III. Материнская плата

В первом IBM PC-совместимом ПК была использована плата, которая объединяла все устройства. Такая плата применяется и во всех современных компьютерах и называется она – материнская плата (mother board), системная плата (system board) или главная плата (main board). Крепится она к корпусу, и чтобы не возникло разногласий среди производителей, были разработаны форм-факторы. Форм-фактор – это, по сути дела, стандарт, определяющий размеры материнской платы, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода–вывода, процессорного гнезда и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания. Существует несколько типов форм-факторов. Первая материнская плата с разработанным форм-фактором появилась в 1981 году в компьютере спецификации IBM PC. В 1983 году в IBM разработали новую спецификацию – XT PC.

Материнская плата является своеобразным «фундаментом» для всех комплектующих компьютера. Именно на ней устанавливаются все основные устройства: видеокарта, оперативная память, процессор, различные платы и к ней же подключаются дисковые устройства (прежде всего винчестер) посредством гибкого интерфейса – шельфа. Другими словами, это платформа, на которой строится вся остальная конфигурация компьютера.

На материнских платах, предназначенных прежде всего для офисов, встречаются интегрированные устройства, т. е. встроенные. Материнские платы подобного типа уже довольно долгое время присутствуют на компьютерном рынке. Примерами таких плат могут служить материнские платы со встроенной звуковой картой и видеокартой.

Устройства интегрируются на материнскую плату с целью удешевления общей стоимости компьютера. Действительно, стоимость чипа плюс затраты на инженерные разработки по интеграции значительно меньше, чем стоимость разработки и изготовления отдельной полноценной платы расширения. Однако интегрированные решения имеют свои недостатки. Это, во-первых, опасность выхода таких устройств из строя, и, следовательно, это ведет к замене материнской платы, а, во-вторых, такие решения имеют среднюю производительность.

Тип и характеристики различных элементов и устройств материнской платы, как правило, определяются типом и архитектурой устанавливаемого на ней процессора. Именно процессор или процессоры, их семейство, тип, архитектура и исполнение определяют тот или иной вариант архитектурного исполнения материнской платы. Материнские платы изготавливают, ориентируясь главным образом на наилучшую совместимость именно с процессорами.

По числу процессоров, различают однопроцессорные и многопроцессорные (мультипроцессорные) материнские платы. Большинство персональных компьютеров являются однопроцессорными системами и комплектуются однопроцессорными материнскими платами. В последнее время (с 2006 г.) на рынке активно продвигаются двуядерные процессоры типа Intel Core Duo (появились уже и четырехъядерные процессоры). Естественно, они влияют на архитектурные решения для материнских плат. На вид и комплектацию материнских плат влияют также требуемые эксплуатационные характеристики и будущее назначение компьютера.

Исторически сложилось и существует сегодня две альтернативные архитектуры процессоров и соответственно материнских плат для них — от компании Intel и от компании AMD. Первая поддерживает процессоры Intel Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Pentium D, Celeron и Celeron D, а вторая — компании AMD: Athlon и Sempron. Процессор одной архитектуры невозможно использовать в материнских платах, рассчитанных для другой.

При сборке ПК большую роль играет выбор материнской платы. Именно материнская плата во многом определяет и производительность, и функциональность, и даже размер компьютера.

В настоящее время на российском рынке представлено огромное количество материнских плат различных производителей. Почти любой производитель материнских плат (разве что за исключением компании Intel) имеет в своем модельном ряду материнские платы практически на всех современных чипсетах как под процессоры Intel, так и под процессоры AMD. А если учесть, что каждый из производителей чипсетов (Intel, nVIDIA, SiS, VIA, ATI, ULi) предлагает не одну модель, а целую серию, то становится понятным, насколько многообразен современный модельный ряд материнских плат. Не стоит забывать, что и производителей материнских плат насчитывается не один десяток.

Выбор производителя материнских плат осуществляется на первом этапе. Крупные производители постепенно вытесняют с рынка более мелких. В сущности, их не так много— это ASUS, Gigabyte, Foxconn и MSI. Есть еще и Intel, но по объему производства он намного отстает от перечисленных выше. Компания Intel преимущественно занимается лишь разработкой материнских плат, а не их производством. А производят платы по ее технологии и для самой Intel другие фирмы.

