Что такое материнская плата

Две основные характеристики определяют, подходит ли материнская плата для модернизации конкретной системы:

«Форм-фактор» материнской платы определяет её физический размер, расположение монтажных отверстий и другие факторы, от которых зависит, подойдёт ли она к конкретному корпусу. В подавляющем большинстве компьютеров, выпущенных после 1995 года, используется либо «форм-фактор ATX», также называемый «полноразмерным ATX», либо «форм-фактор microATX», также называемый просто ATX. Материнская плата microATX подходит для корпуса microATX или ATX; материнская плата ATX подходит только для корпуса ATX. На [ch04.html#repairpc-CHP-4-FIG-2 рисунке 4-2] слева показана типичная материнская плата microATX, а справа — более крупная плата ATX.

Если ваш текущий корпус поддерживает материнские платы ATX или microATX и оснащен совместимым блоком питания, обновление материнской платы — это простая процедура, состоящая из снятия старой платы и замены её новой. К сожалению, в некоторых системах (преимущественно в дешевых, массовых моделях) используются нестандартные проприетарные материнские платы и/или блоки питания. Если в такой системе выходит из строя материнская плата, то саму систему проще выбросить. Возможно, вам удастся спасти процессор, оперативную память, накопители и другие периферийные устройства, но корпус и материнская плата будут бесполезны.

Рисунок 4-2. Типичные материнские платы microATX (слева) и ATX (справа)

FIXME

FIXME rbug_0402.png Типичные материнские платы microATX (слева) и ATX (справа)

ЕСЛИ А — ХОРОШО, ТО B ДОЛЖНО БЫТЬ ЛУЧШЕ

В 2004 году Intel начала поставки материнских плат на базе нового форм-фактора под названием «BTX (Balanced Technology eXtended)». Несмотря на то что BTX является производным от ATX, корпуса и материнские платы BTX физически несовместимы с компонентами ATX. Intel надеялась, что BTX стремительно захватит рынок, но по состоянию на начало 2006 года стандарт BTX лишь минимально закрепился на рынке ПК.

BTX можно назвать решением в поисках проблемы. Изначальной целью BTX было улучшение охлаждения при сниженном уровне шума: это было необходимое улучшение, учитывая очень высокое тепловыделение процессоров Intel Pentium 4, некоторые из которых потребляют 130 Вт. Теперь, когда Intel переходит на производство процессоров с низким энергопотреблением, которые потребляют всего 20 Вт, реальной необходимости в BTX больше нет.

Больше проблем, чем пользы

По большому счёту, процессор, предназначенный для установки в один тип разъема, нельзя установить в другой. Существуют переходники для сокетов, позволяющие втиснуть один тип процессора в другой тип разъема (например, Pentium M Socket 479 в материнскую плату Socket 478), но у таких переходников часто возникают проблемы с совместимостью. Мы рекомендуем избегать использования переходников для сокетов.

Современные процессоры подключаются к материнской плате через «процессорный разъем» (сокет). Процессор имеет массив из сотен контактов, которые входят в соответствующие отверстия на разъеме. На [ch04.html#repairpc-CHP-4-FIG-3 рисунке 4-3] показан сокет mPGA478, типичный процессорный разъем, предназначенный для установки процессора Intel Pentium 4 или Celeron. Разъемы, предназначенные для других типов процессоров, внешне похожи, но имеют другое количество и расположение отверстий.

Рисунок 4-3. Типичный процессорный разъем

FIXME

FIXME rbug_0403.png Типичный процессорный разъем

В большинстве современных процессорных разъемов для фиксации процессора используется «рычаг ZIF (Zero Insertion Force — с нулевым усилием вставки)». Этот рычаг, который виден на правом краю разъема, поднимается для установки процессора. Поднятие рычага снимает усилие зажима внутри разъема, позволяя легко поместить процессор на место без давления. После установки процессора в разъем опускание рычага ZIF фиксирует его и обеспечивает хороший электрический контакт между штырьками процессора и контактами разъема.

Определите свой сокет

Вы можете определить тип разъема, используемый в вашей текущей материнской плате, проверив документацию, найдя номер модели материнской платы в Интернете или запустив диагностическую утилиту, такую как Everest (http://www.lavalys.com) или SiSoft Sandra (http://www.sisoftware.net). Вы также можете точно определить тип разъема, осмотрев сам сокет, хотя это потребует снятия системы охлаждения процессора и, возможно, самого процессора.

