Что такое материнская плата и как она устроена. Часть 2

В первой части статьи, уважаемые читатели, мы начали знакомиться с тем, что такое материнская плата и начали рассматривать ее интерфейсы. Большинство современных компьютеров имеют выход во внешний мир, и для этого используется

Интерфейс LAN

В большинстве случаев материнская плата содержит в себе и контроллер LAN (Local Area Network, локальная вычислительная сеть) 100 Mbps или 1 Gbps с соответствующим разъемом под кабель «витая пара».

Это удобно, так как при работе компьютера в локальной вычислительной сети (ЛВС) не нужен дополнительный адаптер.

Соответствующая микросхема контроллера расположена обычно недалеко от разъема.

Существует возможность отключить это адаптер, как в BIOS, так и  в операционной системе. Это может потребоваться при выходе его из строя (что может случиться из-за грозовых разрядов, наводящих напряжение в длинном кабеле). И хорошо, если при этом уцелеют другие компоненты материнской платы!

Можно использовать и контроллер LAN на отдельной плате (плате расширения). Но бывали случаи, когда грозовые разряды выжигали не только отдельный контроллер, но и – через его разъем – и другие компоненты.

Так что, если вблизи громыхают разряды, лучше вынуть вилку кабеля локальной сети из разъема.

Сказанное относится к сетям, где используется медный кабель на витой паре (и при этом такой кабель идет по чердакам или крышам зданий). При использовании оптического кабеля (и соответствующего адаптера в компьютере) грозовые разряды не страшны. В кабеле на оптоволокне электрические сигналы не наводятся.

Разъем LAN обычно снабжен двумя светодиодными индикаторами.

Один из них индицирует наличие или отсутствие связи. Если этот индикатор горит – связь с коммутатором (или другим компьютером) есть, если не горит – связи нет. Отсутствие связи может быть вызвано обрывом кабеля или неисправным портом коммутатора. Если этот индикатор мигает – через LAN порт идет поток информации.

Второй индикатор – двухцветный. Он может светиться зеленым или желтым (как вариант – оранжевым) цветом. По цвету индикатора можно определить скорость обмена данными. Современные материнские платы поддерживают скорость обмена 1 Gbps (Gigabit per second, Гигабит в секунду).

Обычно при такой скорости этот индикатор светится зеленым цветом, при 100 Mbps – оранжевым, при 10 Mbps – не светится вовсе. В старых платах при 100 Mbps индикатор светился зеленым, при 10 Mbps – желтым цветом. Конкретное расположение и цвет свечения индикаторов даются в описании (User Guide) к материнской плате.

Разъем содержит выступ в своей верхней части, а коннектор (наконечник) сетевого кабеля — защелку. Коннектор вставляют в разъем до щелчка. При этом защелка надежно фиксируется в разъеме, и обеспечивается надежный контакт. Если защелка сломана (ломается она легко), надежного контакта (и щелчка) не будет. Это чревато сбоями при работе в сети или отсутствием связи.

Отметим, что в большинстве случаев в локальных сетях в используется технология Ethernet (пакетная передача данных).

Процессорные разъемы

Материнская плата имеет в своем составе разъемы под процессор и память. Разъемов под процессор имеется несколько типов, отличающихся числом контактов.

Разъем и процессор также имеют ключи, так что вставить «камень» в разъем можно только одним определенным – правильным – образом. Каждый разъем предназначен только для определенной группы процессоров.

Процессоры одного класса фирм AMD и INTEL (двух основных производителей) не взаимозаменяемы, т.е процессор INTEL не может быть установлен в разъем для процессора INTEL и наоборот.

Существуют два вида процессорных разъемов. Один вид разъема содержит в себе штырьки (или pins – пины), а процессор, соответственно, площадки («пятачки»).

Когда микросхема процессора вставлена в разъем, пружинящая планка плотно прижимает его «пятачки» к штырькам разъема.

Другой вид разъема содержит пружинящие контакты, а процессор имеет выводы.

Контакт между процессором и выводами разъема достаточно надежен.

Но иногда (после нескольких месяцев или лет работы) какой-то контакт может ослабеть или исчезнуть. Компьютер при этом может не загружаться или «зависать». Помочь этому можно очень просто – достаточно вынуть процессор и вставить его обратно в разъем. Хорошо при этом и поменять теплопроводящую смазку между процессором и радиатором охлаждения.

