Выбираем системную плату
Системная плата — самая важная и, пожалуй, самая сложная часть компьютера. Она несет на себе большинство полупроводниковых элементов, реализующих основные контроллеры многих внутренних и внешних интерфейсов. К тому же материнские платы — это своеобразные центры, осуществляющие электрические и логические связи с остальными компонентами. Цель статьи — познакомить читателя с наиболее важными характеристиками системных плат и рассказать о том, какие модели плат существуют и для решения каких задач они предназначены.
Чипсет — основа системной платы
Основой системных плат являются специализированные наборы микросхем — чипсеты, обычно состоящие из двух компонентов, хотя встречаются и однокомпонентные варианты.
Первый чип двухкомпонентного набора, называемый северным мостом (от англ. north bridge), содержит контроллеры, отвечающие за работу процессора, оперативной памяти, видеосредств и связь со вторым компонентом чипсета. Его характеристики определяют частоту процессорной шины, тип памяти и ее максимальный объем, а также тип и характеристики видеоподсистемы. Подчеркивая важность и сложность данного чипа, его нередко обозначают по имени всего чипсета, хотя обычно у него свое уникальное наименование.
Второй чип, называемый южным мостом (от англ. south bridge), отвечает за связь с дисковой подсистемой, картами расширения и периферийными устройствами.
Чипсеты определяют функциональные свойства системных плат.
Процессор
Кроме архитектуры и особенностей чипсета, важнейшими характеристиками системной платы являются поддерживаемые модели процессоров, тип (число контактов) процессорного разъема, тип модулей оперативной памяти, особенности видеоподсистемы, интерфейсы для подключения внутренних и внешних устройств, расширяющих возможности компьютеров.
В настоящее время в настольных компьютерах используются в основном процессоры компаний Intel и AMD. Они имеют свои внутренние и конструктивные особенности, что исключает их взаимозаменяемость. В частности, они отличаются между собой разъемами, обеспечивающими подсоединение процессоров к системной плате.
Оперативная память
К важным характеристикам системной платы относится и тип используемых модулей памяти. Сегодня доминирующим стандартом считается память DDR2. Ее постепенно теснит следующий стандарт — DDR3. Модули этого стандарта работают быстрее и обладают примерно на 40% меньшим энергопотреблением, а следовательно, и теплообразованием. За ними будущее, хотя они конструктивно и электрически несовместимы со своими предшественниками.
Видеоподсистема
Еще одна важная характеристика — возможности реализованных в компьютере видеосредств, управление которыми осуществляют элементы системной платы.
Традиционно видеоподсистема выполняется в виде отдельной видеокарты, устанавливаемой в соответствующий слот системной платы. До недавнего времени существовал видеостандарт AGP, который совершенствовался до AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x. Однако несколько лет назад его вытеснили карты стандарта PCI Express x16, требующие поддержки от чипсета и соответствующего слота на системной плате и обеспечивающие большую скорость обмена информацией (примерно в три раза относительно AGP 8x), что увеличивает производительность видеоподсистемы компьютера. Для повышения производительности в конструкции ряда системных плат предусмотрено два или даже три специальных слота для использования нескольких видеокарт, совместно обрабатывающих информацию каждого выводимого видеокадра (технологии NVIDIA SLI и ATI CrossFire). Это может быть полезным в современных динамичных видеоиграх с высокой степенью детализации изображения, что предполагает очень большую мощность видеоподсистемы компьютера.
В тех же случаях, когда решаемые компьютером задачи не требуют высокой производительности от видеоподсистемы, оптимальны видеосредства, интегрированные в состав главной микросхемы чипсета. Достоинства такого решения — низкая стоимость, энергоэкономичность и бесшумная работа видеоподсистемы. Производительности даже лучшего встроенного видео может не хватить для ряда высокодинамичных игр, но ее, как правило, достаточно для офисных задач, работы в Интернете и даже для просмотра видео, включая стандарты HD.
Аудиоподсистема
Кроме видео, в системных платах реализованы многоканальные аудиовозможности, правда, без усилителей мощности. Число аудиоканалов зависит от выбранной модели и нередко достигает восьми с реализацией режимов Dolby.
