Где находится материнская плата в компьютере

Характеристики системной платы

Тип платы (форм-фактор). Форм-фактор системной платы – стандарт, который определяет ее размеры для ПК, места крепления, расположение на системной плате интерфейсов шин, портов ввода и вывода, разъёма ЦП, слотов для ОЗУ, тип разъема для подключения блока питания.

Современными форматами системных плат являются форматы ATX, Mini-ATX, microATX, Mini-ITX, BTX и др.

Питание зависит от разъема для блока питания.

Гнездо процессора определяет вид разъема, в который вставляется ЦП.

Количество слотов и их тип для оперативной памяти (от $2$ до $4$). Современные системны платы поддерживают память вид $DDR$, $DDR2$, $DDR3.$

Чипсет в современных ПК состоит из двух частей: северный мост и южный мост. Северный мост отвечает за связь с помощью шины с ЦП и оперативной памятью. Южный мост связывает северный мост с жестким диском, DVD-накопителем, картами расширения, USB и пр.

Дисковые контроллеры для дисковых накопителей (внутренних жестких дисков и DVD-накопителей:

• IDE – разъем для внутренних жестких дисков;
• FDD – разъем для гибких дисков;
• SATA –разъем для внутренних жестких дисков и DVD-накопителей. Скорость передачи данных через данный интерфейс $3$ Гб/с. Используется в современных системных платах.

Разъемы на задней панели:

• разъемы USB (версии $2.0$, иногда $3.0$);
• видео (VGA или DMI);
• PS/2 (для подключения мыши и клавиатуры);
• сетевой интерфейс Ethеrnet для подключения к локальной сети ($RJ-45$);
• аудио разъемы (для подключения наушников, микрофона, линейный вход).

Контроллер Bluetooth, который позволяет работать с беспроводной клавиатурой, мышью и другими устройствами, поддерживающими этот стандарт.

Слоты PCI для подключения карт с подсистемами (например, аудио, видеозахвата, Ethernet, модема и т.п.).

Слоты PCI-E $x16$ используются для высокотребовательных систем (например, видеокарты).

Переключатели и перемычки (джамперы) на системной плате используются для установки режимов работы платы. Джамперы более распространены, т.к. могут принимать более двух состояний в отличие от переключателей. Современные разработки системных плат заключаются в освобождении системных плат от переключателей и перемычек и передаче возможности переключения режимов работы платы на программное обеспечение. Такие системные платы называют свободными от перемычек.

Рисунок 3.

Замечание 1

Кроме указанных разъемов, на системной плате могут присутствовать дополнительные. Например, если есть интегрированная звуковая подсистема, то присутствует аудиоразъем для подключения к передней панели системного блока и дополнительный аудиовход, разъем ATAPI (белый).

Производителем системных плат в России является компания Формоза.

Производители материнских плат: кто есть кто

При выборе материнской платы, как это ни странно, необходимо обратить внимание не только на компоновку платы и ее характеристики, но и на ее производителя. На современном рынке имя производителя или бренд, под которым выпускается решение, имеет очень большое значение

Имя — это не просто слово, но и огромный опыт и репутация производителя, а также гарантия качества. Сейчас на рынке материнских плат присутствует большое количество производителей, например:

