Ý nghĩa bo mạch chủ Cách chọn bo mạch chủ tốt. Cầu Bắc và Nam
bo mạch chủ(Bo mạch hệ thống) là thành phần quan trọng thứ hai trong . Ngoài thuật ngữ “bo mạch chủ”, tên “bo mạch chủ” cũng được sử dụng. Mục đích chính của bo mạch chủ là kết nối tất cả các nút máy tính vào một thiết bị, do đó nhìn chung, đây chỉ là một bộ dây nối giữa các chân của bộ xử lý với các chân của mô-đun bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi. Tất cả các phần tử khác nằm trên nó đều có chức năng phụ, chỉ phục vụ cho việc tách tín hiệu và phối hợp. Tất nhiên, một số khối trên bo mạch hệ thống có thể mang cái tên đáng tự hào là “bộ điều khiển”, nhưng ngay cả trong trường hợp này, mục đích của nó là thực hiện các chức năng phụ trợ.
Về mặt cấu trúc, bo mạch chủ PC được chế tạo dưới dạng textolite nhiều lớp bảng mạch in.Số lớp có thể lên tới 12, nhưng thường sử dụng 8 lớp (không bao gồm sơn và vecni). Giữa mỗi lớp có các dây dẫn in làm bằng lá kim loại (có thể sử dụng phương pháp lắng đọng hoặc phún xạ), kết nối các chân tiếp xúc của vi mạch, điện trở, tụ điện và đầu nối với nhau. Dưới đây là mặt cắt ngang của bo mạch chủ sản xuất Công ty gigabyte, đề xuất tăng độ dày của các lớp đồng để cung cấp năng lượng và nối đất lên 70 micron.
Theo quy định, độ dày của dây dẫn chỉ bằng một nửa, do đó, việc tăng độ dày của thanh cái đồng sẽ cải thiện khả năng làm mát của các thành phần bo mạch hệ thống, nhưng nảy sinh rất nhiều khó khăn về công nghệ. Vì các bộ xử lý hiện đại hoạt động với các thiết bị bên ngoài ở tần số vài trăm megahertz nên chiều dài và vị trí dây dẫn in hiện được tính toán theo các nguyên tắc tương tự như đối với các thiết bị vi sóng, khi mỗi cm dây dẫn tăng thêm đều đóng một vai trò rất lớn.
Giữa bộ xử lý, mô-đun RAM và các thiết bị bên ngoài có một chipset - một bộ vi mạch thực hiện các chức năng dịch vụ để phân phối tín hiệu giữa tất cả các khối. Khi cấp điện áp vào, chipset sẽ tạo ra một chuỗi lệnh cụ thể để kích hoạt bộ xử lý. Đến lượt bộ xử lý, chương trình BIOS kiểm tra và kích hoạt các thiết bị khác được cài đặt và kết nối với bo mạch hệ thống. Nếu máy tính khởi động thành công thì các chip chipset sẽ kết nối bộ xử lý, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi thành một tổng thể duy nhất - thiết bị tin học, sẵn sàng thực hiện lệnh của người dùng hoặc theo một cách nhất định phản ứng với sự xuất hiện của tín hiệu trong các đường giao diện. Luồng thông tin từ bộ xử lý tới RAM và ngược lại đi qua các thiết bị điện tử của chipset. Ngay cả khi chipset chỉ có các mạch đệm thì than ôi, chúng cũng tạo ra một độ trễ thời gian nhỏ, ngay cả khi lý tưởng nhất là trong một chu kỳ xung nhịp. xe buýt hệ thống. Đối với các hệ thống máy tính hiện đại, độ trễ như vậy đã là rất nhiều, vì vậy đầu tiên Tập đoàn AMD và sau đó là Intel đã chuyển bộ điều khiển bộ nhớ sang chip. Với nguyên tắc thiết kế này, bộ xử lý hoạt động trực tiếp với bộ nhớ và loại bỏ các liên kết không cần thiết, giúp tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống. Có những lựa chọn khác để xây dựng bo mạch chủ, tùy thuộc vào kiến trúc bộ xử lý. Ví dụ, gần đây việc chuyển giao diện (cho PCI-E) từ chipset sang các mạch nằm trên chip xử lý đã trở nên phổ biến, giúp tăng tốc độ hoạt động. hệ thống con đồ họa. Đặc biệt, được phép gắn tất cả các bộ điều khiển thiết bị bên ngoài vào chip xử lý; lưu ý rằng kể từ đó, sơ đồ tương tự đã được sử dụng; bộ xử lý Intel 80186, nhưng trong máy tính để bàn không bén rễ.
Yếu tố hình thức ATX
Thật kỳ lạ, điều thường xuyên nhất ở máy tính cá nhân PC là yếu tố hình thức (kích thước tổng thể và cách sắp xếp các thành phần), điều này dường như làm cho các mẫu máy tính mới và cũ giống nhau. Do tất cả các nhà phát triển bo mạch chủ và thiết bị ngoại vi đều tuân thủ các quy tắc giống nhau về gắn bo mạch và vị trí của các bộ phận trong thùng máy, người dùng có thể nâng cấp máy tính của mình một cách độc lập bằng cách cài đặt các thiết bị ngoại vi cần thiết, thay đổi bộ xử lý cũ sang cái mới, v.v. Có hai tiêu chuẩn chính cho bo mạch chủ - AT và ATX. Đầu tiên là hệ số dạng AT - đây là bo mạch dành cho máy tính có bộ xử lý lỗi thời. Thứ hai, hệ số dạng ATX, là tiêu chuẩn phù hợp với việc phát triển các máy tính mới. Sự khác biệt giữa hai tiêu chuẩn này là ở vị trí của bộ xử lý và các đầu nối giao diện, đòi hỏi phải sử dụng các vỏ khác nhau. Nhưng mọi thứ khác - gắn bo mạch chủ vào vỏ, vị trí của các khe cắm, v.v. - bằng cách này hay cách khác đều giống nhau. Ví dụ: như một tùy chọn chuyển tiếp giữa AT và ATX, các bo mạch chủ đã được sản xuất có thể được lắp đặt trong hộp có nguồn điện AT hoặc trong hộp ATX.
Dưới đây là vị trí các thành phần chính của máy tính cá nhân theo thông số kỹ thuật ATX, bao gồm cả phiên bản 2.2. Đặc biệt, một trong những điểm khác biệt chính trong phiên bản thông số ATX này là nó nằm bên ngoài đường viền của bo mạch chủ, điều này hóa ra lại cần thiết do kích thước khổng lồ của hệ thống làm mát. bộ xử lý hiện đại. Lưu ý rằng các phiên bản trước của thông số kỹ thuật cho phép lắp nguồn điện phía trên bộ xử lý, nhưng điều này dẫn đến những vấn đề lớn về việc làm mát bộ xử lý.
Tình hình có phần phức tạp hơn với các máy tính cỡ nhỏ và độc quyền sử dụng bo mạch chủ có kích thước khác với kích thước tiêu chuẩn (các hệ số dạng khác được sử dụng, được phát triển dựa trên hệ số dạng ATX). Để giảm kích thước, nhiều kỹ thuật khác nhau được sử dụng, chẳng hạn như giảm số lượng khe cắm cho các thiết bị ngoại vi, sử dụng nhiều bộ điều hợp khác nhau để có thể định vị các bo mạch ngoại vi không theo chiều dọc mà theo chiều ngang, song song với mặt phẳng của bo mạch chủ. Đối với những bo mạch chủ và thùng máy như vậy luôn có vấn đề về nâng cấp, thường dẫn đến việc mua dễ dàng hơn máy tính mới, thay vì tìm kiếm các phần tử phù hợp cho cái cũ. Dưới đây là kích thước tối đa của bo mạch chủ máy tính cá nhân, phổ biến nhất ở Nga.
Yếu tố hình thức VTX
Tập đoàn Intel đã công bố thông số kỹ thuật BTX (Công nghệ cân bằng mở rộng) vào năm 2004, đây là sự phát triển của tiêu chuẩn ATX dành cho các bộ xử lý hiệu suất cao mới. Mục đích chính của thông số kỹ thuật là cải thiện khả năng làm mát và tăng độ bền cơ học của bo mạch chủ; như được xác định bởi đặc tả BTX. Ngoài ra, thông số kỹ thuật còn tiêu chuẩn hóa các phương pháp kết nối giao diện đầu vào/đầu ra với bo mạch hệ thống và thiết kế vỏ máy. Vì sự xuất hiện của các máy tính được sản xuất theo thông số kỹ thuật BTX đồng nghĩa với việc phát triển và tung ra các bo mạch chủ mới, thậm chí sau 5 năm, mọi thứ vẫn chưa đạt được bất kỳ bản phát hành công nghiệp đáng kể nào. Ở đây có thể lưu ý rằng việc thiết kế lại bo mạch chủ PC là một công việc tốn rất nhiều công sức của các nhà phát triển và kỹ sư, cộng với rất nhiều công việc thử nghiệm sản phẩm, sửa lỗi và sự cố. Đúng vậy, ngày nay, khi các nhà phát triển bộ xử lý cuối cùng quan tâm đến vấn đề giảm sinh nhiệt, việc giới thiệu hệ số dạng VTX hóa ra không còn phù hợp như cần thiết đối với các phiên bản bộ xử lý mới nhất Intel Pentium 4 Prescott và cho nhiều bộ xử lý Intel và AMD lõi tứ. 
