Komponenty płyty głównej

  25 lipiec 2010
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

Współczesna płyta główna jest wyposażona w kilka wbudowanych komponentów takich jak różnego typu gniazda, złącza, układy scalone itp. Większość płyt głównych zawiera następujące podstawowe komponenty:

  • gniazdo procesora (Socket/Slot),
  • chipset (North/South Bridge, kontrolery pamięci lub urządzeń wejścia-wyjścia),
  • układ Super I/O,
  • układ ROM BIOS (Flash ROM/firmware hub),
  • gniazda pamięci SIMM/DIMM/RIMM (RAM),
  • gniazda magistrali ISA/PCI/AGP,
  • stabilizator napięcia zasilania procesora,
  • bateria.

Niektóre płyty główne są również wyposażone w zintegrowaną kartę graficzną, dźwiękową, sieciową, kontroler SCSI, złącza AMR (ang. Audio Modem Riser) i CNR (ang. Communications and Networking Riser) oraz w inne opcjonalne interfejsy, zależnie od konkretnego modelu płyty.

Gniazda procesora (Socket i Slot)

W zależności od typu procesora jest on instalowany w gnieździe typu Socket lub Slot.

Począwszy od układu 486, firma Intel rozpoczęła projektować procesory, które mogły być instalowane i aktualizowane bezpośrednio przez użytkownika. W związku z tym opracowała standardy gniazd procesora, które umożliwiały instalację różnych modeli procesorów z tej samej serii. Specyfikacje standardów gniazd uzyskały oznaczenia, które zazwyczaj są umieszczane na samym gnieździe lub płycie głównej.

Początkowo wszystkie procesory były instalowane w gniazdach typu Socket lub były bezpośrednio przylutowane do płyty głównej. Wraz z pojawieniem się procesora Pentium II i pierwszych wersji układu Athlon zarówno firma Intel, jak i AMD zaczęły przystosowywać swoje produkty do współpracy z gniazdami typu Slot.

Wraz z pojawieniem się procesora Celeron drugiej generacji firma Intel zintegrowała pamięć Cache L2 bezpośrednio z jego rdzeniem, co spowodowało, że poza główną płytką procesora nie było konieczne stosowanie żadnych dodatkowych modułów. Procesor Pentium III drugiej generacji (o nazwie kodowej Coppermine) również był wyposażony w zintegrowaną z rdzeniem pamięć Cache L2. Podobnie postąpiła firma AMD w przypadku swoich procesorów K6-3, Duron (Duron o nazwie kodowej Spitfire) oraz układu Athlon drugiej generacji (o nazwie kodowej Thunderbird). Niektóre starsze modele procesora Athlon Thunderbird były również dostępne w wersji Slot A. Po zintegrowaniu pamięci Cache L2 z rdzeniem procesory ponownie składały się z jednego układu, co oznaczało, że umieszczanie go na dodatkowej płytce drukowanej przystosowanej do instalacji w gnieździe typu Slot stało się zbyteczne i zbyt kosztowne. Wskutek wbudowania pamięci podręcznej L2 do rdzenia, powrócono do stosowania obudów procesorów instalowanych w gnieździe typu Socket. Wszystkie najnowsze modele procesorów oparte są na gnieździe typu Socket. W przypadku 64-bitowego procesora Itanium ponownie wykorzystano obudowę kasetową, w której umieszczono pamięć Cache L3, ale w dalszym ciągu procesor jest instalowany w gnieździe typu Socket.

Nie można omawiać nowoczesnych płyt głównych bez wspomnienia o chipsetach. Dwie dowolne płyty główne oparte na identycznych chipsetach pod względem funkcjonalnym są jednakowe. Chipset zawiera w sobie interfejs magistrali procesora (zwanej FSB front-side bus), kontrolery pamięci, magistrali i urządzeń wejścia-wyjścia. Wszystkie układy scalone płyty głównej znajdują się w chipsecie. Procesor nie jest w stanie komunikować się z pamięcią, kartami rozszerzeń, podłączonymi urządzeniami bez pośrednictwa chipsetu. Chipset jest centralnym elementem "układu nerwowego" komputera PC. Ze względu na to, że chipset nadzoruje interfejsy i połączenia występujące pomiędzy procesorem i pozostałymi komponentami systemu, od niego zależy, jaki typ procesora można zastosować, z jaką częstotliwością będzie pracował procesor i magistrale, jakiego typu, o jakiej pojemności i o jakim czasie dostępu pamięć operacyjna może zostać użyta. Tak naprawdę, chipset prawdopodobnie jest najważniejszym pojedynczym komponentem komputera, chyba nawet ważniejszym od procesora.

