Компьютердің аналық платформасы, оны жасақталған және ол қалай көрінетіні үшін


Материнская плата компьютера, для чего она предназначена и как выглядит

Компьютердің аналық платасы - жүйелік блоктың барлық компоненттері салынған негіз .

Компьютерлік аналықтың рөлі артық болмайды. Өйткені, болашақта компьютеріңіздің функционалдығын кеңейте ме, жоқ па? ЖЖҚ мөлшерін көбейтіңіз, неғұрлым тиімді графикалық карта орнатыңыз? Барлық жүйенің әрі қарай кеңейтілуі («жаңартылуы») қосымша, бастапқыда пайдаланылмаған, слоттары мен қосқыштарының болуына мүмкіндік береді ме? Бұл үйдің іргетасына ұқсайды: оны сапалы түрде жасамайсыз, уақыт өте келе дизайнның құлауы мүмкін.

Ана төлем - бір қабатты (бір жақты немесе екі жақты) баспа тақталарының көп қабатты «пирогы». Әрбір қабаттар жеке төлейді. Қабаттылық, ең алдымен, тақтайшалар (жолдар), бір-біріне жақын орналасқан сызықтармен және интерференциямен күресу үшін қажет. Бұл қашықтықты ұлғайту және бір деңгейдегі сигнал жолдарын басқа біреуден оқшаулап, осы «сэндвичті» ойлап табыңыз. Әрбір қабат бір-бірінен арнайы шыны шыныдан (жабысқақ) жасалған, содан кейін арнайы пешке батырылады.

Графикалық түрде, өнімнің ішкі құрылымы келесідей болуы мүмкін:

Бонус ретінде мұндай құрылымның жалпы механикалық беріктілігі артады. Қазіргі фирмалық өнімдердегі жеке қабаттардың саны онға дейін, тіпті одан да көп болуы мүмкін! Осыдан кейін, екі жағынан дерлік дайын ана төлемі дұрыс түсті диэлектрлік қорғаныс лакпен жабылған, құрғатылған, оған қажетті бекітуге арналған тесіктер, коннекторларды және басқа бөлшектерді монтаждау, шеттеріндегі металл тесіктер және өнім дерлік дайын! Әрине, одан кейін электронды компоненттердің коннекторларын және бүкіл элементтік базасын орнату қажет, оларды пісіруді, сапаны бақылауды жүзеге асырады, жүктемені кешенді тестілеуді жүзеге асырады, бірақ бұл процесс мақалада бейнеленген, сондықтан оны қайта сипаттауға себеп жоқ.

Ескерту: баспа платасы немесе PCP (басылған схема тақтасы) - электр өткізетін жолдар химиялық немесе механикалық болып табылатын диэлектрлік плита. Оларды тақтаға ластайтын классикалық әдіс ретінде немесе лазерлік гравировка технологиясын қолдану арқылы қалыптастыруға болады.

Ең алдымен, компьютердің жоғары сапалы аналық платаларына қызығушылық танытатындықтан, «Asus» өндірушісінің толық көлемдегі төлеміне назар аударайық. Ондағы элементтердің көптігі және кеңейту слоттары бізге жақсы жаңару перспективасына және жоғары сапалы компоненттік базаға және тақталар орналасуына - ұзақ уақыт бойы жұмыс істеуге үміттенуге мүмкіндік береді.

Әдеттегідей, барлық белгілердегі тәртіпті өтіп, компьютердің аналық компоненттерінің қандай екенін біліп көрейік:

  1. ұяшық процессоры (компьютер процессоры орнатылған қосқыш)
  2. PCI Express графикалық картасына арналған екі слот бар (қымбат төлем жүйелерінде бір уақытта екі дискретті бейне картасын орнатуға болады)
  3. DDR2 жадына арналған төрт слот
  4. солтүстік көпірінен компьютерлік аналық чипсет
  5. оңтүстік көпір ана төлемінің чипсеті
  6. Процессордың қуат сұлбаларына (қуат фазаларына) арналған салқындатқыш жүйе радиаторлары
  7. төрт USB шығысы ( компьютер корпусының артына шығу)
  8. кірістірілген дыбыс картасының шығысы
  9. floppy дискілік интерфейсі 3.5 (диск) FDC контроллері
  10. қатты дискілерді қосу үшін төрт SATA розеткалары
  11. қосымша кеңейту карталарын (теледидар тюнері, желілік немесе дыбыстық карта, бейне түсіру картасы және т.б.) қосу үшін үш PCI слоты
  12. «BIOS» аккумуляторы
  13. төрт қуаттағы 12-вольтты қуат қосқыш процессоры
  14. 24-істікшелі ағытаға қуат беру және кернеу беру үшін
  15. ескі «IDE» дискінің қатты дискілерін немесе CD-DVD-ROM-ларын қосуға арналған екі қосқыш
  16. BIOS чиптің өзі

