▷ Apakah papan induk dan bagaimana ia berfungsi

Hari ini kita perlu membincangkan motherboard komputer. Papan induk sudah pasti unsur asas untuk mencipta komputer, seluruh komponen seperti CPU atau RAM akan dipasang di atasnya supaya mesin itu mampu memulakan dan bekerja. Oleh itu, mari lihat secara terperinci bagaimana motherboard dan bagaimana ia berfungsi.

Indeks kandungan

Apakah papan induk?

Papan induk tanpa ragu adalah bahagian paling penting dalam komputer. Inilah yang akan menentukan seni bina apa yang ada dalam pasukan dalaman kami. Setiap motherboard akan direka untuk menempatkan komponen tertentu, atau jenis keluarga komponen tertentu, dan juga akan menyokong kelajuan dan kapasiti tertentu yang komponen-komponen tersebut ada.

Semua atau hampir semua komponen yang merupakan sebahagian daripada komputer akan disambungkan ke papan induk, ia juga akan bertanggungjawab untuk menubuhkan bas komunikasi antara komponen tersebut (CPU, RAM, kad grafik) dan peralatan dipasang di atasnya (tetikus, papan kekunci, skrin dan sebagainya)

Aspek fizikalnya adalah litar elektronik dimensi tertentu di mana satu siri elemen seperti kerepek, kapasitor, penyambung komponen dan talian elektrik dipasang, yang bersama-sama membentuk struktur komputer.

Hampir semuanya mesti mempunyai empat komponen asas yang dipasang:

• Bekalan kuasaProses pensyarahRAM memoriKumpulan unit

Papan induk terdiri daripada format fizikal yang berbeza yang menentukan dimensi fizikal yang akan dimiliki oleh mereka.

Format Papan Induk

Format yang boleh didapati di pasaran adalah seperti berikut:

E-ATX

Ini adalah faktor bentuk terbesar yang kita ada di pasaran. Dimensinya ialah 305 x 330 mm. Papan ini biasanya mempunyai banyak lubang untuk kad pengembangan dan banyak kemungkinan dari segi memasang kad grafik dalam SLI atau Crossfire.

Di samping itu, kami akan mempunyai sehingga 8 slot yang tersedia untuk pemasangan memori RAM

ATX

Papan-papan ini telah berada di pasaran sejak tahun 1995 berkat pelaksanaannya oleh Intel. Mereka juga yang paling biasa kita dapati. Dimensinya adalah 305 x 244 mm walaupun terdapat juga beberapa dimensi yang sedikit berbeza. Sudah tentu, lubang-lubang untuk penempatannya dalam casis mestilah terletak betul-betul di tempat yang diseragamkan.

Jenis motherboard ini digunakan untuk hampir semua jenis sistem, pejabat, permainan, dll. Ini adalah disebabkan oleh perkembangan luasnya. Biasanya kami mempunyai 7 slot pengembangan dan 4 slot untuk pemasangan kenangan RAM.

Mikro ATX

Papan induk dengan format ini mempunyai dimensi 244 x 244 mm, jadi ia agak lebih kecil daripada yang sebelumnya, sekitar 25%. Papan ini, dalam format yang lebih kecil, ditujukan kepada pasukan kerja pejabat, yang tidak memerlukan banyak slot pengembangan dan juga menempati casis yang lebih kecil.

Di antara kemungkinan pengembangannya ia mempunyai maksimum 5 slot pengembangan, walaupun biasa adalah 3 dan ruang memori hingga 4 RAM. Plat jenis ini memerlukan casis yang serasi dengan penetapan mereka kerana kedudukan skru akan berbeza daripada plat ATX.

Mini ITX

Ini adalah format plat terkecil yang tersedia untuk komputer rumah. Ia mempunyai dimensi 170 x 170 mm. Untuk menetapkan ia terdiri daripada empat lubang yang bertepatan dengan yang dipasang untuk plat ATX.

Di papan ini kita boleh mencari slot pengembangan tunggal untuk kad grafik dan dua slot untuk memori RAM

Ada yang lain terbentuk seperti XL-ATX, tetapi mereka biasanya tidak banyak dilihat dalam jarak rendah / pertengahan. Hanya dalam lingkungan PREMIUM

Komponen fizikal dari papan induk

Ini akan menjadi bahagian terluas dalam artikel ini, kerana motherboard mempunyai pelbagai komponen yang bernilai penamaan. Mari kita mulakannya.