Модули памяти

В настоящее время существует несколько типов модулей оперативной памяти – DDR, DDR-2, DDR-3.

Они отличаются друг от друга частотой, на которой они работают, напряжением питания и, конечно же, защитой «от дурака».

Каждый модуль содержит вырез в своей нижней части, а слот (разъем материнской платы) – соответствующий выступ. У разных типов модулей памяти имеются разные ключи. Некоторые материнские платы могут поддерживать два вида модулей памяти.

Разъемы модулей памяти имеют защелки для надежной фиксации. Модуль вставляется в разъем с некоторым усилием. Ответная часть разъема на материнской плате стремится из-за сил упругости «выпихнуть» модуль как «незваного гостя». Защелки этому препятствуют.

К настоящему времени память DDR почти вышла из употребления, и новые материнские платы ее не поддерживают.

Модуль содержит обычно, кроме собственно микросхем памяти, и маленькую микросхему (SPD) с последовательным доступом. В ней хранятся тайминги (задержки) для этого модуля.

В BIOS существует возможность задать тайминги памяти самостоятельно или считать их из микросхемы SPD. При оверклокинге (разгоне) устанавливаются укороченные тайминги.

Со временем контакты в разъемах модулей памяти также могут ослабеть, из-за этого возможны «зависания» компьютера. Или он вообще может не загружаться. Лечится это тем же простым способом – необходимо вынуть модуль и вставить обратно, предварительно протерев его контакты кусочком материи, смоченной этиловым или изопропиловым спиртом.

Слоты расширения

Материнская плата содержит в себе слоты расширения – обычно PCI и PCI-express.

В них могут вставляться платы расширения – видеокарты, сетевые адаптеры, модемы и т.д. Видеокарта ставится в слот PCI-express, как более быстродействующий.

Раньше для этих целей использовался AGP (Accelerated Graphics Port) слот, но к настоящему времени он почти вышел из употребления. На новых материнских платах его не устанавливают. Со временем контакт в разъемах может ослабевать, что приводит к нарушению нормальной работы. «Лечение» при этом – как и предыдущем случае.

Отметим, что шина PCI тоже пережила несколько спецификаций. Ее разъемы могут иметь различную разрядность и отличаться по внешнему виду в зависимости от модификации.

Дискретные разъемы

Материнская плата содержит в себе и гребенки со штыревыми контактами – для подключения портов USB, COM, индикаторов на передней панели, кнопок включения и обнуления.

Иногда кнопка обнуления (сброса) заедает и остается в закороченном состоянии (да ее еще и делают обычно небольшой). Процессор при этом, естественно, не стартует, и можно сделать ошибочный вывод о неисправности материнской платы.

Прежде чем хвататься за голову, озабочиваясь предстоящим ремонтом, надо отсоединить провода, ведущие к кнопке обнуления и посмотреть – начнется ли самотестирование. Если начнется и компьютер начнет издавать звуковые сигналы (при подключенном и исправном динамике), значит, неисправность была именно в кнопке сброса.

Кнопки обнуления были еще в компьютерах самых первых выпусков.

Компьютеры зависали всегда и боролись с этим «железным» способом – подачей сигнала сброса на определенный вывод процессора. При этом все его внутренние регистры обнулялись, и начиналось выполнение программы с нулевого адреса.

Чипсет

Первые компьютеры содержали большое количество дискретных интегральных микросхем.

На современных платах большинство схем упаковано в chipset (чипсет) — одну — две большие микросхемы. Если микросхем две, то часто они организованы в виде Northbridge (северный мост) и Southbridge (южный мост).

Северный мост содержит в себе самые быстродействующие устройства, южный – все остальные. Северный мост греется сильнее, и на него обычно устанавливают небольшой радиатор. Радиатор (меньших размеров) могут ставить и на южный мост.

Микросхемы чипсета имеют выводы в виде шариков на своей нижней стороне (а не по бокам). При их монтаже используются специальные технологии. Поэтому заменить такую микросхему «на коленке» вряд ли получится.

В следующей статье мы рассмотрим три совета по выбору блока питания компьютера. Следите за обновлениями! Надеюсь, материал оказался Вам полезным.

Всего наилучшего!