Жекелеген түсініктеме талап ететін ең маңызды тармақтарда сізбен тоқтайық. Кескінде біз орталықтың салқындату жүйесін анық көре аламыз, мыс түтіктері одан бөлінеді. Орталық радиатор аналық плитаның «солтүстік» чипін жабады. Ол интеграцияланған графикалық карта , жад контроллері және жүйелік шина контроллері сияқты маңызды компоненттерді қамтиды (енді бұл элементтер процессорға белсенді түрде ауысады) және, әрине, «оңтүстік» микросхемасымен интерфейсті қолдайды.

«Солтүстік» және «оңтүстік» көпірлері осы элементтердің тек PCI слоттарына (солтүстік, жоғары немесе оңтүстік, төменгі) қатысты географиялық орналасуын білдіреді. Оңтүстіктегі «көпірдің» чипі радиатормен де қамтылған. Ол әдетте компьютердің кірістірілген желілік картасының контроллері, USB шина, интеграцияланған дыбыс, PCI шинасы, бортында әртүрлі сенсорлар және т.б. үшін жауап береді.

Ескерту: чипсет (чипсет) - кез келген тапсырманы орындау үшін бірге жұмыс істеуге арналған чиптер жинағы. Екінші аты - жүйелік логика жиынтығы.

Компьютерлерге қолданылатын классикалық микросхемалар екі үлкен фишкалардан тұрады:

  • Солтүстік көпір (Солтүстік Кипр)
  • Оңтүстік көпір (Оңтүстік Кипр)

Солтүстік көпір компьютердің аналық платасында орналасқан жоғары өнімді құрылғылармен (жад, бейне адаптер) CPU-мен біріктірілген контроллерлер арқылы қосылады. Оңтүстіктегі «көпір» перифериялық құрылғыларды (USB, дыбыс және желілік карта, қатты дискілер, әртүрлі кеңейту карталары және т.б.) қолдау үшін жауап береді.

Мұнда, мысалы, «VIA» компаниясы шығарған жүйелік логика жиынтығы («солтүстік» - үлкенірек және «оңтүстік» - кіші көпір) сияқты.

Жүйелік логика жиынтығы Жүйелік логика жиынтығы

Біз барамыз. Аналық платада «6» (мақаланың бірінші фотосуретін қараңыз) астында бізде процессордың электр тізбектерін салқындататын екі радиатор бар. Радиатордың (конденсаторлар мен транзисторлардың) астында орналасқан элементтер жүктемені өзгерткен кезде процессордың кернеуіндегі күшті ауытқулардың алдын алады. Олардың өнімділігінің сапасы жақсы аналық көрсеткіштің бірі болып табылады. Келісіңіз, егер компьютердің жұмысы тұрақсыз болып қалса, жай сапасыз электр қуатын беру - бұл қорлау болады!

Заманауи аналық платалардағы электр тізбектерінің қарапайым базасы әртүрлі: оның құрамына PWM контроллері, кернеу түрлендіргіштері, транзисторлар, резисторлар, түтіктер, конденсаторлар және т.б. кіреді.

Төмендегі суретте қазіргі заманғы процессордың көпфазалы қуат схемасы көрсетілген:

Мысалы, кернеу түрлендіргіштері қалыпты жұмыс істеуі үшін қатаң қажет болатын бір немесе басқа элементті тамақтандыру үшін қажет. Бір нәрсе, бұл түрлендіргішті қуат көзінен енгізу кезінде «12» вольт келеді, бірақ барлық элементтер он екі ғана емес! Мұнда түрлендіргіштер және оны қажетті мәнге дейін төмендетіп, соңғы «тұтынушыға» (нақты чип немесе басқа элемент) «береді».

Мен осы фазалардың бәрі үшін және олар қалай жұмыс істейтіні туралы айту үшін егжей-тегжейлі ұсынамын. Менің білуім керек деп ойлаймын! VRM (кернеуді реттеу модулі) немесе VRD (кернеу реттегіші төмен) төменгі түрлендіргіш ретінде әрекет етуі мүмкін. Әсіресе, бұл қысқартуларды еске түсірсеңіз және олар туралы не айтатындығын білсеңіз жеткілікті болады.