Układy Super I/O

Trzeci podstawowy układ spotykany na płytach głównych nosi nazwę Super I/O. Układ Super I/O integruje w sobie urządzenie, które w starszych komputerach instalowano w postaci oddzielnych kart rozszerzeń.

Większość układów Super I/O składa się co najmniej z trzech komponentów:

  • kontrolera stacji dyskietek,
  • podwójnego kontrolera portów szeregowych,
  • kontrolera portu równoległego.

Kontrolery stacji dyskietek stosowane w przypadku większości układów Super I/O obsługują dwa napędy, ale zdarzają się takie, które są ograniczone tylko do jednego. Większość wyższej jakości układów Super I/O jest wyposażona w buforowany port szeregowy określany powszechnie jako układ UART (ang. universal asynchronous receiver transmitter). Każdy port jest obsługiwany przez jeden układ UART. Dzięki zintegrowaniu z układem Super I/O funkcji realizowanych przez dwa układy UART, porty szeregowe właściwie zostały zintegrowane z płytą główną. Prawie każdy układ Super I/O jest też wyposażony w bardzo szybki port równoległy dysponujący kilkoma trybami pracy. Lepszej jakości układy oferują trzy tryby standardowy (dwukierunkowy), EPP (ang. Enhanced Parallel Port) i ECP (ang. Enhanced Capabilities Port). Tryb ECP jest najszybszy i dysponuje największymi możliwościami, ale jego wybranie spowoduje przypisanie do portu kanału DMA 8-bitowej magistrali ISA zamiast standardowego kanału DMA 3.

Układ Super I/O może zawierać również inne komponenty. Przykładowo, płyta główna Intel VC820 ATX jest wyposażona w układ LPC47M102 Super I/O wyprodukowany przez firmę SMC (Standard Microsystems Corp.). Układ posiada następujące składniki:

  • interfejs kontrolera stacji dyskietek,
  • dwa porty szeregowe o dużej szybkości,
  • port równoległy dysponujący wieloma trybami (ECP/EPP),
  • kontroler klawiatury (podobny do układu 8042) i myszy.

Jedynym zaskoczeniem jest kontroler klawiatury i myszy. Pozostałe komponenty są spotykane w większości układów Super I/O. Dzięki zintegrowanemu kontrolerowi klawiatury i myszy wyeliminowano konieczność umieszczenia na płycie głównej oddzielnego układu scalonego.

Ostatnio coraz mniejsze znaczenie ma układ Super I/O znajdujący się w nowszych płytach głównych. Taka sytuacja wynika głównie z faktu zintegrowania funkcji układu Super I/O, takich jak urządzenia IDE, bezpośrednio z komponentem South Bridge lub ICH. Dzięki takiej operacji urządzenia obsługiwane przez układ Super I/O mogą wykorzystać magistralę PCI (architektura North/South Bridge) lub bardzo szybki interfejs koncentratora (architektura Architecture Hub). Jedna z wad układu Super I/O wynikała z tego, że pierwotnie był on połączony z systemem za pośrednictwem magistrali ISA i w związku z tym dotyczyły go ograniczenia szybkości i wydajności magistrali taktowanej zegarem 8 MHz. Podłączenie urządzeń IDE do magistrali PCI umożliwiło opracowanie szybszych dysków twardych IDE, które były w stanie przesyłać dane z częstotliwością jej pracy wynoszącą 33 MHz.

W miarę integrowania przez producentów chipsetów w jednym układzie coraz większej ilości funkcji, pojawiają się urządzenia peryferyjne oparte na standardzie USB zastępujące urządzenia, które współpracowały z kontrolerami standardowych portów szeregowych i równoległych oraz stacji dyskietek.

Adresy układu CMOS RAM

W oryginalnym systemie AT był stosowany układ CMOS (ang. Complementary MetalOxide Semiconductor)/ RTC oznaczony jako 146818 i produkowany przez firmę Motorola. Był to szczególny układ wyposażony w prosty zegar cyfrowy wykorzystujący 10 bajtów pamięci RAM. Do dyspozycji pozostawały 54 bajty, które mogły być w dowolny sposób wykorzystane. Projektanci komputera IBM AT zastosowali je do przechowywania konfiguracji systemu.

W nowszych komputerach PC nie stosuje się już układu firmy Motorola. Jego funkcje zostały zintegrowane z układem South Bridge lub Super I/O znajdującym się na płycie głównej lub są realizowane przez specjalną baterię i moduł NVRAM.

Magistrale systemowe

Kręgosłupem każdej płyty głównej są różne magistrale przesyłające sygnały pomiędzy jej komponentami. Magistrala (ang. bus) jest ogólnie dostępną ścieżką, za pomocą której dane są przekazywane w różne miejsca systemu. Zadaniem ścieżki, która łączy dwa lub więcej komponentów systemu, jest utrzymywanie pomiędzy nimi komunikacji.