ổ cắm
Trong thập kỷ qua, rất nhiều bộ xử lý đã được phát hành, được thiết kế để sử dụng trong những máy tính cá nhân MÁY TÍNH. Một số loại bộ xử lý hóa ra thành công đến mức chúng được sản xuất cho nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như để cài đặt trong máy tính xách tay và các thiết bị công nghiệp. Khi loại bộ xử lý hoặc mục đích của nó thay đổi, tinh thể silicon với hàng triệu bóng bán dẫn được gắn vào một vỏ mới, có kích thước và phương pháp gắn vào bo mạch chủ khác nhau. Thật không may, con đường chính của vi điện tử hiện đại lại đi theo hướng tăng số lượng tiếp điểm mà vỏ bộ xử lý được cung cấp. Đương nhiên, khi số lượng chân thay đổi, thiết kế của ổ cắm bộ xử lý được lắp trên bo mạch chủ cũng thay đổi. Nếu tổ tiên bộ xử lý hiện tại chỉ có 16 điểm tiếp xúc và được lắp vào một đầu nối rất đơn giản - một chiếc "nôi", khi đó các mẫu bộ xử lý hiện đại đã vượt qua ngưỡng một nghìn điểm tiếp xúc. Đầu nối để cài đặt bộ xử lý hiện đại được gọi là ổ cắm. Nó còn được gọi là đầu nối để lắp đặt vi mạch với lực bằng 0 (Lực chèn ZIF-Zero) và các số trong điểm đánh dấu, bắt đầu từ kiểu Ổ cắm 370, cho biết số lượng tiếp điểm. Trong quá khứ gần đây, ổ cắm phổ biến nhất để cài đặt bộ xử lý là Ổ cắm 7, dành cho bộ xử lý Pentium và Ổ cắm 370, nơi cài đặt bộ xử lý Pentium III. Có thể lưu ý rằng được phép cài đặt cả bộ xử lý Intel và bộ xử lý AMD trong Ổ cắm 7. Trong một thời gian, các bộ xử lý được sản xuất được gắn trên các bảng mạch in, được thiết kế để lắp vào các khe đặc biệt, gợi nhớ đến các khe dành cho mô-đun bộ nhớ. Đối với bộ xử lý Intel, ổ cắm này được gọi là Khe cắm 1 và đối với AMD - Khe cắm A. Các mẫu bộ xử lý Pentium 4 đầu tiên được thiết kế để cài đặt trong Ổ cắm 423. Sau đó, Ổ cắm 478 (mPGA478) được sử dụng cho bộ xử lý Pentium 4.
Bộ xử lý Lõi Intel 2 và phiên bản mới nhất Pentium 4 có sẵn các chân phẳng (“pinless”) và được lắp vào đầu nối Ổ cắm LGA 775.
Bộ xử lý Intel Core i7 mới, ra mắt cuối năm 2008, sử dụng cùng thiết kế chân cắm và chân cắm bộ xử lý, chỉ có điều số lượng chân cắm là tăng lên đáng kể và tên socket là LGA 1366. Năm 2009, socket LGA 1156 được đề xuất cho Intel Core bộ xử lý i5
Bộ xử lý Athlon được cài đặt trong Ổ cắm 462, còn được gọi là Ổ cắm A. Ổ cắm 940 (và Ổ cắm 939 hiện đại hóa của nó) được phát triển cho bộ xử lý Opteron và Athlon 64, và bộ xử lý Athlon 64 đầu tiên được sản xuất cho Ổ cắm 754 (sản xuất bộ xử lý cho ổ cắm này vẫn tiếp tục cho đến ngày nay). socket 940 và AM2, để làm rõ socket được gắn trên bo mạch chủ, tốt hơn hết bạn nên nhìn vào dòng chữ trên thân nhựa của socket.
Bất kỳ người dùng máy tính nào sớm hay muộn đều nghe thấy cái tên lạ lùng này - bo mạch chủ, chúng ta hãy thử tìm hiểu xem nó là gì. Đây là phần lớn nhất bên trong đơn vị hệ thống. Nó có nhiều tên, trong đó phổ biến nhất là: bo mạch chủ, mẹ, mẹ, bo mạch chủ, MB. Như đã rõ ràng từ những cái tên, đó là chi tiết chính, trái tim của hệ thống, mặc dù nó có thể được so sánh với hệ thống thần kinh của con người. Tất cả các thành phần máy tính khác được cài đặt trên đó hoặc kết nối với các đầu nối của nó. Bo mạch chủ đảm bảo sự tương tác của tất cả các thành phần, như hệ thống thống nhất, quản lý công việc chung của họ.
Thật vậy, có một ổ cứng chứa dữ liệu, nhưng nó được bộ xử lý xử lý và để làm được điều này, nó phải nằm trong RAM. Để người dùng máy tính có thể nhìn thấy kết quả của bộ xử lý, card màn hình phải hiển thị chúng trên màn hình, ngược lại, dữ liệu từ bàn phím và chuột phải vào bộ xử lý. Cuối cùng, kết quả làm việc phải được lưu lại vào ổ cứng máy tính. Bo mạch chủ máy tính điều phối công việc này. Sơ đồ này trông như thế này ở dạng đơn giản nhất.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn bo mạch chủ máy tính là gì. Về mặt vật lý, bo mạch chủ là một bảng mạch in phức tạp có nhiều chip. Vì tất cả các thiết bị khác đều được kết nối với nó nên đây là một yếu tố hạn chế khi lựa chọn các thành phần khác, hoặc nếu bạn đã có sẵn một số thành phần hệ thống, bạn sẽ phải chọn bo mạch chủ cho chúng. Hãy lấy một ví dụ đơn giản, bạn có một chiếc máy tính cũ muốn nâng cấp. Ví dụ: cài đặt một card màn hình mới mạnh mẽ. Tuy nhiên, hóa ra bo mạch chủ sử dụng bus AGP đã lỗi thời. Card màn hình mới với giao diện AGP, bạn sẽ gặp khó khăn khi tìm kiếm, đồng thời nó sẽ khá yếu và đắt hơn giao diện tương tự có bus PCI-E. Một số độc giả có thể phản đối rằng việc vứt những thứ cũ như vậy và mua một cái mới sẽ dễ dàng hơn máy tính bình thường và có lẽ họ sẽ đúng. Sau đó hãy xem xét một tình huống khác. Bạn có một máy tính với bộ xử lý Intel Core 2 Quad Q8400 và bạn quyết định thay thế bằng bộ xử lý mạnh hơn lõi mạnh mẽ i7. Nhưng đó không phải là vấn đề, bạn không thể cài đặt nó vào máy tính của mình. bo mạch chủ, vì nó sử dụng ổ cắm bộ xử lý khác. Bạn cũng sẽ phải mua một người mẹ mới, đồng thời ký ức mới DDR3. Phát triển nhanh chóng công nghệ làm tổn hại đến túi tiền của bạn khi cố gắng nâng cấp thiết bị cũ. Điều này phải được tính đến khi lựa chọn các thành phần mới để giảm chi phí hiện đại hóa hơn nữa.
Làm thế nào để tìm ra bo mạch chủ trong máy tính của bạn là gì.
Có một số cách để xác định kiểu bo mạch chủ được sử dụng trong máy tính. Xem tài liệu dành cho máy tính của bạn, tìm tên model được ghi trên bo mạch chủ hoặc sử dụng một trong các chương trình hiển thị phần cứng được sử dụng trong hệ thống. Chúng tôi khuyên bạn nên chú ý đến chương trình CPU-Z. Chúng tôi khởi chạy nó và trên tab bo mạch chính, chúng tôi xem bo mạch chủ và chipset nào được sử dụng trong máy tính.
Chúng ta hãy xem xét các đặc điểm chính của bo mạch chủ ảnh hưởng đến đặc tính tiêu dùng của nó.
Các yếu tố sau được đánh dấu trong hình:
- 1 - chân để kết nối các thiết bị ngoại vi
- 2 - khe cắm bộ xử lý trung tâm
- 3 - tản nhiệt cầu bắc
- 4 - Khe cắm PCI Express x16
- 5 - khe cắm PCI tiêu chuẩn
- 6 - Pin BIOS
- 7 — Đầu nối cổng SATA
- 8 - tản nhiệt cầu nam
- 9 - khe cắm để kết nối FDD
- 10 - khe cắm cho IDE
- 11 - đầu nối để kết nối nguồn với bo mạch chủ
- 12 - Khe cắm RAM
Chipset hoặc bộ logic hệ thống - thực hiện trao đổi dữ liệu giữa bộ xử lý trung tâm và RAM, cũng như bộ điều khiển thiết bị ngoại vi. Thông thường nó bao gồm hai khối chức năng lớn “cầu phía bắc” và “cầu phía nam”. Tất cả các đặc điểm chính của bo mạch chủ đều phụ thuộc vào chipset. Tốc độ và sự ổn định của sự tương tác giữa các thành phần hệ thống, số lượng và thiết bị nào có thể được kết nối với nó cũng như khả năng ép xung hệ thống, đặc biệt là, phụ thuộc vào chipset.
