▷ Какво е дънна платка и как работи?

Днес трябва да говорим за дънната платка на компютър. Дънната платка несъмнено е основният елемент за създаване на компютър, останалите компоненти като CPU или RAM ще бъдат инсталирани върху нея, така че машината да може да стартира и работи. Затова нека разгледаме подробно какво представлява дънната платка и как работи.

Индекс на съдържанието

Какво е дънна платка?

Дънната платка е без съмнение най-важната част от компютър. Това е тази, която ще определи каква архитектура има екипът ни във вътрешните си компоненти. Всяка дънна платка ще бъде проектирана да съхранява определени компоненти или определени типове семейства компоненти и също така ще поддържа определени скорости и капацитети, които тези компоненти имат.

Всички или почти всички компоненти, които са част от компютъра, ще бъдат свързани към дънната платка, тя също ще отговаря за установяването на комуникационна шина между тези компоненти (процесор, оперативна памет, графична карта) и периферните устройства, инсталирани на него (мишка, клавиатура, екран и т.н.)

Неговият физически аспект е този на електронна схема с определени размери, в която са инсталирани поредица от елементи като чипове, кондензатори, компонентни конектори и електропроводи, които заедно образуват структурата на компютър.

Почти всички трябва да имат инсталирани четири основни компонента:

• ЗахранванеЦентрален процесорРАМ памет Памет за съхранение

Дънните платки се състоят от различни физически формати, които определят физическите размери, които те ще имат.

Формати на дънната платка

Форматите, които можем да намерим на пазара, са следните:

E-ATX

Той е най-големият форм фактор, който имаме на пазара. Размерите му са 305 х 330 мм. Тези платки обикновено имат изобилие отвори за разширителни карти и много възможности по отношение на инсталирането на графични карти в SLI или Crossfire.

Освен това ще имаме на разположение до 8 слота за инсталиране на RAM памет

ATX

Тези платки са на пазара от 1995 г. благодарение на прилагането им от Intel. Те са и най-често срещаните, които можем да открием. Размерите му са 305 х 244 мм, въпреки че има и такива с малко по-различни размери. Разбира се, дупките за неговото поставяне в шасито трябва да бъдат разположени точно на стандартизираните места.

Този тип дънни платки се използват за почти всички видове системи, офис, игри и т.н. Това се дължи на широките му възможности за разширяване. Обикновено имаме 7 слота за разширение и 4 слота за инсталиране на RAM памет .

Micro ATX

Дънните платки с този формат имат размери 244 х 244 мм, така че са доста по-малки от предишните, около 25%. Тези дъски, тъй като са с по-малък формат, са насочени към офис работни екипи, които не се нуждаят от толкова слотове за разширение и също заемат по-малки шасита.

Сред възможностите си за разширяване има максимум 5 слота за разширение, въпреки че нормалните са 3 и пространства с до 4 RAM памет. Този тип плочи ще се нуждаят от шаси, съвместимо с тяхното фиксиране, тъй като положението на винтовете ще бъде различно от ATX плочите.

Мини ITX

Това е най-малкият формат на плочите, наличен за домашните компютри. Има размери 170 х 170 мм. За фиксирането му се състои от четири отвора, които съвпадат с тези, инсталирани за ATX табела.

На тези табла можем да намерим един слот за разширяване на графичната карта и два слота за RAM памет

Има и други, оформени като XL-ATX, но те обикновено не се виждат много в ниския / средния диапазон. Само в гамата PREMIUM

Физически компоненти на дънната платка

Това ще бъде далеч най-широкият раздел в тази статия, тъй като дънната платка има множество компоненти, които си струва да именуваме. Да започнем тогава.

чипсет

Чипсетът или „чипсетът“ е набор от интегрални схеми, които са предназначени да установят комуникация между процесора и другите компоненти, инсталирани на дънната платка. Тези елементи могат да бъдат RAM памет, твърди дискове, слотове за разширение и входни и изходни портове.

С развитието на технологията на дънната платка тези чипове обикновено се състоят от един централен чип. Освен това, тези чипове са предназначени изключително за набор от процесори или определена марка и за определени модули RAM памет. Това прави необходимо, когато придобиваме дънна платка от пазара, ние сме принудени да купим и съвместим процесор и RAM модули за нея.