Komputery PC zawierają różne typy hierarchicznie ułożonych magistral. Większość nowoczesnych systemów jest wyposażona przynajmniej w trzy. Niektóre mają ich cztery lub nawet więcej. Ich hierarchia jest związana z szybkością, ponieważ wolniejsza magistrala jest połączona z szybszą. Każde urządzenie w systemie jest podłączone do jednej z magistral, natomiast niektóre z nich (głównie chipset) pełnią rolę mostków pomiędzy magistralami różnego typu.

Do podstawowych magistral nowoczesnego komputera należy zaliczyć:

Magistrala procesora. Magistrala procesora (określana również skrótem FSB front-side bus) jest najszybszą magistralą w całym systemie. Przede wszystkim jest wykorzystywana przez procesor, który za jej pośrednictwem przesyła dane z i do pamięci podręcznej lub operacyjnej, a także z i do układu North Bridge wchodzącego w skład chipsetu.

Magistrala AGP. Jest to 32-bitowa magistrala o dużej szybkości współpracująca z kartą graficzną. Taktowana jest zegarem 66 (AGP x1), 133 (AGP x2), 266 (AGP x4) lub 533 MHz (AGP x8), co pozwala osiągnąć maksymalną przepustowość wynoszącą 2133 MB/s. Połączona jest z układem North Bridge lub MCH (ang. Memory Controller Hub) chipsetu i w systemie zaznacza swoją obecność w postaci pojedynczego gniazda AGP.

Magistrala PCI. Zazwyczaj jest to 32-bitowa magistrala pracująca z częstotliwością 33 MHz. Można się z nią spotkać w prawie każdym komputerze opartym na procesorze 486, Pentium i nowszych modelach. W niektórych nowszych systemach, głównie w stacjach roboczych i serwerach, zastosowano opcjonalną 64-bitową wersję magistrali PCI taktowaną zegarem 66 MHz. Funkcje magistrali PCI są realizowane przez układ North Bridge lub układ I/O Controller Hub. Magistrala PCI obsługuje kilka 32-bitowych gniazd, które zazwyczaj są koloru białego i w przypadku większości płyt głównych ich liczba waha się od czterech do sześciu. Do gniazd magistrali PCI mogą być podłączane urządzenia o dużej szybkości takie jak kontrolery SCSI, karty sieciowe, graficzne i inne.

Magistrala ISA. Jest to 16-bitowa magistrala taktowana zegarem 8 MHz, w którą w dalszym ciągu są wyposażone niektóre komputery. 8-bitowa magistrala ISA pracująca z częstotliwością 5 MHz po raz pierwszy została zastosowana w oryginalnym systemie IBM PC. W 1984 r. w komputerze IBM AT użyto jej ulepszonej 16-bitowej wersji taktowanej zegarem 8 MHz. Pomimo swojej niewielkiej szybkości, magistrala ISA okazała się idealnym rozwiązaniem dla określonego typu starszych lub wolniejszych urządzeń. W większości nowych modeli płyt głównych magistrala ISA nie jest już wykorzystywana. Wcześniej jej obecność wiązała się z obsługą kart modemowych, dźwiękowych oraz innych urządzeń charakteryzujących się niewielką szybkością. Funkcje magistrali ISA są wykonywane przez układ South Bridge chipsetu płyty głównej, układ pełniący funkcję jej kontrolera i przez interfejs łączący ją z szybszą magistralą PCI.

Niektóre nowsze modele płyt głównych są wyposażone w specjalne złącza określane skrótem AMR (ang. Audio Modem Riser) lub CNR (ang. Communication and Networking Riser). Ich zadaniem jest umożliwienie instalacji kart, które zostały przystosowane do współpracy z płytami głównymi oferującymi funkcje związane z komunikacją i pracą w sieci. W nowszych płytach głównych występuje również kilka magistral ukrytych. Są to magistrale, które nie posiadają własnych gniazd lub złączy. Są to magistrale pełniące rolę interfejsów dla różnych komponentów systemowych. Jest to, na przykład, interfejs koncentratora (ang. hub interface) lub magistrala LPC.

Skomentuj

Popularne Artykuły

Pomagaj z nami

Warto zobaczyć

Reklama

Nowości

Bestsellery książkowe

  • Autor:
  • Cena:
  • Status:

Książka chwilowo niedostępna.

Szukaj

Newsletter

Kupuj najtaniej

Społeczność

 

Orgy
Orgy
Orgy
Blowjob
Creampie
Creampie
Orgy
Threesome
Threesome
Creampie
Anal