ШТЕКЕРНЫЙ РАЗЪЕМ, ГНЕЗДОВОЙ ПРОЦЕССОР

Intel Socket 775 является исключением среди современных процессорных разъемов. Socket 775 меняет привычное расположение «штекеров» на процессоре и «гнезд» в сокете: контакты расположены в самом разъеме, а отверстия — в процессоре. В Socket 775 также отсутствует рычаг ZIF; для фиксации процессора в разъеме используется другая система зажимов.

В [ch04.html#repairpc-CHP-4-TABLE-1 таблице 4-1] перечислены процессорные разъемы, которые использовались в недавних системах. Системы, основанные на процессорных разъемах, указанных как устаревшие (Slot A, Slot 1 и Socket 423), практически не подлежат модернизации, поскольку материнские платы и/или процессоры с такими разъемами больше не доступны. Это означает, что не имеет смысла модернизировать материнскую плату и процессор без их одновременной замены; при этом всё ещё возможно добавить оперативную память, заменить накопители и произвести другие обновления таких систем.

Таблица 4-1. Типы процессорных разъемов

FIXME TABLEWASHERE

Системы, использующие один из разъемов, которые мы классифицируем как морально устаревающие (Sockets A, 478 и 754), являются вполне хорошими кандидатами на обновление. Хотя разработка процессоров и материнских плат для них прекращена, материнские платы с этими разъемами легко доступны и, вероятно, останутся таковыми еще некоторое время, как и процессоры, подходящие для таких «новых ламп взамен старых».

Новые лампы взамен старых

Установка старого процессора в более новую материнскую плату редко вызывает проблемы, хотя всегда следует проверять, указан ли ваш старый процессор в списке поддерживаемых новой платой (с учетом версии ревизии материнской платы). Установка нового процессора в старую материнскую плату может быть проблематичной, поскольку новый, более быстрый процессор может потреблять больше тока, чем предусмотрено конструкцией материнской платы.

КОГДА ТИП СОКЕТА НЕ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЯ

Конечно, если вы планируете заменить не только материнскую плату, но и процессор, а возможно, и оперативную память, тип разъема, используемый в текущей плате и процессоре, не имеет значения. Вы можете просто выбрать лучший процессор и совместимую материнскую плату, соответствующие вашим потребностям и бюджету.

Поскольку материнская плата управляет всей системой, стоит выбирать её тщательно. Выбранная плата определяет, какие процессоры поддерживаются, сколько и какого типа памяти может использовать система, какой тип видеоадаптеров можно установить, скорость коммуникационных портов и многие другие ключевые характеристики системы. Помимо выбора правильного форм-фактора и процессорного сокета, которые являются обязательными, при выборе материнской платы следуйте этим рекомендациям:

«Чипсет» работает как административный помощник процессора. Он управляет потоками данных на вход и выход, а также берет на себя все вспомогательные функции, которые позволяют процессору выполнять вычисления.

Чипсет определяет, какие процессоры и типы памяти поддерживаются, а также какой из двух стандартов видеоадаптеров, AGP или PCI Express, поддерживает материнская плата. Чипсет также определяет, какие встроенные функции, такие как USB 2.0, Serial ATA, FireWire, видео, аудио и сетевые возможности, будут доступны. Чипсеты сильно различаются по производительности, функциям, совместимости и стабильности. В [ch04.html#repairpc-CHP-4-TABLE-2 таблице 4-2] перечислены рекомендуемые нами чипсеты по типу сокета.

Таблица 4-2. Рекомендуемые чипсеты по типу сокета

FIXME TABLEWASHERE

• Если вы заменяете вышедшую из строя материнскую плату и планируете использовать текущий процессор, выберите плату с подходящим типом сокета и одним из рекомендуемых чипсетов. Если ваша текущая оперативная память и/или видеоадаптер стоят того, чтобы их сохранить, также учитывайте их совместимость с рассматриваемыми материнскими платами.
  • Если вы покупаете новый процессор AMD, выберите материнскую плату Socket 939 с чипсетом nForce3 (для видеокарты AGP) или nForce4 (для видеокарты PCI Express).
  • Если вы покупаете новый процессор Intel, выберите материнскую плату Socket 775 с чипсетом серии Intel 945 или 955, который поддерживает тип видеокарты, которую вы планируете установить.

Чипсеты для процессоров AMD и Intel производятся несколькими другими компаниями, такими как VIA и SiS, но мы обнаружили, что производительность и совместимость этих альтернативных чипсетов оставляют желать лучшего. Материнские платы на базе чипсетов Intel и NVIDIA немного дороже, чем платы на базе альтернативных чипсетов, но небольшая переплата того стоит.

