Материнская плата

[Eternity]

Матери́нская пла́та (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата; сленг. мама, мать, материнка) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.


Южный мост

Южным мостом называется микросхема, находящаяся на материнской плате, которая осуществляет связь между чипсетом материнской платы и её составляющими. Обычно южный мост подключается к процессору через северный мост, напрямую он не подключается. Южный мост отвечает за старт и за периферию: платы PCI, USB, жесткие диски, звук и сеть.

Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода от англ. I/O Controller Hub (ICH). Это микросхема, которая реализует «медленные» взаимодействия на материнской плате между чипсетом материнской платы и её компонентами. Южный мост обычно не подключён напрямую к центральному процессору (ЦПУ), в отличие от северного моста. Северный мост связывает южный мост с ЦПУ.
Компоненты южного моста
контроллер шины PCI;
контроллер шины ISA (устаревший);
контроллер шины SMBus или I2C;
DMA контроллер;
контроллер прерываний;
PATA (IDE) и SATA контроллеры;
контроллер шины LPC;
часы реального времени (Real Time Clock);
управление питанием (Power management (APM и ACPI);
энергонезависимую память BIOS (CMOS);
звуковой контроллер AC97 (опционально).
Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire и аудио-кодек.
Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода). Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать поддержку шины PCI-X и PCI Express. Хотя поддержка шины ISA используется достаточно редко, она осталась, что интересно, неотъемлемой частью современного южного моста. Шина SM используется для связи с другими устройствами на материнской плате (например, для управления вентиляторами). Контроллер DMA позволяет устройствам на шине ISA или LPC получать прямой доступ к оперативной памяти, обходясь без помощи центрального процессора.
Контроллер прерываний обеспечивает механизм информирования ПО, исполняющегося на ЦПУ о событиях в периферийных устройствах. IDE интерфейс позволяет «увидеть» системе жёсткие диски. Шина LPC обеспечивает передачу данных и управление SIO (это такие устройства, как клавиатура, мышь, параллельный, последовательный порт, инфракрасный порт и флоппи-контроллер) и BIOS ROM (флэш).
APM или ACPI функции позволяют перевести компьютер в «спящий режим» или выключить его.
Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объёму область памяти для хранения системных настроек (настроек BIOS).

[Eternity]

Одной из основных причин повреждения южного моста является перегрев. Он возникает из-за плохого контакта чипа моста с материнской платой, либо из-за короткого замыкания. Замыкания возникают непосредственно в USB разъемах. Причиной замыкания становится некорректные действия при использовании различных USB-устройств. Еще одной распространенной причиной выгорания южного порта является статическое электричество, оно накапливается на «флешке», которая подключается к компьютеру. Оно ударяет прямо в USB-порт, после чего разряд передается на южный мост, что вызывает выгорание.
Южный мост отвечает за периферийные устройства и различные внешние шины. Так, к нему подключены: слоты расширения, порты USB, IDE-контроллер, дополнительные IDE-, SATA-или FireWire-контроллеры. Двухчиповая архитектура является классической, однако не исключены и одночиповые решения. Большинство современных наборов логики представляет собой одночиповое решение, однако архитектуры, с точки зрения техники, это не меняет. В данном случае один чип сочетает в себе возможности и южного, и северного мостов, которые, в свою очередь, связаны между собой.

[Eternity]

Северный мост
(от англ. Northbridge) (системный контроллер), также известен как контроллер-концентратор памяти от англ. Memory Controller Hub (MCH) — один из основных элементов чипсета компьютера, отвечающий за работу с процессором, памятью и видеоадаптером. Северный мост определяет частоту системной шины, возможный тип оперативной памяти (в системах на базе процессоров Intel) (SDRAM, DDR, другие), её максимальный объем и скорость обмена информацией с процессором. Кроме того, от северного моста зависит наличие шины видеоадаптера, её тип и быстродействие. Для компьютерных систем нижнего ценового уровня в северный мост нередко встраивают и графическое ядро. Во многих случаях именно северный мост определяет тип и быстродействие шины расширения системы (PCI, PCI Express, другое).

