Материнская плата
Введение
Материнская плата - это один из важнейших элементов ЭВМ, определяющий ее
облик и обеспечивающий взаимодействие всех подключаемых к материнской плате
устройств. На материнской плате размещаются все основные элементы ЭВМ, такие
как: - набор системной логики или чипсет - основной компонент материнской
платы, определяющий какой тип процессора, тип ОЗУ, тип системной шины можно
использовать. - центральный процессор - основное устройство ЭВМ, выполняющее
математические, логические операции и операции управления всеми остальными
элементами ЭВМ. Контроллер ОЗУ (оперативно запоминающее устройство). Раньше
контроллер ОЗУ встраивали в чипсет, но сейчас большинство процессоров имеют
встроенный контроллер ОЗУ, что позволяет увеличить общую производительность и разгрузить
чипсет. - ОЗУ - набор микросхем для временного хранения данных. В современных
материнских платах имеется возможность подключения одновременно нескольких
микросхем ОЗУ. ППЗУ (БИОС), содержащие программное обеспечение, осуществляющее
тестирование основных компонентов ЭВМ и настройку материнской платы. И память
CMOS хранящая настройки работы BIOS. Часто устанавливают несколько микросхем
памяти CMOS для возможности быстрого восстановления работоспособности ЭВМ в
экстренном случае, например, неудачной попытки разгона; - аккумулятор или
батарейка, питающая память CMOS; - контроллеры каналов ввода-вывода: USB, COM,
LPT, ATA, SATA, SCSI, и др. Какие именно каналы ввода-вывода будут
поддерживаться, определяется типом используемой материнской платы. В случае
необходимости, дополнительные контроллеры ввода-вывода можно устанавливать в
виде плат расширения; - кварцевый генератор, вырабатывающий сигналы, по которым
синхронизируется работа всех элементов ЭВМ; - таймеры; - контроллер прерываний.
Сигналы прерываний от различных устройств поступают не напрямую в процессор, а
в контроллер прерываний, который устанавливает сигнал прерывания с
соответствующим приоритетом в активное состояние; - разъемы для установки плат
расширения: видеокарт, звуковой карты и т.д.; - регуляторы напряжения,
преобразующие исходное напряжение в требуемое для питания компонентов
установленных на материнской плате; - средства мониторинга, измеряющие скорость
вращения вентиляторов, температуру основных элементов ЭВМ, питающее напряжение
и т.д.; - звуковая карта. Практически все материнские платы содержат встроенные
звуковые карты, позволяющие получить приличное качество звука. При
необходимости можно установить дополнительную дискретную звуковую карту,
обеспечивающую лучшее звучание, но в большинстве случаев это не требуется; -
встроенный динамик. Главным образом используется для диагностики
работоспособности системы.
1. Материнская плата
1.1 История развития материнских плат
Самая первая материнская плата принадлежит к числу разработок фирмы IBM,
датируемая августом 1981 года. Она называлась PC-1. Ее более
усовершенствованная модель РС-2 появилась немногим позже в 1983 году. Основным
преимуществом и отличием от РС-1 последней модели РС-2 являлась поддержка 256
Кбит памяти вместо 64 Кбит, а также наличие возможности поддержки устройств
расширения (к примеру, жесткого диска, видеоадаптера) без дополнительной
коррекции в программировании. Характеристики материнской платы прямо
пропорциональны размерам и габаритам микропроцессора. В 1976 году известная
фирма Intel успешно разработала усовершенствованную модель микропроцессора
8086. В сравнении с предыдущей моделью 8080 размеры данной были увеличены
вдвое, что обусловило возможность увеличения производительности в десять раз.
Дополнительным преимуществом являлось увеличение размера информационных шин до
16 разрядов, что способствовало удвоенному ускорению передачи данных на
микропроцессор и с него. А увеличение размера адресной шины до 20 бит позволило
8086 держать под прямым контролем 1Мбайт оперативной памяти. Следующая модель
микропроцессора 80286 обрела уже 24-разрядную адресную шину, что обусловило
увеличение оперативной памяти до 16 Мбит. В 1985 году создана модель Intel
80386, отличительной характеристикой которой от предыдущих являлось увеличение
адресной шины до 32 разрядов и увеличение числа адресных характеристик до 32.
Данные преобразования позволили микропроцессору прямое обращение к уже 4 Гб
постоянной памяти. Помимо этого, важным достижением является то, что данный
процессор мог еще работать и с 16-тью триллионами виртуальной памяти. Следующим
новаторским этапом в эволюционное развитие материнской платы является создание
процессора 386SX. Отличительной чертой его от предыдущей модели 80386 является
16-битный вход и выход шины данных. Последующее поколение процессоров 486
отличается уже 32-разрядной архитектурой. Наличие внутренней памяти 8 Кбит со
сквозной записью 16 Кбит. SX конфигурации не имеют встроенного процессора.
