Из чего состоит материнская плата

Материнская плата, или motherboard, это печатная плата, являющаяся основой конструкции любого электронного устройства. Ее задача – соединение и обеспечение «общения» других компонентов данной системы.

Визуально материнская плата представляет собой устройство с большим количеством электронных элементов и разъемов. Сегодня мы подробно поговорим о том, какие именно компоненты имеются в виду и что они делают.

Чипсет

Этот компонент – мозг материнской платы. Название происходит от английского «chipset», дословно «набор микросхем». Благодаря данному элементу происходят коммуникации между частями системы: процессором, оперативной памятью, видеокартами, накопителями. 

Конструкция чипсета менялась со временем. В ранних моделях это действительно был набор микросхем. Позже выделялись две основные части:

• северный мост, обеспечивающий коммуникации основных компонентов (главным образом видеокарты и оперативной памяти) с центральным процессором;
• южный мост, отвечающий за подключение периферии и нетребовательных к скорости компонентов (слоты расширения, порты USB, накопители и т. д.).

Сегодня функции северного моста переданы центральному процессору. Первую такую платформу представила Intel: ЦП Core i7 и Core i5 под названием Lynnfield и материнскую плату на базе чипсета P55. AMD начала использовать подобную платформу, начиная с 1-го поколения процессоров Ryzen.

Теперь под чипсетом материнской платы подразумевается именно микросхема южного моста. 

Дополнительные микросхемы 

Кроме чипсета на материнской плате располагаются:

• звуковой кодек, отвечающий за воспроизведение и запись звука. Рядом с ним распаяны звуковые конденсаторы и чип звукового усилителя (на топовых платах);
• чип сетевой карты, выполняющий сетевые функции и отвечающий за встроенный разъем RJ-45;
• мультиконтроллер, ответственный за проверку напряжения и температуры, а также контролирующий компьютерную периферию;
• контроллер VRM, ответственный за управление подсистемой питания;
• микросхемы BIOS, представляющий собой флеш-память с базовой системой ввода-вывода. Могут использоваться один или два чипа (основной и резервный);
• контроллер USB, увеличивающий количество USB-портов за счет использования дополнительных портов;
• контроллер SATA, увеличивающий число доступных SATA-портов;
• свитчи и мосты PCI-Express для гибкого управления периферическими возможностями и увеличения количества скоростных слотов (PCI-E или M2). Они способны разделять линии PCI-E от чипсета или процессора. Например, с их помощью можно разделить линии слота видеокарты x16 на два слота x8;
• батарея CMOS формата 2032. Ее задача – сохранение настроек BIOS, прописанных пользователем, после обесточивания питания. Топовые модели, предназначенные для разгона, имеют также кнопки включения, перезагрузки и сброса настроек BIOS, индикатор пост-кодов.

Подсистема питания

Voltage Regulator Module, или VRM, используется для преобразования напряжения. Блок питания подает напряжение 12,5 и 3,3 В, слишком большое для оперативной памяти, графики и процессора. VRM преобразует его, понижая до нужного показателя.

VRM включает полевые транзисторы, дроссели, драйверы и конденсаторы. Одна такая сборка не способна обеспечить мощность для работы центрального процессора, требуется несколько комплектов, называемых фазами питания. Нагрузка между ними распределяется равномерно, за счет особого контроллера. От количества используемых комплектов и тока каждого из них зависит мощность подсистемы питания процессора.

Ценовая категория материнской платы напрямую зависит от мощности. Бюджетные модели содержат 3-4 процессорных фаз, рассчитанных на ток 35-45 А. У плат средней ценовой категории применяются 6–8 фаз на 50-60 А. У топовых количество фаз достигает 20, а максимальный ток 90–120 А. 

Кроме процессорных фаз VRM имеет фазы питания для оперативной памяти и встроенной графики. Их число обычно составляет 1-2 для каждого компонента.

VRM питается от специального разъема ATX 12V. Чаще всего он восьмиконтактный, на бюджетных платах может использоваться четырехконтактный. Есть и комбинированные варианты. Количество разъемов зависит от назначения и класса материнской платы. Так, на платах для разгона может использоваться до трех восьмиконтактных разъемов.

Кроме ATX 12V к материнской плате подключается разъем ATX из 24 контактов для питания других элементов материнской платы. 

Для охлаждения VRM поверх устанавливается радиатор, на игровых платах дополненный подсветкой и даже собственными вентиляторами.

Процессорный сокет

Процессорный сокет представляет собой разъем для подключения центрального процессора. Он имеет прямоугольную или квадратную форму и имеет наибольшее число контактов среди прочих разъемов материнской платы.

