Привести схему устройства материнской платы с указанием размещения основных компонентов на ней (мануал к системной плате)

Практическая работа №2,3

Устройство системной (материнской платы)

Привести схему устройства материнской платы с указанием размещения основных компонентов на ней (мануал к системной плате).

Сборка системы происходит быстро и без проблем. В частности, отсутствует блокировка PCI Express видеокартой защелок слотов DIMM, а разъемы питания установлены очень удобно, по краям платы: 24-контактный - на нижнем краю, 8-контактный - на правом.

Отметим, что плата сохранила обратную совместимость с "старыми" блоками питания и позволяет использовать БП с кабелями 20+4.

Рядом с процессорным разъемом установлен 4-контактный разъем CPU_FAN для соответствующего кулера.

Еще один 4-контактный разъем (SYS_FAN2) расположен на левом краю платы. Кроме него на Gigabyte EX58-UD5 установлено четыре 3-контактных разъема: SYS_FAN3 около дополнительного разъема питания, SYS_FAN1 и PWR_FAN - на нижнем краю платы, и NB_FAN - около "северного моста".

На "северном мосту" установлен радиатор, который соединен с радиаторами на модуле питания при помощи тепловых трубок. Несмотря на скромные размеры радиатора, он может помешать установке некоторых карт расширения в слот PCI Express x4. Что касается соседнего с ним слота PCI Express x1, то в него, похоже, вообще нельзя вставить большинство карт, поскольку пространство сильно ограничено радиатором NB с одной стороны и тепловыми трубками - с другой.

Под "северным мостом" установлено шесть 240-контактных слотов DIMM для модулей памяти стандарта DDR3. Они разбиты на три группы по два слота, с чередованием цветов. В результате, чтобы задействовать трехканальный режим, нужно установить модули памяти в слоты одного цвета (вариант с тремя модулями).

Отметим, что плата поддерживает память стандарта DDR3-1066/1333/1600; а максимальный общий объем памяти равен 24 Гб. Как только на плату подается напряжение - зажигается подсветка кнопок Power и Clear CMOS.

На плате установлено три слота PCI Express x16 (все с защелками), которые предназначены для видеокарт. Установку видеокарт следует начинать с первого слота. При одной установленной в систему видеокарте на нее выделяется 16 линий шины PCI Express v2.0, тогда как на второй и третий слот - по восемь линий. При установке в систему двух видеокарт на каждую из них выделяется по 16 линий шины PCI-E.

Кроме этого, на плате установлена пара слотов PCI, один слот PCI Express x4 и один слот PCI Express x1.

Возможности расширения

На плате Gigabyte EX58-UD5 установлен "южный мост" ICH10R, с радиатором. В результате, плата поддерживает шесть портов SerialATA II и позволяет объединить диски в RAID-массивы уровня 0, 1, 5 и 10.

Кроме того, плата поддерживает один канал ParallelATA с помощью контроллера Gigabyte SATA2. К этому чипу подключена пара контроллеров JMB322, что в результате дает четыре дополнительных канала SerialATA II. Кстати, такая комбинация контроллеров предоставляет пользователям значительную гибкость в организации RAID-массивов и позволяет реализовать весьма интересные режимы SAFE50 и SAFE33. В итоге, к плате Gigabyte EX58-UD5 можно подключить 12 жестких дисков (10 SATA II + 2 PATA).

Далее - на плате установлено 12 портов USB2.0: восемь расположены на задней панели, а еще четыре подключаются при помощи планок. Также плата поддерживает другой вид последовательной шины - IEEE1394 ("FireWire"). Для этого на плату установлен контроллер TSB43AB23 производства Texas Instruments. В результате, плата поддерживает три порта FireWire: один расположен на задней панели, два других подключаются с помощью планки.

Плата Gigabyte EX58-UD5 оснащена восьмиканальным звуком Intel High Definition Audio, а в качестве кодека используется чип ALC889A.

Теперь - пара слов о сети: на плате установлены два высокоскоростных сетевых контроллера RTL8111C (Gigabit Ethernet), подключенных к шине PCI Express x1.

Оба разъема RJ-45 выведены на заднюю панель платы, которая имеет следующую конфигурацию:

Инженеры Gigabyte полностью отказались от поддержки LPT- и COM-портов. Зато есть в избытке порты USB 2.0, присутствует порт FireWire, а также кнопка для сброса настроек CMOS и SP-DIF-выходы.

2) Что такое форм-фактор?.Привести таблицу с форм-факторами материнских плат.

Форм-фактор (от англ. form factor) — стандарт, задающий габаритные размеры технического изделия, а также описывающий дополнительные совокупности его технических параметров, например форму, типы дополнительных элементов размещаемых на устройстве, их положение и ориентацию.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и дополнительные 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 в будущем.