Các bộ phận làm nóng tích cực phải được làm mát. Có hai lựa chọn: làm mát chủ động và thụ động. Hoạt động hiệu quả hơn vì sử dụng luồng không khí từ quạt hoặc hệ thống làm mát bằng nước, nhưng nó kém tin cậy và ồn ào hơn. Thụ động đơn giản là một bộ tản nhiệt giúp tản nhiệt một cách tự nhiên. Sẽ không bao giờ vỡ, im lặng, nhưng chỉ thích hợp cho các bộ phận có nhiệt độ thấp. Tại sao chúng tôi lại kể tất cả những điều này? Chipset yêu cầu làm mát, độ ồn và khả năng ép xung của hệ thống sẽ phụ thuộc vào cách nó được thực hiện trên bo mạch chủ. Mọi thứ đều rõ ràng với tiếng ồn, nhưng việc làm mát thụ động có thể hạn chế phần nào khả năng ép xung.
Ổ cắm hoặc ổ cắm của bộ xử lý trung tâm (CPU) được sử dụng để cài đặt bộ xử lý trên bo mạch chủ. cung cấp dễ dàng cài đặt và thay thế bộ xử lý nếu cần thiết. Nó có số điều kiện riêng để xác định dòng bộ xử lý trung tâm nào có thể được cài đặt trong đó. Ví dụ: Ổ cắm B2 (LGA1356) dành cho dòng bộ xử lý Intel Sandy Bridge và không thể cài đặt bộ xử lý nào khác trong đó. Điều này phải được tính đến nếu bạn lắp ráp máy tính từ các bộ phận riêng biệt và khi nâng cấp hệ thống, bởi vì Mỗi thế hệ bộ xử lý tiếp theo đều có ổ cắm riêng không tương thích với các thế hệ trước.
Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để tìm ra ổ cắm nào trên máy tính. Có khá nhiều cách, chúng tôi sẽ liệt kê một số trong số đó. Hãy xem tài liệu dành cho máy tính của bạn. Nhìn vào mẫu bo mạch chủ được in trên đó và xem tài liệu trên trang web của nhà sản xuất bo mạch chủ. Sử dụng một trong các chương trình chẩn đoán máy tính, chẳng hạn như chương trình CPU-Z miễn phí. Chúng ta chỉ cần chạy chương trình và nhận được rất nhiều thông tin hữu ích về hệ thống.
Số lượng khe cắm RAM, loại và dung lượng bộ nhớ được bo mạch chủ hỗ trợ. Ngày nay các loại bộ nhớ phổ biến nhất là DDR2 và DDR3. Bạn có thể tìm thấy loại bộ nhớ và dung lượng tối đa của bộ nhớ được hỗ trợ trong thông số kỹ thuật của bo mạch chủ. Hiện nay, một máy tính trung bình có khoảng 2-4 GB bộ nhớ được cài đặt và Windows 32-bit sẽ chỉ thấy khoảng 3,2 GB (tùy thuộc vào phần cứng cụ thể).
Các khe cắm cho bus PCI Express (PCI-E) hiệu suất cao được sử dụng để lắp đặt card màn hình. Việc triển khai khe cụ thể có thể có băng thông khác nhau, hãy xem thông số kỹ thuật của bo mạch để biết chi tiết. Bo mạch chủ có thể có một số khe cắm để cài đặt card màn hình nhằm tạo ra hệ thống đồ họa máy tính hiệu năng cao. Bảng càng có nhiều khe cắm và tốc độ của chúng càng cao (nhiều dòng), nó càng cung cấp nhiều tùy chọn linh hoạt hơn. Hỗ trợ trao đổi thẻ nóng.
Khe cắm cho bus PCI hiệu suất thấp. Giao diện này đã mất đi nhiều vị thế so với bus PCI-E, nhưng vẫn có thể hữu ích cho việc kết nối một bus cũ. thiết bị ngoại vi. Nhu cầu về các khe cắm như vậy hoàn toàn mang tính cá nhân.
Đầu nối SATA được sử dụng để kết nối các thiết bị lưu trữ ( ổ cứng và ổ đĩa quang). Giao diện SATA là một sự phát triển giao diện IDE trước đây được sử dụng cho các thiết bị lưu trữ. Tốc độ hoạt động phụ thuộc vào phiên bản SATA, ví dụ: thông số kỹ thuật Phiên bản 3.0 cung cấp thông lượng lên tới 6 Gbit/s. Hỗ trợ phần cứng có thể thay thế nóng. Càng có nhiều đầu nối trên bo mạch chủ thì bạn càng có thể kết nối được nhiều thiết bị hơn.
IDE là một giao diện lỗi thời để kết nối các ổ đĩa. Sau khi xuất hiện giao diện SATA, nó được đổi tên thành PATA (Parallel ATA). Không tương thích với SATA. Hai thiết bị có thể được kết nối với một vòng lặp. Một người được gọi là chủ nhân, người kia được gọi là nô lệ. Các thiết bị yêu cầu cấu hình bằng cách sử dụng các nút nhảy trên vỏ. Nó vẫn được tìm thấy trong bo mạch chủ để đảm bảo khả năng tương thích ngược. Có adapter để kết nối thiết bị IDE sang cổng SATA và ngược lại. Có thể hữu ích khi kết nối thiết bị cũ với máy tính mới hoặc nâng cấp máy cũ.
Đầu nối USB (Universal Serial Bus) được sử dụng cho kết nối nhanh thiết bị tốc độ thấp và trung bình. Nó được sử dụng rộng rãi để kết nối máy in, máy quét, ổ đĩa flash, đầu đọc thẻ, máy ảnh, điện thoại và nhiều thiết bị ngoại vi khác. Nó có một số phiên bản khác nhau về hiệu suất giao diện và tương thích ngược. USB 2.0 phổ biến nhất đang dần được thay thế bằng USB 3.0. Càng có nhiều cổng USB trên bo mạch chủ thì càng tốt. Điều mong muốn là có ít nhất một số cổng USB 3.0. Điều quan trọng cần nhớ là có một số triển khai vật lýđầu nối. Khi mua dây để kết nối bất kỳ thiết bị nào, bạn cần nhớ điều này.
Chip ROM (BIOS) chứa một bộ vi chương trình cần thiết cho quá trình khởi tạo thiết bị ban đầu và khởi động tiếp theo hệ điều hành. Việc triển khai hiện đại thường cho phép bạn cập nhật BIOS từ phương tiện bên ngoài. Thông thường, nó chứa nhiều cài đặt để định cấu hình thiết bị, bật/tắt thiết bị, đặt thứ tự tải hệ điều hành từ phương tiện và thực hiện một số chức năng khác. Khả năng ép xung hệ thống phần lớn được xác định bởi các cài đặt do BIOS cung cấp cho việc này. Do sự liên tục Chức năng BIOS hiệu suất của nó là rất quan trọng đối với hệ thống. Cài đặt sai hoặc hư hỏng sẽ khiến hệ thống không khởi động được nên nhiều nhà sản xuất bo mạch chủ cung cấp hệ thống khẩn cấp các biện pháp bảo vệ như chip BIOS dự phòng. Nếu máy tính không khởi động được do BIOS không hoạt động, bạn có thể tháo pin CR2032 được lắp trên bo mạch chủ của máy tính ra trong vài phút. Để vào được bên trong trình đơn BIOS bạn phải nhấn một phím hoặc tổ hợp phím cụ thể khi kiểm tra chức năng của hệ thống ngay sau khi bật máy tính. Các tùy chọn phổ biến nhất là F2, F10, Del, Ecs. Khóa chính xác có thể được tìm thấy trong tài liệu dành cho bo mạch chủ.
Điểm cuối cùng mà chúng tôi muốn xem xét là yếu tố hình thức của bo mạch chủ. Nó xác định kích thước tổng thể, vị trí của các lỗ lắp, loại đầu nối nguồn, vị trí của các giao diện và một số thứ khác. Trong số các yếu tố hình thức phổ biến nhất hiện nay là:
Vỏ thiết bị hệ thống phải được thiết kế để chứa bo mạch có kiểu dáng này. Bạn có thể lắp các bo mạch nhỏ hơn khác vào hộp ATX, nhưng bạn không thể lắp bo mạch chủ ATX vào hộp MicroATX. Cũng cần lưu ý rằng do cách bố trí dày đặc của các bo mạch như MicroATX, MiniATX, Mini-ITX, Nano-ITX và các kích thước giảm khác nên một số thành phần sẽ không thể lắp đặt được, bởi vì về mặt thể chất họ sẽ thiếu không gian. Ví dụ: một card màn hình lớn mạnh mẽ hoặc một Bộ làm mát CPU sẽ chạy vào RAM hoặc tụ điện.
