Материнские платы

Поддерживаемый материнской платой форм-фактор

Форм-фактором материнской платы определяются размеры, отверстия для крепления и разъемы питания материнской платы. Кроме того, от форм-фактора зависят и предъявляемые к системе охлаждения материнской платы требования.

Выбирая комплектующие для ПК, пользователю необходимо иметь ввиду, что корпус ПК должен поддерживать форм-фактор выбранной материнской платы.

Существуют различные варианты форм-факторов материнских плат. Вот основные из них:

ATX (Advanced Technology eXtended). Является одним из самых распространенных форм-факторов материнских плат. Идеален для построения домашнего ПК. Доступно до 7-ми слотов расширения. Главный разъем блока питания имеет 20/24 контакта (в зависимости от типа). Почти все современные материнские платы обладают 24-контактным разъемом. 

Габариты материнских плат ATX - 30.5 x 24.4 см.

MicroATX (mATX). Уменьшенная в размерах спецификация ATX. Зачастую, используется в офисных компьютерах, где нет необходимости в наличии большого количества слотов. Имеет поддержку до 4-х слотов расширения. Главный разъем блока питания стандарта microATX обладает 20/24 контактами (в зависимости от типа). Почти все современные материнские платы имеют 24-контактный разъем. 

Габариты материнских плат microATX - 24.4 x 24.4 см.

FlexATX. Форм-фактор, являющийся эволюцией стандарта microATX. На сегодняшний день, не особо актуален. Материнские платы обладают максимум 3 слотами расширения. 

Габариты материнских плат FlexATX - 22.9 х 19.1 см.

EATX (Extended ATX). Расширенная версия материнских плат стандарта ATX. Целевым рынком данного форм-фактора являются сервера.

Габариты материнских плат EATX - 30.5 x 33.0 см.

BTX (Balanced Technology Extended). Новый форм-фактор, своим выходом сменивший ATX. Ключевой особенностью данного форм-фактора является улучшенное в разы охлаждение установленных элементов на материнской плате. BTX идеален при построении компактных компьютеров. Материнские платы BTX поддерживают до 7-ми слотов расширения. 

Габариты материнских плат BTX - 26.7 х 32.5 см.

mBTX (micro BTX). Уменьшенная версия форм-фактора BTX. Материнские платы mBTX поддерживают до 4-х слотов расширения. 

Габариты материнских плат mBTX - 26.7 х 26.4 см.

mini-ITX. Миниатюрный форм-фактор материнских плат, созданный компанией VIA Technologies. Имеет полную электрическую и механическую совместимость с ATX.

Габариты материнских плат mini-ITX - 17 х 17 см.

SSI EEB (Server Standards Infrastructure Entry Electronics Bay). Данный форм-фактор, как правило, применяется для построения серверов. Разъемы блока питания оснащены контактами типа "24+8".

Габариты материнских плат SSI EEB - 30.5 x 33.0 см.

SSI CEB (SSI Compact Electronics Bay). Данный форм-фактор, как правило, применяется для построения серверов. Разъемы блока питания оснащены контактами типа "24+8".

Габариты материнских плат SSI CEB - 30.5 x 25.9 см. 

Нестандартный форм-фактор

Кроме того, нередко на рынке встречаются модели материнских плат нестандартного форм-фактора. Устанавливаются таковые исключительно в специальный, совместимый с соответствующей материнской платой корпус.

Поддержка четырехканального режима памяти

При работе в 4-канальном режиме, оперативная память делится, соответственно, на четыре блока. Каждый блок памяти взаимодействует с отдельным контроллером, за счет чего возрастает его пропускная способность.

Чтобы активировать 4-канальный режим работы памяти, необходимо использовать модули только идентичного объема памяти, обладающие идентичными характеристиками. Также необходимым условием является то, чтобы они были установлены группами по четыре единицы. 

Как правило, четырехканальные контроллеры применяются в серверных платформах. Они отличаются высокой скоростью работы.

Поддержка трехканального режима памяти

При работе в 3-канальном режиме, оперативная память делится, соответственно, на три блока. Каждый блок памяти взаимодействует с отдельным контроллером, за счет чего возрастает его пропускная способность.

Поддерживаемый материнской платой тип памяти

Любая материнская плата поддерживает определенный тип оперативной памяти (или несколько типов одновременно).