Значительно опережают по характеристикам быстродействия и пропускной
способности созданные в 1989 и 1995 годах микропроцессоры Pentium и Pentium
Pro, благодаря привнесению в архитектуру супер скалярных расчетов. Данная
тенденция предоставила возможность увеличения в пять раз производительности
процессоров по сравнению с предшественниками. Классификация материнских плат по
форм-фактору. Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры
материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на
ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъема процессора, слотов для ОП, а
также тип разъема для подключения блока питания.
Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный
характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные
компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают
соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам
является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования
(периферии, карт расширения) других производителей (что имеет ключевое значение
для снижения стоимости владения, англ. TCO).Устаревшими являются форматы:
Baby-AT
<#"722529.files/image001.gif">
Рис. 1.1 (материнская плата
1) Сокет - разъем, в который при сборке компьютера монтируется
(вставляется) центральный процессор, после чего на последний крепится
специальный «холодильник» и вентилятор (кулер). В настоящее время определенной
популярностью пользуются материнские платы с soket 775, AM2, AM2+ и AM3.
2)Северный мост - одна из составляющих чипсета, который серьезно влияет
на расширения systemboard, да и на производительность компьютера вообще. Такое
название данный узел получил из-за своего «географического» расположения на
материнской плате: он расположен в верхней части «материнки», радом с
центральным процессором, следовательно, южный мост (о нем читаем ниже)
расположился в нижней части системной платы. В обязанности Северного моста
входит обеспечение бесперебойной передачи данных.
) Южный мост - на системных платах от Intel южный мост называется ICH
(I/O Controller Hub). На южный мост кладется ответственность за передачу данных
между такими портами как USB, оптическими приводами и жестким диском, кроме
того, южный мост отвечает за устройства ввода: клавиатуру, мышь. Рядом с южным
мостом располагается слот PCI.
) Слот для оперативной памяти - как Вы уже поняли, непосредственно в
данный разъем устанавливаются модули с оперативной памятью (RAM). Сейчас все
большую популярность набирает память DDR3, но при этом DDR2 еще используется,
что называется «вовсю».
) Слот PCI-Express - предназначен для установки видеокарты. Если Ваша
видеокарта оборудована двумя такими портами, и Вы жить не можете без
захватывающих 3D-игр, то можете призадуматься о технологиях SLI либо Crossfire,
это говорит о том, что Вы можете установить себе на компьютер сразу несколько
видеокарт, после чего работа с графикой станет для Вас самым спокойным и
непринужденным занятием.
) Слот PCI (Peripheral Component Interconnect) - если перевести название
данного слота, то мы получим «разъем для подключения (установки) периферийных
устройств».
) Аудиоконтроллер - компонент, «по умолчанию» установленный на системную
плату ее производителем. Для того, чтобы просто послушать вечерком дома музыку
данного компонента вполне достаточно, однако, для профессиональной обработки
музыки ее не хватит и потребуется установка дополнительной звуковой карты и еще
ряда специальных компонентов.
1.3 Технологии энергосбережения
Повышенное
внимание к «зеленым» технологиям требующим (энергосберегающих
<#"722529.files/image002.gif">
Рис
1.2 Энергосбережение
С
постоянным увеличением популярности электронных приборов на протяжении
ближайших 20-30 лет Евросоюз
<#"722529.files/image003.gif">
Рис 1.4 (Маеринская плата.)
ASUS Crosshair II Formul
Цена:
8300 руб; оценка: 9
Технические характеристики:
Чипсет:
NVIDIA nForce 780a SLI
Память: до 8 Гб, 4xDIMM DDR2, 667 - 1066 МГц
Слоты расширения: 3xPCI-Express х16, 1xPCI-Express х1, 2xPCI 32-бит
Поддержка нескольких видеокарт: NVIDIA SLI 3-way
Интерфейсные разъемы: 6xSATA II, 1xIDE, 1xFDD
Плюсы
Одно из самых мощных на сегодняшний день решений от ASUS, - будет
актуально даже после появления новых чипсетов и материнских плат на их основе.
Модель показала хорошую производительность (тот же WinRar оказался на
уровне в 1156 Кб/с),. Это настоящий «оверклокинг для чайников». Выполняя разгон
вручную (как оно везде обычно и бывает), можно добиться более серьезных
результатов. В помощь оверклокерам и солидная система охлаждения: сложное
соединение из медных радиаторов охватывает северный и южный мосты, а также
микросхемы в районе гнезда процессора.
МинусыСобственно, кроме цены, минусов замечено не было.