Стари дънни платки

Чипсетът може да бъде интегриран от два чипа и се наричат ​​още северен мост или северна бригада и южен мост или южен мост. Всеки от тези чипове е отговорен за изпълнението на определени задачи:

Северен мост: Този чип е директно свързан към процесорната шина и има директна комуникация с него и RAM памет. Тази шина също се нарича Front Side Bus или (FSB) и е определяща за скоростта и производителността на компютър. В допълнение към това, той отговаря и за комуникацията с портовете PCI-Express, тъй като това са тези, които поддържат компоненти с най-висока скорост, като дънната платка или новите M.2 и PCI-E твърди единици за съхранение.

Южен мост: Този чип е свързан директно към северния мост чрез Direct Media Interface или (DMI) шина. Този чип отговаря за комуникациите на входните и изходните устройства и за свързването им със северния мост. Например твърди дискове SATA, USB, Fire Wire, мрежова карта, AUDIO и т.н.

Модерни дънни платки

В момента с появата на многоядрени процесори като Intel Core и AMD FX този чипсет е значително намален до един чип, като по този начин изчезва южният мост.

Това е така, защото новите процесори интегрират контролера на паметта в тях, така че те са директно свързани към шината на RAM паметта. Да кажем, че мостът FSB е интегриран в процесора, а шината, отговаряща за останалите устройства, се нарича Plataform Controller Hub (PCH), заместваща шината DMI.

Видове чипсет

Има голям брой модели чипсет. С всяка еволюция на процесорите има и еволюция на тези чипове. Както във всичко, има нисък клас за управление на компоненти с ниска или по-ниска скорост, среден и висок клас, който предлага максимална скорост и поддръжка за различни графични карти и най-бързата RAM на пазара.

Според производителя на процесори можем да намерим чипсети, предназначени за процесори AMD, и чипсети, предназначени за процесори Intel.

За повече информация относно най-новите маркиращи чипсет модели за двете технологии и тяхното сравнение, посетете следващите ни статии:

Микропроцесорна гнездо

Тъй като не може да бъде иначе, на дънната платка е мястото, където трябва да бъде инсталиран микропроцесорът и за това ще е необходимо гнездо с физическите конектори, за да се комуникира това с дънната платка. Има два вида гнезда:

• PGA (Pid Grid Array): в този гнездо има панел с отвори за поставяне на микропроцесора вътре, който ще има контактни щифтове за поставяне. LGA (Land Grid Array) - гнездото разполага с матрица от позлатени контакти, които осъществяват контакт между дънната платка и процесорния чип, който има само равна повърхност с точки на контакт.

Технологията за поставяне се нарича ZIF (Zero Insertion Force) и чипът не се вписва идеално в гнездото, ако трябва да приложите сила в процеса.

Както при процесорите, има много видове гнезда за вашата инсталация. Това означава, че при закупуване на дънна платка с определена архитектура е необходимо да се придобие съвместим с нея процесор.

Освен това всяка дънна платка е предназначена за производител на процесори, така че както гнездото, така и чипсетът трябва да са съвместими с въпросната марка.

За да научите повече за това как работи процесор, препоръчваме следната статия:

• Какво е процесор и как работи?

RAM слотове за памет

Тези конектори или шини отговарят за разполагането на модулите с памет RAM, които ще бъдат инсталирани в оборудването. По принцип дънните платки имат 4 слота или високите класове имат 8.

Тези слотове обикновено са проектирани да работят с двуканална технология или дори с четириканална технология. Както при процесора, всяка дънна платка ще поддържа определена архитектура на RAM.

В момента дънните платки имат различни видове RAM слотове, въпреки че всички те принадлежат към DDR стандарта. Ще имаме: DDR, DDR2, DDR3 и DDR4

За да научите повече за това как работи RAM, препоръчваме нашата статия:

• Какво е RAM и как работи?

VRM

Акроним за модул на регулатора на напрежението. Те представляват набор от компоненти, които преобразуват електрическия ток, който достига дънната платка, до напрежения с различни стойности и токове, така че да се използват от другите компоненти, инсталирани на нея. Този компонент, въпреки че не е особено привличащ вниманието, е от съществено значение за правилното функциониране на компонентите и за избягване на счупване.

За да научите повече за тези компоненти, посетете нашата статия:

Слотове за разширение

Те ще бъдат слотовете, които имат функционалността за разширяване на хардуера, инсталиран в нашето оборудване. В тях можете да инсталирате графични карти, твърди дискове, мрежови карти, звукови карти и т.н.

Понастоящем тези слотове се наричат PCI-Express или PCI-E и са заместители на традиционните PCI. Всеки слот за разширяване на PCI-E носи 1, 2, 4, 8, 16 или 32 връзки за данни между дънната платка и свързаните карти. Кодираме този брой връзки като префикс x, например x1 за единична или единична връзка и x16 за карта с 16 връзки, които се използват за графични карти. Всяка от тези връзки дава скорост от 250 MB / s.

