Что такое материнская плата?

Материнская плата (также известная как системная плата, материнская плата или Mobo) — это основа вашей системы, обеспечивающая взаимодействие всех компонентов ПК. Если процессор — это «мозг» компьютера, то материнская плата — это его «позвоночник» и нервная система.

Для чего нужна материнская плата?

Материнская плата отвечает за подключение устройств к компьютеру и является его основой. Без материнской платы у вас будет просто набор деталей, которые не смогут взаимодействовать друг с другом. Для этого каждая материнская плата должна обладать следующими базовыми функциями:

• Сокет процессора или встроенный процессор.
• Слоты оперативной памяти или встроенная оперативная память.
• Разъемы питания.
• Слоты расширения.
• Обычно это PCIe или M.2, однако на некоторых материнских платах могут быть специальные слоты.

Помимо вышеперечисленных базовых функций, многие материнские платы оснащены дополнительными встроенными функциями, которые помогают сократить количество дополнительных плат, необходимых для работы системы. К таким функциям относятся, в частности, следующие:

• Контроллер сетевого интерфейса (Network Interface Controller, NIC).
• Чаще всего используются Ethernet и Wi-Fi, но на некоторых материнских платах могут быть специальные разъемы.
• Bluetooth-контроллер.
• USB-контроллер.
• Контроллер накопителя (SATA, U.2 и т. д.).
• Аудиоинтерфейс (звуковая карта).
• Контроллер дисплея (может потребоваться поддерживаемый процессор).

Стандарт ATX и форм-фактор материнской платы

В этой статье мы сосредоточимся на стандарте ATX и его производных, поскольку это наиболее распространенные форм-факторы, используемые при сборке ПК.

На приведенной выше схеме показаны четыре наиболее распространенных форм-фактора материнских плат и расположение винтов на них. В частности, для mATX (красный) и E-ATX (синий) могут потребоваться дополнительные или регулируемые стойки.

ATX, сокращение от Advanced Technology Extended, — это спецификация материнской платы, корпуса и блока питания, запатентованная компанией Intel как усовершенствованная версия предыдущего стандарта Advanced Technology (AT). Этот стандарт представляет собой свод правил, регулирующих конструкцию, компоновку и совместимость различных компонентов ПК. Он включает в себя определения размеров, точек крепления, панелей ввода-вывода, а также интерфейсов питания и разъемов для обеспечения совместимости различных компонентов ПК. На основе стандарта ATX были разработаны различные стандарты, такие как microATX (mATX), FlexATX, Extended ATX (E-ATX) и популярный стандарт mini-ITX для ПК малого форм-фактора.

ATX

Самый распространенный форм-фактор, давший название самому стандарту. Размеры полноразмерной материнской платы ATX составляют 12 x 9,6 дюйма или 305 x 244 мм. Всего на материнской плате 9 стоек, расположенных в верхнем, среднем и нижнем рядах. Некоторые материнские платы формата ATX могут быть немного шире, чтобы вместить дополнительные компоненты, или немного уже, и в этом случае не требуется самый правый ряд стоек.

mATX

Micro ATX или mATX — популярный стандарт для компьютеров в компактном форм-факторе, в котором возможность расширения сочетается с компактными размерами. Стандартный размер mATX составляет 9,6 x 9,6 дюйма или 244 x 244мм, однако некоторые материнские платы mATX могут быть немного короче или шире в зависимости от производителя. Для установки стоек в верхнем и среднем рядах используются стойки стандарта ATX, но для нижнего ряда может потребоваться дополнительная настройка. Для получения дополнительной информации обратитесь к руководству пользователя материнской платы.

mini-ITX

Несмотря на то, что mini-ITX не является частью стандарта ATX, это популярный форм-фактор для сверхкомпактных ПК. В этом стандарте в угоду компактности приходится жертвовать возможностями расширения, и он даже меньше стандарта mATX — его размеры составляют впечатляющие 6,7 x 6,7 дюйма или 170 x 170 мм и требует всего 4 стоек, расположенных по углам материнской платы.