Качество материнских плат ведущих компаний практически одинаково. Несмотря на то что производятся они на разных заводах, технологический цикл производства (вплоть до марки используемого оборудования) совершенно идентичный. Конечно, во многом качество и работоспособность материнской платы определяется и версией BIOS.

Основные правила, на основании которых должна выбираться материнская плата сводятся к следующим. Материнская платформа должна соответствовать назначению ПК, типу корпуса, типу процессора, блоку питания, типу видеокарты, типу памяти, типу жестких дисков.

Одно из главных правил при выборе материнской платы — это ее соответствие типу ПК. Компьютеры бывают разные. Это может быть игровой домашний компьютер, высокопроизводительный компьютер для вычислительной работы, офисный ПК, бюджетный компьютер начального уровня или мультимедийный центр. Собственно, назначение ПК определяет в первую очередь тип используемого процессора и чипсет, на базе которого построена материнская плата.

При выборе материнской платы необходимо учесть, что и процессоры Intel, и процессоры AMD могут быть с различными разъемами. Так, для процессоров Intel это разъемы LGA 775 и Socket 478. Для процессоров AMD— Socket 939 и Socket 745. Если процессор уже имеется и под него подбирается материнская плата, то вариантов нет— нужна плата, в точности соответствующая разъему процессора. Если же планируется покупка нового компьютера или процессора, то лучше ориентироваться на платы с разъемами LGA 775 (процессоры Intel) или Socket 939 (процессоры AMD).

При выборе материнской платы необходимо также учитывать интерфейс видеокарты. В настоящее время существует два варианта интерфейса видеокарт: PCI ExpressХ16 и AGP8Х. И хотя интерфейс AGP8Х считается уже устаревшим, видеокарты с таким интерфейсом и материнские платы со слотом AGP8Х еще долго будут использоваться. Если видеокарта (и не дешевая) уже имеется, то, конечно же, материнскую плату имеет смысл подбирать под нее. Если же видеокарту также планируется покупать, то логично остановить свой выбор на материнской плате с интерфейсом PCI ExpressХ16 (все новые модели материнских плат выпускаются именно с этим интерфейсом) и в дальнейшем приобретать видеокарту с таким же интерфейсом.

Еще одно важное обстоятельство при выборе материнской платы— это ее соответствие типу оперативной памяти. В настоящее время распространены два типа памяти: DDR и DDR2 (на горизонте уже проявляется DDR3), причем модули памяти разных типов несовместимы друг с другом. Если материнская плата поддерживает процессор AMD, то единственный тип памяти, с которым она будет работать,— это DDR. Если же речь идет о плате под процессор Intel, то возможны варианты. Для процессоров Intel существуют материнские платы, поддерживающие память DDR, память DDR2 или даже оба типа памяти одновременно (разные слоты для установки модулей памяти). Если память тоже предстоит покупать, то разумнее всего в этом случае ориентироваться на память DDR2 и более новую серию (хотя этот вариант дороже) и соответственно приобретать материнскую плату с поддержкой памяти DDR2 (DDR3).

Еще один критерий, который необходимо соблюдать при выборе материнской платы— это соответствие материнской платы типу жестких дисков. В настоящее время существует два типа интерфейсов жестких дисков: SATA (Serial ATA) и PATA (раннее он назывался ATA с интерфейсом IDE). Соответственно на материнской плате могут быть разъемы для подключения и SATA- и PATA-дисков. Если речь идет о новой модели материнской платы, то в ней в обязательном порядке имеются SATA-разъемы (как правило, четыре и более), а вот количество PATA-разъемов может быть минимальным. Если в ПК предполагается устанавливать PATA-диск, а на плате имеется всего один PATA-разъем, то на один шлейф придется подключать и оптический привод, и жесткий диск, что отрицательным образом отразится на производительности жесткого диска. Поэтому необходимо заранее определиться с количеством PATA-интерфейсов на материнской плате либо купить более современный SATA-диск. До сих пор среди пользователей пользуются популярностью и жесткие диски с интерфейсом IDE (один из вариантов РАТА). Данный интерфейс поддерживается практически на всех материнских платах для процессоров Pentium, несмотря на заниженные характеристики передачи информации по локальной шине.

Все что располагается или будет в дальнейшем располагаться на материнской плате, взаимосвязано между собой так называемыми шинами. Различают главную шину – системную (одна); и дополнительные – локальные, принадлежащие разным стандартам для установки различных устройств, таких как звуковая карта, модем и другие.