Porady

Poznajmy technologię: Jak działa płyta główna? + Konkurs!

27 sierpnia 2015, Aktualizacja 20 marca 2018Lenovo

Znajduje się nie tylko w komputerach ale w każdym bardziej skomplikowanym urządzeniu elektronicznym. W kolejnym odcinku cyklu „Poznajmy technologię” przyglądamy się płytom głównym.

Nie tylko w komputerze

Płyta główna, znana także pod angielskimi terminami mainboard i motherboard to podstawowy element niemal wszystkich współczesnych urządzeń elektronicznych. Choć zazwyczaj kojarzy się ona z największym elementem, widocznym po otwarciu obudowy komputera stacjonarnego, to ich mocno uproszczone wersje można spotkać nawet w niezbyt skomplikowanych urządzeniach. W zaawansowanym technologicznie sprzęcie jest to nieodzowny element, na którym bazuje cała jego konstrukcja i bez którego nawet najszybsze procesory czy bardzo wydajne pamięci czy dyski nie są w stanie pokazać nic ze swoich możliwości.

Zgodnie z definicją jest to obwód drukowany urządzenia elektronicznego, w którym zamontowane są wszystkie jego najważniejsze elementy. Płyta sama w sobie zbudowana jest bardzo podobnie do innych PCB (ang. Printed Circuit Board czyli płytek drukowanych). Jest tylko od nich zazwyczaj dużo bardziej skomplikowana. Np. płyta główna współczesnych komputerów PC a tym bardziej laptopów składa się z przynajmniej kilku warstw ze ścieżkami elektrycznymi, których zadanie polega na wzajemnym połączeniu różnych urządzeń i umożliwieniu im wzajemnej komunikacji i współpracy. Urządzenia te montowane są zazwyczaj w specjalnych gniazdach, choć w przypadku sprzętu, w którego obudowie jest mało miejsca (np. w smartfonach czy tabletach) znaczna ich większość – jeśli nie wszystkie – jest przylutowana bądź wlutowana w płytę. Uniemożliwia to oczywiście własnoręczną wymianę np. procesora czy pamięci (jak ma to miejsca w komputerach PC) ale w takich wypadkach zastosowanie płyty głównej ma zupełnie inny cel – umożliwia ona łatwe konstruowanie różnych wersji tego samego urządzenia. Taka modułowa budowa skraca także czas przygotowania sprzętu do produkcji.

Płyta główna w komputerze

Choć znajdują się one w znacznie większej ilości sprzętu niż może się wydawać na pierwszy rzut oka, to najlepszym przykładem takiej konstrukcji będzie płyta główna komputera PC. Najczęściej spotykanymi, ustandaryzowanymi formatami są ATX (305 x 244 mm), który spotkać można w większości typowych desktopów. Głównymi zaletami tego standardu jest fakt, że może on pomieścić nawet kilka kart rozszerzeń. W innych komputerach domowych (zwłaszcza w tych, których użytkownik nie zamierza są, rozbudowywać) stosuje się format Micro-ATX (244 x 244 mm). Płyty Mini-ITX (171 x 171 mm) stosowane są w minikomputerach takich jak nettopy czy zestawy barebone. W tym przypadku możliwości ich rozbudowy są już bardzo ograniczone. Zdarza się, że wyposaża się je tylko w jeden port rozszerzeń. Inne standardowe formaty to opracowany przez VIA Technologies w 203 r. Nano-ITX (120 x 120 mm), Pico-ITX (100 x 72 mm) oraz Mobile-ITX (75 x 45 mm). Ten ostatni dedykowany jest urządzeniom mobilnym, medycznym, rozwiązaniom stosowanym w transporcie oraz systemach militarnych.

Główne elementy płyty głównej

Chipset

Umożliwia komunikację pomiędzy elementami płyty i zamontowanymi w niej urządzeniami.
Serce całej płyty głównej, które organizuje całą komunikację, pomiędzy różnymi jej elementami oraz podłączonymi urządzeniami. Chipset tradycyjnie składa się z Mostka północnego i Mostka południowego. Pierwszy z nich odpowiada za wymianę danych pomiędzy pamięcią i procesorem. Steruje także magistralą PCI-E lub AGP (w starszym sprzęcie). Mostek południowy odpowiada zaś za współpracę z tzw. urządzeniami wejścia/wyjścia, np. z dyskiem twardym. Oczywiście to nie wszystkie elementy, z których składa się chipset. Zawiera on także kontroler pamięci, układ sterujący procesorem (CPU), sterownik pamięci cache, magistral, przerwań, DMA oraz klawiatury. To tradycyjny podział ale w dobie coraz większej integracji rola chipsetu jest coraz bardziej marginalizowana a coraz więcej jego funkcji przejmuje sam procesor. Jeszcze nie tak dawno np. część chipsetów dysponowała wbudowanymi kartami graficznymi. Aktualnie stawia się raczej na GPU zintegrowane z procesorem czyli tzw. APU (Accelerated Processing Unit)

Gniazdo procesora

Pozwala zamontować procesor.
Kluczowym podzespołem, który zamontowany jest w typowej płycie głównej jest procesor. W rozwiązaniach dedykowanych komputerom PC zazwyczaj umieszcza się go w gnieździe lub podstawce. Obecne generacje procesorów przejmują coraz większą liczbę zadań tradycyjnie realizowanych przez chipset, co przekłada się na coraz szybszą pracę całego komputera. Procesor z kontrolerem pamięci łączy magistrala. Aktualnie zamiast magistral FSB (Front Side Bus) stosuje się raczej DMI, QPI oraz Hyper Transport – standardy umożliwiające znacznie szybszą komunikację.