Ако имаме 32 връзки, те ще дадат максималната честотна лента, тоест 8 GB / s във всяка посока за PCIE 1.1. Най-често използваният е PCI-E x16, който осигурява честотна лента от 4GB / s (250MB / sx 16) във всяка посока. Единичната връзка е приблизително два пъти по-бърза от нормалната PCI връзка. 8 връзки имат честотна лента, сравнима с най-бързата версия на AGP шината, които са старите слотове за графични карти.

BIOS

Системата BIOS или Basic Input-Output е ROM, EPROM или Flash-RAM памет, която съдържа информация за конфигурацията на дънната платка на най-ниското ниво.

В BIOS има и чип за памет, наречен CMOS, с програмата, която съхранява вътре, той е в състояние да инициализира всички физически компоненти на платката, за да стартира компютъра. В допълнение, той е отговорен за проверката им за грешки или липса на устройства, например, липса на RAM, CPU или твърд диск.

Паметта на BIOS се захранва непрекъснато от батерия. По този начин, когато машината е изключена, данните и параметрите, конфигурирани в компютъра, не се губят. Ако във всеки случай тази батерия е изтощена или я премахнем, информацията за BIOS се връща до стойностите по подразбиране, но те никога не се губят.

Звукова карта и мрежова карта

Те са чиповете, които отговарят за обработката на мултимедийния звук на нашето оборудване и мрежовата връзка. Чиповете му са разположени в близост до изходните портове на дънната платка и ние можем да я идентифицираме многократно по отличителния си RealTek, тъй като е производител на много от тези устройства, интегрирани в дънната платка.

SATA конектори

Това е стандартът за комуникация в съвременните компютри за свързване на механични твърди дискове, а също и на SSD дискове. В SATA се използва серийна шина вместо паралелна за предаване на данните. Той е много по-бърз от традиционния IDE и по-ефективен. В допълнение, той позволява горещи връзки на устройствата и има много по-малки и по-управляеми шини.

На дънната платка можем да имаме до 6 или 10 от тези портове за инсталиране на твърди дискове. Настоящият стандарт е открит в SATA 3, който позволява трансфери до 600 MB / s

За да научите повече за това как работи твърд диск, препоръчваме следната статия:

• Какво е твърд диск и как работи?

M.2 конектор

Почти всички платки вече имат инсталиран този порт. M.2 е новият комуникационен стандарт, предназначен да замени връзката за SATA SSD устройствата в средносрочен и краткосрочен план. Той използва както SATA, така и NVMe комуникационни протоколи. M.2 е предназначен изключително за инсталиране на единици за съхранение по този начин, като избягваме да заемаме PCI-E слотове. Този стандарт няма скоростта на PCI-E, но е много по-висок от SATA.

За да научите повече за това как работи SSD, препоръчваме следната статия:

• Какво е SSD и как работи?

Захранващи конектори

Дънната платка трябва да се свърже към източник на захранване и за това има различни видове захранващи конектори.

ATX

Традиционният конектор захранва дънната платка в повечето от нейните компоненти. Той е съставен от 24 кабела или щифта и обикновено е разположен от дясната му страна, до слотовете RAM.

Мощност на процесора

Освен ATX2 конектора, почти всички нови дънни платки, поне ATX, също имат този тип конектор, предназначен изключително за захранване на процесора. Тези видове захранвания помагат да се увеличи захранването на дънната платка, особено в случаите на овърклок процесори, които се нуждаят от повече енергия за консумация.

Можем да намерим 4-пинов конектор на процесора (по-стар), един от 8 или един от 4 + 6 пина. Функциите му ще бъдат практически еднакви и всичко това върви с напрежение 12V.

Външни конектори

Тези конектори ще бъдат разположени от едната страна на дънната платка, почти винаги отляво. Вие ще отговаряте за свързването на периферните устройства, които имаме в нашата настройка, например принтери, мишки, клавиатури, високоговорители, единици за съхранение и т.н. Можем да различим следните видове:

