Co je základní deska v počítači

V srdci počítačového systému leží deska, základní kámen, na kterém nacházejí své místo všechny ostatní komponenty. Tento článek slouží jako průvodce základními deskami pro začátečníky, který vyhovuje těm, kteří mají omezené znalosti hardwaru. Na konci tohoto čtení pochopíte jejich význam, pochopíte jejich základní funkce a rozpoznáte jejich základní složení.

Tento kritický kus hardwaru, označovaný jako základní deska, základní deska nebo jednoduše mobo, je primárním tištěným obvodem v počítači. Jeho role spočívá v tom, že slouží jako základ, ke kterému jsou pro instalaci propojeny různé komponenty a rozhraní. Základní deska slouží dvěma hlavním účelům: usnadňuje vzájemnou komunikaci mezi namontovanými komponenty a efektivně distribuuje elektrický proud napájející tyto prvky.

deska

Když se pustíte do nákupu nového PC, je výběr základní desky stěžejním počátečním rozhodnutím. Úzce souvisí s výběrem procesoru, krytem pro montáž komponent, RAM konfigurace a další. I když je běžné představovat si základní desku jako podstatnou desku s integrovanými obvody, kde se komponenty propojují, její skutečný význam nás může často nechat přemýšlet.

Zkoumání struktury a účelu základní desky

Bližší prozkoumání základní desky počítače odhalí složitý elektronický obvod složený ze dvou odlišných kategorií komponent:

  1. Analogové komponenty: Tyto prvky jsou zodpovědné za uspořádání distribuce elektrické energie, která pohání různé komponenty. Jejich primární úlohou je přesně alokovat proud a napětí mezi různé prvky.
  2. Digitální komponenty: Ty zahrnují procesory a paměťové jednotky, které provádějí základní operace počítače.

Pinout základní desky

Když se ponoříme hlouběji, každý čip vykazuje řadu komunikačních a napájecích rozhraní, která se projevují jako kolíky nebo terminály. Pokud by základní desky chyběly, každý pin by vyžadoval samostatný kabel, což by vedlo ke složité síti propojení.

spleť kabelů základní desky

Zvažte obrázky výše – oba zobrazují stejný počítač. Obrázek vlevo zobrazuje prototypový návrh základní desky, který ukazuje spletitou masu kabelů, které na druhém obrázku chybí. Stejný jev je patrný v následujícím příkladu:

kabelový nepořádek

Ale kam zmizelo zapletení? Řešení spočívá v důmyslném designu základní desky. Moderní základní desky využívající síť cest procházejících jeho povrchem často obsahují více vrstev, ve kterých jsou umístěny interní komunikační kanály. V důsledku toho se hlavní funkce základní desky soustředí na umožnění bezproblémové komunikace mezi různými komponentami, což eliminuje potřebu chaotické změti kabelů.

Rozšiřující rozhraní na základní desce

Zatímco součástky na naší základní desce jsou pájené, ne všechny počítačové součásti dodržují tento postup. Aby byla umožněna určitá míra flexibility při výběru hardwaru, je nezbytná řada rozhraní. Tato rozhraní nám umožňují připojovat různé součástky bez pájení, čímž usnadňují výběr součástek.

Zásuvky

zásuvka intel-lga-1700

Zásuvky slouží jako připojení pro centrální čip počítače, známý také jako procesor nebo procesor. V současné době se typicky pyšní stovkami kolíků nebo propojení, někdy se dokonce blíží 1800. Vzhledem ke své objemné povaze jsou tyto kolíky rozmístěny v mřížkovém vzoru. Na rozdíl od jiných rozhraní však nejsou zásuvky standardizovány; každá značka a generace procesorů přichází s vlastní paticí. Tato volba patice ovlivňuje i čipovou sadu základní desky.

Soklové lišty

Sloty, úzké a podlouhlé, obvykle slouží dvojím účelům: připojení paměti RAM a rozšiřujících karet. Zpočátku se pro oba používal jediný typ patice – S-100. V dnešní době jsou oddělené, protože každý typ modulu RAM využívá svou jedinečnou patici, zatímco rozhraní PCI Express jsou vyhrazena pro rozšiřující karty.

PCI Express

Tato rozhraní jsou specificky navržena pro komponenty mimo procesor vyžadující značnou šířku pásma, dosažené množstvím pinů, což odpovídá jejich prodloužené délce. Navíc často zahrnují napájení i data v rámci stejného rozhraní. V současné době paměťové zásuvky nepřenášejí data prostřednictvím čipové sady, místo toho se připojují přímo k procesoru.

Konektory

Box s konektory základní desky USB

A konečně, konektory obsahují kabely připojené k rozhraním jako SATA a USB. Tyto konektory slouží součástem vyžadujícím pomalejší datové přenosy nebo externí periferie. Usnadňují také připojení napájení a slouží jako vedení pro různé komponenty, chladicí systémy a další.

základní deska chipset

Pozoruhodným aspektem evoluce hardwaru je Moorův zákon, který tvrdí, že počet tranzistorů v dané oblasti se periodicky zvyšuje. Tento jev vedl v průběhu let ke snižování složitosti základních desek. Původní čipsety byly podstatně větší.

bse PS/2 deska

Obrázek nahoře zobrazuje základní desku IBM PS/1987 z roku 2, hustě osazenou komponenty. Naopak srovnání s moderním protějškem odhalí čistší designy s menším počtem čipů. Tato transformace se projevila, když se integrované obvody v průběhu času sloučily a některé se staly zabudovanými v procesorech. Kdysi distribuovaná sada čipů na základních deskách se vyvinula v singulární jednotku, stále označovanou jako čipová sada.

Asus základní deska

Účelem čipové sady je snížit počet rozhraní obklopujících obvod procesoru, což je krok, který by zvýšil náklady a rozměry. Všechna propojení základní desky jsou soustředěna v čipové sadě a následně propojena s CPU pomocí jediného rychlejšího rozhraní. Současné čipové sady základních desek mohou například sloučit připojení USB a SATA a nasměrovat je k procesoru přes PCI Express – konfigurace vyžadující méně pinů. Tato efektivní vnitřní kabeláž optimalizuje datové cesty.