Đó là tất cả những gì chúng tôi muốn nói với bạn về bo mạch chủ máy tính. Tất nhiên, đây là một mô tả khá hời hợt, nhưng nó khá đủ để một người mới sử dụng máy tính hình dung bo mạch chủ máy tính là gì.
Các thành phần chính và quan trọng nhất của máy tính cá nhân, hay nói chính xác hơn là đơn vị hệ thống: card màn hình, bộ xử lý trung tâm, mô-đun RAM và một số lượng lớn vi mạch được đặt trên bo mạch hệ thống và tên phổ biến hơn của nó là bo mạch chủ.
Đến gần câu hỏi bo mạch chủ là gì, bạn có thể trả lời thế này - đây là bo mạch chủ máy tính chính, có các đầu nối để cài đặt phí bổ sung mở rộng và đóng vai trò là cơ sở cơ học của toàn bộ mạch điện tử của máy tính. Nhờ bo mạch chủ, sự tương tác hoàn chỉnh của các thành phần được đảm bảo hệ thống máy tính.
Bo mạch chủ có thể cần thiết để làm gì?
Đơn giản là không thể đánh giá thấp tầm quan trọng của bo mạch chủ; tất cả các thành phần của bộ phận hệ thống máy tính tương tác với nhau nhờ bo mạch chủ, do đó dữ liệu từ ổ cứng không thể được xử lý trong bộ xử lý trước khi đưa vào RAM, nhưng bộ điều hợp đồ họa sẽ không có gì để nhận từ hệ thống máy tính và sau đó được chuyển sang màn hình. Các thiết bị đầu vào phổ biến nhất, chẳng hạn như chuột và bàn phím, cũng trao đổi thông tin thông qua các đầu nối trên bo mạch chủ.
Một ví dụ điển hình là các đầu nối IDE vốn đã lỗi thời và tất cả các phiên bản của SATA, vì ổ đĩa quang, ổ cứng hoặc ổ cứng thể rắn được kết nối với chúng bằng cáp đặc biệt và sau đó chúng tham gia trao đổi thông tin với bộ xử lý, sau đó với các thiết bị khác.
Có thể hiệu suất tổng thể trước đó phụ thuộc vào bộ xử lý, nhưng bây giờ tình hình đã thay đổi. Bạn cần tập trung vào khả năng của bo mạch chủ, băng thông bus của nó, khối lượng và tần số RAM được hỗ trợ, khả năng đạt hiệu suất tối đa từ đầu nối PCI-Express x16 hiện đại và card màn hình, v.v.
Các hệ số dạng bo mạch chủ và ổ cắm bộ xử lý đã qua sử dụng
Hệ số dạng của bo mạch chủ xác định vị trí của nó để gắn chặt vào vỏ máy tính sau này, vị trí và loại đầu nối nguồn, thậm chí cả số lượng giao diện kết nối thiết bị và vị trí của chúng. Dưới đây là danh sách các dạng chính được sử dụng - các yếu tố của bo mạch chủ:
- Mini ITX - có kích thước nhỏ nhất trung bình 17 x 17 cm, thường đã có bộ xử lý tích hợp, số lượng giao diện kết nối nhỏ nhất, rất hiếm khi được sử dụng trong tự lắp ráp, thường được bán như một phần của máy tính đã hoàn thiện.
- mATX (Micro ATX) là một bo mạch khá đầy đủ tính năng với kích thước trung bình chấp nhận được và là thành phần tốt nhất cho một máy tính bình dân, mặc dù ở mức giá khá cao. số lượng nhỏ giao diện, cho gia đình hoặc máy tính văn phòng nên có đủ chúng. Thông thường, những bo mạch chủ như vậy được cài đặt một chipset có một số hạn chế nhưng điều này không ảnh hưởng chủ yếu đến hoạt động của toàn bộ máy tính.
- ATX - phổ biến như mATX, nhưng có kích thước lớn hơn, những bo mạch như vậy có thể có chipset đầy đủ chức năng hoặc có những hạn chế nhỏ, thường có số lớn nhất kết nối các giao diện, nhưng điều này cũng không bắt buộc, nó có các tùy chọn cài đặt và kết nối thuận tiện hơn.
Kích thước của bo mạch chủ phải được tính đến khi chọn hộp đựng phù hợp, vì nếu bạn suy nghĩ một cách logic, bo mạch chủ nhỏ hơn có thể được lắp trong hộp lớn hơn, nhưng ngược lại sẽ không hoạt động.
Ổ cắm được sử dụng để cài đặt hoặc thay thế bộ xử lý trung tâm. Ổ cắm nên được xem xét khi đưa ra lựa chọn đúng đắn Linh kiện máy tính.
Sự đa dạng về ổ cắm khá lớn và có một ổ cắm phù hợp cho từng bộ xử lý, ví dụ, các dòng bộ xử lý mới nhất của Intel sử dụng nhãn hiệu ổ cắm LGA 1150 hoặc 1155, trong khi các đối thủ cạnh tranh của họ từ AMD sử dụng FX2 và AM3, AM3+. Nếu các ổ cắm của AMD AM3 và AM3+ có thể hoán đổi cho nhau, tức là bộ xử lý AM3+ sẽ có thể hoạt động trên các ổ cắm của bo mạch chủ AM3, nhưng hiệu suất sẽ bị hạn chế bởi chipset, thì Intel không có cái này, bạn không thể đi sai ở đây.
Chipset là nền tảng cho khả năng của bo mạch chủ
Chipset- Đây là bộ vi xử lý để tương tác giữa bộ xử lý trung tâm với phần còn lại của linh kiện điện tử của máy tính. Tất cả các khả năng và hoạt động tiếp theo của bo mạch chủ đều phụ thuộc vào chipset.
Các chipset ngày nay bao gồm hai chip, được gọi là cầu nam và cầu bắc. Chúng có thể được tìm thấy mà không gặp nhiều khó khăn; đây là những chip lớn nhất sau bộ xử lý, thường được giấu dưới bộ tản nhiệt làm mát. Bản thân chipset phải phù hợp với bộ xử lý, điều này có thể có nghĩa là không phải bo mạch chủ nào cũng có thể phát huy hết tiềm năng của bộ xử lý và ngược lại.
Kiến thức về thương hiệu và kiểu dáng của chipset quyết định phần lớn hiệu suất của hệ thống máy tính trong tương lai, vì vậy khi chọn bo mạch chủ, việc biết khả năng của nó là điều không tệ. Độ tinh khiết mà hệ thống sẽ hoạt động cũng phụ thuộc vào chipset của bo mạch chủ, cũng như dung lượng bộ nhớ, khả năng cài đặt và số lượng thiết bị bổ sung.
BIOS là gì và tại sao cần thiết?
BIOS (từ tiếng Anh cơ bản Đầu ra đầu vào System), được coi là một trong những chip quan trọng nhất trên bo mạch chủ, vì nó chứa, trực tiếp từ nhà máy của nhà sản xuất, các chương trình quan trọng cần thiết cho lần khởi động đầu tiên của máy tính. Sau khi bật máy tính và nhận nguồn điện cho bộ xử lý, đầu tiên nó sẽ chuyển sang chip BIOS và không ngừng hoạt động với nó cho đến khi máy tính tắt.
Để xem BIOS đang hoạt động, khi khởi động máy tính, bạn chỉ cần chú ý đến dòng chữ màu trắng trên nền đen – đây sẽ là BIOS đang hoạt động.
BIOS làm gì? Chương trình này cần thiết để kiểm tra các hệ thống chính của máy tính ngay sau khi bật máy, đồng thời cung cấp khả năng tương tác với bàn phím và chuột, cũng như với màn hình, trong trường hợp máy tính xách tay, với màn hình của nó.
Để khôi phục về mặc định cài đặt BIOS bạn cần tháo pin nguồn độc lập hoặc sử dụng một dây nối đặc biệt, mặc dù dây nối và pin trên các bảng khác nhau có thể được đặt ở Những nơi khác nhau, nhưng rất có thể chúng nằm ở giữa hoặc ở góc dưới bên phải.
Xe buýt bo mạch chủ
Bộ xử lý giao tiếp với các thiết bị máy tính khác như thế nào? Trên thực tế, giống như tất cả các thiết bị điện tử trên dây dẫn, trên bo mạch hệ thống, một nhóm dây dẫn được gọi là bus. Các bus khác nhau về chức năng: bus lệnh, bus dữ liệu, bus địa chỉ.
Đối với bộ xử lý 32 bit, đây là 32 dây dẫn song song qua đó các chương trình sẽ gửi lệnh để bộ xử lý xử lý thông qua RAM. Bus địa chỉ nên được xem xét để kiểm soát phần còn lại, vì nó dùng để chọn cả dữ liệu từ RAM và các lệnh.