Сокеты для процессоров делятся на две категории:

• LGA. Он состоит из упругих контактов и предназначен для ЦП с плоской контактной поверхностью. Сокеты такого типа давно используются компанией Intel. AMD ранее устанавливала LGA в высокопроизводительном и серверном сегменте, но с 2022 планируется выход платформ с такими сокетами в массовом сегменте. Они рассчитаны на ЦП с архитектурой Zen 4;
• PGA. Такой сокет имеет пластиковый корпус и множество контактных отверстий для процессорных ножек. Он использовался на процессорах Intel до 2004 г., сегодня же внедряется на некоторых моделях AMD Ryzen.

Внутренние разъемы и слоты 

Для каждого устройства, подключаемого к материнской плате, на ней имеется слот или разъем определенного типа.

Длинные продолговатые слоты предназначены для оперативной памяти. Обычно они расположены от процессорного сокета, в вертикальном положении. В домашних компьютерах используются от 2 до 8 слотов. Большее количество встречается только в платах для сервера. 

При выборе материнской платы нужно учесть тип оперативки, на который рассчитаны слоты. Напомним, что современные ОЗУ имеют память DDR4 и DDR5, но можно встретить и старые модели с памятью предыдущего поколения.

Слоты расширения находятся ниже процессорного сокета. Современные платы используют сокеты типа PCI-Express, старые модели – PCI или AGP. Слоты PCI-E различаются по ширине и длине. Например, самый большой слот такого типа – PCI-E x16, используемый в первую очередь для видеокарты. А компактные PCI-E x1 используются для карт расширения, которым не нужна высокая скорость в работе с информацией: звуковые, сетевые, ТВ-тюнеры и т. д. 

SATA-разъемы предназначены для стандартных накопителей формата 2.5 и 3.5 дюйма (HDD и SSD), а также DVD-приводов. Обычно на платах имеются от 4 до 12 штук.

Слоты M2 используются для SSD-накопителей данного формата. Они бывают переключаемыми и поддерживают параллельно два режима: PCI-E и SATA для соответствующих SSD. Количество таких разъемов может достигать 5 штук, в бюджетных они могут отсутствовать вовсе.

Самые старые модели для подключения дисков и оптических приводов могут иметь порты IDE, предшественники SATA. 

В нижней части материнской платы находятся разъемы для подключения передней панели корпуса:

• разъемы для вывода USB 2.0 и 3.0;
• разъемы для передних аудиоджеков;
• кнопки включения и перезагрузки; 
• индикаторы питания и активности накопителей;
• дополнительные разъемы для модуля TPM и COM-порта;
• коннекторы для подключения RGB-подсветки. 

Также на материнской плате расположены разъемы под вентиляторы охлаждения. Их место не фиксировано. В современных платах эти разъемы четырехконтактные и позволяют управлять скоростью вращения вентиляторов. Старые модели могут иметь трехконтактные разъемы без возможности настройки скорости.

Внешние разъемы задней панели

Данные разъемы используются для подключения внешней периферии:

• монитор. Разъемы используются, если он подключается к внутренней видеопамяти. Разные модели плат используют 1–4 разъема, типы: VGA, DVI, HDMI, DisplayPort;
• аудиоджеки 3.5 мм. Они используются для подключения микрофона и других устройств подачи звука на линейный вход. Может использоваться и альтернативный оптический аудиовыход;
• разъем сетевой карты RJ-45. Он применяется для подключения сетевого кабеля от свитча или роутера;
• порты PS/2. К ним подключаются некоторые клавиатуры и «мышки». Этот тип портов устарел, но иногда встречается;
• порты USB. Это могут быть стандартные USB-A или универсальные USB-C. К ним подключается широкий спектр устройств: «мышки», клавиатуры, внешние жесткие диски и т. д.;
• коннекторы для встроенного беспроводного адаптера;
• разъемы Thundebolt и кнопки перезагрузки и сброса CMOS (для топовых плат).

Как выбрать материнскую плату

Материнская плата подбирается согласно потребностям пользователя. Так, для домашнего ПК можно приобрести недорогую плату с минимумом необходимых функций и разъемов. Игровые модели имеют расширенный функционал, в том числе разъем под подсветку.

Подобрать оптимальную плату поможет онлайн-конфигуратор PC-Arena. Этот сервис предназначен для сборки компьютера с нуля и выбора совместимых комплектующих. Для начала работы укажите один из ключевых компонентов, к примеру процессор. Система сама подберет список совместимых деталей, в том числе материнских плат.

Благодаря онлайн-конфигуратору вы соберете ПК для любых задач в кратчайшие сроки. При необходимости вы также можете воспользоваться консультацией специалистов PC-Arena. Оставьте номер, и наши консультанты свяжутся с вами в ближайшее время.