Chipset

Chipset atau "chipset" adalah satu set litar bersepadu yang direka untuk menubuhkan komunikasi antara pemproses dan komponen lain yang dipasang pada motherboard. Unsur-unsur ini boleh menjadi memori RAM, cakera keras, slot pengembangan, dan pelabuhan input dan output.

Dengan evolusi teknologi motherboard, cip ini biasanya terdiri daripada cip sentral tunggal. Selain itu, cip ini direka khusus untuk satu set pemproses atau jenama tertentu dan untuk modul memori RAM tertentu. Ini menjadikannya perlu apabila memperoleh papan induk dari pasaran kita terpaksa membeli mod pemproses yang serasi dan RAM untuknya.

Motherboard lama

Chipset ini boleh diintegrasikan dengan dua cip dan juga dikenali sebagai North Bridge atau North Brigde dan South Bridge atau South Bridge. Setiap cip ini bertanggungjawab untuk tugas-tugas tertentu yang akan dilakukan:

North Bridge: Cip ini dipasang terus ke bus pemproses dan mempunyai komunikasi langsung dengannya dan memori RAM. Bas ini juga dikenali sebagai Front Side Bus atau (FSB) dan menentukan dalam kelajuan dan prestasi komputer. Di samping itu, ia juga bertanggungjawab untuk berkomunikasi dengan pelabuhan PCI-Express, kerana ini adalah yang menyokong komponen berkelajuan tinggi seperti motherboard atau unit penyimpan negeri pepejal M.2 dan PCI-E baru.

South Bridge: Cip ini secara langsung disambungkan ke jambatan utara melalui bas Langsung Media atau (DMI). Cip ini bertanggungjawab terhadap komunikasi input dan output peranti dan menghubungkannya dengan jambatan utara. Contohnya, cakera keras SATA, USB, Wire Fire, kad rangkaian, AUDIO, dll.

Motherboard moden

Kini dengan kemunculan pemproses multi-core seperti Intel Core dan AMD FX, chipset ini telah dikurangkan dengan cip tunggal, dengan itu menghilangkan jambatan selatan.

Ini kerana pemproses baru mengintegrasikan pengawal memori di dalamnya, jadi ia secara langsung disambungkan ke bas memori RAM. Katakanlah jambatan FSB disepadukan dalam pemproses dan bas yang bertanggungjawab terhadap peranti lain dipanggil Hub Controller Plataform (PCH), menggantikan bas DMI.

Jenis chipset

Terdapat sebilangan besar model chipset. Dengan setiap evolusi pemproses terdapat juga evolusi cip ini. Seperti dalam semua perkara, terdapat low-end, untuk pengurusan komponen kelajuan rendah atau lebih rendah, jarak pertengahan dan high end yang menawarkan kelajuan maksimum dan sokongan untuk pelbagai kad grafik dan RAM terpantas di pasaran.

Menurut pengeluar pemproses, kita boleh mencari chipset yang direka untuk pemproses AMD, dan chipset yang direka untuk pemproses Intel.

Untuk maklumat lanjut mengenai model chipset menandakan terkini untuk kedua-dua teknologi dan perbandingan mereka, lawati artikel berikut kami:

Socket Microprocessor

Oleh kerana itu tidak boleh dilakukan, pada papan induk adalah di mana mikropemproses mesti dipasang dan untuk ini soket dengan penyambung fizikal diperlukan untuk berkomunikasi dengan papan induk. Terdapat dua jenis soket:

• PGA (Arahan Grid Pid): dalam soket ini terdapat panel dengan lubang untuk memasukkan mikropemproses di dalam, yang akan mempunyai pin kenalan untuk dimasukkan. LGA (Land Grid Array) - Soket ini mempunyai matriks kenalan bersalut emas yang membuat hubungan antara motherboard dan cip pemproses, yang hanya mempunyai permukaan yang rata dengan titik hubungan.

Teknologi sisipan dipanggil ZIF (Zero Insertion Force) dan cip itu tidak sesuai dengan sempurna di soket jika anda perlu menggunakan kekuatan dalam proses tersebut.

Seperti pada pemproses, terdapat banyak jenis soket untuk pemasangan anda. Ini bermakna apabila membeli papan induk senibina tertentu, perlu untuk memperoleh prosesor yang serasi dengannya.

Di samping itu, setiap motherboard direka untuk pengeluar pemproses, jadi kedua-dua soket dan chipset mesti serasi dengan jenama yang berkenaan.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai cara pemproses berfungsi, kami mengesyorkan artikel berikut:

• Apakah pemproses dan bagaimana ia berfungsi?