• ASUS (Тайвань) — крупнейший на данный момент производитель материнских плат для розничного сектора компьютерного рынка. Имя с большой историей. Данный бренд заслуживает доверия, поскольку все выпущенные ASUS решения являются стабильными и качественными продуктами. Единственным минусом является их завышенная стоимость;
• Gigabyte (Тайвань) — второй по величине производитель системных плат в России. Единственный минус, который стоит учесть при рассмотрении материнских плат данного бренда, — это несовершенство ранних разработок. То есть при выходе абсолютно новых плат (например, после выпуска нового чипсета) решения Gigabyte иногда (отнюдь не всегда) оказываются «сырыми» (недоработанными). В ассортименте компании есть платы для бюджетного сектора, мэйнстрим-сегмента и топовые платы премиум-класса;
• MicroStar (MSI) (Тайвань) — еще одна компания из лидеров рынка материнских плат. В широком ассортименте ее продукции каждый пользователь найдет для себя плату. В настоящее время компания переживает период подъема. Решения от MSI уже сейчас составляют конкуренцию платам ASUS и Gigabyte, а иногда оказываются даже гораздо лучше их. Ассортимент решений MSI также охватывает все секторы рынка системных плат;
• EliteGroup (Тайвань) — марка ECS широко представлена на российском рынке самыми разнообразными решениями. Основная область применения материнских плат от ECS — бюджетный сектор. В последнее время компания активно выводит на рынок новую серию плат — Black Series, которая обладает расширенным функционалом по сравнению с классическими решениями компании;
• Foxconn (Тайвань) — также хорошо известный в России производитель. Foxconn в основном специализируется на бюджетном секторе рынка, выпуская одни из самых доступных для пользователей платы. Существенным недостатком плат Foxconn является непредсказуемость их работы. В наших регулярных тестированиях решения компании Foxconn всегда показывают хорошие результаты, иногда даже обгоняя по производительности модели крупных компаний. Однако по личному опыту мы можем сказать, что платы Foxconn, увы, не всегда надежны. В работе многих плат через некоторое время возникают проблемы и сбои, а иногда они и вовсе перестают работать. Функционал плат соответствует бюджетному сектору — никаких излишеств;
• ASRock (Тайвань) — сравнительно молодая компания, которая была организована при поддержке ASUS в 2002 году. Она представлена в бюджетном и мэйнстрим-секторах рынка. Компания отличается от остальных бюджетных производителей наличием в платах расширенного функционала. Кроме того, платы ASRock часто снабжаются поддержкой как памяти DDR2, так и памяти DDR3. Неплохой выбор для бюджетного решения;
• Intel — хорошо известное каждому имя. К сожалению, не по материнским платам. Материнские платы Intel имеют хороший потенциал производительности, выполнены качественно, но зачастую обладают недостаточным функционалом для домашнего ПК.

Мы привели далеко не полный список производителей материнских плат, ограничившись только теми компаниями, с которыми хорошо знакомы и решения которых регулярно тестируем.

Большим мозгам – большая память

Ближе всех к процессору всегда размещаются слоты модулей оперативной памяти DRAM. Они подключены непосредственно к процессору и только к нему. Количество слотов DIMM в основном зависит от процессора, так как контроллер памяти встроен в него.

В нашем примере процессор, который совместим с нашей материнской платой, имеет 2 контроллера памяти, каждый из которых оперирует 2-я модулями – следовательно, 4 слота DRAM поддерживает материнская плата. Вы можете видеть, что слоты памяти на ней окрашены таким образом, чтобы вы знали, какие из них управляются каким контроллером памяти (т.н. каналом памяти). Канал №1 управляет двумя черными слотами, а канал №2 – серыми.

Однако, в данном конкретном случае цветовая маркировка слотов на плате немного сбивает с толку (меня в том числе). Как выяснилось, каналу 1 на ней соответствует ближайшая к процессору пара разноокрашенных слотов, а каналу 2 – дальняя от процессора пара.

Подобная маркировка призвана стимулировать использование материнской платы в так называемом двухканальном режиме – при одновременном использовании обоих контроллеров общая производительность памяти повышается. Допустим, у вас есть два модуля памяти по 8 Гб каждый. Независимо от того, в какую пару слотов вы их вставите – серую или черную, – у вас всегда будет 16 Гб доступной памяти.

Если вы вставите оба модуля в оба черных (или оба серых) слота, процессор будет по сути иметь два пути для доступа к этой памяти. Но стоит только переставить модули в слоты разного цвета, и система будет вынуждена обращаться к памяти только с помощью одного контроллера. Учитывая, что он может управлять только одним каналом, нетрудно понять, что это не идёт на пользу производительности.

Наш пример материнской платы и ЦП использует чипы DDR3 SDRAM (Double Data Rate version 3, Synchronous Dynamic Random Access Memory – «синхронная динамическая память с произвольным доступом и с версией 3 двойной скорости передачи данных»), и каждый слот предназначен для одного SIMM или DIMM. «IMM» обозначает «In-line Memory Module» («рядный модуль памяти»); буквы S и D (Single и Dual) указывают, одна сторона заполнена чипами, или обе (односторонний или двухсторонний модуль памяти).

