėra klaidų ar nėra įrenginių, pavyzdžiui, ar trūksta RAM, procesoriaus ar kietojo disko.

BIOS atmintį nuolat maitina baterija. Tokiu būdu, išjungus aparatą, neprarandami kompiuteryje sukonfigūruoti duomenys ir parametrai. Bet kokiu atveju ši baterija yra išeikvota arba ją pašaliname, BIOS informacijai atkuriamos numatytosios vertės, tačiau jos niekada neprarandamos.

Garso ir tinklo plokštės

Jie yra žetonai, atsakingi už daugialypės terpės garso tvarkymą mūsų įrenginiuose ir tinklo ryšį. Jos lustai yra netoli pagrindinės plokštės išvesties prievadų ir mes galime ją daugybę kartų atpažinti pagal savo „RealTek“ skiriamąjį požymį, nes jis yra daugelio šių prietaisų, integruotų pagrindinėje plokštėje, gamintojas.

SATA jungtys

Tai ryšių standartas šiuolaikiniuose asmeniniuose kompiuteriuose, skirtuose sujungti mechaninius kietuosius diskus, taip pat SSD. SATA sistemoje duomenims perduoti naudojama lygiagreti magistralė. Tai daug greičiau nei tradicinis IDE ir efektyvesnis. Be to, tai leidžia karštu būdu sujungti įrenginius ir turi daug mažesnius ir lengviau valdomus autobusus.

Pagrindinėje plokštėje galime turėti iki 6 ar 10 iš šių prievadų, kad galėtume įdiegti kietuosius diskus. Dabartinis standartas yra SATA 3, kuris leidžia perduoti iki 600 MB / s

Norėdami sužinoti daugiau apie kietojo disko veikimą, rekomenduojame šį straipsnį:

• Kas yra kietasis diskas ir kaip jis veikia?

M.2 jungtis

Beveik visose plokštėse jau yra įdiegtas šis prievadas. M.2 yra naujas ryšių standartas, skirtas vidutinės ir trumpalaikės trukmės SATA SSD diskų jungčių pakeitimui. Jis naudoja ir SATA, ir NVMe ryšio protokolus. M.2 yra skirtas tik saugyklų įrengimui, tokiu būdu išvengsime PCI-E lizdų užėmimo. Šis standartas neturi PCI-E greičio, tačiau yra daug didesnis nei SATA.

Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kaip veikia SSD, rekomenduojame šį straipsnį:

• Kas yra SSD ir kaip jis veikia?

Maitinimo jungtys

Pagrindinė plokštė turi būti prijungta prie maitinimo šaltinio ir tam ji turi įvairių tipų maitinimo jungtis.

ATX

Tai yra tradicinė jungtis, kuri pagrindinę plokštę maitina daugumoje jos komponentų. Jį sudaro 24 laidai arba kaiščiai ir paprastai jis yra dešinėje jo pusėje, šalia RAM lizdų.

Procesoriaus galia

Be ATX2 jungties, beveik visose naujose pagrindinėse plokštėse, bent jau ATX, taip pat yra šio tipo jungtys, skirtos išimtinai procesoriui maitinti. Tokio tipo maitinimo šaltiniai padeda padidinti pagrindinės plokštės maitinimą, ypač tais atvejais, kai procesoriai yra per dideli, o vartotojams reikia daugiau energijos.

Mes galime rasti 4 kontaktų CPU jungtį (senesnę), vieną iš 8 arba vieną iš 4 + 6 kontaktų. Jos funkcijos bus praktiškai vienodos, ir visos jos eina su 12 V įtampa.

Išorinės jungtys

Šios jungtys bus išdėstytos vienoje pagrindinės plokštės pusėje, beveik visada kairėje. Jūs būsite atsakingi už periferinių įrenginių, kuriuos turime savo sąrankoje, prijungimą, pavyzdžiui, spausdintuvų, pelių, klaviatūrų, garsiakalbių, atminties elementų ir kt. Galime išskirti šiuos tipus:

• PS / 2: Yra du tokio tipo prievadai, kurie jau beveik nenaudojami. Jie turi 6 kaiščius ir yra skirti sujungti klaviatūrą ir pelę. Praktiškai nė viena klaviatūra neturi šio tipo jungčių, todėl jos perkeliamos ir pakeičiamos USB USB (Universal Serial Bus): tai yra plačiausiai naudojamas nuosekliojo ryšio standartas visame pasaulyje. Ši jungtis yra prijungta ir paleista, todėl galime prijungti karštą įrenginį, kad operacinė sistema jį iškart atpažintų. Be keitimosi duomenimis, tai taip pat suteikia galimybę suderinti periferinius įrenginius, todėl tai yra labai patogu ir universalu. Šiuo metu yra keturios šio prievado versijos: USB 1.1 su 12 Mb / s greičiu, USB 2.0 su 480 Mb / s, USB 3.0 su 4.8 Gb / s ir USB 3.1 su 10 Gb / s „ FireWire“: Tai yra standartas, panašus į USB, tačiau daugiausia naudojamas Amerikoje. Jie turi praktiškai tas pačias funkcijas kaip USB ir turi 4 versijas, iš kurių greičiausia yra „ FireWire s3200“ su 3, 2 Gb / s HDMI arba „DisplayPort“: Šie prievadai egzistuos, jei pagrindinėje plokštėje yra integruota vaizdo plokštė. Tai yra skaitmeninis daugialypės terpės ryšio standartas, leidžiantis sujungti aukštos raiškos vaizdo įrenginius. Šiais prievadais keliauja tiek vaizdo, tiek garso signalai, todėl jie yra ypač naudingi. Šiuo metu jie praktiškai visiškai pakeitė VGA DVI ir VGA prievadus : prievadus HDMI pirmtako Ethernet ekranui prijungti : RJ 45 interneto lizdo 3.5 " jungties prievadą : Garso įvesties arba išvesties įrenginių jungtį