Slot memori RAM

Penyambung atau bas ini bertanggungjawab untuk menempatkan modul memori RAM yang akan dipasang di dalam peralatan. Secara umum, motherboard mempunyai 4 slot atau motherboard mewah mempunyai 8.

Slot ini biasanya direka untuk bekerja dengan teknologi saluran dua atau bahkan teknologi saluran empat. Seperti dengan pemproses, setiap motherboard akan menyokong ramaan RAM tertentu.

Papan induk pada masa ini mempunyai jenis slot RAM yang berbeza, walaupun semuanya tergolong dalam standard DDR. Kami akan mempunyai: DDR, DDR2, DDR3, dan DDR4

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang cara kerja RAM, kami mencadangkan artikel kami:

• Apakah RAM dan bagaimana ia berfungsi?

VRM

Akronim untuk Modul Pengawal Voltan. Mereka adalah satu set komponen yang mengubah arus elektrik yang mencapai motherboard ke tegangan nilai dan arus yang berbeza supaya ia digunakan oleh komponen lain yang dipasang di atasnya. Komponen ini, walaupun tidak begitu menarik perhatian, adalah penting untuk komponen berfungsi dengan betul dan untuk mengelakkan kerosakan.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai komponen ini lawati artikel kami:

Slot pengembangan

Mereka akan menjadi slot yang mempunyai fungsi memperluaskan perkakasan yang dipasang di peralatan kami. Di dalamnya, anda boleh memasang kad grafik, cakera keras, kad rangkaian, kad bunyi, dan sebagainya.

Slot ini kini dipanggil PCI-Express atau PCI-E dan merupakan pengganti PCI tradisional. Setiap slot pengembangan PCI-E membawa sambungan data 1, 2, 4, 8, 16, atau 32 antara motherboard dan kad yang bersambung. Kami mengodkan bilangan pautan ini sebagai awalan x, sebagai contoh, x1 untuk pautan tunggal atau unit dan x16 untuk kad dengan 16 pautan, yang digunakan untuk kad grafik. Setiap pautan ini memberikan kelajuan 250 MB / s.

Jika kita mempunyai 32 pautan, mereka akan memberikan lebar jalur maksimum, iaitu 8 GB / s pada setiap arah untuk PCIE 1.1. Yang paling biasa digunakan ialah PCI-E x16 yang menyediakan jalur lebar 4GB / s (250MB / sx 16) di setiap arah. Satu pautan adalah kira-kira dua kali secepat pautan PCI biasa. 8 pautan mempunyai bandwidth setanding dengan versi terpantas bas AGP, yang merupakan slot lama untuk kad grafik.

BIOS

BIOS atau Sistem Input-Output Asas adalah memori ROM, EPROM atau Flash-RAM yang mengandungi maklumat tentang konfigurasi motherboard pada tahap terendah.

Di dalam BIOS terdapat juga cip memori yang disebut CMOS, dengan program yang disimpan di dalamnya, ia dapat menginisialisasi semua komponen fizikal lembaga untuk memulakan komputer. Di samping itu, ia bertanggungjawab untuk memeriksa mereka kerana ralat atau ketiadaan peranti, sebagai contoh, kekurangan RAM, CPU atau Hard Drive.

Memori BIOS secara berterusan dikuasakan oleh bateri. Dengan cara ini, apabila mesin dimatikan, data dan parameter yang dikonfigurasikan dalam komputer tidak hilang. Jika dalam apa jua keadaan bateri ini habis atau kami keluarkan, maklumat BIOS diset semula ke nilai lalai, tetapi mereka tidak pernah hilang.

Kad bunyi dan kad rangkaian

Mereka adalah cip yang bertanggungjawab memproses bunyi multimedia peralatan kami dan sambungan rangkaian. Cipnya terletak berhampiran dengan port keluaran papan induk dan kami dapat mengenal pasti ia pada banyak kesempatan oleh RealTek yang tersendiri kerana ia adalah pengeluar banyak peranti ini yang terintegrasi pada motherboard.

Penyambung SATA

Ini adalah standard komunikasi dalam PC hari ini untuk menyambung cakera keras mekanikal dan juga SSD. Di SATA, sebuah bas siri digunakan bukan selari untuk menghantar data. Ia lebih cepat daripada IDE tradisional dan lebih cekap. Di samping itu, ia membolehkan sambungan panas peranti dan mempunyai lebih banyak bas yang lebih kecil dan lebih mudah diurus.