В настоящее время, самыми распространенными типами памяти являются:

В серверных платформах также применяется DDR2 FB-DIMM.

DDR = Double Data Rate.

Рассмотрим каждый тип памяти более подробно:

DDR DIMM (или как его еще называют, DDR SDRAM)  - это тип синхронной динамической памяти с удвоенной скоростью передачи данных. Основным его отличием от SDRAM является возможность удвоить пропускную способность шины за счет двух передач данных за один такт. 

Материнские платы для настольных ПК имеют модули памяти DDR SDRAM форм-фактора DIMM 184-pin. 

DDR2 DIMM (или как его еще называют, DDR2 SDRAM) - эволюция стандарта DDR SDRAM, вылившаяся в рождение нового поколения. В данном типе памяти применяется та же технология "удвоения частоты". Ключевым отличием от первого поколения DDR является возможность работы на более высокой частоте. 

Материнские платы для настольных ПК имеют модули памяти DDR2 SDRAM форм-фактора DIMM 240-pin. 

DDR/DDR2 DIMM - слот, поддерживающий сразу два типа (DDR и DDR2) памяти. Позволяет пользователю комбинировать имеющиеся модули памяти DDR, с приобретенными, например, позднее, DDR2 (или наоборот). Некоторые материнские платы оснащаются подобными слотами. 

DDR3 DIMM (или как его еще называют, DDR3 SDRAM) - логическое продолжение стандарта DDR2 SDRAM, являющееся новым поколением. В нем применяется известная технология "удвоения частоты". Ключевым отличием от второго поколения DDR2 является возможность работы слота на более высокой частоте. Модули DDR3, наравне с DDR2, обладают 240-контактными площадками, однако применяют при этом другие "ключи" (характерные прорези). Так, они становятся несовместимыми с более старыми слотами. 

DDR2/DDR3 DIMM - слот, поддерживающий сразу два типа (DDR2 и DDR3) памяти. Дает возможность пользователю комбинировать уже имеющиеся у него модули памяти DDR2, скажем, с вновь приобретенными модулями DDR3. 

DDR2 FB-DIMM (Fully Buffered DIMM) - модули памяти DDR2, обладающие полной буферизацией.

За счет буферизации всех сигналов, возможно повышение скорости работы памяти, вместе с увеличением числа подключенных к шине модулей. 

Модули памяти DDR2 FB-DIMM применяются в серверных материнских платах. В механическом плане, это аналоги DIMM 240-pin, однако, на практике, они абсолютно несовместимы с обычными модулями памяти DDR2 DIMM, не имеющими буферизации.

Тип Wi-Fi на материнской плате

Сетевой адаптер, установленный на материнской плате, поддерживает определенный тип Wi-Fi.

Существуют следующие разновидности Wi-Fi: 

  • 802.11a,
  • 802.11b,
  • 802.11g,
  • 802.11n. 

802.11a работает на скорости, достигающей 54 Мбит/с, на частоте 5 ГГц. Главным недостатком данного стандарта выступает небольшое расстояние обнаружения устройств. Кроме того, он несовместим с более распространенными стандартами 802.11b и 802.11g. Требуется специальное разрешение на его использование. 

802.11b работает на скорости, достигающей 11 Мбит/с, на частоте 2,4 ГГц. Главными достоинствами стандарта выступают: довольно приличная дальность приема, особенно в сравнении с 802.11a; а также глубокая совместимость с другими стандартами. Ключевым недостатком является низкая скорость и высокий уровень помех. 

802.11g работает на скорости, достигающей 54 Мбит/с, на частоте 2,4 ГГц. Данный стандарт является своеобразной расширенной версией стандарта 802.11b, и имеет с ним полную совместимость. Так, сетевые адаптеры 802.11g могут спокойно использоваться в сети стандарта 802.11b. Главным преимуществом стандарта является высокая скорость передачи данных. 

802.11n работает на скорости, достигающей 600 Мбит/сек. Совершенно новый стандарт, отличается принципиально новым уровнем скорости. При переключении на частотные диапазоны 5 ГГц и 2.4 ГГц может быть полностью совместим с 802.11a, 802.11b и 802.11g.