EATX

Extended ATX или E-ATX считается увеличенной версией стандарта ATX, ее размеры составляют до 12 x 13 дюймов или 305 x 330 мм. Такие материнские платы в основном предназначены для энтузиастов и рабочих станций. Иногда они поддерживают несколько процессоров, имеют больше слотов для оперативной памяти или полноразмерных слотов расширения, а также специализированное оборудование. Однако стоит отметить, что, хотя некоторые материнские платы формата E-ATX могут быть совместимы с разъемом ATX, некоторые платы явно не совместимы с разъемом ATX. Для получения дополнительной информации обратитесь к руководству пользователя материнской платы и корпуса.

Также существует широко распространенная разновидность материнских плат E-ATX шириной от 10 до 10,9 дюймов, которая имеет те же монтажные отверстия, что и ATX.

Что такое сокет процессора?

Сокет процессора — это разъем, соединяющий центральный процессор с материнской платой. Сокеты процессоров бывают разных размеров, но в основном делятся на два типа: LGA (Land-grid Array) и PGA (Pin-grid Array).

В разъемах Land-grid Array, или LGA, контакты расположены в самом разъеме и соприкасаются с контактными площадками на нижней стороне процессора. Такие разъемы чаще всего встречаются в процессорах Intel, а также в новых процессорах AMD, таких как сокет AM5 и различные сокеты на основе TR, например TR4 и sTR5.

В разъемах Pin-grid Array или PGA контакты расположены на нижней стороне процессора и вставляются в разъем на материнской плате. Этот тип разъема чаще всего встречается в процессорах AMD до серии AM5, включая серии AM4 и AM3.

Что такое чипсет?

Чипсет материнской платы — это компонент материнской платы, который выступает в роли посредника между центральным процессором и различным оборудованием материнской платы. В системах на базе процессоров Intel он называется контроллером платформы (Platform Controller Hub, PCH), а в системах на базе процессоров AMD — просто чипсетом. Задача чипсета — обеспечивать связь между определенными путями передачи данных и выполнять вспомогательные функции для центрального процессора, в том числе управлять системной тактовой частотой, обеспечивать дополнительное подключение устройств PCIe и выступать в качестве точки подключения различных периферийных устройств, таких как USB, SATA, сетевые адаптеры и т. д.

Ваша материнская плата может обладать различными функциями в зависимости от типа используемого чипсета. Например, чипсет Intel серии Z позволяет регулировать тактовую частоту и тайминги разблокированных процессоров серии K, которые не поддерживаются процессорами серий B и H.

Что такое слот расширения?

Слоты расширения позволяют материнской плате подключаться к платам расширения и принимать их, расширяя функциональные возможности вашего ПК. Наиболее распространенными типами слотов расширения являются PCIe и M.2

PCI Express (PCIe)

Сокращение от Peripheral Component Interconnect Express. PCIe — это стандарт, представленный в 2003 году, который позволяет легко подключать к ПК такие платы расширения, как видеокарты, карты захвата, накопители, сетевые контроллеры и другое оборудование.

Слоты PCIe бывают разных размеров в зависимости от количества линий, используемых картой, — от x1 до x16. Стоит отметить, что любая карта расширения будет работать в слоте с таким же или большим количеством линий (например, карту x1 или x4 можно установить в слот x8 или x16).

Контрольная точка — линии и слоты PCIe

Некоторые устройства PCIe или слоты на материнских платах могут иметь интерфейс x16, но при этом быть рассчитаны на меньшее количество линий, например x8 или x4. Для получения дополнительной информации обратитесь к руководству по эксплуатации материнской платы или устройства.

М.2

Ранее известный как форм-фактор следующего поколения (Next Generation Form Factor, NGFF), этот стандарт предназначен для внутренних плат расширения. M.2 в основном используется для плат расширения меньшего размера, таких как сетевые контроллеры и твердотельные накопители. Большинство материнских плат оснащены разъемом M.2 «M-Key», в то время как на некоторых старых материнских платах может использоваться более старый разъем «B-Key». Однако стоит отметить, что устройства с разъемами M-Key и B-Key физически несовместимы.

Что такое задний ввод-вывод?

Задняя панель ввода-вывода — это часть материнской платы, с которой вы, скорее всего, будете взаимодействовать чаще всего. Задняя панель ввода-вывода — это набор внешних портов, кнопок и переключателей, которые обычно располагаются на задней панели корпуса ПК. К ним относятся USB-порты, порты Ethernet, аудиоразъемы 3,5 мм, а в некоторых случаях даже кнопки для сброса настроек UEFI BIOS или включения ПК.

Как выбрать материнскую плату для своей сборки?