Вдоль нижнего края модуля памяти располагаются позолоченные контакты, обеспечивающие питание и обмен данными. У данного типа памяти этих контактов 240 (по 120 с каждой стороны).

Одинарный модуль DIMM DDR3 SDRAM. Фото: Crucial

Бо́льшие модули могли бы дать вам больше памяти, но конфигурация устанавливает ограничения контактами на процессоре (почти половина из тех 1150 контактов в нашем примере выделена для обмена данными с модулями памяти) и физическим местом для прокладки всех проводников на материнской плате.

В 2004 году компьютерная индустрия остановилась на использовании 240 контактов в модулях памяти и с тех пор не показывает никаких признаков изменения этого стандарта в ближайшее время. Чтобы улучшить производительность памяти, с каждой новой версией просто ускоряется работа чипов. В нашем примере контроллеры памяти ЦП могут отправлять и получать по 64 бита данных за такт. А поскольку контроллеров у нас два, было бы логично увидеть на планках памяти 128 контактов для обмена данными. Так почему же их 240?

Каждый чип на модуле DIMM (всего их 16, по 8 на каждую сторону) передаёт 8 бит за такт. Это означает, что каждому чипу для обмена данными требуется 8 контактов; однако чипы работают парно, используя одни и те же выводы, поэтому только 64 контакта из 240 являются контактами для данных. Остальные 176 выводов необходимы для контроля и синхронизации, а также для передачи адресов данных (места расположения данных на модуле), управления микросхемами и обеспечения электроэнергией.

Так что, как видите, наличие более 240 контактов не обязательно должно улучшить ситуацию!

Форм-факторы материнской платы

На рынке компьютерной техники представлено огромное разнообразие системных плат, что может усложнить процесс выбора подходящего устройства. Следовательно, необходимо ознакомиться с основными типоразмерами плат, которые формируют определенный набор технических характеристик для каждого вида:

• ATX – устройство, имеющее большое число разъемов для подключения дополнительных системных интерфейсов (отличается удобством крепления и большими размерами);
• mATX – предельно полноценное устройство, с технической точки зрения, имеющая средние размеры и подойдет при формировании бюджетного персонального компьютера для использования в домашних условиях;
• mITX – наименьшая на рынке плата, которая изначально интегрирована в персональный компьютер, соответственно в редких случаях она продается отдельно.

От выбора типа материнской платы зависят не только функциональные возможности, но и способность подобрать требуемый внешний корпус устройства.

Что такое чипсет?

Оптимальная работа компьютера зависит от чипсета, то есть от набора микросхем, который необходим для налаживания взаимодействия между главным процессором и составляющими системы. Это ключевой элемент материнской платы.

Состоит чипсет из двух микросхем, расположенных в основном под охлаждающим элементом ПК

От того какие бывают модели данного элемента напрямую зависит производительность компьютера, поэтому важно ответственно подойти к выбору материнской платы

Необходимость микросхемы BIOS

Для первого запуска ПК необходимо наличие БИОС-микросхемы, в которой расположено заводское программное обеспечение. Именно к данному элементу обращается система при первоначальном включении и взаимодействует с ним до полного окончания рабочей сессии. Основными функциями БИОС-микросхемы является контроль корректности работы компьютерных систем, обеспечения взаимодействия с дисплеем, клавиатурой и мышью.

Один мой знакомый человек задал мне вопрос: «В последнее время после включения компьютера я вижу английский текст белого шрифта на черном фоне после запуска системного блока. Чтобы продолжить загрузку мне нужно нажать клавишу F1. Но ведь раньше было все в порядке?» Это и есть Биос в действии

Когда же пользователь заметил такую некорректность работы системы, достаточно обратить внимание на системное время и дату. Если оно после выключения компьютера постоянно сбивается, то пришло время менять батарейку на материнской плате

Ведь она обеспечивает сохранность пользовательских настроек BIOS и системного времени на компьютере.