3) Конструкция модулей оперативной памяти(рисунок модуля с нумерацией контактов (мануал), техническая характеристика модуля, таблица в которой для каждого контакта указана назначение передаваемого сигнала), для модулей SIMM, DIMM, DIMM DDR, DIMM DDR2, DIMM DDR3, DIMM DDR3, DIMM DDR4.

SIMM

SIMM (Single In-line Memory Module, односторонний модуль памяти) - модули памяти с однорядным расположением контактов, широко применявшиеся в компьютерных системах в 1990-е годы.

SIMM на 30 контактов применялись в персональных компьтерах с процессорами от 286 до 486. SIMM на 72 контакта была двух видов FPM (Fast Page Mode) и EDO (Extended Data Out).
Существует два основных типа модулей SIMM, Типы модулей различаются количеством выводов, шириной строки памяти или типом памяти.
К основным типам модулей SIMM относятся 30-контактный (8 бит плюс 1 дополнительный бит контроля четности) и 72-контактный (32 бит плюс 4 дополнительных бита контроля четности), обладающие различными свойствами. 30-контактный модуль SIMM имеет меньшие размеры, чем 72-контактный, причем микросхемы памяти в обоих случаях могут быть расположены как на одной стороне платы, так и на обеих. Модули SIMM широко использовались с конца 1980-х до конца 1990-х годов, однако сейчас их можно найти только в устаревших системах

DIMM

DIMM (англ. D ual I n-line M emory M odule, двухсторонний модуль памяти) — форм-фактор модулей памяти DRAM. Данный форм-фактор пришёл на смену форм-фактору SIMM. Основным отличием DIMM от предшественника является то, что контакты, расположенные на разных сторонах модуля, являются независимыми, в отличие от SIMM, где симметричные контакты, расположенные на разных сторонах модуля, замкнуты между собой и передают одни и те же сигналы. Кроме того, DIMM реализует функцию обнаружения и исправления ошибок в 64 (без контроля чётности) или 72 (с контролем по чётности или кодуECC) линиях передачи данных, в отличие от SIMM c 32 линиями.

DDR

Этот вид модулей памяти впервые появился на рынке в 2001 году. Основное отличие между DDR и SDRAM заключается в том, что вместо удвоения тактовой частоты для ускорения работы, эти модули передают данные дважды за один такт.
При использовании DDR достигается удвоенная скорость работы, нежели в SDRAM, за счёт считывания команд и данных не только пофронту, как в SDRAM, но и по спаду тактового сигнала. За счёт этого удваивается скорость передачи данных без увеличения частоты тактового сигнала шины памяти. Таким образом, при работе DDR на частоте 100 МГц мы получим эффективную частоту 200 МГц (при сравнении с аналогом SDR SDRAM). В спецификации JEDEC[1] есть замечание, что использовать термин «МГц» в DDR некорректно, правильно указывать скорость «миллионов передач в секунду через один вывод данных»

DDR2

Как и DDR SDRAM, DDR2 SDRAM использует передачу данных по обоим срезам тактового сигнала, за счёт чего при такой же частоте шины памяти, как и в обычной SDRAM, можно фактически удвоить скорость передачи данных (например, при работе DDR2 на частоте 100 МГц эквивалентная эффективная частота для SDRAM получается 200 МГц). Основное отличие DDR2 от DDR — вдвое большая частота работы шины, по которой данные передаются в буфер микросхемы памяти. При этом, чтобы обеспечить необходимый поток данных, передача на шину осуществляется из четырёх мест одновременно. Итоговые задержки оказываются выше, чем для DDR

DDR3

У DDR3 уменьшено потребление энергии по сравнению с модулями DDR2, что обусловлено пониженным (1,5 В, по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR) напряжением питания ячеек памяти.[3][4] Снижение напряжения питания достигается за счёт использования более тонкого техпроцесса (в начале 90-нм, в дальнейшем 65, 50, 40 нм) при производстве микросхем и применения транзисторов с двойным затвором Dual-gate (что способствует снижению токов утечки)
Преимущества по сравнению с DDR2
Бо́льшая пропускная способность (до 19200 МБ/с)
Меньшее энергопотребление

DDR4

Модули G.Skill Trident Z DDR4-4400 (PC4-35200) имеют ёмкость в 4 Гбайт и базироваться на специальных печатных платах, а также отборных микросхемах памяти производства Samsung Electronics. Новые модули памяти смогут работать на тактовой частоте 4,4 ГГц при задержках CAS в 19 циклов (CL19) и напряжении питания в 1,4 Вольта.