Дисковая подсистема
Из оставшихся характеристик следует отметить доступные средства управления дисковой подсистемой, параллельные и последовательные интерфейсы, наличие сетевого контроллера, слоты расширения, фирменные технологии и т. п.
Жесткие диски (HDD) в основном подключаются посредством интерфейса Serial ATA (SATA). В архитектуре современных системных плат предусмотрено несколько соответствующих разъемов. Чем больше разъемов, тем больше накопителей можно подключить. При необходимости два устройства — HDD и/или CD/DVD — подсоединяют через разъем интерфейса Parallel ATA (PATA, IDE).
В некоторых моделях системных плат жесткие диски можно группировать в массивы RAID, что позволяет повысить скорость передачи данных (режим чередования, обеспечивает удвоение скорости) и/или надежности хранения информации (режим зеркалирования, уменьшает доступный объем вдвое). В некоторых вариантах плат допускается объединение HDD в несколько массивов RAID с одинаковыми или разными режимами работы.
Периферия
Для подключения периферийных устройств используются интерфейсы USB и IEEE1394. Первый из них стал стандартным атрибутом системных плат и служит для подсоединения внешних HDD- и USB-флэшек, сканеров, принтеров, фотокамер и т. п. Часть разъемов USB выведена на заднюю панель.
Интерфейс IEEE1394 в архитектуре системных плат встречается реже. Он обеспечивает скорость передачи файлов выше, чем USB. Служит для подключения различных видеоустройств, например видеокамер, а также ряда моделей внешних HDD. Может использоваться для связи двух компьютеров с целью оперативной передачи файлов.
Сеть
Для подключения компьютеров к сети в большинстве моделей системных плат предусмотрен сетевой контроллер Ethernet и соответствующий разъем, выведенный на заднюю панель. Имеются варианты, обеспечивающие скорость передачи данных как 100 Мбит/с (Fast Ethernet), так и 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet). В некоторых моделях плат реализовано два сетевых контроллера, что позволяет увеличить скорость и надежность передачи информации.
Возможности расширения
Расширение функционала компьютера происходит за счет использования специализированных плат расширения, устанавливаемых в слоты PCI и PCI Express, расположенные на системной плате. При этом чем больше слотов, тем больше плат можно установить и соответственно расширить возможности компьютера.
Еще одно средство расширения — многочисленные фирменные технологии, реализуемые обычно программно и поддержанные соответствующими аппаратными средствами. В качестве примера можно привести технологии и утилиты аппартно-программного мониторинга, диагностики, обновления BIOS, тонкой настройки комплектующих, разгона, оптимизации энергопотребления и т. п.
Бюджетные модели
Системные платы можно условно разделить на три группы: бюджетные, массовые и высокопроизводительные.
Бюджетные модели системных плат сравнительно невысокой стоимости характеризуются меньшей производительностью и обладают меньшей функциональностью. Обычно они ориентированы на соответствующие недорогие процессоры Intel Celeron и Pentium, а также AMD Sempron и Athlon 64. Такие платы создаются либо на младших моделях чипсетов, либо на чипсетах со встроенной графикой. В последнем варианте экономия достигается за счет отсутствия видеокарты. Такие системные платы создаются на чипсетах Intel G45, G43, G33, G31, а также AMD 780G, 740G, 690G и т. п. Сюда же можно отнести модели плат с чипсетами NVIDIA nForce 630, nForce 730 и другие.
В качестве примера плат для процессоров Intel назовем ASUS P5KPL-CM, Gigabyte GA-G31M-S2L, Intel DG31PR. Данные модели компактного форм-фактора (mATX) созданы под процессоры Intel на основе чипсета Intel G31. Каждая из них имеет встроенные графические средства, но допускает альтернативные конфигурации на основе видеокарт в слоте PCI Express x16; память — DDR2 (два слота, до 4 Гбайт); аудио — 6 каналов (5.1); сеть — Gigabit Ethernet; USB — 8 портов. Для процессоров Intel в этом сегменте есть компактные платы и с более мощной графикой Intel GMA X4500, реализованной в чипсете Intel G45: ASUS P5Q-VM, Gigabyte GA-EG45M-DS2H-SI, Intel DG45ID.
Как варианты недорогих компактных плат для процессоров AMD можно привести модели: ASUS M2N68AM (чипсет nForce 630a), Gigabyte GA-MA74GM-S2 (чипсет AMD 740G), Gigabyte GA-MA78GM-S2H (чипсет AMD 780G).