Nếu bạn không tính đến thiết bị bên ngoài, thì chúng ta có thể kết luận rằng bộ xử lý nhận lệnh từ RAM và trao đổi dữ liệu với nó. Bộ xử lý, ngoài RAM, còn xem xét tất cả các thiết bị khác ở bên ngoài, ngay cả khi chúng là một phần của đơn vị hệ thống. Tất cả các bus kết nối bộ xử lý và RAM có thể được coi là một bus chính - FSB (Front Side Bus). Khi chúng tôi nói rằng bo mạch chủ hoạt động ở tần số 2000 MHz, chúng tôi muốn nói chính xác là tần số của bus chính; từ đó bộ xử lý lấy được tần số của nó, nhân nó với hệ số nhân bên trong.
Xe buýt cắm và chạy
Ưu điểm chính và đồng thời quan trọng của loại lốp này là nó hiệu suất cao và dễ dàng lắp đặt thiết bị, nhờ đó nó đã trở thành khả năng sáng tạo thiết bị tự quản lý (plug-and-play).
Điểm mấu chốt là sau khi kết nối một thẻ mở rộng khác - thẻ con - với bo mạch chủ, thiết bị sẽ tự động được phát hiện và phân bổ cho nó các tài nguyên cần thiết để hoạt động chính xác.
Xe buýt PCI và PCI Express
Nhờ có PCI, thậm chí ngày nay bạn có thể mở rộng khả năng của máy tính bằng cách cài đặt bộ điều chỉnh TV để xem truyền hình analog, điều này rất quan trọng nếu bạn không có kết nối Internet liên tục hoặc thẻ âm thanh để tăng chức năng ghi âm. của máy tính, hoặc có thể là bộ chia PCI để tăng số lượng đầu nối USB, điều này thậm chí còn quan trọng hơn đối với các bo mạch chủ giá rẻ hoặc lỗi thời.
Nhưng công nghệ máy tính đang phát triển với tốc độ chóng mặt và bus PCI quen thuộc, hay nói chính xác hơn là nó băng thông trở nên không đủ cho các thành phần hiệu suất cao. Card màn hình có lẽ sẽ là đại diện tự túc nhất cho các thiết bị mà sự ra đời của PCI Express 16x đã trở nên cần thiết, mặc dù các thiết bị khác, chẳng hạn như thẻ lan cần thiết để tăng tần số bus.
Việc tăng tần số bus PCI trở nên không có lợi vì một số lượng lớn dây dẫn song song yêu cầu sản xuất có độ chính xác cao, điều này rất tốn kém. Về vấn đề này, năm 2004 đánh dấu sự khởi đầu của giai đoạn triển khai PCI Express 16X và PCI Express X1. Do đó, việc sản xuất bo mạch chủ trở nên dễ dàng hơn, đồng thời rẻ hơn và PCI Express 16X đã trở thành bus duy nhất để kết nối card màn hình và PCI Express X1 là giải pháp thay thế cho PCI.
Giao diện kết nối AGP
Đã có lúc, bus AGP cung cấp khả năng trao đổi dữ liệu hiệu suất cao, nhưng theo thời gian, các nhà sản xuất card màn hình không còn hài lòng với đầu nối này nữa. Giao diện kết nối này đã trở nên phổ biến do sự hạn chế của đồ họa máy tính bởi PCI thông thường. Mặc dù giao diện này vẫn được sử dụng trên các máy tính lỗi thời nhưng các nhà sản xuất hiện đại đã từ bỏ nó giống như đã có thời họ từ bỏ PCI để chuyển sang PCI Express.
Giao diện kết nối USB
Mọi người dùng đều mong muốn sự thuận tiện khi làm việc trên máy tính, để có thể cài đặt các thiết bị thật dễ dàng mà không quên phải tháo rời bộ phận hệ thống để cài đặt, đây là lý do cho sự xuất hiện của một phổ quát cổng nối tiếp Bus USB (Cổng nối tiếp đa năng).
Đầu nối USB ngày nay là một phần của bất kỳ máy tính nào, từ máy tính để bàn, máy tính xách tay, máy tính bảng và điện thoại thông minh, cũng như bàn phím, màn hình và nhiều thiết bị khác. Đầu nối này giúp bạn dễ dàng sử dụng; để thuận tiện hơn nữa, có các đầu nối USB như vậy ở mặt trước của các thiết bị hệ thống.
Trong các bo mạch chủ giá rẻ, điều xảy ra là không có đủ đầu nối USB để kết nối tất cả các thiết bị, nhưng để làm được điều này, bạn có thể sử dụng bộ chia hoặc nói cách khác là bộ chia USB, sẽ có nhiều cổng hơn. Nhờ bus USB, rất nhiều thiết bị được kết nối với bo mạch chủ: modem 3g/4g, máy in và máy quét, chưa kể chuột máy tính và bàn phím.
USB 3.0 hiện đại được đọc nhưng USB 2.0 cũng được sử dụng và USB hoạt động- Đây là chức năng của chipset cầu nam của bo mạch chủ. Như đã thấy rõ, toàn bộ hoạt động của bo mạch chủ gắn liền với hoạt động của chipset của nó và mỗi năm bo mạch chủ ngày càng được giao nhiều trách nhiệm chức năng hơn.
Các thành phần bo mạch chủ tích hợp
Ngày nay, nhiều máy tính, đặc biệt là máy tính dùng trong văn phòng, được trang bị bộ điều hợp video tích hợp, tất nhiên có thể tiết kiệm tiền mua thiết bị nếu sau này không cần hiệu suất video đặc biệt. Nhờ đó, VGA, DVI và HDMI, card mạng và card âm thanh đã xuất hiện trên nhiều bo mạch chủ và cũng trở thành một thành phần tích hợp của bo mạch chủ.
Trước khi mua bo mạch chủ, hãy nhớ đọc thông số kỹ thuật của nó trên trang web của nhà sản xuất, chẳng hạn như bạn sẽ không gặp vấn đề gì với tần số tối đa hoạt động và số lượng đầu nối cho các mô-đun RAM, và có thể khả năng kết nối nhiều card màn hình cũng sẽ không thừa.
Giờ đây, câu hỏi bo mạch chủ là gì đã trở nên ít liên quan hơn, bởi vì người ta hiểu rằng bo mạch chủ là nền tảng của toàn bộ thế giới cơ khí bên trong nằm ở đơn vị hệ thống. Bản thân các bo mạch chủ thay đổi và được bổ sung hàng năm, và đơn giản là không thể mô tả mọi thứ trong một bài viết;
Trong quá trình vận hành máy tính, người dùng không chỉ gặp phải phần mềm mà còn cả phần cứng của hệ thống. Thành phần chính và chủ yếu của mọi máy tính, điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng là bo mạch chủ (bo mạch chủ - tên gọi khác).
Khái niệm về bo mạch chủ và chức năng của nó
Bo mạch chủ (hệ thống) là thiết bị chính của máy tính, đảm bảo chức năng của tất cả các thành phần con và giao tiếp giữa chúng. Khi mở nắp của bộ phận hệ thống máy tính, rất dễ nhận thấy bo mạch chủ, vì đây là thành phần sử dụng nhiều công sức nhất và lớn nhất. Mạch máy tính chính trông như thế này:
MP có nhiều đầu nối, nhờ đó bạn có thể kết nối ổ cứng, bộ xử lý, RAM, card màn hình và các thành phần phần cứng máy tính quan trọng không kém khác.
Về mặt vật lý, một MP tiêu chuẩn giống như bảng phức tạp với nhiều chip và đầu nối khác nhau. Khi lựa chọn linh kiện máy tính, trước hết hãy chú ý đến đặc điểm của bo mạch chủ, vì nó quyết định những thành phần nào có nguồn điện nào có thể kết nối với nó. Tốc độ và khả năng đa nhiệm của máy tính phụ thuộc vào bo mạch chủ.
Ví dụ: nếu bạn cần thay đổi card màn hình trong máy tính của mình, thì trước hết bạn cần xác định bo mạch chủ (mạch) nào nằm trong đơn vị hệ thống. Ví dụ: sơ đồ loại AGP đã lỗi thời từ lâu và việc tìm card màn hình cho nó bằng đặc điểm mạnh mẽ gần như không thể.
Tôi có thể tìm thông tin về mạch chính được sử dụng trên một máy tính cụ thể ở đâu? Điều này có thể được thực hiện theo hai cách:
- Đọc trực tiếp trên sơ đồ.
- Trong tài liệu hướng dẫn của thiết bị (với điều kiện là không có thành phần phần cứng nào bị thay đổi hoặc sửa đổi kể từ ngày mua).
- Tận dụng sự đặc biệt phần mềm, có thể hiển thị thông tin về tất cả các thiết bị. Ví dụ: một chương trình có tên "CPU-Z" có thể cung cấp cho người dùng thông tin về kiểu bo mạch chủ. Để làm điều này, bạn cần cài đặt và chạy chương trình. Trên tab Maindoard, chọn trường mô hình. Cho biết loại và tất cả các thông tin cần thiết về mạch điện.
Để tất cả các thành phần MP có thể giao tiếp với nhau, cái gọi là bus truyền thông được sử dụng - đơn vị cấu trúc của tất cả các bo mạch chủ. Lốp xe có hai loại:
- Bus máy tính chính là một thành phần của MP với sự trợ giúp của bộ nhớ đệm và Bộ xử lý trung tâm (bộ xử lý trung tâm) hoạt động.
