Материнская плата
печатная плата, основа построения модульного устройства Из Википедии, свободной энциклопедии
Remove ads
печатная плата, основа построения модульного устройства Из Википедии, свободной энциклопедии
Матери́нская пла́та (англ. motherboard; также «мать», «матери́нка», системная плата, главная плата)[1][2] — печатная плата, представляющая собой основу конструкций различных электронных устройств (например, персонального компьютера, ноутбука или смартфона)[3].
Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. |
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Системная плата содержит основную часть устройства, например, в случае компьютера — процессор, системную шину или шины, оперативную память, «встроенные» контроллеры периферийных устройств, сервисную логику — и разъёмы для подключения дополнительных взаимозаменяемых плат, называемых платами расширений, как правило подключённые к общей шине или шинам — так, например, в начале 2000 годов материнская плата IBM PC-совместимого компьютера, как правило, несла разъёмы трёх различных шин — ISA, PCI и AGP. Материнская плата ноутбука часто содержит и твердотельный накопитель, помимо прочих основных устройств и функциональных блоков. В отличие от объединительной панели/платы, просто соединяющей между собой разъёмы карт расширения, материнская плата всегда несёт на себе активные компоненты или разъёмы для их установки. В англоязычной литературе также принято разделять системные платы на собственно материнские (англ. motherboards), обладающие возможностями расширения и модификации, и «основные платы» (англ. mainboards), таких возможностей не имеющие и представляющие собой законченную неизменяемую систему.
Самые первые цифровые компьютеры почти не использовали модульный принцип построения и зачастую состояли из мешанины компонентов, связанных между собой отдельными проводниками. Тем не менее, уже к концу 40-х годов модульный принцип, позволявший сильно облегчить поиск неисправностей и ремонт тогдашних крайне ненадёжных ламповых машин, начал широко применяться в индустрии. Например, популярная серия ламповых ЭВМ IBM 700 строилась из модулей стандартных габаритов, содержащих 4-8 ламп и пассивные элементы, и соединённых навесным монтажом. Такие модули реализовывали стандартный компонент — например триггер, — и использовали стандартные разъёмы, они устанавливались в объединительную плату, разъёмы которой соединялись монтажом внакрутку. Накруточный и особенно навесной монтаж был очень быстро заменён печатным, который был значительно дешевле в производстве и легче автоматизировался, уже к началу 60-х использование печатных плат стало общепринятым. Тем не менее, большинство электронных устройств — не только компьютеры, но и аналоговые системы, коммуникационное и управляющее оборудование и т. п. всё ещё состояло из большого количества дискретных компонентов, разбросанных по множеству плат.
Процессор мини-ЭВМ мог состоять из десятка-двух различных плат, устанавливавшихся в стоечную корзину и соединённых объединительной панелью, несущей системную шину. Другие устройства также могли занимать отдельную корзину, или устанавливаться в общую с процессором наподобие современных карт расширения. Понятие «материнской платы» и «плат расширения» стало складываться в конце 70-х, когда распространение микропроцессоров позволило создать компактные одноплатные ЭВМ. В машинах такого типа центральный процессор, память и периферийные устройства обычно были размещены на отдельных печатных платах, которые были подключены к задней панели. Широко распространенная шина S-100 1970-х годов является примером такого типа систем.
Впоследствии, с развитием микроэлектроники, производители домашних и персональных компьютеров пришли к выводу, что выгоднее перенести основные компоненты системы с отдельных карт на объединительную панель — это позволяло удешевить производство и обеспечивало лучший контроль рынка. Один из первых популярных домашних компьютеров, Apple II, стал и первым, обладавшим истинной материнской платой, на которую устанавливались центральный процессор и оперативная память, а остальные функции выносились на дополнительные платы, устанавливавшиеся в семь доступных слотов расширения. Этому же принципу последовала и корпорация IBM при выпуске на рынок своего IBM PC. Обе компании помимо модульного принципа также использовали принцип открытой архитектуры, опубликовав принципиальные схемы, программные интерфейсы и другую документацию, которая позволяла создавать платы расширения, а затем и альтернативные материнские платы (в случае IBM PC-совместимых машин, материнские платы Apple были запатентованы[a]) сторонним производителям. Обычно предназначенные для создания новых компьютеров, совместимых с образцами, многие материнские платы предлагали дополнительную производительность или другие функции и использовались для обновления оригинального оборудования производителя.
В конце 1980-х и начале 1990-х годов стало экономически целесообразным переносить все увеличивающееся количество периферийных функций на материнскую плату. В конце 1980-х годов материнские платы для персональных компьютеров стали включать одиночные ИС (также называемые микросхемами Super I/O), способные поддерживать набор низкоскоростных периферийных устройств: клавиатуры, мыши, дисковода гибких дисков, последовательных и параллельных портов. К концу 1990-х годов многие материнские платы для персональных компьютеров включали встроенные функции аудио, видео, хранения и сетевых функций потребительского уровня без необходимости использования каких-либо плат расширения, за исключением разве что высококлассных видеокарт для 3D-игр и компьютерной графики. Также карты расширения продолжают применяться в профессиональных ПК, рабочих станциях и серверах, для обеспечения специфических функций, повышенной надежности или увеличенной производительности.
Лэптопы, разработанные в 1990-х годах, объединяли самые распространенные периферийные устройства. Они даже включали в себя материнские платы без обновляемых компонентов, и эта тенденция сохранится даже тогда, когда будут изобретены более мелкие устройства (например, планшеты и нетбуки).
В качестве основных (несъёмных) частей материнская плата имеет:
Материнская плата с сопряженными устройствами монтируется внутри корпуса с блоком питания и системой охлаждения, формируя в совокупности системный блок компьютера.
Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъёма процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъёма 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 (что имеет ключевое значение для снижения стоимости владения, англ. TCO).
Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Это принципиальное решение производителя, обусловленное желанием создать на рынке несовместимый с существующими продуктами «бренд» (Apple, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett-Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты) и эксклюзивно производить к нему периферийные устройства и аксессуары.
Предназначение компьютера (бизнес, персональный, игровой) в значительной степени влияют на выбор поставщика материнской платы.
Таким образом, покупка отдельной материнской платы обоснована созданием компьютера «особой» конфигурации, например, малошумного или игрового.
Определить модель установленной материнской платы можно
Повышенное внимание к «зеленым» технологиям, требующим энергосберегающих и экологически безопасных решений, и обеспечение важных для материнских плат характеристик, вынудило многие компании-производители разрабатывать различные решения в этой области.
С постоянным увеличением популярности электронных приборов на протяжении ближайших 20—30 лет Евросоюз решил ввести эффективную стратегию для решения вопросов энергопотребления. Для этого были выпущены требования по энергоэффективности — ErP (Energy-related Products) и EuP (Energy Using Product). Стандарт разработан для определения энергопотребления готовых систем. По требованию ErP/EuP, система в выключенном состоянии должна потреблять менее 1 Вт мощности.
Спецификации ErP/EuP 2.0 намного строже первой версии. Для соответствия ErP/EuP 2.0 (вступила в действие в 2013 году) полное энергопотребление компьютера в выключенном состоянии не должно превышать 0,5 Вт.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.