Gniazda rozszerzeń

Pozwala podłączyć np. kartę graficzną.
Nawet do najlepiej wyposażonej płyty głównej zawsze da się coś dołożyć – np. mocną kartę graficzną. Do tego celu służą właśnie, zamontowane na płycie gniazda PCI-Express (dedykowane właśnie kartom graficznym,) oraz PCI do podłączenia innych kart, np. sieciowych.

BIOS/UEFI

Kontroluje pracę płyty głównej.
Podstawowe oprogramowanie sterujące pracą płyty głównej i współpracą z podzespołami sprzętowymi. UEFI (ang Unified Extensible Firmware Interface) w odróżnieniu od standardowego BIOS-u pozwala m.in. na wygodniejsze sterowanie za pomocą myszki. Oprogramowanie to zapisane jest w układzie scalonym, którego pamięc podtrzymywana jest przez baterię umieszczoną na płycie głównej.

Banki pamięci

Pozwala zamontować moduły pamięci.
To nic innego jak gniazda na moduły pamięci operacyjnej (RAM). Nazywane są także slotami. Ich konstrukcja uniemożliwia wpięcie innego typu pamięci niż przewidziane przez producenta płyty.

Gniazda do podłączenia pamięci masowych

Pozwala podłączyć dyski i napędy. Aktualnie niemal wszystkie płyty główne dedykowane komputerom stacjonarnym wyposażone są w złącza SATA. Część konstrukcji zawiera także złącza IDE/PATA, za pomocą których podłączyć można starsze dyski czy napędy optyczne.

Gniazda urządzeń peryferyjnych

Pozwała podłączyć dodatkowe urządzenia.
Umieszczone na tylnej części płyty gniazda umożliwiające podłączenie do komputera takiego sprzętu jak np. myszka czy klawiatura. W zależności od możliwości samej płyty spotyka się tam porty USB, eSATA, złącza Ethernet i gniazda do podłączenia sprzętu audio a także np. złącza S/PDIF coaxial, S/PDIF optical, HDMI a nawet Bluetooth. Część z nich wyprowadza się także na czołową ściankę obudowy. Zazwyczaj są to gniazda USB i złącza słuchawkowe.

Wewnętrzny układ dźwiękowy

Generuje dźwięk.
Czym byłby współczesny komputer, jeśli nie mógłby wydawać dźwięków. Karty takie znajdziemy w zasadzie we wszystkich płytach głównych.

Wewnętrzna karta sieciowa

Pozwala na komunikację z urządzeniami sieciowymi.
W dzisiejszych czasach trudno o komputery pracujące bez dostępu do internetu więc zdecydowana większość płyt głównych (można powiedzieć, że to standard) zawiera odpowiednie układy.

Wewnętrzny układ graficzny

Generuje grafikę.
W starszych typach chipsetów umieszczano czasem zintegrowane układy graficzne o stosunkowo niewielkiej (w porównaniu z zewnętrznymi kartami graficznymi) wydajności. Z biegiem czasu zdecydowano się jednak na integrację podstawowych układów grafiki z procesorem.

Dodatkowe ale niezbędne do funkcjonowanie całości złącza i gniazda to np. miejsca służące do podłączenia zasilania samej płyty, procesora czy wentylatorów. Na płycie znajdują się także złącza do podłączenia panelu frontowego czyli włącznika i diod sygnalizujących stan pracy komputera czy wewnętrzne złącza USB.

Jak to działa

Praca płyty głównej zależy oczywiście od aktualnie wykonywanego zadania. Skupmy się na jednym z nich – np. na kopiowaniu filmu z dysku USB na dysk twardy a następnie na jego odtworzeniu.Płyta główna przekazuje systemowi operacyjnemu informację, że został do niej podłączony dysk USB. Następnie transmituje kopiowane dane na dysk twardy za pomocą szyny pamięci. Po uruchomieniu odtwarzania pliku zaangażowane zostają procesor (do zdekodowania pliku wideo), karta graficzna (odtwarza strumień wideo) oraz karta dźwiękowa (odtwarza strumień audio). Dwa ostatnie urządzenia przekazują wygenerowane informacje do monitora oraz na złącza audio a nad wszystkim czuwa procesor.

Jak działa płyta główna?

Jak widać więc, płyta główna to nie tylko podstawowy element, na bazie którego zbudowane są w zasadzie wszystkie bardziej skomplikowane urządzenia ale w przypadku rozwiązań dedykowanych PC to niemal kompletny komputer.

Dowiedz się również jak działa pamięć RAM!

 

Mamy dla Was konkurs!
Napisz w komentarzu pod postem na Facebooku, jaki temat z zakresu technologii, chciałbyś, byśmy wyjaśnili, a my wybierzemy 3 najciekawsze odpowiedzi i nagrodzimy myszkami Lenovo!

Regulamin



Jak przydatny był ten post?

Kliknij gwiazdkę, aby go ocenić!

Średnia ocena 4 / 5. Liczba głosów: 1

Dotychczas brak głosów! Oceń ten post jako pierwszy.


Powiązane Artykuły

Poznajmy technologię: Jak działa dysk hybrydowy?

Lenovo

Poznajmy technologie: Jak działa dysk SSD?

Lenovo

Mobile Word Congress - Lenovo TAB3

Lenovo

Komentarze do artykułu


widget instagram lenovo
widget twitter lenovo
widget facebook lenovo
widget youtube lenovo
Read previous post:
Przybij Piątkę – nowy konkurs od Lenovo!

Jak już dobrze wiecie, staramy się organizować dla Was jak najwięcej konkursów. I tym razem nie kazaliśmy Wam za długo...

Close