Из чего состоит материнская плата: структура, элементная база?
У многих людей дома, в школе или на работе есть настольный компьютер. Кто-то ведёт на нём бухучёт, кто-то играет в игры, а кто-то даже сам собирает и ремонтирует их. Но хорошо ли вы знаете, из чего состоит компьютер? Взять к примеру скромную материнскую плату – она сидит себе там тихонечко, спокойно выполняет свою работу, и редко удостаивается такого же внимания, как процессор или видеокарта.
Однако значимость материнских плат, напичканных поистине впечатляющими технологиями, переоценить невозможно. Итак, сейчас мы, как студенты-медики, займёмся изучением анатомии материнской платы. Рассмотрим, какие функции выполняют все её части и чем занимается каждый бит!
ATX, microATX и Mini-ITX — три кита массовых систем
За 20 лет платы сильно изменились, но сохраняют все те же размеры
Первоначально, в общем-то, разрабатывался один формат — как раз АТХ без прочих суффиксов-префиксов. Он имел максимальные размеры 305×244 мм и был рассчитан на установку до семи карт расширения. Полноразмерный АТ «тянул» восемь слотов, однако тенденция к уменьшению компьютерных систем и росту интеграции проявлялась уже тогда, так что решено было ограничиться меньшим количеством ради уменьшения размера плат. Одновременно был анонсирован немного уменьшенный Mini-ATX (284×208 мм), особого следа на рынке не оставивший, а чуть позднее — microATX (244×244): квадратный (в максимальном варианте) благодаря уменьшению длины на 6 см. Разумеется, достигнуть этого удалось, только сократив количество слотов до четырех (максимум).
Первые несколько лет microATX выглядел немного вызывающе и популярностью среди пользователей и производителей не пользовался. Причина проста — хотя, как уже было сказано выше, некоторые контроллеры перебрались на системную плату еще во времена АТ, обходиться без плат расширения иногда было сложно. В частности, интегрированные GPU того времени годились только для компьютеров совсем уж начального уровня — в приличной мультимедийной системе всегда стояла хотя бы одна дискретная видеокарта, на что требовался слот расширения (а могло и два, и больше — как минимум, из-за размеров системы охлаждения). Интегрированный звук делал лишь первые робкие шаги — еще один слот. Первые платы редко снабжались интегрированной поддержкой сети — еще одна карта расширения. Значит, изначально нужно три-четыре слота — и это в массовой системе. Если же речь о каком-то «выдающемся» компьютере, то в нем легко могли оказаться ТВ-тюнер, модем, дополнительный дисковый контроллер и т. п., так что в конечном итоге можно было «забить» и все семь слотов АТХ, а четыре миниатюрного варианта — совсем в обрез и без всякого запаса. И не только по общему количеству: начинали-то в конце 90-х с комбинации AGP/PCI/ISA (причем разъем последней шины можно было хотя бы разместить рядом с PCI), а затем начался переход на PCIe. Соответственно, даже если бы четырех слотов хватило. А каких? 🙂 Лучше уж во избежание проблем купить «большую» плату, куда точно все поместится.
Что изменилось с тех пор? Да все! Даже в десктопах уже дискретные видеокарты встречаются не так часто — всего лишь в трети компьютеров: интегрированное видео не подходит только для любителей 3D-игр. Но даже если рассматривать и эту группу, то вот пара слотов и потребуется. Благо активное развитие сетей сделало уже их встроенную поддержку необходимой, заодно «выбросив» с рынка не только модемы, но и ТВ-тюнеры — в интернете набор каналов больше. Звуковые карты тоже используются ныне редко, а многие их любители перешли на внешние решения. Собственно, последние вообще стали немалым подспорьем любителей гибких конфигураций: интерфейсы ускорились, а, поскольку на данный момент большинство компьютеров со «стандартными» картами не совместимо (поскольку объемы продаж ноутбуков давно превысили настольные), и ассортимент такой продукции шире. Но даже если ориентироваться только на карты — на данный момент на рынке осталась ровно одна шина, а именно PCIe (даже в полноразмерных платах все равно уже никаких других слотов зачастую нет), так что вопроса, какие именно слоты будут использоваться, больше не остается.