Әдетте, бірнеше MOSFET конверторлық тізбеге қосылады. Олар электр өрісі арқылы бақыланады, сондықтан олар «өріс» (өріс) деп аталады. MOS аббревиатурасы ағылшын тіліндегі «метал-оксид-жартылай өткізгіштерден» алынған: «металл-оксид-жартылай өткізгіш өріс әсерінің транзисторы» немесе қысқартылған MOSFET. Сондықтан, сіз мозф-транзисторлар сияқты атауды таба аласыз (адамдарда - «бейімделу»).

Энергия фазасын басқару орталығында компьютердің аналық платасында, әдетте, PWM-контроллер болып табылады. PWM аббревиатурасының өзіндік мағынасы бар және ол «Импульстің кең модуляциясы» - Ресейлік PWM-де импульстік-ен модуляциясы. Сондықтан, мұндай компоненттер жиі PWM контроллері деп аталады.

Бұл қалай көрінуі мүмкін:

PWM контроллері процессордың кез-келген уақытта қандай кернеуді CPU-ға қолдануы керектігі туралы «айтады» арнайы 8-биттік сигналдың көмегімен процессордың қажетті күші туралы «үйренеді».

Көптеген ескі компьютерлерде барлық кернеуді реттегіш тізбектер бір фазалы болды, бірақ уақыт өте келе (процессорлар тұтынатын қуат ретінде) олар тиімсіз болды және өндірушілер CPU-ға қолданылатын кернеуді реттеу үшін бірнеше фазаны қолдануға мәжбүр болды. Демек, «көпфазалық» тұжырымдамасы пайда болды. Төрт фазалы қуат сегіз фазалы және т.б. ... Енді, қазірдің өзінде 24 фазалы! :)

Бұл тұжырымдаманың артында не бар? Келіңіздер, түсінуге тырысамыз! Бір фазалық реттеуіштің негізгі шектеулері қандай? Ең алдымен, оның ең үлкен ағымында ол оны қалыптастыратын элементтер арқылы өтеді: мппсс, индукторлар (контурлар), конденсаторлар. Олардың шектеуі шамамен отыз ампер, ал қазіргі заманғы процессорлар жүзден көп амперді тұтына алады! Осындай «сұраулармен» бір фаза өте жылдам қайнатылғаны түсінікті. Міне, осы шектеулерді өтеу үшін, аналық платаларда және мультифазалық қуатты қолдануға кіріседі.

Көпфазалы реттегішті пайдаланған кезде, жалпы жүктеме тогы жеке фазалардың N-саны бойынша бөлінуі мүмкін, бұл жалпы (талап етілетін) қуатты береді! Мысалы: алты фазалардың әрқайсысы үшін алты фазалы жабдықпен 30 ампер болады (ағымдағы шектеулерді еске түсіріңіз), ал барлық фазаларымыз ең жоғары жүктеме кезінде 180 амперді «өткізеді»!

Ескерту: қуатты 130 ватт (тіпті үдеткіш мүмкіндігін ескере отырып) қуаты бар Core i7 ұрпақтың Intel процессорлары үшін алты фазалық қуат жеткілікті! Осының бәрі - күлкі маркетологтан :)

Енді элемент негізі қалыпты электролит конденсаторларының орнына тұра алмайтындығын ескеру керек, бұл қызмет мерзімі 50 000 сағаттан асатын қатты күйдегі полимерлер, феррит өзегі бар бөртпелер және т.б. кеңінен қолданылады. Осының бәрі бірге олардан өтуге мүмкіндік береді максималды ток 30 артық емес, бірақ 40 ампер. Сондықтан, процессордың осындай алтыфазалы тізбегі (тізбек) процессорға шамамен 240 амперді (электр қуатын 200 ватт артық) тұтынуды жеңілдетеді! AMD-ны қоспағанда, қандай үй процессоры пайдаланылады? :)

Ең соңғы нәрсені қосқым келеді, енді компьютердің аналық тақталарында қуатты ауысу фазалары сияқты жиі қолданылған. Бұл қажеттілікке қарай (процессор көп ағымды жұмсайды) жұмысқа фазалардың көбеюі кіреді және жүктеме азайған кезде олардың кейбіреуі өшіріледі. Теорияда әлсіз процессор бір жұмыс кезеңімен ғана іске қосылуы мүмкін. Бұл тағы бір мәселе, ол қанша уақытқа созылады? Бірақ сынақ режимінде бастау үшін бұл әдіс пайдалы болуы мүмкін!

Мәселен, біздің басты материалға қайта оралыңыз! Егер компьютердің барлық негізгі элементтері мен қосқыштарының орналасуын схематикалық түрде көрсетуге тырыссаңыз, келесідей нәрсе аласыз:

Көріп отырғаныңыздай, бәрі процессордан басталады және әрі қарай (жүйе шинасы арқылы) - деректер компьютердің барлық түйіндеріне ауыстырылады.

