Материнские платы. Обзоры и характеристики

Оглавление

Введение 3

Материнские платы, виды и характеристики. 4

Основные  компоненты 6

Классификация материнских плат по форм-фактору 8

Материнские платы мобильных компьютеров 10

Современные материнские платы 10

Обзор и характеристики некоторых материнских  плат 13

Тест  платы ASUS 13

Обзор материнской платы ASUS Sabertooth 990FX на чипсете AMD 990FX 13

Тест  платы MSI 19

Обзор материнской платы MSI Z77 MPower на чипсете Intel Z77 19

Тест  платы Gigabyte 26

Обзор материнской платы  Gigabyte Z77X-UP4 TH на чипсете Intel Z77 Express 26

Заключение 38

Список  использованной литературы 43

 

 

Введение 

 

Актуальность данной работы заключается в том, что на настоящий  момент существует огромное разнообразие материнских плат. В некоторых ПК элементы, обычно устанавливаемые на системной плате, расположены на отдельных платах расширения, вставленных в разъемы системной платы - слоты расширения. В компьютерах такого типа плата с разъемами называется объединительной платой (backplane), а системные блоки подобной конструкции называются объединительными системными блоками.  
Объединительная плата может быть пассивной и активной и т.д.  Человеку, не имеющему широких познаний в этой сфере, трудно ориентироваться и адекватно оценить каждую из плат по достоинству.

Целью данной работы является подготовка обзора и сравнительных  характеристик материнских плат.

Объектом исследования является многообразие современных материнских  плат.

Предметом исследования –  характеристики современных материнских  плат.

В данной работе автор рассматривает  следующие задачи:

1. Определить типы и состав материнских плат.
2. Рассмотреть фирмы-производители мат. плат  .
3. Сделать обзор технических характеристик.
4. Подвести итого обзоров.

В исследовании были использованы эмпирический и аналитический методы.

Материнские платы, виды и характеристики.

 

Системная плата есть не во всех компьютерах. На пассивной плате устанавливаются  разъемы шины и, возможно, электрические  схемы для обработки буферов  и дисковых накопителей. Все остальные  компоненты располагаются на одной  или нескольких платах расширения, вставляемых в разъемы объединительной  платы. Иногда вся схема размешается  на одной плате расширения, которую  называют системной, или материнской  картой (mothercard). Такая системная карта  является, в сущности, системной  платой, вставляемой в разъем пассивной  объединительной платы. Системы  такого типа редко встречаются из-за дороговизны высокопроизводительных системных карт. Конструкции с  объединительной платой популярны  в промышленности, где их часто  монтируют в стойках. Такой же конструкцией отличаются некоторые  мощные файл-серверы.  
На активной объединительной плате установлен котроллер шины. Обычно на ней содержатся и другие компоненты. В большинстве компьютеров на активной объединительной плате располагаются практически все узлы обычной системной платы, кроме процессорного модуля. Процессорный модуль - это плата, на которой установлены центральный процессор и все связанные с ним узлы, например схема синхронизации, кэш и т. д. Конструкция с процессорным модулем позволяет легко перевести систему на другой процессор, сменив всего одну плату. Фактически речь идет о модульной системной плате с заменяемой секцией процессора. В большинстве современных ПК объединительная плата активна и имеет отдельный процессорный модуль. К сожалению, из-за отсутствия стандарта на способ взаимодействия процессорного модуля с остальными узлами системы каждая фирма выпускает свои платы, которые можно приобрести только у производителя конкретного компьютера. Такое сужение рынка приводит к тому, что эти платы дороже большинства полных системных плат (с процессором) других производителей. Определить модель установленной материнской платы можно с помощью  Desktop Management Interface. В Linux можно использовать утилиту dmidecode, в Windows — SIW или AIDA64. 

Материнская плата (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата; сленг. мама, мать,материнка) — сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера  либо сервера начального уровня (центральный процессор, контроллер оперативной памяти и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Именно материнская плата объединяет и координирует работу таких различных по своей сути и функциональности комплектующих, как процессор, оперативная память, платы расширения и всевозможные накопители.