Плохие повара портят хорошие ингредиенты

Хотя невозможно построить хорошую материнскую плату с плохим чипсетом, вполне возможно построить плохую материнскую плату с хорошим чипсетом. Мы используем и рекомендуем материнские платы Intel или ASUS для процессоров Intel, а также ASUS для процессоров AMD.

Тот факт, что материнская плата заявляет о поддержке определенного процессора, не означает, что она поддерживает все модели этого семейства. Например, некоторые платы поддерживают процессор Pentium 4, но только более медленные модели. Другие поддерживают быстрые Pentium 4, но не поддерживают более медленные Pentium 4 или Celeron. Аналогично, некоторые платы поддерживают Athlon с FSB 200, 266 или 333 МГц, но не с FSB 400 МГц.

Совет от Рона Морса

Есть еще более веская причина требовать самую свежую ревизию материнской платы: тонкие инженерные изменения используемых компонентов, разводки платы или другие конструктивные факторы могут быть «потоково внедрены» в производство на основе проблем, о которых сообщали пользователи ранних партий. Обычно это мелочи. Вы замечаете их, когда после неоднократных обращений в техподдержку по поводу повторяющейся проблемы они внезапно соглашаются заменить устройство по гарантии, и вы обнаруживаете, что новое работает безупречно в той же самой системе. Я убежден, что это происходит часто. Видеокарты ATI RADEON 9700 Pro — отличный пример, как и материнские платы серии Tyan 1840.

«ПОЧТИ» НЕ СЧИТАЕТСЯ

Перед покупкой убедитесь, что материнская плата поддерживает «именно тот» процессор, который вы планируете использовать. Для этого посетите сайт производителя материнской платы и найдите страницу «поддерживаемых процессоров» для конкретной модели. Обратите внимание, что производители плат часто выпускают обновленные модели под тем же номером, и список поддерживаемых процессоров почти всегда предполагает использование актуальной ревизии. Довольно часто ранняя ревизия не поддерживает все модели или скорости процессоров, поддерживаемые более поздней ревизией. При покупке материнской платы обязательно берите самую последнюю доступную ревизию.

Выбирайте материнскую плату, которая поддерживает по крайней мере те настройки, которые вам нужны сейчас и которые могут понадобиться в течение срока службы платы. Например, даже если вы изначально устанавливаете имеющийся процессор Celeron Socket 478 с FSB 400 МГц, выбирайте плату, которая также поддерживает процессоры Pentium 4 с FSB 533 и 800 МГц. Аналогично, даже если вы сначала устанавливаете старый Athlon с FSB 266 МГц, выбирайте плату, которая поддерживает весь диапазон частот FSB Athlon — 200, 266, 333 и 400 МГц. Платы, предлагающие полный диапазон частот шины, в идеале с небольшим шагом, обеспечивают максимальную гибкость, если позже вы решите обновить процессор.

Любая материнская плата, которую вы покупаете, должна поддерживать современные модули памяти, то есть PC3200 DDR-SDRAM или DDR2 DIMM. Не стройте догадок о том, какой объем памяти поддерживает плата. У материнской платы есть определенное количество слотов памяти, и в документации может быть указано, что она принимает модули памяти до определенного размера, но это не означает, что вы обязательно сможете установить максимально поддерживаемый модуль во все слоты. Например, материнская плата может иметь четыре слота памяти и принимать модули DIMM по 512 МБ, но может выясниться, что вы сможете задействовать все четыре слота только при установке модулей по 256 МБ. Скорость памяти также имеет значение. Например, конкретная плата может поддерживать три или четыре модуля PC2700, но только два модуля PC3200.

Для системы общего назначения поддержка 1 ГБ оперативной памяти является приемлемой. Для системы, которая будет использоваться для ресурсоемких задач, таких как профессиональная графика, управление базами данных или сложные научные расчеты, убедитесь, что материнская плата поддерживает не менее 2 ГБ оперативной памяти.

Неиспользованное против неработоспособного

Не рассчитывайте, что сможете использовать все доступные слоты памяти. Например, многие ранние материнские платы Socket 754 Athlon 64 предоставляли три или даже четыре слота DIMM, но фактически могли стабильно работать только с двумя модулями памяти, независимо от их размера или скорости. Также не все материнские платы обязательно поддерживают полный объем памяти, который поддерживает сам чипсет, даже если имеется достаточное количество разъемов. Всегда точно определяйте, какие комбинации объемов, типов и скоростей памяти поддерживаются конкретной материнской платой.