Бұл идеяның басқа (графикалық) нұсқасы:

Аналық тақтаны орналастыру Аналық тақтаны орналастыру

Басқармадағы жүйелік автобус туралы бірнеше сөз айтайық - FSB (Front Side Bus - Front system bus). Бұл үдеткіш чипсетінің солтүстік көпірі мен процессор арасында жоғары жылдамдықты интерфейс. Оның жиілігі неғұрлым жоғары болса, деректерді беру жылдамдығы және бүкіл жүйенің жылдамдығы жоғарырақ болады. FSB жиілігі мегахертте өлшенеді.

Ескерту: осы бапта талқыланған жиілік дегеніміз не, қандай құндылықтар қабылданады және сізді және мен сізді қалай өлшейді.

Тікелей жүйелік шинаға тек CPU қосылды, басқа құрылғылар солтүстік көпірдің чипіне біріктірілген арнайы контроллерлер арқылы қосылған.

Әділеттілік үшін басты контроллерлердің және тіпті бүкіл құрылғыларды (графикалық үдеткіш) жоғары интеграция үрдісі тікелей ЦПУ-ның ядросына ауысу үрдісі байқалады.

Алғашқы чипсеталардың бірі еске сақтаушыға берілді, бұл жүйелік шинадағы деректер мен командалардың берілуінде сөзсіз уақытты кідіртеді. Мысалы, «Intel LGA1156» процессоры негізінен аналық платада орналасқан барлық негізгі контроллерлерге берілді. Нәтижесінде, іс жүзінде, ФСБ жоқ!

«AMD» компаниясының әзірлеушілері жүйелік автобустың орнына меншікті технологиясын пайдаланады. Бұл Hyper Transport деп аталады. Бұл даму бірнеше түзетулерден өтті және жеке компьютерлерде ғана емес, Cisco желілік маршрутизаторлары сияқты жоғары сапалы құрылғыларда да табысты қолданылады.

Тағы бір процессордың ядросына тікелей көшу үшін «кандидаттардың» тағы біреуі аналық плитаның солтүстік көпірінде ыңғайлы сезінетін бейне кірістірілген. Және, көрінген, онда ол қайдан алуы мүмкін? Біраз уақыт өткен соң - өтінеміз: процессормен бір чипте бейне-ядро. Фантастикалық! :)

Бұл қалай болды? Ең алдымен, компьютердің барлық негізгі элементтерін өндіру процесі үнемі төмендейді. Мысалы, Intel Core i7 процессорлық тұқымдары 22 нанометр технологиялық технологиямен жасалды, бұл кристалдың сол аймағына шамамен 1,4 миллиард транзисторлар орналастырды!

Ескерту: 22 нанометр, бұл жағдайда, түпкілікті құрылғыны өндіруде қолданылатын литографиялық жабдықтың сызықтық шешілуіне сәйкес келеді. Ал «нанометр» (нм немесе нм) - метрдің миллиардтағынан бірі (миллимикрон)!

Бізде не бар? Процесс технологиясының төмендеуімен, чипке қоюға болатын негізгі элементтердің (транзисторлардың) мөлшері де төмендейді. Демек, дәл сол аймақтағы осындай транзисторлар бізді көп орналастыра алады! Нәтижесінде, олардың негізінде орнатылған графикалық қозғалтқыш немесе процессордағы кез-келген басқа элемент құрылады. Шын мәнінде, әзірлеушілер өндірісті технологиялық үдерісін үнемі қысқартуға тырысып, оны белсенді түрде пайдаланады.

Уақыт өте келе, барлық негізгі жылдамдықты интерфейстер мен контроллерлер процессордың қақпағының астында «көшіп келген» және қазіргі заманғы компьютерлердің көптеген аналық плиталары оңтүстікке ғана емес, сонымен қатар, солтүстік көпіріне де айырылып қалды. Барлық перифериялық контроллер солтүстік көпірге көшкендіктен, оңтүстікте қажетсіз ретінде жоғалып кетті. Бүгінгі күні жүйелік логиканың (чипсет) элементтерінің классикалық орналасуы бар аналық тақталарды кездестіруге болады, бірақ бұл аз болады.

Сонымен, жалғастырайық! Ең арзан аналық төлемдер үшін, өндірушілер барлық элементтерін текстолиттің қысқартылған (төменнен немесе жағында) плитаға шығарған кездегі жағдай тән. Нәтижесінде, аналықтың барлық элементтері бір-біріне өте жақын орналасады және кейбір қосымша қосқыштар немесе шығу туралы ұмытып кету керек (мұнда бастысы бәріне жарамды!).