- Hệ thống bus máy tính. Hoạt động với thông tin từ tất cả các thành phần của bo mạch chủ.
Linh kiện bo mạch chủ
Bạn có thể tìm hiểu thêm về bo mạch chủ máy tính bằng cách đi sâu vào các thành phần của nó. Sơ đồ các linh kiện kết nối với bo mạch chủ: 
Sơ đồ trên rất đơn giản, tuy nhiên, với sự trợ giúp của nó, bạn có thể hiểu được cách hoạt động của bo mạch chủ của bất kỳ máy tính nào.
Các đặc điểm của bo mạch chủ bao gồm các điểm chính sau:
- Hình dạng và loại. Mục này xác định kích thước của mạch và các loại đầu nối nằm trên đó.
- Loại nguồn điện mạch hệ thống chính. Đặc điểm này hàm ý Nhiều loại khác nhauđầu nối mà nguồn điện của máy tính được kết nối.
- Ổ cắm CPU. Giai đoạn quan trọng trong việc chọn bất kỳ bo mạch chủ nào - đây là việc lựa chọn bộ xử lý và các mạch sẽ được kết nối với nhau. Đầu nối ổ cắm bộ xử lý phải phù hợp với kiểu và chức năng CPU cụ thể. Điều đáng chú ý là hầu như tài liệu về bo mạch chủ luôn chỉ ra tất cả các nhãn hiệu và kiểu CPU tương thích với nó, vì vậy hãy chọn thành phần này sẽ không khó khăn ngay cả đối với người dùng thiếu kinh nghiệm.
- Khe cắm RAM. Đặc tính này được đo lường một cách định lượng, tức là mỗi mạch có một số khe cắm RAM nhất định - chúng xác định dung lượng RAM tối đa có thể được cài đặt trên máy tính. Lưu ý rằng bo mạch chủ hỗ trợ càng nhiều khe cắm thì giá thành sẽ càng cao.
- Tần số xe buýt. Đây là loại bus hệ thống. Đặc tính này ngụ ý một tốc độ nhất định mà các thành phần bo mạch sẽ hoạt động. Nó được đo bằng gigahertz.
Trong nhiều trường hợp mạch mẹ có thể chứa một hệ thống video tích hợp (card video). Trong trường hợp này, việc mua một card màn hình riêng là không cần thiết. Tất nhiên, những bảng như vậy sẽ có giá cao hơn một chút so với các tùy chọn tương tự không có hệ thống video tích hợp. Tuy nhiên, có một nhược điểm đối với loại card màn hình này - nếu bạn thường xuyên thay đổi linh kiện phần cứng hoặc theo thời gian bạn cần cải tiến card màn hình thì việc này sẽ cực kỳ khó khăn hoặc hoàn toàn không thể thực hiện được.
Một hệ thống âm thanh cũng có thể được tích hợp vào sơ đồ. Trong trường hợp này, không cần phải mua và lắp card âm thanh. Bộ điều khiển đĩa hiển thị cho người dùng những tùy chọn nào cho ổ cứng di động và ổ cứng có thể được kết nối với bo mạch chủ.
Các vi mạch hiện đại được trang bị Công nghệ Bluetooth, chính điều này cho phép bạn làm việc với chuột, màn hình, bàn phím và các thiết bị khác không dây. Tương tự như vậy, một số chương trình hỗ trợ công nghệ Wi-Fi.
Bảng hiện đại và đánh giá của các nhà sản xuất tốt nhất. Lời khuyên về cách chọn bo mạch chủ tốt
Lời khuyên được lựa chọn dựa trên mới nhất đặc điểm máy tính máy tính hiện đại. Một bo mạch chủ được chọn đúng sẽ giúp máy tính hoạt động ổn định nhất có thể và không gặp lỗi hệ thống.
Vì mỗi chip máy tính chính có bộ xử lý riêng (tức là chipset), nên yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn toàn bộ bảng là lựa chọn đúng chipset của nó.
Các công ty nổi tiếng nhất trên thế giới phát triển chipset cho bo mạch chủ là AMD và Intel:
- Chipset AMD phù hợp với các mẫu máy văn phòng và chủ yếu dành cho mục đích sử dụng của công ty.
- Chipset của Intel hoàn hảo cho các thiết bị chơi game, gia đình hoặc văn phòng.
Bo mạch chủ máy tính là nền tảng để xây dựng tất cả các thành phần.
Vai trò của bo mạch chủ máy tính không thể được đánh giá quá cao. Rốt cuộc, điều đó chỉ phụ thuộc vào việc bạn có thể mở rộng chức năng của PC trong tương lai hay không? Tăng dung lượng RAM, cài đặt hiệu quả hơn? Liệu sự hiện diện của các khe cắm và đầu nối bổ sung ban đầu chưa được sử dụng có cho phép mở rộng hơn nữa (“nâng cấp”) của toàn bộ hệ thống không? Nó giống như nền móng của một ngôi nhà: nếu bạn không xây dựng tốt, kết cấu có thể sụp đổ theo thời gian.
Bo mạch chủ là một “chiếc bánh” nhiều lớp gồm các bảng mạch in một lớp (một mặt hoặc hai mặt). Mỗi lớp đại diện cho một bảng riêng biệt như vậy. Trước hết, cần có nhiều lớp để chống nhiễu xuyên âm và nhiễu do các đường tín hiệu (đường dẫn) của bo mạch nằm gần nhau tạo ra. Để tăng khoảng cách này và cách ly các đường tín hiệu của lớp này với lớp khác, toàn bộ “bánh sandwich” này đã được phát minh. Mỗi lớp được ngăn cách với nhau bằng các miếng đệm sợi thủy tinh đặc biệt (chất kết dính) và sau đó toàn bộ được ép vào một lò đặc biệt.
Về mặt đồ họa, cấu trúc bên trong của sản phẩm có thể được mô tả giống như thế này:
Như một phần thưởng, độ bền cơ học tổng thể của cấu trúc như vậy cũng tăng lên. Số lượng lớp riêng lẻ trong các sản phẩm có thương hiệu hiện đại có thể lên tới mười, hoặc thậm chí nhiều hơn! Sau đó, bo mạch chủ gần như đã hoàn thiện được phủ một lớp sơn bóng bảo vệ điện môi có màu mong muốn lên cả hai mặt, sấy khô, các lỗ cần thiết được khoan vào đó để gắn ốc vít, lắp đặt các đầu nối và các bộ phận khác, các lỗ trên các cạnh được kim loại hóa, và sản phẩm gần như đã sẵn sàng! Tất nhiên, sau đó, bạn cần phải tự lắp đặt các đầu nối và toàn bộ phần đế của các linh kiện điện tử vô tuyến, tiến hành hàn, kiểm soát chất lượng và tiến hành kiểm tra toàn diện khi tải, nhưng quá trình này được thể hiện rõ ràng trong video bên dưới bài viết, vì vậy tôi thấy không có ích gì khi mô tả lại nó.
Ghi chú: bảng mạch in hoặc PCP (Bảng mạch in) - một tấm điện môi chứa hóa chất hoặc một cách máy mócđường dẫn điện được hình thành. Chúng có thể được hình thành bằng phương pháp cổ điển là khắc chúng trên bảng hoặc sử dụng công nghệ khắc laser.
Vì chúng ta chủ yếu quan tâm đến bo mạch chủ máy tính chất lượng cao, hãy chuyển sự chú ý sang bo mạch chủ kích thước đầy đủ của nhà sản xuất Asus. Một số lượng lớn Các phần tử và khe cắm mở rộng nằm trên đó cho phép chúng tôi hy vọng vào triển vọng nâng cấp tốt, đồng thời cơ sở phần tử chất lượng cao của các thành phần và cách bố trí bo mạch cho phép chúng tôi hy vọng vào tuổi thọ lâu dài.
Như thường lệ, chúng ta hãy xem qua tất cả các ký hiệu theo thứ tự và tìm hiểu xem bo mạch chủ máy tính bao gồm những thành phần nào:
Hãy dừng lại với bạn nhiều nhất điểm quan trọng, yêu cầu nhận xét riêng. Trong hình ảnh chúng ta có thể thấy rõ hệ thống làm mát ở trung tâm, với các ống đồng tỏa ra từ đó. Tản nhiệt trung tâm bao phủ vi mạch “phía bắc” của chipset trên bo mạch. Nó bao gồm các thành phần quan trọng như bộ điều khiển RAM và bộ điều khiển bus hệ thống (hiện các phần tử này đang được chuyển tích cực đến CPU) và tất nhiên, hỗ trợ giao diện để tương tác với vi mạch “phương nam”.
Tiêu đề " Phương bắc" Và " phía Nam"cây cầu chỉ biểu thị vị trí địa lý của các yếu tố này so với Khe cắm PCI(về phía bắc - cao hơn hoặc về phía nam - thấp hơn). Chip cầu nam cũng được bao phủ bởi một tấm tản nhiệt. Theo quy định, nó chứa bộ điều khiển tích hợp, bus USB, âm thanh tích hợp, chịu trách nhiệm vận hành bus PCI, các cảm biến khác nhau trên bo mạch, v.v.