Слот AGP на материнской плате

Некоторые материнские платы оснащаются слотом AGP, хотя его популярность, в связи с выходом PCI-E, стремительно падает. Однако, долгое время AGP являлся единственным оптимальным способом подключения видеокарты к материнской плате, но эти времена - позади.

AGP (Accelerated Graphics Port) - формат, разработанный на основе шины PCI. Предназначен исключительно для установки видеоадаптеров.

В настоящее время, некоторые современные материнские платы имеют поддержку AGP 8X, которая способна обеспечить скорость обработки данных до 2,1 Гб/с.

Поддерживаемые контроллером режимы работы SCSI RAID

В зависимости от модели материнской платы, контроллер может поддерживать различные режимы работы SCSI RAID.

Режимы работы RAID в последовательном интерфейсе SCSI идентичны режимам работы RAID IDE (описано выше).

Поддерживаемые контроллером режимы работы SATA RAID

В зависимости от модели материнской платы, контроллер может поддерживать различные режимы работы S-ATA RAID.

Режимы работы RAID в последовательном интерфейсе S-ATA идентичны режимам работы RAID IDE (описано выше).

Поддерживаемые контроллером режимы работы IDE RAID

В зависимости от модели материнской платы, контроллер может поддерживать различные режимы работы IDE RAID.

RAID (Redundant Array of Independent Disks) - это технология, дающая возможность пользователю объединять несколько независимых дисковых накопителей в единый массив данных. Главной функцией RAID-массива является увеличение таких показателей, как:

  • доступность данных;
  • защищенность данных.

Рассмотрим самые распространенные режимы работы:

RAID JBOD (Just A Bunch of Disks). Данный режим позволяет RAID-контроллеру объединять диски в единый массив, при этом не обеспечивая ускорения их работоспособности.

RAID 0. Данный режим формирует из нескольких дисков единый массив, при доступе к которому производится параллельное обращение к дискам этого массива. За счет подобного метода, заметно возрастает скорость работы всего массива. Однако, в данном случае, несмотря на его популярность, есть и существенный недостаток: если любой из жестких дисков в массиве даст сбой, данные на нем потеряются. 

RAID 1. Данный режим предполагает одновременное хранение идентичных данных на двух различных жестких дисках. В случае неисправности одного жесткого диска, данные в 100% сохранности остаются доступными на другом жестком диске. При этом, никакого ущерба в функциональности массива или целостности данных не производится. Данная схема является одной из самых простых и высокоэффективных. Она способна обеспечить надежную защиту информации и непрерывную работу системы. 

RAID 10 (RAID 1+0). Данный режим является комбинацией двух других режимов: RAID 0 и RAID 1. Первый обеспечивает высокую производительность системы, второй - надежную защиту данных. Для работы в данном режиме потребуется минимум четыре диска, которые попарно будут объединены в массив, согласно технологии RAID 0. При этом, пользователь выигрывает в производительности системы: один из массивов будет дублироваться, согласно технологии RAID 1. 

RAID 5. Данный режим разбивает информацию на определенные блоки, для каждого из которых формируется блок "четности". По нему пользователь сможет восстановить утерянные данные. Блоки данных и блоки "четности" записываются на все имеющиеся в массиве диски вперемешку. Если один из накопителей в массиве даст сбой, все данные при этом останутся в сохранности.

Более подробно об остальных режимах работы RAID можно прочесть тут.
Разъем питания процессора на материнской плате

У каждой материнской платы существует определенный тип разъема питания процессора. Чтобы подключить питание для процессора, на материнской плате имеется специальный разъем.

В большинстве материнских плат установлен разъем 4-pin, соответствующий стандарту блоков питания ATX12V. Гораздо реже употребляется разъем 8-pin, соответствующий стандарту EPS12V

Данные о разъеме помогут пользователю корректно подобрать блок питания к соответствующей материнской плате.

Разъем PS/2 для мыши

Некоторые материнские платы все еще оснащаются разъемом PS/2, предназначенным для подключения мыши. Он располагается на задней панели материнской платы. 

До некоторых пор, PS/2 являлся базовым интерфейсом для подключения компьютерной мыши к ПК. Однако, в настоящее время, большинство современных манипуляторов все чаще оснащается USB-интерфейсом. Так, практически все новые материнские платы этот разъем уже не имеют.

Разъем PS/2 для клавиатуры

Некоторые материнские платы все еще оснащаются разъемами PS/2 для подключения клавиатуры. Данный разъем располагается на задней панели материнской платы. 