Понимание основ функционирования вашего компьютера позволит более корректно воспринимать те сигналы, которые посылает вам устройство в случае возникновения неполадок или снижения мощности. Не стоит забывать о связующих элементах (шинах) и об интегрированных компонентах, драйверах. Надеюсь, что хотя бы капельку новых знаний ты, дорогой читатель, почерпнул из этой статьи. Если это так, то поделись ее со своими друзьями, а если нет, то всё равно поделись. Возможно, для твоих друзей это будет морем знаний.

 Хотите узнать как делают материнские платы? Смотрите видео

Где посмотреть модель на материнской плате

Когда нет возможности загрузить с материнской платы операционную систему Windows и даже командную строку, можно определить ее модель при визуальном осмотре. Данный метод не особо удобный, поскольку он требует разбора системного блока. Предстоит снять видеокарту, оперативную память, жесткие диски и практически полностью освободить видимость платы.

Чаще всего производители материнской платы пишут ее модель около разъема PCI-E или возле слота для установки процессора. В большинстве случаев модель указана большими буквами, и ее можно рассмотреть не вынимая плату из корпуса.

Распространено заблуждение, что определить модель материнской платы можно по дискам с драйверами, которые поставляются вместе с ней. Это не совсем правильно, поскольку в большинстве случаев одни и те же диски прикладываются сразу к линейке материнских плат, и на них можно посмотреть название серии, но не конкретной модели.

Память – не единственное, что подключено к процессору

Системная память подключается напрямую к центральному процессору с целью повысить производительность, но на материнской плате есть и другие разъемы, которые подключены примерно так же (и по той же причине). Это слоты стандарта PCI Express (для краткости PCIe), и все современные процессоры имеют встроенный контроллер PCIe.

Эти контроллеры могут обрабатывать несколько соединений (обычно называемых линиями или лэйнами – lane), несмотря на то, что это система «точка-точка», то есть линии в сокете не используются совместно с любым другим устройством. В нашем примере контроллер PCI Express в процессоре имеет 16 линий.

На фото ниже показаны 3 слота: два верхних – это слоты PCI Express, а нижний – слот гораздо более старого стандарта PCI (родственный PCIe, но намного медленнее). Маленький слот вверху, маркированный как PCIEX1_1, является однолинейным слотом, а под ним – 16-ти линейный слот PCIEX16_1.

Если вы вернетесь в начало статьи и снова взглянете на полную фотографию нашей материнской платы, вы легко найдёте там:

• 2 слота PCI Express (1 lane);
• слота PCI Express (16 lane);
• 2 слота PCI.

Но если контроллер процессора имеет только 16 линий, то что происходит? Во-первых, к центральному процессору подключены только первые два 16-линейных слота: PCIEX16_1 и PCIEX16_2. А третий, и два 1-линейных, подключены к другому процессору на материнской плате (подробнее об этом чуть позже). Во-вторых, если задействованы оба первых слота PCIEX16, то ЦП выделит только по 8 линий для каждого.

Это справедливо для всех современных процессоров. Поскольку число линий у них ограничено, устройствам приходится делить их между собой, и чем больше устройств подключается к ЦП, тем меньше линий выделяется каждому устройству.

Различные конфигурации процессора и материнской платы по-разному реализуют это ограничение. Например, материнская плата Gigabyte B450M Gaming имеет один слот PCIe на 16 линий, один слот PCIe на 4 линии и один разъем стандарта M.2, использующий 4 линии PCIe. При наличии всего 16 линий у ЦП, одновременное использование любых двух слотов приведет к тому, что самый большой, 16-линейный слот будет урезан до 8 линий.

Так какие же устройства используют такие слоты? Наиболее распространенные варианты:

• 16 линий = видеокарта;
• 4 линии = накопители SSD;
• 1 линия = звуковые карты и сетевые адаптеры.

На фото выше легко заметить разницу в разъёмах: видеокарта имеет длинную контактную полосу на 16-линейный слот, в то время как звуковая карта обходится короткой полосой контактов для 1-линейного слота, ведь у ней гораздо меньше данных для обмена, поэтому ей не нужны все эти дополнительные линии.