Pada motherboard kita boleh mempunyai sehingga 6 atau 10 pelabuhan ini untuk memasang pemacu keras. Standard semasa ditemui di SATA 3 yang membolehkan pemindahan sehingga 600 MB / s

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai bagaimana cakera keras berfungsi, kami mencadangkan artikel berikut:

• Apakah cakera keras dan bagaimana ia berfungsi?

Penyambung M.2

Hampir semua papan sudah memasang port ini. M.2 adalah standard komunikasi baru yang bertujuan menggantikan sambungan untuk pemacu SATA SSD dalam jangka sederhana dan pendek. Ia menggunakan kedua-dua protokol komunikasi SATA dan NVMe. M.2 adalah semata-mata bertujuan untuk pemasangan unit storan dengan cara ini kita mengelakkan menduduki slot PCI-E. Standard ini tidak mempunyai kelajuan PCI-E tetapi jauh lebih tinggi daripada SATA.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai cara kerja SSD, kami mencadangkan artikel berikut:

• Apakah SSD dan bagaimana ia berfungsi?

Penyambung kuasa

Papan induk mesti menyambung kepada sumber kuasa dan untuk ini ia mempunyai pelbagai jenis penyambung kuasa.

ATX

Ia adalah penyambung tradisional yang memberi kuasa kepada motherboard dalam kebanyakan komponennya. Ia terdiri daripada 24 kabel atau pin dan biasanya terletak di sebelah kanannya, bersebelahan dengan slot RAM.

Kuasa CPU

Selain penyambung ATX2, hampir semua motherboard baru, sekurang-kurangnya ATX, juga mempunyai jenis penyambung yang dimaksudkan secara eksklusif untuk menguasai prosesor. Jenis bekalan elektrik ini membantu meningkatkan bekalan kuasa papan induk, terutamanya dalam kes pemproses yang overclocked yang memerlukan lebih banyak kuasa untuk digunakan.

Kita boleh mencari penyambung CPU 4-pin (lebih tua), satu daripada 8, atau satu daripada 4 + 6 pin. Fungsinya akan sama, dan semuanya berjalan dengan voltan 12V.

Penyambung luaran

Penyambung ini akan terletak di satu sisi papan induk, hampir selalu di sebelah kiri. Anda akan bertanggungjawab untuk menyambungkan persisian yang kami ada dalam persediaan kami, sebagai contoh, pencetak, tikus, papan kekunci, pembesar suara, unit penyimpanan, dan sebagainya. Kita boleh membezakan jenis berikut:

• PS / 2: Terdapat dua pelabuhan jenis ini, sudah hampir tidak digunakan. Mereka mempunyai 6 pin dan bertujuan untuk menyambungkan papan kekunci dan tetikus. Hampir tiada papan kekunci mempunyai penyambung jenis ini, jadi ia dipindahkan dan digantikan dengan USB USB (Universal Serial Bus): ia adalah standard sambungan siri yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Penyambung ini adalah palam dan main, jadi kami boleh menyambungkan peranti panas supaya sistem operasi mengenalinya dengan serta-merta. Sebagai tambahan kepada pertukaran data, ia juga membolehkan penjajaran periferal, menjadikannya sangat mudah dan serba boleh. Terdapat empat versi pelabuhan ini, USB 1.1 dengan kelajuan 12 Mb / s, USB 2.0 dengan 480 Mb / s, USB 3.0 dengan 4.8 Gb / s dan USB 3.1 dengan 10 Gb / s FireWire: Ia adalah standard yang serupa dengan USB, tetapi kebanyakannya digunakan di Amerika. Mereka mempunyai fungsi yang sama seperti USB dan mempunyai 4 versi, yang paling cepat ialah FireWire s3200 dengan HDMI 3.2 Gb / s atau DisplayPort: Port ini akan wujud jika motherboard mempunyai kad grafik bersepadu. Ia adalah standard komunikasi multimedia digital yang membolehkan peranti video definisi tinggi menyambungkan. Kedua-dua isyarat video dan audio bergerak melalui pelabuhan ini, menjadikannya sangat berguna. Pada masa ini mereka telah benar-benar menggantikan port VGA DVI dan VGA: port untuk menyambungkan skrin Ethernet pendahulunya HDMI : port yang dimaksudkan untuk penyambung RJ 45 di internet 3.5 "Jack: Penyambung untuk peranti input atau output audio