НЕ БУДЬТЕ СКУПЫМИ

Хотя вы, возможно, сможете найти новую материнскую плату, которая позволит перенести существующую оперативную память со старой платы, обычно это плохая идея, если только память не является современной (т.е. PC3200 DDR-SDRAM или DDR2-SDRAM). Память стоит недорого, и нет смысла принимать решение о покупке новой материнской платы, основываясь на возможности сэкономить на небольшом объеме старой, медленной и дешевой памяти.

Материнские платы различаются по своим возможностям в плане видео. Некоторые платы оснащены встроенным видеоадаптером и не предусматривают установку отдельной видеокарты. Другие имеют встроенное видео, но также предоставляют специальный слот расширения, принимающий отдельную видеокарту AGP или PCI Express. Третьи не имеют встроенного видео, а предлагают только слот AGP или PCI Express для установки видеокарты. Мы рекомендуем избегать первого типа материнских плат, даже если вы считаете, что встроенного видео достаточно для ваших нужд.

Перед тем как выбрать материнскую плату, проверьте доступную для неё документацию и поддержку, а также наличие обновлений BIOS и драйверов. Некоторые думают, что плата, для которой выпущено много исправлений и обновлений, должна быть плохой. Это не так. Частые выпуски исправлений свидетельствуют о том, что производитель серьезно относится к поддержке. Мы рекомендуем друзьям и клиентам придавать большое значение качеству сайта поддержки материнской платы и, возможно, даже основывать на этом свое решение о покупке. Примеры хороших сайтов поддержки материнских плат: Intel (http://www.intel.com/design/motherbd/) или ASUS (http://support.asus.com).

Производители сильно различаются по качеству выпускаемых материнских плат. Некоторые, такие как Intel и ASUS, производят только первоклассные платы. (По этой причине мы настоятельно предпочитаем использовать материнские платы Intel или ASUS для процессоров Intel, и платы ASUS для процессоров AMD.) Другие производители выпускают продукцию разного качества: кое-что хорошее, кое-что не очень. А есть производители, которые выпускают только откровенный мусор.

Вышеперечисленные вопросы всегда важны при выборе материнской платы. Но есть много других характеристик, которые стоит учитывать. Некоторые из них могут быть критически важными для одних пользователей и не иметь значения для других. К таким характеристикам относятся:

Любая материнская плата предоставляет слоты расширения, но платы различаются их количеством и типами:

Слоты «PCI (Peripheral Component Interconnect)» уже более десяти лет являются стандартным типом слотов расширения. Слоты PCI принимают карты расширения, такие как LAN-адаптеры, звуковые карты и т.д., которые добавляют различные функции системе. Слоты PCI доступны в 32-битной и 64-битной версиях, хотя 64-битные слоты PCI обычно встречаются только на серверных материнских платах.

Материнская плата может иметь ноль, один или два выделенных слота для видеокарт. Если видеослот присутствует, это может быть AGP или «PCI Express (PCIe)», которые несовместимы, но служат одной цели. Тип видеослота определяет тип видеокарты, которую можно установить. Видеоадаптеры AGP по-прежнему популярны и широко доступны, но PCI Express быстро становится доминирующим стандартом слотов для видеокарт. Покупайте материнскую плату AGP, только если у вас есть адаптер AGP, который стоит сохранять. В противном случае покупайте плату (со встроенным видео или без него), которая обеспечивает слот PCI Express x16. Не покупайте материнскую плату, которая имеет встроенное видео, но не имеет отдельного видеослота.

Многие материнские платы со слотом видеокарты PCI Express x16 также предоставляют один или несколько слотов расширения PCI Express x1 общего назначения, обычно вместо одного или двух слотов расширения PCI, но иногда в дополнение к ним. В ближайшем будущем слоты PCI Express x1 будут относительно бесполезны, так как существует мало карт расширения, подходящих к ним. Однако по мере того, как видеокарты PCI Express x16 все больше вытесняют AGP, вероятно, что PCI также постепенно уйдет в прошлое, а карты расширения PCI Express x1 станут более распространенными.

Материнские платы ATX AGP обычно предоставляют пять или шесть слотов PCI. Платы ATX PCIe обычно заменяют один или два слота PCI на один или два слота PCIe x1. Материнская плата microATX любого типа обычно предоставляет на два или три слота меньше, чем полноразмерная ATX. Много лет назад в компьютерах были заняты почти все слоты. Сейчас, когда так много функций интегрировано на материнские платы, часто можно увидеть компьютеры, в которых занято не более одного-двух слотов, поэтому количество доступных слотов стало гораздо менее важным, чем раньше. Тем не менее, по-прежнему важно получить именно те типы слотов, которые вам нужны.