При выборе материнской платы в первую очередь нужно убедиться, что она совместима с выбранным вами процессором. Например, материнская плата с сокетом LGA 1700 совместима только с процессорами с сокетом LGA 1700 и не совместима с процессорами LGA 1156 или AMD AM5, несмотря на то, что все три процессора совместимы с сокетами LGA.

При проверке совместимости процессора большинство производителей материнских плат предоставляют руководство по совместимости процессоров либо в составе руководства, либо на веб-странице продукта. В нем не только указано, какие процессоры физически совместимы, но и содержится информация о том, требуется ли обновление BIOS для использования более новых процессоров с тем же сокетом.

Далее вам нужно определиться с корпусом, который вы планируете использовать для сборки. Например, если вы выбираете корпус формата Mid-Tower, такой как популярный NZXT H5, то лучше выбрать полноразмерную материнскую плату формата ATX, а не ITX, которая может иметь меньше функций и стоить дороже. Аналогичным образом материнская плата формата ATX или E-ATX может не поместиться в более компактные корпуса.

Наконец, подумайте о том, какие функции вам нужны для вашего компьютера. Это могут быть различные встроенные функции, такие как производительность сетевого контроллера (Network Interface Controller, NIC), количество слотов M.2 или PCIe, а также дополнительные функции, например возможность использования Wi-Fi или функции отладки, которые могут помочь в случае сбоя или неудачного запуска.

Наконец, выбор материнской платы существенно повлияет на возможности вашего компьютера. Это может быть производительность сетевого контроллера (Network Interface Controller, NIC), количество слотов M.2 и PCIe или даже дополнительные функции, такие как возможность использования Wi-Fi или Bluetooth. При выборе материнской платы обращайте внимание на эти характеристики.

Например, давайте сравним две обычные материнские платы:

Материнская плата номер один	Материнская плата номер два
Чипсет B650 4 слота для оперативной памяти Светодиодные индикаторы отладки 2,5-гигабитная локальная сеть 4 слота M.2 NVMe	Чипсет B650 4 слота для оперативной памяти 1 Гбит/с LAN 3 слота M.2 NVMe Встроенный Wi-Fi + Bluetooth

Сравнивая две представленные выше материнские платы, мы видим, что они стоят одинаково, несмотря на разный чипсет, но у них есть несколько ключевых различий. У материнской платы One более совершенный сетевой адаптер для проводного Ethernet, а также дополнительный слот NVMe для увеличения объема памяти и светодиоды для отладки на случай, если вам понадобится устранить неполадку. У материнской платы Two более слабый сетевой адаптер для проводного Ethernet, меньше возможностей для расширения и нет светодиодов для отладки, но есть встроенный контроллер Wi-Fi и Bluetooth.

Материнская плата Motherboard One может подойти тем, у кого есть выделенный проводной Ethernet-порт, но если вы живете в месте, где вам придется полагаться на Wi-Fi, например в студенческом общежитии или квартире без проводного подключения, то лучше выбрать Motherboard Two.

Вот несколько полезных функций материнской платы, но ими список не ограничивается:

• Встроенный Wi-Fi + Bluetooth.
• Светодиодные индикаторы или дисплей с почтовым индексом.
• Оптический S/PDIF, он же TOSLINK Audio.
• USB 3.1 Gen 2 Type-C.

Влияет ли материнская плата на производительность компьютера?

Возможно, вы задаетесь вопросом: влияет ли выбор материнской платы на производительность компьютера? Во многих случаях ответ будет таким: нет, материнская плата практически не влияет на производительность компьютера.

Исключение из этого правила — материнские платы, поддерживающие разгон. Если вы используете разблокированный процессор на материнской плате, ориентированной на разгон, то такие функции, как количество фаз питания и специальные возможности BIOS, могут помочь повысить производительность.

Заключение

Материнские платы лежат в основе практически всех электронных устройств, представленных на рынке. Материнские платы есть везде: в телефоне, которым вы пользуетесь каждый день, в микроволновке на вашей кухне, в машине, на которой вы ездите, и в компьютере, который вы используете дома и на работе. Они позволяют различным встроенным системам от разных производителей, выполняющим разные функции, взаимодействовать и эффективно работать вместе, создавая единую целостную систему. Без современных материнских плат у нас не было бы тех технологий, которыми мы пользуемся каждый день.