Материнская или системная плата является неотъемлемой частью любой компьютерной системы. Во своему внешнему виду данный элемент напоминает обычную пластину из текстолита, на которой в большом количестве расположились медные проводники, интерфейсы, разъемы и прочие элементы. Если говорить официальным языком, системная плата является основной сборочной единицей. В разъемы данного элемента устанавливаются все комплектующие персонального компьютера: процессор, видеокарта, платы расширения, оперативная память, жесткий диск и другие накопители/считыватели информации. Помимо этого материнская плата также является неким проводником для служебной периферии и внешних манипуляторов. В задней части платы к различным разъемам подключаются клавиатура, мышь, принтеры, сканеры, монитор, коммуникационное оборудование и другие устройства. Чтобы все это разнообразие работало как нужно, требуется источник вторичного питания. Это означает, что плата системного блока должна быть подключена к источнику при помощи оригинального разъема. В большинстве своем такие интерфейсы оснащаются специальной «защитой от дурака». Приемник имеет пластиковые ключи, благодаря чему вставить его можно только определенным образом. Аналогичные способы подключения имеют и другие разъемы, то есть производитель заранее позаботился о том, чтобы дорогостоящие компоненты персонального компьютера не вышли из строя вследствие неправильного подключения. Такими особенностями отличаются многие известные материнские платы: MSI, Asrock, Asus, Gigabyte и другие.
Форм-факторы материнских плат
Форм-фактор материнской платы определяет точки крепежа к системному блоку. Помимо этого различные типы плат имеют отличительное расположение разъемов питания, количество интерфейсов для подключения внутренних компонентов и периферии, а также их местоположение. Всего можно насчитать три основных типа материнских плат. Практически все известные бренды полностью поддерживают данные стандарты. Перечислим основные форм-факторы:
— Мини-ITX: наименьший размер материнской платы с минимальным набором интерфейсов и чаще всего с уже интегрированным процессором в бюджетном варианте.
— Микро-ATX: характеристика системной платы определяется как средняя по функциональности. Материнская плата такого типа отличается приемлемыми размерами. Данный вариант считается наиболее оптимальным для домашнего персонального компьютера, несмотря на то, что он обладает небольшим набором интерфейсов для подключения сторонних устройств. На борту такой материнской платы чаше всего устанавливается чипсет с некоторыми ограничениями, но они не столь критичны для работы домашнего персонального компьютера.
— Standart-ATX: самый большой размер из всей группы, обладающий полнофункциональным набором чипсетов. Материнские платы данного форм-фактора обладают достаточным количеством интерфейсов для полноценной работы со всевозможными периферийными устройствами. Отличается беспроблемным монтажом, а также широкими возможностями подключения.
Форм-фактор материнской платы нужно обязательно учитывать, как и ее размер, если вы самостоятельно комплектуете системный блок. Материнскую плату типа мини-ITX можно устанавливать в любой корпус. Остальные типы должны соответствовать размерам системных блоков.
Разъемы для процессоров (Socket)
Рассмотрим некоторые особенности разъемов для процессоров. Системная плата по большому счету представляет собой индивидуальную вещь для каждого процессора, и наоборот. Поэтому обязательно нужно учитывать характеристики данного разъема при выборе комплектующих, а именно процессора для вашего персонального компьютера. Типовой ассортимент интерфейсов Socket достаточно велик. Для каждого набора чипсетов подойдет только свой определенный тип. Так, например, системная плата Gigabyte GA с набором AMD имеет маркировки AM3+, AM3, FX2. Это значит, что если вы купите любой процессор с этими Socket пометками, то вы легко сможете подключить его к данной материнской плате. То же самое касается и конкурентов от компании Intel: маркировки LGA 1155 и LGA 1150 дают возможность выбрать нужный набор чипсетов, например, для системных плат Asus и Samsung.
BIOS
Теперь давайте рассмотрим отличительные черты каждой материнской платы. Неважно, какой набор вы используете. На ней в любом случае будет использоваться микросхема BIOS для базовой систематизации ввода и вывода (BIOS – BasicInput-OutputSystem). Любая материнская плата несет в себе несколько критичных подсистем, которые должны иметь корректные настройки. Определенный набор функций можно отключить, если, например, вам не нужен встроенный графический ускоритель, поскольку на борту установлена внешняя видеокарта. Все настройки системы ввода-вывода сохраняются на специальном чипе CMOS. Это своего рода запоминающее устройство «на века», которое работает на литиевом элементе. Даже в том случае, если вы включите компьютер на длительный срок, данные в CMOS останутся. При необходимости выполнить грубый сброс всех настроек, можно просто вынуть из-под чипа батарейку. Этот момент нельзя назвать критичным, так как все необходимые комплектующие для загрузки компьютера типа оперативной памяти или жесткого диска определяются автоматически. По крайней мере, так это работает в современных системах, выпущенных после 2006 года. Естественно, ранее настроенные дата и время будут сброшены.