До некоторых пор, PS/2 являлся вполне стандартным интерфейсом, применяющимся для подключения клавиатуры к ПК. Однако, современные устройства ввода все чаще оснащаются USB-интерфейсом. Так, большинство современных материнских плат стремительно переходит на новый USB-интерфейс, отказываясь от старого PS/2. Поэтому, новые материнские платы уже не оснащаются данным разъемом, хотя в свое время, он был весьма популярным, чуть ли не единственным.

Разъем LPT на задней панели материнской платы

Некоторые материнские платы оснащены разъемом LPT, расположенным на их задней панели. 

LPT (как правило, использует разъем D-Sub 25-pin) - разъем параллельного интерфейса, посредством которого осуществляется подключение принтера (и других устройств, оснащенных разъемом LPT) к персональному компьютеру.

На сегодняшний день, устройства, оснащенные параллельным интерфейсом LPT, стремительно "вымирают", их популярность падает. Так, поддержка LPT-разъема на современной материнской плате, в общем-то, не обязательна.

Разъем HDMI на задней панели материнской платы

Некоторые материнские платы оснащены разъемом HDMI, расположенным на задней панели.

HDMI (High Definition Multimedia Interface) - интерфейс, применяющийся для передачи цифрового видео- или аудиосигнала. Также, в рамках данного интерфейса, предусмотрена функция защиты от нелегального копирования HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection).

Интерфейс HDMI создали специально под стандарт цифрового телевидения HDTV, он сейчас включен почти во все модели телевизоров, имеющие поддержку HDTV. Кроме того, HDMI имеет совместимость с DVI.

Разъем DVI на задней панели материнской платы

Некоторые материнские платы имеют разъем DVI на задней панели.

DVI (Digital Visual Interface) - интерфейс, который используется для передачи видеосигнала в цифровом виде. Данным разъемом оснащены многие ЖК-мониторы и телевизоры, плазменные панели. Из-за того, что видеосигнал передается в цифровом виде, в изображении отсутствуют какие-либо искажения и дефекты.

Разъем D-Sub на задней панели материнской платы

Некоторые материнские платы оснащены разъемом D-Sub.

D-Sub - это разъем интерфейса VGA. Применяется для передачи аналогового видеосигнала на монитор. 

Большинство материнских плат, обладающих интегрированной графикой, имеют разъем D-Sub, установленный на задней панели. Более новые и современные материнские платы могут оснащаться сразу двумя разъемами (DVI и VGA), что позволяет подключать к встроенному графическому адаптеру два монитора одновременно.

Производитель чипсета на материнской плате

Чипсет - это набор микросхем, связывающих компоненты материнской платы. Им определяются ключевые характеристики материнской платы (от типа поддерживаемых процессоров до стандарта шины). 

Как правило, в состав чипсета входит два "моста" (северный и южный):

  • Северный отвечает за контроллер памяти, шину AGP, PCI-E, а также производит взаимодействие с процессором;
  • Южный контролирует периферию (платы PCI, USB-устройства, жесткие диски, сеть и прочее). 
Ключевые производители чипсетов: Intel, NVIDIA, ATI, AMD, SiS, VIA, Uli, ServerWorks (Broadcom).
Производитель процессора для материнской платы

Выбор материнской платы прямым образом зависит от выбора процессора, поэтому начинают, как правило, именно с него. От производителя процессора зависит дальнейшая конфигурация всех остальных элементов будущего компьютера. Обычно, современная материнская плата имеет поддержку нескольких моделей процессоров от одного производителя, что позволяет пользователю по истечению времени, сменить старый процессор на более новый и, соответственно, более производительный.

В настоящее время, основными производителями процессоров выступают компании Intel и AMD.

Поддержка материнской платой многоядерных процессоров

Большинство современных материнских плат имеет поддержку процессоров с несколькими ядрами. Ровно, как и подавляющее большинство процессоров для настольных ПК, обладает несколькими ядрами.

Один двухядерный процессор является, по сути, полноценными двумя скомпонованными в едином корпусе процессорами.

Примеры двухядерных процессоров: Intel Pentium D (не все модели), Intel Pentium EE (не все модели), AMD Athlon 64 X2. 