Elemen lain

• Port dalaman untuk USB: penyambung boleh didapati di bahagian bawah papan induk untuk mengembangkan port USB peralatan kami. Port USB yang tersedia pada casis biasanya akan disambungkan. Port bunyi dalaman: Seperti dengan USB, papan mempunyai port dalaman untuk menyambungkan mikrofon dan pembesar suara dari port yang disusun dalam casis. Jam: untuk menyegerakkan semua komponen dalaman, satu siri jam yang berfungsi pada frekuensi yang berbeza diperlukan, bergantung pada keperluan setiap komponen. Penyambung kipas: Ini adalah penyambung 12V yang bertujuan untuk memasukkan peminat seperti peminat CPU atau casis. Mereka mempunyai 4 pin. Panel pemula: mereka adalah satu siri penyambung kuasa di mana butang pada casis disambungkan, yang bertanggungjawab untuk memulakan dan menetapkan semula sistem. Pemacu keras dan LED kuasa juga akan disambungkan.

Mengendalikan motherboard

Operasi papan induk agak rumit, kerana bilangan besar elemen dipasang di atasnya dan bilangan bas yang dimaksudkan untuk pertukaran maklumat. Secara skematik kita dapat mewakilinya dengan cara berikut:

Dalam skema ini, kita dapat membezakan unsur-unsur utama yang campur tangan dalam operasi dan pengurusan, dan mengambil proses permulaan komputer sebagai rujukan:

Perkara pertama yang perlu dilakukan oleh motherboard sebelum memuatkan sistem operasi dari cakera keras adalah untuk memulakan komponen. Program yang terletak di BIOS bertanggungjawab untuk memeriksa semua peranti yang disambungkan kepadanya: CPU, RAM dan Hard Disk dengan cara yang asas. Jika mana-mana daripada mereka hilang, pecah atau mengesan anomali lain, motherboard akan memancarkan kod ralat yang diterjemahkan dalam bip bunyi atau juga dengan cara kod dalam panel LED yang terletak di atasnya.

Setelah tahap pengesahan selesai, bas dalaman dimuatkan dengan maklumat dari unit penyimpanan. Di sini jambatan selatan (jika ada) dan jambatan utara campur tangan.

Selepas meminta maklumat daripada cakera keras, dan peranti input / output dan komponen lain, jambatan utara bertanggungjawab untuk menyambungkan pemproses dengan RAM. Ini dilakukan melalui bas depan atau Front Side Bus (FSB). Ini akan terdiri daripada 64 benang atau 64 + 64 dalam hal melaksanakan teknologi saluran dua hala.

Walau bagaimanapun, data sistem operasi yang dimuatkan dalam memori akan dijumpai untuk boot komputer.

Pada masa yang sama, jambatan utara akan menghantar isyarat grafik kepada kad grafik, dipasang pada slot CPI-E x16 yang diuruskan secara langsung olehnya. Atau dalam kes anda, ia akan bersambung dengan kad grafik yang dipasang pada motherboard itu sendiri. Ini dilakukan oleh bas FSB.

Walau bagaimanapun, komputer akan bermula dan pertukaran data untuk pemprosesan akan diuruskan oleh elemen yang disambungkan ke bas dan chipset.

Kesimpulan dan harapan akhir tentang apa yang merupakan motherboard

Jika satu perkara telah menjadi jelas kepada kita adalah semakin sukar untuk menerangkan operasi komponen komputer dengan mudah. Teknologi maju pada kadar yang luar biasa dan unsur-unsur menjadi lebih kompleks dan lebih berfungsi dan kompleks.

Pada kadar yang kita akan pergi, kemungkinan 5 nm penghalang akan dicapai dalam masa yang sangat singkat dan kita akan melihat untuk melihat bahawa syarikat-syarikat besar merancang untuk pergi lebih jauh.

Bagi pihak kami, kami gembira dengan kemajuan ini, semakin cepat, peralatan yang lebih kompleks dan pada harga yang mampan jika kami pergi ke komponen-komponen mid-range yang juga sangat baik.

Kami juga mengesyorkan artikel kami mengenai pemproses kuantum

• Apakah pemproses kuantum dan bagaimana ia berfungsi?

Kami berharap dengan artikel ini anda telah mempelajari lebih lanjut mengenai komponen motherboard dan operasi asasnya. Untuk apa-apa keraguan, penjelasan atau kesilapan, jangan teragak-agak untuk memberitahu kami.