microATX под 32 процессорных ядра и пару видеокарт
В общем, на данный момент microATX «в штуках» продается уже намного более активно, чем АТХ. Не сдаются лишь решения «для энтузиастов», хотя производители системных плат уже более пяти лет стараются освоить и это направление. Впрочем, при всей своей высокой маржинальности похвастаться высокими объемами продаж оно не может. А вот полноразмерные корпуса АТХ неплохо «держатся», в том числе — и для новых сборок, не говоря уже об имеющемся «на руках» у пользователей оборудовании. Причины озвучены выше: во-первых, большой срок жизни, во-вторых, отличная совместимость «сверху вниз» в рамках линейки. Почему полноразмерные корпуса неплохо продаются и сейчас, даже в расчете на использование с более компактными платами? Так все ж работает! 🙂 При этом, «настоящие» корпуса microATX как правило представляют собой сильно удешевленные и вообще «неинтересные» модели, зачастую неспособные полностью утилизировать возможности плат. Которым компактность давно не помеха из-за миниатюризации компонентов и даже разъемов: к примеру, где раньше помещался один разъем РАТА (с возможностью подключения двух дисковых устройств), ныне можно уже расположить 4-6 разъемов SATA. А если хочется использовать с комфортом много дисков, большой корпус не помешает. Вот большая плата уже не нужна.
Настолько не нужна, что производители давно уже озаботились вопросом: нельзя ли их еще уменьшить? Текстолит стоит недорого, но не бесплатен, да и разводить большое количество слотов (которые нужны все меньше и меньше) тоже процедура небесплатная. Соответственно, производство маленьких плат выгодно. Продажи тоже, поскольку компактность давно стала модным трендом, поэтому на ней можно подзаработать дополнительно. Попытки дальнейшей миниатюризации начались давно, но из всех возможных вариантов на рынке сумел закрепиться пока только Mini-ITX (размерами 170×170 мм) — в отличие от двух остальных основных форматов предложенный не Intel, а VIA. Изначально — для производства компактных систем высокой интеграции; преимущественно даже с впаиваемыми процессорами.
Формат Mini-ITX изначально разрабатывался для подобных систем.
Однако, когда в 2010 году Intel, а затем и AMD интегрировали GPU непосредственно в процессор и отказались от северного моста чипсета, перейдя к двухчиповой конфигурации, оказалось, что таковая в формат Mini-ITX помещается. И не только «all in one»: один слот этими платами поддерживается, так что можно использовать и дискретное видео.
. но сегодня совместим и с мощными многоядерными процессорами
Что стало особенно интересным после появления в ассортименте Intel многоядерных, но низкопотребляющих процессоров семейства Xeon D — фактически это позволяет собирать систему с поддержкой 16, а то и 32 потоков вычисления в очень компактном корпусе. Правда и стоит получаемая в итоге система дорого, но цена вообще на данный момент не является сильной стороной сегмента Mini-ITX: во-первых, как уже было сказано, это модная тема (значит, и денег на ней заработать все производители стараются по-максимуму), во-вторых, есть и технические особенности. К примеру, необходимы компактные (а то и внешние), т. е. более дорогие блоки питания. Платы могли бы стоить дешевле, но производители стараются максимально оснастить их дополнительными контроллерами из-за озвученной выше ориентации на обеспеченных пользователей, готовых платить за компактность. Впрочем, в последнее время ситуация начинает улучшаться, но вряд ли мы сможем «прямо завтра» увидеть платы Mini-ITX дешевле аналогичных актуальных моделей формата microATX. А вот по равным ценам и «послезавтра» — уже возможно.
Размеры форм-факторов материнских плат
Размеры системных плат варьируются в зависимости от предназначения устройства. Существуют платы, размер которых сопоставим с размером игральной карты и существуют платы, длина которых составляет более 40 см, в частности, таков стандарт материнских плат VTX, применяемых в серверах и компьютерах высокого класса с поддержкой массивов жестких дисков. Размер форм-фактора определяет расширяемость системы. Чем больше плата, тем больше может быть размещено на ней слотов для разных устройств. Так, материнские платы MicroATX нередко имеют не более двух разъемов для ОЗУ, что ограничивает апгрейд.
Форм фактор XL-ATX
Для плат с форм фактором XL-ATX, нужно использовать нестандартный корпус. За счет увеличенного размера материнской платы на ней установлено больше разъемов, и количество монтажных отверстий порядком больше.