Ghi chú: chipset - một bộ chip được thiết kế cho sự hợp tácđể hoàn thành bất kỳ nhiệm vụ nào. Tên thứ hai là một tập hợp logic hệ thống.
Áp dụng cho máy tính, chipset cổ điển trên bo mạch chủ bao gồm hai chip lớn:
- cây cầu ở phía Bắc(Cây cầu ở phía Bắc)
- cầu nam
Cầu phía bắc kết nối (thông qua bộ điều khiển tích hợp trong nó) CPU với các thiết bị hiệu suất cao nằm trên bo mạch chủ máy tính (bộ nhớ, bộ điều hợp video). South bridge chịu trách nhiệm hỗ trợ các thiết bị ngoại vi có tốc độ chậm hơn (USB, card âm thanh và mạng, ổ cứng, bảng khác nhau tiện ích mở rộng, v.v.)
Ví dụ: đây là hình thức của một tập hợp logic hệ thống ("miền bắc" - lớn hơn và "miền nam" - cầu nhỏ hơn) do công ty VIA sản xuất.
Tiếp tục nào. Được đánh số “6” (xem ảnh đầu tiên của bài viết) trên bo mạch chủ, chúng ta có hai bộ tản nhiệt làm mát mạch điện của bộ xử lý. Các phần tử nằm dưới tản nhiệt (tụ điện và bóng bán dẫn) ngăn chặn những thay đổi lớn về điện áp nguồn của CPU khi tải của nó thay đổi. Hiệu suất chất lượng cao của chúng là một trong những dấu hiệu của một bo mạch chủ tốt. Đồng ý rằng, nếu hoạt động của máy tính không ổn định chỉ do nguồn điện kém chất lượng thì thật đáng tiếc!
Riêng biệt, chúng tôi lưu ý rằng cơ sở phần tử của mạch điện trên bo mạch chủ hiện đại khá đa dạng: nó bao gồm bộ điều khiểnPWM, bộ chuyển đổi điện áp, bóng bán dẫn, điện trở, cuộn cảm, tụ điện, v.v.
Ảnh dưới đây cho thấy mạch cấp nguồn nhiều pha điển hình của bộ xử lý hiện đại:
Ví dụ, cần có bộ chuyển đổi điện áp để cung cấp cho phần tử này hoặc phần tử khác những gì thực sự cần thiết cho hoạt động của nó. công việc thường xuyên dinh dưỡng. Đó là một điều mà 12 volt “đến” từ nguồn điện ở đầu vào của bộ chuyển đổi, nhưng không phải tất cả các phần tử đều cần chính xác 12 volt! Vì vậy, các bộ chuyển đổi hạ nó xuống giá trị cần thiết và “đưa nó” cho “người tiêu dùng” cuối cùng (một vi mạch cụ thể hoặc phần tử khác).
Tôi đề nghị nói chi tiết hơn về lý do tại sao tất cả các giai đoạn này đều cần thiết và chúng hoạt động như thế nào? Tôi nghĩ bạn cần biết điều này! Vai trò của bộ chuyển đổi giảm áp có thể là VRM (Mô-đun điều chỉnh điện áp) hoặc VRD (Giảm điện áp). Đừng quá bận tâm về điều này, chỉ cần bạn nhớ những từ viết tắt này và biết chúng đề cập đến điều gì là đủ.
Thông thường, một số MOSFET cũng được đưa vào mạch chuyển đổi. Chúng được điều khiển bởi một điện trường nên còn được gọi là “trường” (trường). MOS viết tắt xuất phát từ "chất bán dẫn oxit kim loại", trong phiên bản tiếng Anh: "Transistor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại" hay viết tắt là MOSFET. Vì vậy, bạn có thể thấy tên gọi là mosfet Transistor (thường được gọi là “Mosfet”).
Việc điều khiển pha nguồn trên bo mạch chủ máy tính thường dựa trên bộ điều khiểnPWM. Từ viết tắtPWM cũng có ý nghĩa riêng đó là “Điều chế rộng xung” - điều chế độ rộng xung, bằng tiếng Nga. Vì vậy, các thành phần như vậy thường được gọi là bộ điều khiểnPWM.
Đây là những gì nó có thể trông giống như:
Về bộ xử lý cần thiết trong khoảnh khắc này nguồn điện, bộ điều khiển "nhận dạng" bằng cách sử dụng tín hiệu 8 bit đặc biệt, tín hiệu này "cho" nó biết điện áp nào cần được cấp cho CPU lúc này hay lúc khác.
Trong các máy tính rất cũ, tất cả các mạch điều chỉnh điện áp đều là một pha, nhưng theo thời gian (khi mức tiêu thụ điện năng của bộ xử lý tăng lên), chúng trở nên kém hiệu quả và các nhà sản xuất phải sử dụng nhiều pha để điều chỉnh điện áp cung cấp cho CPU. Đây là nơi mà khái niệm “đa pha” ra đời. Nguồn điện bốn pha, tám pha, v.v. Hiện nay, có vẻ như thậm chí còn có 24 pha! :)
Đằng sau khái niệm này là gì? Hãy thử tìm hiểu nó! Hạn chế chính của bộ điều chỉnh một pha là gì? Trước hết, ở cường độ dòng điện tối đa có thể truyền qua các phần tử tạo nên nó: mosfet, cuộn cảm (cuộn cảm), tụ điện. Giới hạn của chúng là khoảng ba mươi ampe, trong khi các CPU hiện đại có thể tiêu thụ dòng điện vượt quá một trăm ampe! Rõ ràng là với những “yêu cầu” như vậy, một pha sẽ “sôi sục” rất nhanh :) Chính để bù đắp cho hạn chế này mà họ bắt đầu sử dụng nguồn điện nhiều pha trên bo mạch chủ.
Khi sử dụng bộ điều chỉnh nhiều pha Tổng dòng điện tải có thể được phân phối trên N số pha riêng lẻ, tổng cộng sẽ tạo ra công suất (định mức) cần thiết! Ví dụ: với nguồn điện sáu pha, mỗi pha trong số sáu pha sẽ có 30 Ampe (hãy nhớ về giới hạn dòng điện tối đa), trong khi tổng cộng tất cả các pha của chúng tôi có thể tải cao điểm“truyền” tới 180 Ampe qua chính bạn!
Ghi chú: cho bộ vi xử lý Thế hệ Intel Core i7 với mức tiêu thụ điện năng trên 130 watt (kể cả khả năng ép xung), nguồn điện sáu pha là khá đủ! Bất cứ điều gì nhiều hơn là từ một nhà tiếp thị xảo quyệt :)
Bạn cũng cần lưu ý rằng đế phần tử không đứng yên và thay vì các tụ điện điện phân thông thường, cái gọi là tụ điện polymer thể rắn, có tuổi thọ vượt quá 50.000 giờ, cuộn cảm có lõi ferit, v.v., hiện đang được sử dụng rộng rãi. đã sử dụng. Tất cả những điều này cùng nhau giúp cho dòng điện tối đa có thể chạy qua chúng không phải là 30 mà là 40 Ampe. Do đó, mạch (mạch) bộ xử lý sáu pha như vậy sẽ có thể cung cấp dòng điện khoảng 240 Ampe cho bộ xử lý (mức tiêu thụ năng lượng hơn 200 Watts)! CPU nhà nào tiêu thụ cái này, ngoài AMD?! :)
Điều cuối cùng tôi muốn nói thêm là hiện nay trên bo mạch chủ máy tính, tính năng chuyển mạch động các pha nguồn thường được sử dụng. Điều này có nghĩa là khi cần thiết (mức tiêu thụ bộ xử lý dòng điện cao hơn) số lượng pha được bật ngày càng tăng và khi tải giảm thì một số pha sẽ bị tắt. Về lý thuyết, một CPU yếu có thể được khởi động chỉ bằng một pha vận hành. Một điều nữa là anh ấy sẽ tồn tại được bao lâu? Nhưng để bắt đầu ở chế độ thử nghiệm, phương pháp này có thể khá phù hợp!
Vì vậy, hãy quay lại tài liệu chính của chúng ta! Nếu bạn cố gắng mô tả sơ đồ vị trí của tất cả các thành phần và đầu nối chính trên bo mạch chủ máy tính, bạn sẽ nhận được một cái gì đó như thế này:
Đây là một cách thể hiện (đồ họa) khác của ý tưởng này:
Hãy nói đôi lời về bus hệ thống của bo mạch - FSB (Front Side Bus). Đây là giao diện tốc độ cao giữa bộ xử lý và cầu bắc của chipset bo mạch chủ. Tần số của nó càng cao thì tốc độ truyền dữ liệu và tốc độ của toàn bộ hệ thống càng cao. Tần số FSB được đo bằng megahertz.
Ghi chú: tần số là gì, nó có thể lấy những giá trị nào và nó được đo bằng gì mà chúng ta đã thảo luận trong bài viết.