[Eternity]

Форм-факторы материнских плат:
Форм-фактор АТ
Форм-фактор LPX
Форм-фактор АТX
Форм-фактор Micro-ATX
Форм-фактор NLX
Форм-фактор EATX
Форм-фактор BTX
Форм-фактор mBTX
Форм-фактор mini-ITX
Форм-фактор SSI EEB
Форм-фактор SSI CEB
нестандартный
Форм-фактор определяет габариты, установочные отверстия, разъемы питания материнской платы, а также требования к системе охлаждения. При выборе комплектующих для компьютера необходимо помнить, что корпус компьютера должен поддерживать форм-фактор материнской платы. Возможные форм-факторы материнских плат: ATX, mATX, EATX, BTX, mBTX, mini-ITX, SSI EEB, SSI CEB, нестандартный.
ATX (Advanced Technology eXtended) - один из самых распространенных форматов материнских плат для ПК, идеально подходит для построения домашнего компьютера. Платы ATX имеют размеры 30.5 x 24.4. см и поддерживают семь слотов расширения. Основной разъем для подключения блока питания на материнской плате стандарта ATX может иметь 20 или 24 контакта. Практически все новые модели материнских плат имеют 24-контактный разъем.
mATX (micro ATX) - несколько уменьшенный по размерам стандарт ATX. Подходит для построения офисных компьютеров, когда не требуется много слотов для расширения системы. Платы mATX имеют размеры 24.4 x 24.4 см и поддерживают четыре слота расширения. Основной разъем для подключения блока питания на материнской плате стандарта mATX может иметь 20 или 24 контакта. Практически все новые модели материнских плат имеют 24-контактный разъем. EATX (Extended ATX) материнские платы отличаются от ATX размерами (до 30.5 x 33.0 см), используются в основном для серверов.
BTX (Balanced Technology Extended) - новый стандарт, который приходит на смену ATX. При разработке этого форм-фактора большое внимание уделялось эффективному охлаждению установленных на плате элементов. BTX идеально подходит для построения миниатюрных компьютеров. Материнские платы BTX имеют размеры 26.7 х 32.5 см и поддерживают семь слотов расширения.
mBTX (micro BTX) - уменьшенный вариант BTX. Размеры таких плат составляют 26.7 х 26.4 см. mBTX поддерживают четыре слота расширения.
mini-ITX - форм-фактор для материнских плат, разработанный компанией VIA Technologies. Электрически и механически совместимы с форм-фактором ATX. Материнские платы mini-ITX имеют небольшие габариты (17 х 17 см).
SSI EEB (Server Standards Infrastructure Entry Electronics Bay). Материнские платы этого стандарта обычно служат для построения серверов. Разъемы для подключения блока питания имеют 24+8 контактов. Габариты таких плат составляют 30.5 x 33.0 см.
SSI CEB (SSI Compact Electronics Bay). Материнские платы этого стандарта обычно служат для построения серверов. Разъемы для подключения блока питания имеют 24+8 контактов. Габариты таких плат составляют 30.5 x 25.9 см.
Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.
Форм-фактор 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 других производителей.
Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.
Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.
Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX
Сокет Intel
LGA771 Xeon
LGA775 Pentium 4, Pentium 4 EE, Pentium EE, Celeron D, Pentium D, Core 2 Duo, Core 2 Extreme
S478 Pentium 4, Pentium 4 EE, Celeron, Celeron D
S603 Xeon
S604 Xeon
Сокет AMD
S1207 (Socket F) Opteron
S462 Athlon, Athlon XP, Sempron, Duron
S754 Athlon 64, Sempron
S939 Athlon 64
S940 Opteron
AM2 Athlon 64, Athlon 64 X2, Sempron с поддержкой DDR2 SDRAM
AM2 Phenom