Игровой ПК
Если Вы впервые собираете игровой ПК, то плата ATX, вероятно, является Вашим лучшим выбором, а MicroATX — вторым. Чем больше пространства Вы получаете с ATX, тем легче Вы можете разместить все различные компоненты на месте.
Несмотря на то, что ATX великолепен, нет причин оставаться в стороне от MicroATX, если Вы новичок и хотите что-то более компактное. Собрать все вместе немного сложнее, но все же выполнимо. Если Вы все-таки решили использовать MicroATX, обратите внимание на размер корпуса. Вам не нужен кейс, который также принимает ATX, если Вы хотите создать что-то меньшее. Кроме того, некоторые корпуса MicroATX немного шире, чем ATX, поэтому внимательно посмотрите на размеры корпуса.
Mini-ITX является самым «тяжелым» из трех в играх, потому что в корпусе очень мало места. Вы можете создать солидный игровой ПК с платой Mini-ITX, но Вы должны тщательно учитывать запас для видеокарты, воздушного потока и охлаждения. В специальном корпусе Mini-ITX не так много места, особенно по сравнению с полным корпусом ATX.
Что такое форм-фактор системной платы
Форм-фактор материнской платы это установленный производителями стандарт, задающий ее габаритные и присоединительные размеры, то есть размеры крепления к корпусу, количество и расположение интерфейсных слотов для подключения оперативной памяти, видеокарты, разного рода карт расширения, портов ввода и вывода и прочих необходимых интерфейсных разъемов.
Как видите, данный параметр напрямую влияет, как на внешний вид в целом, собираемого системного блока, так и на его аппаратную начинку. Если выбрать не правильный форм-фактор материнской платы, то последствия могут быть печальными, приводящими к незапланированному расходу бюджета. Здесь нужно учесть множество факторов: это размер корпуса системного блока, его внутреннее пространство для установки карт расширения, видеокарты, процессора, блока питания, дисковой системы, ну и системы охлаждения.
Если конфигурация проектируется для мощного игрового компьютера, то последнему из перечисленных пунктов требуется уделить особое внимание.
Обзор классификаций материнских плат начнем с наиболее популярных в кругах рядовых пользователей форм-факторов и закончив МП профессионального уровня, предназначенных для специфически задач.
Критерии и варианты выбора
Материнские платы из каталога DNS можно ранжировать следующим образом:
Для неттопа в кастомном корпусе, домашнего файлового сервера, CarPC или мультимедийного ПК начального уровня подойдут материнские платы с распаянными на плате процессорами. В крайнем случае — компактные варианты плат под сокет АМ4, с расчетом на установку процессоров уровня Athlon.
Для домашнего мультимедийного ПК, живущего в гостиной и маскирующегося под видеомагнитофон или музыкальный центр, лучше всего подойдут компактные платы под сокет АМ4, имеющие цифровые интерфейсы для вывода видео и хороший встроенный звук. APU для этих задач гораздо более предпочтительны, нежели комбинация из ЦПУ и дискретной видеокарты: компьютер обходится дешевле, занимает меньше места, ест меньше электричества и меньше греется.
Станет ли ваш ПК офисным инструментом, универсальным домашним помощником, топовой игровой машиной или рабочей станцией за разумные деньги — зависит в первую очередь от выбранного процессора. Но выбирать необходимо из двух вариантов: либо socket AM4, либо LGA 1200. При этом для игровой машины стоит обращать внимание в первую очередь на платы, поддерживающие разгон процессора — возможность прибавить системе прыти будет вовсе не лишней.
Для топовой рабочей станции придется выбирать материнскую плату либо под сокет sTRX4, либо под LGA 2066. Выбор в данном случае будет обусловлен только тем, какая из платформ проявит себя лучше в профессиональных задачах, функционал же и оснащенность самих плат, относящихся к топовому сегменту, находятся на примерно сопоставимом уровне.
Разгон компонентов (Overclocking).
Если планируете разгон процессора, убедитесь что плата его поддерживает. Например, чипсет должен уметь поддерживать корректировку множителей и напряжений ЦП, которые не все чипсеты позволят. Кроме того, материнские платы, которые предлагают улучшенное управление питанием и надежные функции, обеспечивают высокий уровень стабильности.
Наконец, при разгоне растет температура компонента, поэтому задумайтесь над дополнительным охлождением, если планируется серьезное ускорение чипа. Подробнее про охлождение можете прочитать здесь: Какое охлаждение лучше водяное или воздушное?