Наша изучаемая материнская плата, как и любые другие, имеет гораздо больше всевозможных разъёмов и подключений, всеми которыми необходимо управлять, и на помощь центральному процессору приходит другой процессор.

Рекомендуемые материнские платы

Посмотреть интересные и популярные материнские платы, пользующиеся спросом у реальные пользователей.

ASUS TUF Z390-PRO GAMING

Материнская плата формата ATX для процессоров Intel Core 8-го и 9-го поколения. Новейший чипсет Intel Z390 обеспечивает максимальную производительность и возможность разгона чипов с разблокированным множителем.

Кроме того, MOBO имеет быстрый разъем M.2, в который вы легко установите высокопроизводительный SSD. Не обошлось также без поддержки NVIDIA SLI и AMD CrossFireX.

Gigabyte Z390 GAMING X

Это материнская плата формата ATX на базе чипсета Intel Z390 и сокетом LGA1151 для процессоров Intel Coffee Lake.

Имеет много разъемов для внутренних и внешних устройств, например, 6 портов SATA III или 2 разъема M.2, благодаря чему у вас есть возможность расширения компьютера.

MSI MPG Z390 GAMING PLUS

Эта материнская плата использует весь потенциал процессоров Intel Core 8-го и 9-го поколения.

Чипсет Intel Z390 позволит разогнать чип с разблокированным множителем, а также использовать оперативную память DDR4 на частоте до 4400 Мгц. Более того плата поддерживает технологию AMD CrossFireX и имеет разъем M.2, в который можно установить невероятно быстрые SSD-накопители.

ASUS PRIME Z370-P II

Эта материнская плата на базе чипсета Z370 представляет собой отличную базу для процессоров Intel Core 8-го поколения.

Эта модель имеет маркировку 5X Protection III, что является гарантией высокой прочности конструкции. Кроме того, плата поддерживает высокоскоростную оперативную память DDR4 с частотой до 4000 Мгц.

Gigabyte B450 AORUS PRO

Материнская плата на сокете AM4 и чипсете AMD B450 – это конструкция, предназначенная для процессоров AMD Ryzen.

Эта модель, в формате ATX, поддерживает память DDR4 на частоте до 3200 Мгц. Кроме того, она оснащена 2 разъемами M.2 для сверхбыстрых SSD, а также имеет встроенный аудио чип – Realtek ALC1220.

ASRock Pro4 AB350

Игровая материнская плата, основанная на чипсете AMD B350 для процессоров Ryzen.

На её плате находятся 4 слота для оперативной памяти DDR4 с частотой до 3200 Мгц и аудио чип Realtek ALC892 с поддержкой звука 7.1.

MSI B450M BAZOOKA

Эта материнская плата для процессоров Ryzen, оборудованная чипсетом AMD B450 – предложение для игроков.

Позволит Вам использовать модули оперативной памяти DDR4 на частоте до 3466 Мгц. Эта модель выполнена в формате mATX, а значит, поместится в небольшом корпусе.

ASRock B450M-HDV

Эта модель на базе чипсета AMD B450 поддерживает оперативную память DDR4 на частоте до 3200 Мгц.

Формат этой материнской платы – mATX, так что вы сможете собрать мощный компьютер в компактном корпусе. Кроме того, благодаря технологии AMD StoreMI, вы можете объединить высокоскоростной твердотельный диск с обычным жестким диском (HDD), создав один быстрый том.

MSI Z370 GAMING PLUS

Эта материнская плата, оборудованная чипсетом Intel Z370, является отличным выбором для процессоров Intel Coffee Lake.

Поддерживает быстрые модули оперативной памяти DDR4 на частоте до 4000 Мгц. Имеет интегрированный аудио чип Realtek ALC892, который дополнительно поддерживает технологию Audio Boost.

ASUS PRIME B450-PLUS

Прочная основа для построения мощного компьютера с процессором AMD Ryzen.