Одна и та же материнская плата часто доступна как «OEM-продукт» и как «розничный продукт в коробке (retail-boxed)». (На самом деле оба вида упаковки продаются в розничных каналах.) Материнская плата в обоих случаях идентична или очень похожа, но есть различия. Например, версия OEM может иметь гарантию только один год, в то время как версия той же материнской платы в розничной упаковке — трехлетнюю гарантию. Кроме того, версия в розничной упаковке часто включает кабели, адаптеры, наклейку на корпус, установочный компакт-диск и другие мелкие детали, которые отсутствуют в OEM-комплекте. Мы обычно рекомендуем покупать розничную версию, если она стоит не более чем на 10 долларов дороже. В противном случае покупайте версию OEM. Установочный диск и другое программное обеспечение, не входящее в комплект OEM, можно скачать самостоятельно.

ВАРИАЦИИ НА ТЕМУ

Могут быть различия в самом продукте между материнскими платами OEM и розничными версиями. Например, Intel часто производит от трех до шести вариантов одной и той же материнской платы, которые могут отличаться незначительно (например, цветом платы) или более существенно, например, скоростью встроенного сетевого адаптера, включением поддержки FireWire и так далее. Некоторые из этих вариантов доступны как в форме OEM, так и в розничной упаковке, другие — только в одной из форм. Некоторые варианты вообще недоступны для индивидуальных покупателей. Они продаются только в том, что Intel называет «оптовой упаковкой (bulk packaging)», что означает минимальный заказ в паллету. Только крупные сборщики систем покупают материнские платы Intel оптом.

Может показаться странным преуменьшать значение гарантии, но правда в том, что гарантия обычно не должна быть главным фактором. Материнские платы, как правило, либо работают, либо нет. Если материнская плата выйдет из строя, это, скорее всего, произойдет сразу после распаковки или в течение первых нескольких дней использования. Практически говоря, политика возврата продавца, вероятно, будет важнее, чем гарантийная политика производителя. Ищите продавца, который быстро заменяет бракованные материнские платы (DOA), желательно путем перекрестной отправки замены.

Как минимум, материнская плата должна обеспечивать четыре или более портов USB 2.0 (лучше шесть или восемь) и интерфейс для жестких дисков dual ATA/100 или быстрее. В идеале материнская плата должна предоставлять не менее двух разъемов Serial ATA, а лучше четыре. (Некоторые платы с четырьмя разъемами SATA включают только один интерфейс parallel ATA, что вполне приемлемо.) Нам также нравится наличие последовательного порта (serial port), параллельного порта EPP/ECP, порта для клавиатуры PS/2, порта для мыши PS/2 и интерфейса FDD, но эти «устаревшие» порты быстро исчезают, вытесняемые USB.

Некоторые материнские платы включают встроенные адаптеры звука, видео и/или локальной сети как стандартное или опциональное оборудование. В прошлом такие платы часто предназначались для бюджетных систем и использовали недорогие и относительно слабые аудио- и видеокомпоненты. Но сегодня многие материнские платы включают очень качественные аудио-, видео- и LAN-адаптеры и стоят ненамного дороже (или столько же), сколько аналогичные платы без встроенной периферии. Если вы покупаете такую материнскую плату, убедитесь, что встроенные устройства можно отключить, если вы позже захотите заменить их на более качественные компоненты.

Остерегайтесь встроенного Gigabit Ethernet

Встроенные адаптеры часто используют основной центральный процессор, что может снизить производительность на несколько процентов. Учитывая скорость современных процессоров, это редко становится проблемой. Однако, если производительность процессора критична, возможно, вы захотите использовать материнскую плату, имеющую мало встроенных функций или вообще не имеющую их.

Встроенный Gigabit Ethernet вызывает особое беспокойство. Если вы покупаете плату со встроенным Gigabit Ethernet, убедитесь, что он использует выделенный канал связи, например канал Communications Streaming Architecture (CSA), используемый чипсетами Intel, или канал PCIe. Некоторые недорогие материнские платы имеют встроенные адаптеры Gigabit Ethernet, подключаемые через шину PCI. Это проблема, потому что Gigabit Ethernet достаточно быстр, чтобы насытить шину PCI и заметно снизить производительность системы.