Микросхема CMOS
Практически любая материнская плата содержит в себе микросхему CMOS, которая запоминает все изменения внесенные в BIOS. Чип сам по себе потребляет крайне малый ток, немногим меньше микроампера. Заряда батареи хватает на год, а то и на несколько лет. Иногда компьютер может отказываться загружаться. Это может быть связано с тем, что батарейка села. Начинающие мастера в этом случае часто грешат на системную плату. Чтобы сразу исключить эту возможную причину после длительного простоя персонального компьютера, необходимо вынуть аккумуляторный элемент из-под чипа CMOS и снова попробовать запустить систему. Если компьютер запустился или проявил какие-то признаки жизни, то, скорее всего, проблема заключается именно в севшей батарейке CMOS. Нелишним будет также заметить, что на данном элементе присутствует маркировка. Первые две цифры здесь указывают на диаметр батареи, а две следующие – емкость. Любая системная плата должна оснащаться маркировкой CMOS батареи. Если вы не обнаружили ее, то это повод усомниться в оригинальности приобретенного устройства. Чем больше будет емкость батареи, тем дольше будет работать данный элемент, и тем он будет толще. Чаще всего стандартная комплектация материнских плат включает в себя аккумулятор типа 2032. Это означает, что батарея имеет диаметр 20 мм и емкость 32 мАч. Немного реже встречаются более скромные элементы, например, 2025.
Интерфейс IDE
Следующей важной частью, которой должна быть оснащена любая материнская плата, являются интерфейсы для работы с жесткими накопителями и считывателями данных. Это интерфейсы, предназначенные для подключения жестких дисков, DVD-приводов и других носителей информации. Офисные и домашние персональные компьютеры в этом случае используют два основных интерфейса — SATA и IDE. IDE-разъем представляет собой 40-контактный приемник. Он способен работать с жестким диском или приводом DVD через ленточный кабель. Сегодня производители постепенно отказываются от использования интерфейса данного типа, однако он все еще встречается на некоторых материнских платах (чаще всего на MSI и Asus). Это делается для обеспечения возможности подключения старых приводов и жестких дисков. IDE-интерфейс, как и в случае с разъемом под блок питания, обладает «защитой от дурака». Его просто нельзя подключить неправильно. Старые системные платы оснащались парой таких приемников – primary и secondary. Жесткий диск чаще всего подключали к первичному контакту, а считывающие приводы к вторичному. При этом к каждому IDE-интерфейсу можно было подключить два внешних устройства – главный и ведомый. Для выбора соответствующего параметра носителя использовались специальные перемычки (джамперы) на самих устройствах. Если ошибочно выставить на одном канале двух ведомых или «мастеров», то ни один из них не станет работать. Поэтому всегда должен быть главный и побочный девайс.
SATA-интерфейс
Канал SATA представляет собой последовательный набор интерфейсов, который в отличие от IDE дает возможность работать с подключаемыми устройствами на более высоких скоростях. Данный момент практически полностью исключает присутствие IDE-устройств и продолжает дальнейшее развитие – SATA2, SATA3 и так далее. В зависимости от производителя материнской платы и выбранного форм-фактора на ней может находиться различное количество портов SATA. Сегодняшняя комплектация предусматривает наличие четырех интерфейсов данного типа, в то время как старые модели оснащались всего двумя интерфейсами.
