I hjärtat av ett datorsystem ligger moderkort, hörnstenen på vilken alla andra komponenter finner sin plats. Den här artikeln fungerar som en nybörjarguide till moderkort och vänder sig till dem med begränsad hårdvarukunskap. I slutet av denna läsning kommer du att få en förståelse för deras betydelse, förstå deras grundläggande funktioner och känna igen deras väsentliga sammansättning.
Kallas till som moderkort, moderkort eller helt enkelt mobo, denna kritiska hårdvara är den primära tryckta kretsen i en dator. Dess roll innebär att fungera som en grund till vilken olika komponenter och gränssnitt är sammankopplade för installation. Moderkortet har dubbla huvudsyften: att underlätta interkommunikation mellan de monterade komponenterna och att effektivt fördela den elektriska strömmen som driver dessa element.
När du påbörjar ett nytt PC-köp är valet av moderkort ett avgörande första beslut. Det är nära kopplat till processorvalet, höljet för komponentmontering, RAM konfiguration och mer. Även om det är vanligt att föreställa sig moderkortet som ett betydande integrerat kretskort där komponenter ansluts, kan dess verkliga betydelse ofta få oss att undra.
Utforska strukturen och syftet med ett moderkort
En närmare undersökning av en dators moderkort avslöjar en intrikat elektronisk krets som består av två distinkta komponentkategorier:
- Analoga komponenter: Dessa element är ansvariga för att orkestrera distributionen av elektrisk energi som driver de olika komponenterna. Deras primära roll är att korrekt allokera ström och spänning mellan de olika elementen.
- Digitala komponenter: Dessa omfattar processorer och minnesenheter som utför de grundläggande funktionerna i en dator.
Varje chip, som fördjupar sig djupare, uppvisar en rad kommunikations- och strömgränssnitt, som manifesterar sig som stift eller terminaler. Varje stift skulle kräva en separat kabel om moderkort saknades, vilket resulterade i en komplex väv av sammankopplingar.
Tänk på bilderna ovan – båda skildrar samma dator. Den vänstra bilden visar en prototyp av pre-moderkortsdesign, som visar upp en trasslig massa kablar som saknas i den andra bilden. Samma fenomen är uppenbart i det efterföljande exemplet:
Men var har förvecklingen försvunnit? Lösningen ligger i moderkortets geniala design. Genom att använda ett nätverk av vägar som korsar dess yta, innehåller moderna moderkort ofta flera lager som innehåller interna kommunikationskanaler. Följaktligen är moderkortets huvudsakliga funktion centrerad på att möjliggöra sömlös kommunikation mellan olika komponenter, vilket eliminerar behovet av ett kaotiskt virrvarr av kablar.
Expansionsgränssnitt på moderkortet
Även om komponenterna på vårt moderkort är lödda, följer inte alla datorkomponenter denna praxis. För att tillåta en viss grad av flexibilitet vid val av hårdvara krävs en rad gränssnitt. Dessa gränssnitt gör att vi kan fästa olika komponenter utan lödning, vilket underlättar komponentval.
sockets
Uttag fungerar som anslutningar för datorns centrala chip, även känd som CPU eller processor. I samtida har de vanligtvis hundratals stift eller sammankopplingar, ibland till och med närmar sig 1800. Med tanke på deras voluminösa natur är dessa stift fördelade i ett rutmönster. Men till skillnad från andra gränssnitt är sockets inte standardiserade; varje märke och generation av processorer kommer med sin distinkta sockel. Detta val av sockel påverkar även moderkortets chipset.
Golvlister
Slots, smala och långsträckta i formen, tjänar vanligtvis dubbla syften: att ansluta RAM-minne och expansionskort. Inledningsvis användes en enda typ av uttag - S-100 - för båda. Nuförtiden är de separata eftersom varje RAM-modultyp använder sin unika sockel, medan PCI Express-gränssnitt är dedikerade till expansionskort.
Dessa gränssnitt är speciellt utformade för komponenter utöver processorn som kräver betydande bandbredd, som uppnås genom en uppsjö av stift, vilket står för deras förlängda längd. Dessutom innehåller de ofta både kraft och data inom samma gränssnitt. För närvarande överför inte minnessocklar data genom chipset, utan ansluts direkt till processorn istället.
kontakter
Slutligen, kontakter rymmer kablar kopplade till gränssnitt som SATA och USB. Dessa kontakter tjänar komponenter som kräver långsammare dataöverföringar eller extern kringutrustning. De underlättar också anslutningar till strömförsörjning, fungerar som ledningar för olika komponenter, kylsystem och mer.
Moderkort chipset
En anmärkningsvärd aspekt av hårdvaruutvecklingen är Moores lag, som hävdar att antalet transistorer inom ett givet område ökar med jämna mellanrum. Detta fenomen har lett till att moderkortets komplexitet har minskat under åren. Originalchipset var betydligt större.
Bilden ovan visar ett IBM PS/1987-moderkort från 2, tätt befolkat med komponenter. Omvänt, en jämförelse med en modern motsvarighet avslöjar renare design med färre marker. Denna omvandling skedde som integrerade kretsar sammanslagna med tiden, med några som blev inbäddade i processorer. Den en gång distribuerade uppsättningen chips på moderkort har utvecklats till en singulär enhet som fortfarande kallas chipseten.
Chipsetets syfte är att minska antalet gränssnitt som omger processorns omkrets, ett drag som skulle eskalera kostnader och dimensioner. Alla moderkortsanslutningar är koncentrerade i styrkretsen och kopplas sedan till CPU:n med ett enda, snabbare gränssnitt. Till exempel kan moderna moderkortskretsuppsättningar kombinera USB- och SATA-anslutningar och kanalisera dem till processorn via PCI Express – en konfiguration som kräver färre stift. Denna strömlinjeformade interna kablage optimerar datavägar.