Kiti elementai

• Vidiniai USB prievadai: pagrindinės plokštės apačioje yra jungtys, skirtos išplėsti mūsų įrangos USB prievadus. Paprastai turimi važiuoklės USB prievadai bus prijungti. Vidiniai garso prievadai: Kaip ir USB jungtyje, plokštėje yra vidinis prievadas, skirtas prijungti mikrofoną ir garsiakalbius iš prievadų, išdėstytų važiuoklėje. Laikrodžiai: norint sinchronizuoti visus vidinius komponentus, reikia įvairių laikrodžių, veikiančių skirtingais dažniais, atsižvelgiant į kiekvieno komponento poreikius. Ventiliatorių jungtys : Tai yra 12 V jungtys, skirtos įmontuoti ventiliatorius, tokius kaip procesoriaus ar važiuoklės ventiliatoriai. Jie turi 4 kaiščius. Pradinis skydelis: tai yra daugybė maitinimo jungčių, prie kurių prijungti važiuoklės mygtukai, atsakingi už sistemos paleidimą ir atkūrimą. Taip pat bus prijungtas kietasis diskas ir maitinimo lemputės.

Pagrindinės plokštės valdymas

Pagrindinės plokštės valdymas yra gana sudėtingas dėl daugybės joje įdiegtų elementų ir autobusų, skirtų keistis informacija, skaičiaus. Schematiškai jį galime pavaizduoti taip:

Šioje schemoje galime išskirti pagrindinius elementus, kurie įsikiša į valdymą ir valdymą, ir kaip atskaitą galime paleisti kompiuterio pradžios procesą:

Pirmasis dalykas, kurį pagrindinė plokštė turėtų padaryti prieš įkeliant operacinę sistemą iš standžiojo disko, yra komponentų paleidimas. Programa, esanti BIOS, yra atsakinga už visų prie jos prijungtų įrenginių: centrinio procesoriaus, RAM ir standžiųjų diskų patikrinimą. Jei kurio nors iš jų nėra, jis neveikia arba aptinkama kitų anomalijų, pagrindinė plokštė išduos klaidos kodą, išverstą garsiniais pyptelėjimais, arba kodą, esantį ant jo esančiame LED skydelyje.

Kai tikrinimo etapas bus baigtas, vidinėje magistralėje bus įkelta informacija iš saugyklų. Čia įsikiša pietinis tiltas (jei toks yra) ir šiaurinis tiltas.

Paprašęs informacijos iš standžiųjų diskų, įvesties / išvesties įrenginių ir kitų komponentų, šiaurinis tiltas yra atsakingas už procesoriaus prijungimą prie RAM. Tai atliekama per priekinę magistralę arba priekinę šoninę magistralę (FSB). Dviejų kanalų technologijai įgyvendinti tai sudarys 64 gijos arba 64 + 64.

Bet kokiu atveju, atmintyje įkelti operacinės sistemos duomenys jau bus rasti paleidus kompiuterį.

Tuo pačiu metu šiaurinis tiltas siųs grafikos signalus į vaizdo plokštę, įdėtą į tiesiogiai jos valdomą CPI-E x16 lizdą. Arba jūsų atveju jis prisijungs prie vaizdo plokštės, įdiegtos pačioje pagrindinėje plokštėje. Tai daro FSB autobusas.

Bet kokiu atveju kompiuteris įsijungs, o keitimasis duomenimis duomenų tvarkymui bus valdomas elementais, prijungtais prie magistralės ir mikroschemų rinkinio.

Galutinė išvada ir lūkesčiai apie tai, kas yra pagrindinė plokštė

Jei mums tapo aišku, kad vis sudėtingiau paaiškinti kompiuterio komponentų veikimą. Technologijos progresuoja neįtikėtinu greičiu, o elementai tampa vis sudėtingesni, funkcionalesni ir sudėtingesni.

Mūsų greičiu gali būti, kad 5 nm barjeras bus pasiektas per labai trumpą laiką, ir pamatysime, kad didžiosios kompanijos ruošiasi žengti toliau.

Savo ruožtu mes džiaugiamės šiais patobulinimais, vis greitesne, sudėtingesne įranga ir už ilgalaikę kainą, jei pereisime prie vidutinės klasės komponentų, kurie taip pat yra labai geri.

Mes taip pat rekomenduojame mūsų straipsnį apie kvantinius procesorius

• Kas yra kvantinis procesorius ir kaip jis veikia?

Tikimės, kad su šiuo straipsniu jūs sužinojote daugiau apie pagrindinės plokštės komponentus ir pagrindines jos operacijas. Jei kyla abejonių, paaiškinimų ar klaidų, nedvejodami pasakykite mums.