Эта материнская плата поддерживает оперативную память DDR4 на частоте до 3200 Мгц, а также имеет разъем M.2 для установки высокоскоростного твердотельного накопителя NVMe. Более того, имеет в общей сложности 7 внешних USB-разъемов, благодаря чему вы всегда найдёте свободный порт для ваших устройств.

Что нужно хорошей материнской платой?

На этом этапе вы должны иметь достаточное понимание того, как создаются материнские платы и какие части их составляют. Но что нужно, чтобы материнская плата считалась «хорошей»?

VRM (модуль регулятора напряжения)

Прежде чем вы сможете определить материнскую плату с хорошими VRM, вам необходимо сначала ознакомиться с несколькими компонентами, составляющими весь VRM, а именно MOSFET и Chokes:

• MOSFET или полевые транзисторы – металл-оксидные полупроводники, представляющие собой плоские прямоугольные компоненты, обычно расположенные вокруг разъема центрального процессора. Они отвечают за снабжение процессора точным объёмом напряжения, в котором он нуждается
• Chokes обычно расположены рядом с МОП-транзисторами и отвечают за стабилизацию токов и конденсацию в случае внезапного скачка напряжения

Найти материнскую плату с хорошим VRM звучит сложно, но, на самом деле, это проще, чем вы думаете, потому что всё, что вам нужно сделать, это подсчитать количество Chokes. Каждый Chokes соответствует одной фазе, а большее количество фаз означает лучшую стабильность.

Материнская плата начального уровня, которая имеет, по крайней мере, четыре chokes, считается нормальной, в то время как материнские платы среднего и высокого качества имеют от шесть chokes.

Если вы планируете разгонять процессор, необходимость выбора высококачественного VRM становится более важной. Стоит отметить, что многие из материнских плат, которые позволяют разгон, по умолчанию имеют лучшие VRM; аналогично, материнские платы, которые не предназначены для разгона, часто имеют упрощенный VRM

Дизайн

Хорошая материнская плата должна иметь хорошо продуманный дизайн, так как плохо размещенные компоненты могут оказать негативное влияние на работоспособность вашей системы.

Расположение ОЗУ – это то, что мы все должны учитывать при покупке кулера для процессора. Иногда оперативная память и громоздкий процессорный кулер могут блокировать друг друга.

Дизайн в наши дни – это не только размещение компонентов. Современные материнские платы подсвечиваются яркой RGB-подсветкой, имеют ЖК-экраны и элементы ручного управления!

Набор микросхем

Вы должны обратить пристальное внимание на чипсет материнской платы, потому что, как многие согласятся, вам нужны совместимые компоненты!

Чипсеты определяют совместимость с различными компонентами, особенно с процессором. Фактически, чипсеты работают только в пределах определенного семейства процессоров. Например, новые чипы Ryzen 3000 будут совместимы только с материнскими платами x470 и x570.

Чипсеты обладают различными функциями, такими как лучшая разгонная способность и дополнительная фаза питания. Так что, если вы не собираетесь разгонять компьютер, вероятно, можете обойтись более дешевой материнской платой.

Если вам нужна материнская плата с поддержкой SLI и возможностями разгона, вам нужно найти подходящую материнскую плату для ваших нужд. Сосредоточьтесь на хорошем VRM и надежном чипсете, но помните – дорого не всегда значит лучше.

Конденсаторы

Никогда не приобретайте материнскую плату с нетвердыми алюминиевыми электролитическими конденсаторами, потому что они часто заправлены проводящей жидкостью. Даже если всё сделано правильно, материнские платы, которые используют дешевые конденсаторы, очень подвержены проблемам, таким как утечки или разрывы.

Вот почему всегда замечательно иметь материнскую плату, которая использует твердотельные конденсаторы, потому что, в отличие от конденсаторов, которые содержат проводящую жидкость, они содержат твердый органический полимер.

Твердотельные конденсаторы могут выдерживать более высокий пульсационный ток, что означает, что они делают материнскую плату более стабильной. Конденсаторы этих типов также могут справляться с большим количеством тепла, делая плату более надежной и продлевая срок её службы.

Теперь вы не только знаете, из чего состоит материнская плата, но и узнали о процессе производства и о том, что именно делает материнскую плату хорошей.