Применение многоядерных процессоров дает возможность распределить поток задач между различными ядрами. В конечном счете, это существенно сказывается на производительности системы, созданной для многозадачных сред. 

Поддержка SLI/CrossFire на материнской плате

Некоторые материнские платы поддерживают технологии, осуществляющие одновременную работу нескольких видеокарт. 

Существуют две технологии, позволяющие объединить мощность двух видеокарт, установленных на одной материнской плате, для большей производительности: 

Данные технологии имеют различные вариации: CrossFire, SLI, 3-way SLI, CrossFire X, Hybrid SLI, Hybrid CrossFireX

Как правило, эти технологии используются в трехмерных компьютерных играх, требующих высокой мощности от видеокарты. 

Для работы технологий SLI и CrossFire необходимо, по меньшей мере, два слота PCI-E

Помимо вышеперечисленных базовых технологий для подключения двух видеокарт, на рынке существуют и более современные решения, позволяющие пользователю объединить сразу несколько (более двух) видеокарт:

  • Технология 3-way SLI от NVIDIA позволяет сочетать мощь трех графических адаптеров;
  • Технология CrossFireX от ATI допускает одновременную работу четырех видеокарт;
  • Технология Hybrid SLI от NVIDIA способна обеспечить совместную работу отдельной видеокарты и видеопроцессора, встроенного в чипсет материнской платы;
  • Технология Hybrid CrossFireX также дает возможность объединения вычислительных ресурсов встроенной графики с отдельной видеокартой.
Поддержка материнской платой шины PCI Express 3.0
PCI Express 3.0 - третья версия спецификации шины PCI Express. Ключевым ее отличием от предшественниц является увеличенная пропускная способность шины (по сравнению с PCI-E 2.0, до двух раз).
Поддержка материнской платой шины PCI Express 2.0

PCI Express 2.0 - свежая спецификация шины PCI Express. Главным ее отличием от предыдущей версии является то, что в ней увеличена пропускная способность. Она составляет 5 Гбит/с на одну линию. Кроме того, усовершенствования добавлены и в протокол передачи данных.

Слоты PCI Express 2.0 принимают и платы расширения предыдущего стандарта - PCI Express 1.1

PCI Express 2.0 нередко используется для установки видеокарты, данная спецификация способна обеспечить максимальную производительность видеосистемы и максимальную скорость обмена данными.

Поддержка материнской платой технологии Hyper-Threading

Некоторые материнские платы обладают технологией Hyper-Threading

Технология Hyper-Threading позволяет одному процессору работать в качестве двух виртуальных. Процессор может выполнять два потока задач одновременно. В стандартом режиме работы некоторые ресурсы могут оставаться невостребованными, тогда как Hyper-Threading позволяет задействовать их для выполнения определенной работы. Так, при активации данной технологии за то же самое время может быть выполнено большее количество задач. В большинстве случаев, Hyper-Threading увеличивает производительность системы.

Чтобы технология Hyper-Threading работала, материнская плата должна оснащаться процессорами Intel Pentium Xeon, Pentium 4, Pentium 4 EE, в которых реализована эта технология. В логотипе процессоров, поддерживающих данную технологию, присутствуют символы "HT".

Кроме того, технология Hyper-Threading имеет поддержку новой линейки процессоров Intel i3, i5 и i7.

Поддержка внутреннего интерфейса EFI в материнской плате

Некоторые материнские платы оснащаются внутренним интерфейсом EFI.

В функции интерфейса EFI входит связывание операционной системы и микропрограмм внутреннего оборудования ПК. Своим выходом сменил традиционный BIOS. Ключевым преимуществом EFI выступает графическая пользовательская оболочка. Кроме того, новый интерфейс готов похвастать полной поддержкой дисков объемом свыше 2,2 ТБ.

Поддержка модуля памяти с ECC в материнской плате

ECC (Error Correction Code) - метод проверки данных на предмет целостности. В рамках данного метода, существует возможность без прерывания доступа к памяти, идентифицировать и нейтрализовать возникающие в процессе передачи данных ошибки.

Обычные ПК, как правило, не используют память с ECC. Такие модули памяти зачастую применяются в серверах, либо в мощных рабочих станциях - там, где необходима максимально стабильная работа системы.

Недостатками памяти с ECC являются: сниженное быстродействие и высокая стоимость.

#