Интерфейс PS/2
Как ранее уже говорилось, нас системной плате расположены интерфейсы для работы с внешними периферийными устройствами. Для подключения манипуляторов «мышь» предназначены шестиконтактные разъемы PS/2 с соответствующими ключами. Эти манипуляторы окрашены в различные цвета. Данный элемент также можно считать «защитой от дурака». Каждый цвет соответствует типу подключаемого оборудования (клавиатура – фиолетовый, мышь — зеленый). Необходимо сразу предупредить пользователей, что от разъема PS/2 ни в коем случае нельзя отключать периферию в процессе работы персонального компьютера. Это может привести к выходу клавиатуры и мыши из строя, а также к неисправности самой системной платы. Хорошо, если материнская плата дополнительно оснащается группой предохранителей. В противном случае вся система может выйти из строя. Чипы-предохранители имеют небольшой номинал и легко горят при описанных выше переключениях. Чтобы проверить работоспособность предохранителя, можно попробовать прозвонить его обыкновенным тестером. Если предохранитель вышел из строя, его можно легко и просто заменить, и больше не рисковать, отключая или включая в процессе работы внешнюю периферию. Необходимо отметить, что подобными предохраняющими чипами оснащаются далеко не все системные платы. Необходимо обратить внимание на этот момент при покупке материнской платы.
Интерфейс USB
Особое место среди всех прочих внешних разъемов отводится интерфейсу USB. Состоит он из четырех линий, две из которых отводятся под питание, а остальные – под передачу информации. В отличие от капризного порта PS/2, периферийные устройства, подключенные посредством USB, можно менять на ходу. Сам интерфейс появился достаточно давно и уже успел обзавестись некоторыми улучшениями и модификациями. Возможность подключения и отключения устройств с разъемом USB во время работы персонального компьютера достигается за счет специфичной конструкции самого интерфейса. Здесь основные контакты питания находятся заметно ближе к срезу разъема, в отличие от блока передачи информации. Таким образом, питание в момент коммуникации начинает поступать в первую очередь, а отключается в последнюю. При помощи интерфейса USB можно подключить множество различных периферийных устройств. Это и принтеры, и смартфоны, и сканеры, и планшеты, и камеры и многое другое. Также таким образом можно подключить привычные мышь и клавиатуру. Стоит учитывать это обстоятельство на тот случай, если в PS/2 портах перегорят чипы-предохранители. Раньше для подключения сканеров и принтеров использовались параллельные порты LPT, еще реже для этой цели использовались последовательные COM-интерфейсы. Сегодня они практически не применяются. Встретить их можно только на старых материнских платах. Возможно, оно и к лучшему, ведь при подключении оборудования такого рода во время работы ПК можно было спалить и периферийное устройство, и сам порт.
Интерфейсы PCI и PCI-Express
Слоты PCI и PCIExpress могут использоваться для плат расширения: сетевых адаптеров, модемов, видеокарт и коммуникаторов. Все видеокарты обычно устанавливаются в интерфейс PCI Express из-за его быстродействия. Раньше для работы с графическими ускорителями в основном использовался разъем AGP. Однако он уже устарел, поэтому сегодня увидеть его на современных материнских платах практически невозможно. Стоит также отметить, что со временем данные слоты могут ослабевать, препятствуя нормальной работе устройства. Исправить ситуацию в данном случае можно только одним способом: вытащить устройство из пазов, протереть контакты спиртосодержащим раствором и вставить обратно. Более кардинальный ремонт потребует замены системной платы, но такие меры требуются только в исключительных случаях. Следует также учитывать, что в ходе совершенствования шина PCI претерпела несколько изменений. В зависимости от года выпуска материнской платы разъемы могут отличаться как по внешнему виду, так и по разрядности.
Модули оперативной памяти (ОЗУ)
Сегодня встречается несколько видов оперативной памяти: DDR2, DDR3 иDDR4. Планки DDR1 уже можно считать морально устаревшими. Сегодня они уже нигде не используются. Увидеть их можно только на самых старых системных платах. Типы памяти отличаются между собой по рабочей частоте, размерам, контактам и напряжению питания. Каждый отдельно взятый тип оперативной памяти имеет специфический вырез или ключ в нижней части, по которому и определяется вид ОЗУ. Некоторые материнские платы поддерживают сразу два типа планок. Это довольно удобно для последующего апгрейда. Разъемы для модулей оснащаются специальными защелками, которые предназначены для надежной фиксации на плате. Устанавливаются планки с определенным усилием. После успешного монтажа вы сможете услышать специфичный значок, который означает, что модуль был установлен корректно. Помимо полезных гигабайт, модули оперативной памяти также содержат небольшие микросхемы SPD, которые отвечают за тайминг, то есть за поддержку данных для этого типа оперативной памяти. Можно самостоятельно задать тайминги в BIOS или оставить это на усмотрение самих планок. В случае разгона ОЗУ или в целом всей системы устанавливается максимально укороченная задержка.