Лекция №16
Тема: «Интерфейсы материнской платы»
Процессорный сокет
Процессорный сокет представляет собой квадрат со множеством разъемов, куда устанавливается процессор. Стандарт этого гнезда бывает разный, так что в определенный тип сокета войдет только совместимый с ним тип процессора. Разумеется, в сокет для Intel нельзя установить процессор AMD, а в устаревший сокет Intel не удастся установить новый процессор Intel: при обновлении линейки процессоров, как правило, меняется и формат сокета. Для новейших процессоров Intel используется сокет стандарта LGA 1155, а для AMD — AM3+.
Слоты памяти. Большие вытянутые порты с замками по бокам – это слоты под оперативную память. Как правило, они имеют несимметричную форму, что предохраняет пользователя от неправильной установки планок. Как и процессорный сокет, слоты рассчитаны на определенный тип памяти, поэтому в технических характеристиках материнской платы всегда указывается максимально допустимый объем памяти и ее тип. Актуальный стандарт памяти сегодняшнего дня – DDR3 SDRAM
PCI Express. Новый высокоскоростной интерфейс PCI-E 3.0 окончательно вытеснил некогда главенствовавший слот AGP для видеокарт и PCI для других плат расширения. Слотов PCI Express на материнской плате может быть несколько: те, что с высокой пропускной способностью, предназначены для установки видеокарт (обычно они выделены цветом или имеют пометку PCI-E х16), а стандартные для других плат расширения.
SATA. Интерфейс SATA, пришедший на смену устаревшему IDE, позволяет подключать к плате жесткие диски, SSD и DVD/Blue-ray-дисководы. Отличительная черта нового интерфейса – поддержка безопасного «горячего» подключения и отключения дисков (для этого в BIOS нужно активировать режим AHCI), т.е. демонтировать их можно, не отключая питания.
Производство материнской платы
Каждый слой печатной платы содержит тысячи проводящих дорожек, связывающих между собой различные микросхемы.
Производственная цепочка создания материнской платы состоит из нескольких звеньев. На плату сначала наносят паяльную пасту, а затем монтируют необходимые элементы (микросхемы, резисторы, конденсаторы, диоды). Все элементы заключены в монтажную ленту, откуда они буквально выстреливаются в свои посадочные места. Крупные и сложные компоненты (в частности, процессорный сокет) устанавливаются в более медленном темпе, например, со скоростью, одна деталь в секунду. После того как все базовые элементы, не требующие сквозной установки, заняли отведенные им места, плату нагревают до 250 градусов. В результате паяльная паста плавится, а установленные элементы надежно припаиваются. Когда плата остывает, специалисты осматривают ее и либо подтверждают безупречность пайки, либо выявляют брак. Далее плата отправляется на линию ручной сборки, где монтируются оставшиеся элементы, требующие аккуратной сквозной пайки. Финальный этап – установка радиаторов на чипы и стабилизаторов напряжения.
Чипсет материнской платы
Чипсетом называют совокупность микросхем, обеспечивающих быстрый обмен данными между центральным процессором, оперативной памятью, графическим ускорителем и периферийными устройствами. Классическая архитектура чипсета включала в себя 2 основных элемента: северный мост и южный мост, но сейчас ситуация изменилась.
Северным мостом принято называть набор микросхем, отвечающих за слаженную работу процессора, видеокарты и оперативной памяти, а также за обмен данными между ними. Вычислительная мощь компьютера по большей части зависит именно от скорости работы этих компонентов в связке.
До недавнего времени северный мост представлял собой микросхему, смонтированную рядом с процессорным сокетом (от чего она и получила свое название, так как находилась в верхней части платы). Из-за большой нагрузки этот элемент сильно грелся, не спасало даже дополнительное охлаждение. Кроме того, по мере роста производительности комплектующих, потребовался иной архитектурный подход, позволяющий минимизировать задержки передачи данных между процессором и компонентами северного моста.
Ответом на это стала интеграция. В большинстве современных материнских плат северного моста как такового нет: теперь все его функции возложены на центральный процессор, что избавило плату от дополнительной микросхемы и уменьшило задержки при передаче данных.
Южный мост, в отличие от северного, до сих пор существует в виде отдельного чипа, физически установленного на материнской плате. Свое название эта микросхема получила из-за того, что расположена южнее северного моста (или процессора со встроенным северным мостом). Южный мост является контроллером ввода-вывода, который связывает периферийные устройства (жесткие диски, клавиатуру, мышь, платы расширения) и БИОС с остальными элементами компьютера.
Поскольку южный мост сильно зависит от множества подключенный устройств (и от их исправности), нередко именно он выходит первым из строя на плате – вследствие перегрузки или из-за сбоя внешней аппаратуры. На многих моделях недорогих материнских плат южный мост не имеет дополнительного охлаждения, отчего может перегреться, зачастую фатально.