Есіңізде болсын: жақсы аналықтың арақатынасы фотосуреттегідей болуы керек (ол шағын шаршы немесе тік бұрышты ұзындық болмауы керек) және онда көп орын болуы керек! Осы уақытқа дейін - бұл менің IMHO, қарамастан, 2015 жылы :) Жұмыс үстел компьютерлеріне арналған аналық платаларды өндіруші компаниялар: Msi, Asus, Gigabyte және Intel.

Мысалы, «Gigabyte» компаниясы қосымша «қабаттар» баспа платасының қабаттары арасында бірнеше мыс қабатын алады. Бұл меншікті технология тіпті өз атын алды: «Ultra Durable» (мақаланың басындағы фото). Мыс қосымша плита ретінде жұмыс істейді, ол жылуды ыстық тақтадағы ең ыстық жерлерден алып тастайды: процессор оның қуат схемалары мен чипсет чипсетімен.

Сондай-ақ, әртүрлі өндірушілердің өнімдерін қосу үшін әртүрлі жақсартуларды қосады: екі биос сияқты (сәтсіздік жағдайында, бағдарламашыны пайдаланбаңыз), пост-кодтық сенсорды, тақтайшаның өзін қосу және ысыру батырмаларын және т.б.

Міне, аналық төлем сапасын жақсартудың бір мысалы.

Қызылдың төменгі жағы жоғарыда айтылған POST кодының сенсорымен қоршалған. Ол компьютердің жұмысындағы проблема туралы табличкадағы цифрлы комбинациялар арқылы «бізге айтып бере алады». Олардың декодтауы, әдетте, кішкентай кітап түрінде ақысыз бекітіледі.

Бірақ қандай аналық аналар бар? Төмендегі суретте пассивті салқындату бойынша «Atom 550» процессорымен «micro ATX» формалық коэффициенті келтірілген.

Мақаланың соңында сізге жұмыс орныңызды және келесі аналық тестіленгенін көрсетуді ұсынамын:

Енді мен Windows орнатамын. Байланыстың бұл түрі компьютердің корпусындағы қысқа тұйықталу жағдайларын болдырмауға мүмкіндік береді және визуалды тексеру және процесті жалпы бақылау әлдеқайда ыңғайлы.

Сондай-ақ серверлік аналық платалар бар. Сервер шешімдері мен жұмыс үстелі (жұмыс үстелі) шешімдері арасындағы айырмашылық қандай? Ең алдымен, сенімділікті арттыру! Серверлер 24/7 режимінде (супермаркет ретінде) жұмыс істеуі керек :) Серверлер әдетте паритетті бақылаумен (ECC) қымбат тұратын RAM-мен жабдықталған және олар бірнеше физикалық процессорларды қолдана алады. Төмендегі суретте біз төрт физикалық процессорды орнатуға болатын тақтаны көреміз.


Бұл қазірдің өзінде SOHO сегментке (Small Office / Home Office) қатысы жоқ өнім, бірақ маңызды корпоративтік шешімдер. Әрине, мұнда да өздерінің Lov-End (арзан) және Hi-End (қымбат) өнімдері бар, бірақ бұл тағы бір оқиға. Сондай-ақ серверлерде, әдетте, аппараттық рейдтер (RAID) контроллері жасалады, жеке баспа платасы түрінде жасалған, үстелдерде мұндай функционалдылық тек қана бағдарламалық жасақтама арқылы алынады.

Ескерту: RAID (тәуелсіз дискілердің артық массасы - тәуелсіз дискілердің артық массасы). Сақталған ақпараттың артық болуына негізделген сенімді деректерді сақтау технологиясы. Бірнеше қатты дискілер сенімділік пен өнімділікті қамтамасыз ету үшін бір виртуалды логикалық элементке біріктірілген кезде.

Сонымен қатар, аналық платаларды ойын сегментін ажыратуға болады. Әдетте, мұндай шешімдердің саны шамалы тәртіпке ие және қосымша опцияларды қамтиды: оверклокинг озық қабілеттері, озық қуат және салқындатқыштық басқару, күйлерді көрсетуге арналған әртүрлі сенсорлар, күшейтілген элементтік база және т.б. Осындай мысалдардың бірі Asus (Asus Maximus 7) өнімі болып табылады:

Ойыншылардың аналық платформасы Ойыншылардың аналық платформасы

Салқын «ойыншық», дұрыс? Ақырында - жеке тәжірибе негізінде қалыптасқан мақаланың идеясы: жақсы (сапалы) зат 30-50 долларға тұра алмайды. Мұның бәрі бар! :)

5882
adminpc
-