• PS / 2: Има два порта от този тип, които на практика вече са в употреба. Те имат 6 пина и са предназначени за свързване на клавиатурата и мишката. На практика никоя клавиатура няма този тип конектори, така че те се преместват и заменят от USB USB (Universal Serial Bus): това е най-широко използваният стандарт за серийна връзка в целия свят. Този конектор е plug and play, така че можем да свържем горещо устройство, така че операционната система да го разпознае веднага. В допълнение към обмена на данни, той също позволява периферно подравняване, което го прави много удобен и универсален. В момента има четири версии на този порт, USB 1.1 със скорост 12 Mb / s, USB 2.0 с 480 Mb / s, USB 3.0 с 4.8 Gb / s и USB 3.1 с 10 Gb / s FireWire: Това е стандарт, подобен на този USB, но се използва главно в Америка. Те имат практически същите функционалности като USB и той има 4 версии, като най-бързата е FireWire s3200 с 3.2 Gb / s HDMI или DisplayPort: Тези портове ще съществуват, ако дънната платка има интегрирана графична карта. Това е цифров мултимедиен комуникационен стандарт, който позволява свързване на видео устройства с висока разделителна способност. И видео, и аудио сигналите пътуват през тези портове, което ги прави особено полезни. Понастоящем те на практика напълно замениха VGA DVI и VGA порта : пристанища за свързване на HDMI предшественик Ethernet екран : порт предназначен за конектора RJ 45 в интернет 3.5 "Джак: Съединител за аудио вход или изход устройства

Други елементи

• Вътрешни портове за USB: конекторите са налични в долната част на дънната платка, за да разширите USB портовете на нашето оборудване. Наличните USB портове на шасито обикновено ще бъдат свързани. Вътрешни звукови портове: Както при USB, платката има вътрешен порт за свързване на микрофон и високоговорители от портове, подредени в шасито. Часовници: за да се синхронизират всички вътрешни компоненти, е необходима серия от часовници, които работят на различни честоти, в зависимост от нуждите на всеки компонент. Вентилаторни конектори : Това са 12V конектори, предназначени за вмъкване на вентилатори като процесора или вентилаторите на шасито. Имат 4 пина. Стартов панел: те са серия от захранващи конектори, където са свързани бутоните на шасито, които са отговорни за стартиране и нулиране на системата. Светодиодите на твърдия диск и захранването също ще бъдат свързани.

Работа с дънна платка

Работата на дънната платка е доста сложна, поради големия брой елементи, инсталирани на нея, и броя на автобусите, предназначени за обмен на информация. Схематично можем да го представим по следния начин:

В тази схема можем да разграничим основните елементи, които се намесват в работата и управлението, и да вземем стартовия процес на компютър като еталон:

Първото нещо, което трябва да направи дънната платка, преди да зареди операционната система от твърдия диск, е да инициализира компонентите. Програмата, разположена в BIOS, отговаря за проверката на всички свързани към него устройства: процесор, оперативна памет и твърди дискове по основен начин. Ако някоя от тях липсва, е счупена или открие други аномалии, дънната платка ще излъчи код за грешка, преведен със звукови звукови сигнали, или също така чрез код в LED панел, разположен върху него.

След като завърши етапа на проверка, вътрешната шина се зарежда с информация от устройствата за съхранение. Тук се намесват южният мост (ако съществува) и северният мост.

След като поиска информация от твърди дискове и устройства за вход / изход и други компоненти, северният мост е отговорен за свързването на процесора с RAM. Това става чрез предна шина или предна странична шина (FSB). Това ще се състои от 64 нишки или 64 + 64 в случай на внедряване на двуканална технология.

Във всеки случай данните за операционната система, заредени в паметта, вече ще бъдат намерени за зареждане на компютъра.

Едновременно северният мост ще изпраща графичните сигнали към графичната карта, инсталирана в CPI-E x16 слот, директно управляван от нея. Или във вашия случай тя ще се свърже с графичната карта, инсталирана на самата дънна платка. Това става с автобуса FSB.

Във всеки случай компютърът ще се стартира и обменът на данни за обработка ще се управлява от елементите, свързани към шината и чипсета.

Окончателно заключение и очаквания за това какво е дънна платка

Ако едно нещо ни е станало ясно, че е все по-трудно да се обясни работата на компонентите на компютър по опростен начин. Технологията напредва с невероятна скорост и елементите стават все по-сложни, по-функционални и сложни.

При скоростта, която вървим, е възможно 5-нм бариерата да бъде достигната за много кратко време и ще видим, че големите компании смятат да продължат по-нататък.

От своя страна ние сме доволни от този напредък, все по-бързо, по-сложно оборудване и на устойчива цена, ако преминем към компоненти от средния клас, които също са много добри.

Препоръчваме и нашата статия за квантовите процесори

• Какво е квантов процесор и как работи?

Надяваме се, че с тази статия сте научили повече за компонентите на дънната платка и нейната основна работа. За всяко съмнение, пояснение или грешка, не се колебайте да ни кажете.