 

Основные  компоненты

 

Основные компоненты, устанавливаемые  на материнской плате:

1.Центральный  процессор (ЦПУ).

2.Набор системной  логики (чипсет — англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».

3.Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к  системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как HyperTransport и SCI.

Обычно к системному контроллеру  подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит  максимальный объём ОЗУ, а также  пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее  время имеется тенденция встраивания  контроллера ОЗУ непосредственно  в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессоры в AMD K8 и Intel Core i7), что упрощает функции системного контроллера и снижает тепловыделение.

В качестве шины для подключения  графического контроллера на современных  материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие  шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

4.Южный мост (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку исторических низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Как правило, северный и южный  мосты реализуются в виде отдельных  СБИС, однако существуют и одночиповые  решения. Именно набор системной  логики определяет все ключевые особенности  материнской платы и то, какие  устройства могут подключаться к  ней.

5.Оперативная  память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. ОЗУ изготавливается как отдельный блок; также может входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера в виде оперативной памяти.

6.Загрузочное  ПЗУ. Хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

 

Классификация материнских плат по форм-фактору

 

Форм-фактор материнской  платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для  персонального компьютера, места  её крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъёма центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной  памяти, а также тип разъема  для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые  другие стандарты) 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 (периферии, карт расширения) других производителей.

Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные: ATX; microATX; FlexATX; NLX; WTX, CEB.

Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

Существуют материнские  платы, не соответствующие никаким  из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской  платы самостоятельно производить  и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования  стандартных компонентов (так называемый «бренд», например, Apple, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett-Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда  многие производители уже создали  собственные платформы[источник не указан 583 дня]).

Наиболее известными производителями  материнских плат на российском рынке  в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, MSI, Intel, Biostar, Elitegroup, ASRock[источник не указан 583 дня]. В России материнские  платы производит компания «Формоза» (использовались компоненты фирм Lucky Star и Albatron). На Украине — корпорация «Квазар-Микро».

 

Материнские платы мобильных компьютеров

 

Материнские платы портативных  компьютеров (ноутбуков) существенно отличаются от материнских плат настольных компьютеров: в них встроено множество комплектующих (например, видеокарта), которые на обычных персональных компьютерах просто подключаются к ней. Это обеспечивает компактные габариты и низкое энергопотребление ноутбука, но приводит к меньшей надёжности, проблемами с теплоотводом, значительному увеличению стоимости материнских плат, а также отсутствию взаимозаменяемости.

Современные материнские платы

 

ATX (от англ. Advanced Technology Extended) — форм-фактор персональных настольных компьютеров. Является доминирующим стандартом для массово выпускаемых, начиная с 2001 года, компьютерных систем.

Стандарт ATX определяет следующие  характеристики:

• геометрические размеры материнских плат;
• общие требования по положению разъёмов и отверстий на корпусе;
• форму и положение ряда разъёмов (преимущественно питания);
• геометрические размеры блока питания;
• положение блока питания в корпусе;
• электрические характеристики блока питания;

 

MicroATX (µATX, mATX, uATX) — форм-фактор материнской платы 9,6х9,6" (244х244 мм), разработан Intel в 1997 году. Используется как для процессоров архитектуры x86, так и архитектуры x64.

Форм-фактор разрабатывался с учётом полной электрической и  обратной механической совместимости  с форм-фактором ATX. Материнские платы  µATX могут использоваться в корпусах для ATX (но не наоборот). При выпуске  материнских плат часто выпускают  на одном и том же чипсете платы  как формата ATX, так и µATX, при  этом различие обычно состоит в количестве PCI слотов и интегрированной периферии. Весьма часто встречается следующее  различие: платы µATX выпускаются  со встроенной видеокартой, ATX — без (µATX предполагается для офисной  работы и, в основном, не рассчитан  на игровое применение, требующее  мощных видеокарт).

FlexATX — форм-фактор материнской платы, разработан Intel в 1999 году как замена microATX. В настоящее время актуален, но не получил популярности. FlexATX определяет размер материнской платы не более 9.0 x 7.5" (229 x 191 мм), а также размещение на ней не более чем 3-х слотов расширения.