Рис 1.5 (материнская плата)
Цена: 5500 руб; Оценка: 10
Технические характеристики
Чипсет: AMD 790GX
Поддерживаемые процессоры: AMD Phenom/Athlon 64 FX/Athlon 64 X2/Athlon
64/Sempron
Память: до 8 Гб, 4xDIMM DDR2 DIMM, 667 - 1066 МГц
Слоты расширения: 2xPCI-Express х16, 2xPCI-Express х1, 2xPCI 32-бит
Поддержка нескольких видеокарт: Hybrid CrossFireX, встроенный графический
адаптер ATI Radeon HD3300
Интерфейсные разъемы: 5xSATA II, 1xIDE, 1xFDD
Выходы на задней панели: 1xPS/2. 6xUSB 2.0, 1xIEEE1394, GbE LAN, HDMI,
DVI, D-SUB, 7.1-канальное аудио, оптический выход, 1xE-SATA
Плюсы
Минусы: Серьезных минусов в принципе нет. Даже стоимость устройства более
адекватная, нежели у других моделей этого ценового диапазона.
.11 Шинные
интерфейсы материнской платы
Материнская
плата с поддержкой DDR2 и DDR3 - MSI X48C Platinum
Рис 1.6 (Материнская плата)
Одной из основных задач при выпуске линейки чипсетов Intel с индексом 3x
был перевод платформы LGA775 на новый стандарт оперативной памяти DDR3. Однако,
как это часто бывает, желания и планы производителя серьезно разошлись с
планами и возможностями потребителей. Непомерно высокая стоимость модулей DDR3
наряду с сомнительным приростом производительности в сравнении с
соответствующей DDR2 заставила большинство пользователей отложить переход до
лучших времен. Навстречу пользователям, как обычно, пришли производители
материнских плат, оснащая свои продукты слотами для DDR2. Ведь факт отсутствия
в спецификациях Intel X48 поддержки DDR2 вовсе не означает, что чипсет не может
работать с данным типом памяти. В то же время новый стандарт развивается весьма
активно, и массовый переход на DDR3 уже не за горами. Насущным решением данной
дилеммы могут послужить гибридные решения, несущие "на борту" слоты
обоих типов. Именно к числу таких продуктов и относится материнская плата MSI
X48C Platinum, рассмотрением которой мы займемся в данном обзоре.
Технические характеристики
Сам по себе факт наличия на материнской плате слотов для памяти обоих
типов явление не уникальное, такие решения встречались и ранее при переходе со
стандарта DDR на DDR2. Тем не менее возможность пережить смутное время перехода
на новый тип памяти без дополнительных затрат выглядит весьма заманчиво и
сейчас. Есть в ассортименте продукции компании MSI на чипсете Intel X48 Express
и продукт с поддержкой только памяти DDR3, именуемый MSI X48 Platinum. От
рассматриваемой модели с индексом "С" плата отличается еще и наличием
четырех механических портов PCI Express X16 со скоростной формулой 16-16-4-4,
позволяющей создавать Multi GPU связки Cross Fire с четырьмя видеокартами, а
также обладающей дополнительными SATA- и Ethernet-контроллерами.
Материнская плата
|
MSI X48CPlatinum
|
MSI X48Platinum
|
Поддерживаемые процессоры
|
Intel Core 2
Extreme/Core 2 Quad/Core 2 Duo в корпусировке LGA775 с FSB
|
Слоты памяти
|
4 DIMM-слота (два канала)
для небуферизованных non-ECC DDR3-1600/1333/1066/800/МГц
|
4 DIMM-слота (два канала)
для небуферизованных non-ECC DDR3-1600/1333/1066/800/МГц
|
Слоты расширения
|
2 х
PCI Express x16 (v2.0), 2 х PCI Express x1 (v1.0a), 3 x PCI 2.3
|
2 х
PCI Express x16 (v2.0), 2 х PCI Express x16 (x4 v1.0a), 2 х
PCI Express
|
Ethernet
|
|
|
|
|
Интегрированный звук
|
Восьмиканальный (7.1)
HDA-кодек Realtek ALC888
|
12 портов (8 выведено на
панель I/O)
|
IEEE 1394
|
2 порта, реализованных на
контроллере VIA VT6308P (1 выведен на панель I/O)
|
Системный мониторинг
|
Отслеживание напряжений на
компонентах, скорости вращения вентиляторов, температуры процессора (по
встроенному термодатчику)
|
BIOS
|
AMI на 8 Mb микросхеме
|
Формфактор
|
ATX, 305x245 мм
|
Ориентировочная розничная
цена, USD
|
235
|
270
|
компьютер разъем
настройка процессорный
Заключение
В ходе курсовой работы я сравнивал два производителя материнской платы.
Такие как: ASUS Crosshair II Formul и MSI DKA790GX. Как по мне то материнская плата от
фирмы Asus является более мощной и современной
в отличии от ее конкурента. Она хоть и дороже, но зато ее характеристики на
много превосходят хар-ки. Мат. Пл. MSI.
Технологии не стоят на месте, они с каждым годом совершенствуются. И
каждая фирма пытается обогнать своего ближайшего конкурента.
Главное для разработчиков материнских плат - это увеличить ее скорость и
снизить вес и ее габариты.