А вот системные платы с чипсетом AMD 790GХ хотя и имеют интегрированную графику могут претендовать на высокопроизводительный сектор. Связано это с тем, что такие платы поддерживают режим одновременной работы встроенных и внешних графических средств.
Массовые модели
Массовые модели системных плат, ориентированные на процессоры Intel, созданы на чипсетах Intel P45, P43, P35, P31. А конкурирующие модели с процессорами AMD — это платы с чипсетами AMD 770.
Примеры плат для процессоров Intel: ASUS P5QL SE, Gigabyte GA-EP43-S3L, Intel DP43TF. Данные модели форм-фактора ATX созданы под процессоры Intel Core 2 Duo/Quad на основе чипсета Intel P43; память — DDR2 (4 слота, до 8 Гбайт); аудио — 6 каналов (5.1); сеть — Gigabit Ethernet; USB — 12 портов (у Intel — 2 порта IEEE1394). Формально чипсет Intel P43 не поддерживает работу двух видеокарт, но в ряде моделей конструкторы Gigabyte реализовали эту возможность, например в модели Gigabyte GA-EP43-DS3.
Компьютеры более низкой стоимости создаются на основе моделей системных плат с чипсетами Intel P31 и P35, а более производительные и функционально насыщенные — на платах с Intel P45.
Что же касается процессоров AMD, для них в качестве примера системной платы, созданной на чипсете AMD 770, можно привести модель Gigabyte GA-MA770-UD3 c поддержкой DDR2, RAID, аудио 7.1, Gigabit Ethernet, 12 USB, 2 IEEE1394 и т. п.
Высокопроизводительные модели
Высокопроизводительные системные платы — это модели, ориентированные на компьютеры, способные решать самые сложные задачи, включая динамичные игры с высокой степенью реалистичности выводимого изображения.
К ним относятся модели, рассчитанные на процессоры Intel Core i7 (разъем LGA 1366), например, ASUS Rampage II Extreme, Gigabyte GA-EX58-UD5, Intel DX58SO. Эти платы созданы на основе чипсета Intel X58, память — DDR3 (три канала), видео — до трех видеокарт у плат ASUS/Gigabyte и двух — у Intel, поддержка технологий SLI, RAID, Gigabit Ethernet (у Gigabyte — два контроллера). Все платы поддерживают 8-канальный звук (7.1) и имеют более 10 портов USB и по два — IEEE1394. У платы Intel отсутствуют разъемы PS/2, поэтому с ней используются клавиатура и мышь, подключаемые через USB.
К линейке высокопроизводительных изделей относятся и платы с чипсетами Intel X48 и X38, ориентированные на процессоры Intel Core 2 Quad (4 ядра) и Core 2 Duo (2 ядра).
В сегменте высокопроизводительных материнских платах, конечно, есть соответствующие варианты и для процессоров AMD, старшие из них представлены моделями Phenom X3/X4 (разъемы AM2+). Это, например, ASUS M3A32-MVP Deluxe/WiFi-AP, Gigabyte GA-MA790X-DS4 и другие. Такие платы созданы на основе чипсетов AMD седьмой серии: первая — AMD 790FX (NB) + SB600 (SB), вторая — AMD 790X (NB) + SB600 (SB). Платы поддерживают: память — DDR2 (два канала), видео — до двух видеокарт, технологии ATI CrossFire, RAID, Gigabit Ethernet, восьмиканальный звук (7.1), 10 портов USB, порты IEEE1394 (ASUS — 2, Gigabyte — 3).
Кстати, в категорию высокопроизводительных изделий благодаря поддержке технологии NVIDIA SLI претендуют платы с чипсетами NVIDIA nForce 790i для процессоров Intel и платы с NVIDIA nForce 780a — для процессоров AMD.
Послесловие
Оценивая особенности плат перечисленных сегментов, нужно отметить, что разделяющие их границы условны и зависят как от архитектуры и дизайна материнских плат, так и от остальных компонентов компьютера. Более того, после выхода новых процессоров, поддерживающих их чипсетов и созданных на их основе системных плат, границы сегментов смещаются в сторону роста производительности и увеличения функциональных возможностей.