Flex-ATX построен на тех  же базовых элементах, что и  ATX, и micro-ATX, имеет расположение  отверстий для крепежа, соместимое  с microATX, блок разъёмов ввода/вывода  как у ATX и microATX, но сочетает  все компоненты на меньшей  площади. Подобно mini-ITX, Flex-ATX нацелен  на индустриальные компьютеры.

CEB (от англ. Compact Electronics Bay) форм-фактор серверных материнских плат. Габариты: 305мм x 267мм(12" x 10,5"). Стандарт разработан в 2005 году совместно корпорациями Intel, Dell, IBM и Silicon Graphics, Inc. в рамках SSI(Server System Infrastructure) Forum, последняя версия стандарта 1.1, описывается в документе Compact Electronics Bay Specification .

Спецификация CEB предназначена  для определения основного дизайна  форм-фактора серверов и рабочих  станций. Она также предоставляет  дизайн-решения температурного управления и ограничения электромагнитной интерференции. Спецификация определяет следующие свойства:

• Максимальный размер платы и расположение монтажных отверстий;
• Разводку разъёмов питания и сигнальных коннекторов;
• Размеры и расположение панели портов ввода/вывода;
• Требования для монтажа платы/процессора.

 

 

Обзор и характеристики некоторых материнских  плат

Тест  платы ASUS

Обзор материнской платы ASUS Sabertooth 990FX на чипсете AMD 990FX¹

Спецификация ASUS Sabertooth 990FX²

Процессор	Разъем Socket AM3+
Системная логика	Северный мост AMD 990FX  Южный мост AMD SB950  Связь между мостами: Alink Express III (4 Gb/s)  Четыре 240-контактных слота для DDR3 SDRAM DIMM  Максимальный объем памяти 32 Гбайт  Поддерживается память типа DDR3 1066/1333/1600/1866
Возможности расширения	Четыре слота PCI Express x16  Поддержка технологий AMD CrossFireX и NVIDIA SLI  Один 32-битный PCI Bus Master-слот  Один слот PCI Express x1  Двенадцать портов USB 2.0 (восемь встроенных, четыре дополнительных)  Шесть портов USB 3.0 (четыре встроенных, два дополнительных)  Звук High Definition Audio 7.1  Сетевой контроллер Gigabit Ethernet  Шесть каналов SerialATA 6 Gb/s (SB950, c поддержкой RAID)  Четыре канала SerialATA 6 Gb/s (2 х ASMedia ASM1061, c поддержкой RAID)  Один последовательный порт (COM), порт для PS/2 клавиатуры или мыши
Возможности для  разгона	Изменение частоты HTT от 100 до 600 МГц с шагом 1 МГц, изменение  множителей CPU, CPU-NB и HT  Изменение напряжения на процессоре, памяти, СPU-NB, HTT и чипсете  Утилита ASUS TurboV EVO
Extensible Firmware Interface (EFI)	Оболочка ASUS EFI BIOS  64 Мбит Flash ROM  AMI BIOS с поддержкой Enhanced ACPI, DMI, Green, PnP Features  Технология ASUS EZ Flash 2  Технология ASUS CrashFree BIOS 3  Технология ASUS MyLogo 2  Поддержка ASUS USB BIOS Flashback  Поддержка ASUS USB 3.0 Boost  Поддержка ASUS OC Profile  Multi-languages BIOS
Разное	Кнопка MemOK, кнопка FlashBack, кнопка DirectKey  STR (Suspend to RAM)  S/P-DIF Out
Управление  питанием	Пробуждение от модема, мыши, клавиатуры, сети, таймера и USB  Основной 24-контактный разъем питания ATX  Дополнительный 8-контактный разъем питания
Мониторинг	Отслеживание температуры  процессора и дополнительных сенсоров, отслеживание напряжений, скорости вращения всех вентиляторов (6)  Технология ASUS Q-Fan
Размер	Форм-фактор ATX, 305×244 мм (12×9,6 дюйма)