Chỉ CPU được kết nối trực tiếp với bus hệ thống; các thiết bị khác được kết nối với nó thông qua bộ điều khiển chuyên dụng được tích hợp vào chip cầu bắc.
Công bằng mà nói, điều đáng chú ý là hiện nay có xu hướng tích hợp cao các bộ điều khiển chính và thậm chí toàn bộ thiết bị (bộ tăng tốc đồ họa) trực tiếp vào lõi bộ xử lý trung tâm.
Một trong những bộ phận đầu tiên được chuyển khỏi chipset là bộ điều khiển RAM, giúp giảm độ trễ thời gian không thể tránh khỏi khi truyền dữ liệu và lệnh qua bus hệ thống. Ví dụ: hầu hết tất cả các bộ điều khiển chính trước đây nằm trên bo mạch chủ đều được chuyển sang bộ xử lý dựa trên Intel LGA1156. Kết quả là FSB thực sự vắng mặt trong đó!
Các nhà phát triển AMD sử dụng công nghệ độc quyền của họ để thay thế bus hệ thống. Nó được gọi là "Siêu vận tải". Sự phát triển này đã trải qua nhiều lần sửa đổi và được sử dụng thành công không chỉ trong máy tính cá nhân mà còn trong các thiết bị hiệu suất cao như bộ định tuyến mạng của Cisco.
Một “ứng cử viên” khác để chuyển thẳng vào lõi CPU Hóa ra đó là video tích hợp, trước đây “cảm thấy” khá thoải mái ở cầu bắc của chipset bo mạch chủ. Và có vẻ như nó có thể đi đâu từ đó?! Và một thời gian trôi qua và - làm ơn: lõi video trên cùng một con chip với bộ xử lý. Tuyệt vời! :)
Làm thế nào điều này trở thành có thể? Trước hết, do quá trình sản xuất tất cả các bộ phận chính của máy tính không ngừng giảm. Ví dụ: bộ xử lý dòng Intel Core i7 được chế tạo bằng công nghệ xử lý 22 nanomet, cho phép đặt khoảng 1,4 tỷ bóng bán dẫn trên cùng một khu vực chip!
Ghi chú: 22 nanomet tương ứng, trong trong trường hợp này, độ phân giải tuyến tính của thiết bị in thạch bản được sử dụng để chế tạo thiết bị cuối cùng. Và một “nanomet” (nm hoặc nm) là một phần tỷ mét (millimicron)!
Chúng ta đang làm gì vậy? Khi quy trình kỹ thuật giảm xuống, kích thước của các phần tử chính (bóng bán dẫn) mà chúng ta có thể đặt trên chip cũng giảm theo. Do đó, chúng ta có thể đặt nhiều bóng bán dẫn tương tự hơn trong cùng một khu vực! Và kết quả là, xây dựng lõi đồ họa được tích hợp trong CPU hoặc bất kỳ thành phần nào khác trên cơ sở của chúng. Trên thực tế, các nhà phát triển đang tích cực sử dụng điều này, cố gắng liên tục giảm bớt Quy trình công nghệ sản xuất.
Theo thời gian, điều này dẫn đến thực tế là tất cả các giao diện và bộ điều khiển tốc độ cao chính đều “di cư” dưới vỏ bộ xử lý, và nhiều bo mạch chủ của máy tính hiện đại không chỉ mất cầu Nam mà đôi khi còn mất cả cầu Bắc! Vì tất cả các bộ điều khiển ngoại vi đã chuyển sang cầu phía bắc nên cầu phía nam đơn giản biến mất vì không cần thiết. Ngày nay bạn vẫn có thể tìm thấy các bo mạch chủ có bố cục cổ điển các thành phần logic hệ thống (chipset), nhưng điều này ngày càng ít xảy ra.
Vậy chúng ta hãy tiếp tục! Đối với các bo mạch chủ rẻ hơn, một tình huống điển hình là khi các nhà sản xuất lắp ráp tất cả các bộ phận của nó trên một tấm PCB đã được rút ngắn (phía dưới hoặc bên cạnh). Kết quả là, tất cả các thành phần của bo mạch chủ đều được đặt rất gần nhau và bạn phải quên đi bất kỳ đầu nối hoặc đầu ra bổ sung nào (mọi thứ chính đều phù hợp ở đây!).
Hãy nhớ rằng: một bo mạch chủ tốt phải có tỷ lệ khung hình giống như trong ảnh (không phải là hình vuông nhỏ hoặc hình chữ nhật thon dài) và phải có nhiều không gian trên đó! Cho đến bây giờ - đây là IMHO của tôi, mặc dù đã là năm 2015 :) Các nhà sản xuất bo mạch chủ có uy tín cho máy tính để bàn Các công ty đó là: MSI, Asus, Gigabyte và Intel.
Ví dụ, Gigabyte còn “đặt” thêm một số lớp đồng mỏng giữa các lớp của bảng mạch in. Công nghệ độc quyền này thậm chí còn có tên riêng: “Siêu bền” (ảnh ở đầu bài viết). Đồng hoạt động như một bộ tản nhiệt bổ sung giúp loại bỏ nhiệt từ các khu vực nóng nhất của bo mạch chủ: bộ xử lý với các mạch điện và chip chipset.
Cũng nhà sản xuất khác nhau bo mạch, để làm nổi bật sản phẩm của họ, hãy thêm tất cả các loại cải tiến cho nó: như BIOS kép (để trong trường hợp bị lỗi, nó không được sử dụng), cảm biến mã sau, nút nguồn và nút đặt lại trên chính bo mạch, v.v. .
Đây là một ví dụ về cách cài đặt các cải tiến bổ sung trên bo mạch chủ chất lượng cao.
Bên dưới được khoanh tròn màu đỏ mà chúng tôi đã đề cập ở trên. Anh ta có thể “cho” chúng ta biết về một vấn đề trong máy tính thông qua các tổ hợp kỹ thuật số trên màn hình. Bộ giải mã của chúng thường được gắn vào bo mạch chủ dưới dạng một cuốn sách nhỏ.
Nhưng còn có những bo mạch chủ nào khác? Ảnh bên dưới là một hệ số dạng ITX mini với bộ xử lý Atom 550 có khả năng làm mát thụ động.
Ở cuối bài viết, tôi muốn cho bạn thấy nơi làm việc và cách thử nghiệm bo mạch chủ tiếp theo trên nó:
Hiện tại tôi đang cài đặt Windows. Tùy chọn kết nối này giúp loại bỏ khả năng gắn bo mạch vào vỏ máy tính và việc kiểm tra trực quan cũng như kiểm soát chung của quy trình sẽ thuận tiện hơn nhiều.
Ngoài ra còn có bo mạch chủ máy chủ. Giải pháp máy chủ khác với giải pháp thông thường (máy tính để bàn) như thế nào? Trước hết, tăng độ tin cậy! Suy cho cùng, máy chủ phải hoạt động 24/7 (giống như siêu thị) :) Máy chủ thường được trang bị tính năng kiểm soát chẵn lẻ thanh ghi (ECC) đắt tiền và chúng cũng có thể hỗ trợ một số bộ xử lý vật lý. Trong ảnh bên dưới, chúng ta thấy một bo mạch có thể chứa bốn CPU vật lý.
Đây là những sản phẩm không hề liên quan đến phân khúc SOHO (Văn phòng nhỏ/Văn phòng tại nhà), nhưng nghiêm túc giải pháp doanh nghiệp. Đương nhiên ở đây cũng có sản phẩm Lov-End (giá rẻ) và Hi-End (đắt tiền), nhưng đó lại là một câu chuyện khác. Ngoài ra, trên các máy chủ, theo quy định, bộ điều khiển đột kích phần cứng (RAID) được cài đặt, được chế tạo dưới dạng một bảng mạch in riêng biệt; trên máy tính để bàn, chỉ có thể có được chức năng tương tự bằng phần mềm.
Ghi chú: RAID (Mảng đĩa độc lập dự phòng - mảng đĩa độc lập dự phòng). Công nghệ lưu trữ dữ liệu đáng tin cậy dựa trên sự dư thừa của thông tin được lưu trữ. Khi nhiều thứ được kết hợp thành một ảo phần tử logicđể đảm bảo độ tin cậy và cải thiện hiệu suất.
Riêng biệt, chúng ta có thể nêu bật phân khúc bo mạch chủ chơi game. Theo quy định, các giải pháp như vậy có giá cao hơn nhiều và có nhiều tùy chọn bổ sung: dưới dạng khả năng ép xung nâng cao, quản lý nguồn và làm mát nâng cao, các cảm biến chỉ báo trạng thái khác nhau, đế phần tử gia cố, v.v. Một ví dụ như vậy là sản phẩm của Asus (Asus Maximus 7):
"Đồ chơi" thú vị phải không? Cuối cùng, ý tưởng của bài viết, được hình thành trên cơ sở kinh nghiệm cá nhân: một thứ tốt (chất lượng) không thể có giá 30-50 đô la. Chà, đó là tất cả những gì có thể xảy ra! :)
Video giáo dục về cách lắp ráp bo mạch chủ tại một trong những nhà máy của Gigabyte.
