Matična ploča

glavna printana ploča (PCB) računara za povezivanje ostalih hardverskih dijelova


Matična ploča (engleski: Motherboard, ponekad se naziva i glavna ploča, sistemska ploča, logička ploča[1] ili skraćeno MB) jest glavna printana ploča (PCB) koja se nalazi u računarima opće namjene i drugim proširivim sistemi. Sadrži i omogućava komunikaciju između mnogih ključnih elektroničkih komponenti sistema, kao što su centralni procesor (CPU) i memorija, te osigurava utore za povezivanje ostalih perifernih uređaja.[2] Za razliku od osnovne ploče, matična ploča obično sadrži mnoge podsisteme kao što su centralni procesor, ulazno/izlazni čipset, memorijske kontrolere, razne interfejs konektore i druge komponente namijenjene za opću upotrebu.

Matična ploča
ASRock K7VT4A Pro Mainboard.jpg
ATX matična ploča
Spaja se na:
Standardni formati:
  • ATX
  • microATX

Matična ploča se izričito odnosi na printanu ploču sa mogućnošću proširenja i ubacivanja raznih drugih komponenti, i zbog toga se ova ploča naziva maticom na koju se sve ostalo spaja, što uključuje periferne uređaje, interfejs kartice i proširujuće kartice kao što su: zvučne kartice, video kartice, mrežne kartice, hard diskove ili druge oblike skladištenja; TV tuner kartice, kartice koje nude dodatne USB ili FireWire utore i razne druge prilagođene komponente.

HistorijaUredi

Prije izuma mikroprocesora, digitalni računar se sastojao od više printanih ploča koje su bile međusobno spojene na osnovnoj ploči. Centralna procesorska jedinica (CPU), memorija i periferna oprema bile su odvojene štampane ploče, spojene na osnovnu ploču. Sabirnica S-100 iz 1970-ih godina bila je primjer sistema sa osnovnom pločom.

Najpopularniji računari iz 1980, poput Apple II i IBM PC, javno su predstavili svoje nacrte i drugu dokumentaciju koja je omogućila da i drugi kopiraju dizajn i prave zamjenske matične ploče.

Tokom kasnih 80-ih i početka 1990-ih postalo je isplativije integrisati mnoge funkcije u matičnu ploču. Krajem osamdesetih matične ploče ličnih računara počele su uključivati pojedinačne čipove koji su mogli podržati: tastaturu, miš, disketne jedinice, serijske portove i paralelne portove. Do kasnih devedesetih godina, mnoge matične ploče su uključivale mnoge funkcionalnosti u sebe kao što su integrisani čipovi za računarsku mrežu i zvuk, i čak grafiku, iako za potrebe većih mogućnosti obrade grafike, grafička kartica je najčešće bila jedina odvojena komponenta.

Računari iz 1990-ih integrisali su najčešće periferne uređaje. To je čak uključivalo matične ploče bez nadogradljivih komponenti, trend koji će postati uobičajen i sve češći dolaskom tablet računara i ostalih prenosnika manjih dimenzija. Memorija, procesor, mrežni kontroler, izvor napajanja i pohrana su danas obično integrisani u takve sisteme.

DizajnUredi

 
Matična ploča Octek Jaguar V iz 1993. godine.[3] Ova ploča ima malo ugrađenih perifernih uređaja, i zato ima 6 utora predviđenih za ISA kartice.Veliki priključak za AT tastature sa desne strane je jedini periferni interfejs.
 
Matična ploča Samsung Galaxy SII; gotovo sve funkcije uređaja integrisane su u vrlo maloj ploči

Matična ploča pruža električne veze putem kojih komuniciraju ostale komponente sistema. Za razliku od osnovne ploče, ona također sadrži centralnu procesorsku jedinicu i udomljava druge podsisteme i uređaje.

Tipično računar ima mikroprocesor, glavnu memoriju i ostale bitne komponente spojene na matičnu ploču. Ostale komponente kao što su vanjska pohrana, kontroleri za video prikaz i zvuk i periferni uređaji mogu se priključiti na matičnu ploču kao priključne kartice ili putem kablova.

Važna komponenta matične ploče je čipset mikroprocesora, koji pruža potporne interfejse između CPU-a i različitih sabirnica i vanjskih komponenti. Ovaj čipset u određenoj mjeri određuje i mogućnosti matične ploče.

Moderne matične ploče uključuju:

  • CPU utor (socket) u koje je moguće instalirati jedan ili više mikroprocesora. Neki su direktno zalemljeni, kao što je VIA C3.[4]
  • Memorijski utori u koje se instalira glavna memorija sistema, obično u obliku DIMM modula koji sadrže DRAM čipove
  • Čipset koji formira interfejs između procesorske prednje sabirnice, glavne memorije i perifernih sabirnica
  • Memorijski čip (obično Flash ROM u modernim matičnim pločama) koji sadrži firmver ili BIOS/UEFI sistema
  • Taktni generator koji proizvodi sistemski taktni signal za sinhronizaciju raznih komponenti
  • Utori za proširujuće kartice
  • Konektori za napajanje, koji primaju električnu energiju iz računarskog napajanja i napajaju CPU, čipset, glavnu memoriju, grafičke kartice i kartice za proširenje.
  • Konektori za tvrde diskove, obično samo SATA. U prošlosti su bili IDE konektori. Diskovi se također povezuju sa napajanjem.

S obzirom na veliku toplotu koju stvaraju jači CPU-ovi i komponente, moderne matične ploče gotovo uvijek uključuju hladnjake i mjesta montiranja za ventilatore kako bi raspršili suvišnu toplotu.

FormatiUredi

 
Razni formati matičnih ploča

Matične ploče proizvode se u različitim veličinama i oblicima, od kojih su neki specifični za pojedine proizvođače računara. Matične ploče su dizajnirane da budu kompatibilne sa različitim veličinama kućišta. Većina matičnih ploča ličnih računara koristi ATX standard. Veličina matične ploče i jedinice napajanja (PSU) moraju se podudarati, iako će neke manje matične ploče iz iste porodice odgovarati i kućištima koja su predviđena za veće ploče. Na primjer, ATX kućište obično može primiti i microATX matičnu ploču. Računari danas uglavnom koriste visoko integrisane, minijaturisane i prilagođene matične ploče. To je jedan od razloga što su prenosni računari teško nadogradivi i njihova popravka jako skupa. Često zbog kvara samo jedne komponente prijenosnog računara potrebna je zamjena cijele matične ploče, koja je obično skuplja od čitave mašine.

CPU utoriUredi

CPU utor jeste utor koji je pričvršćen za printanu ploču (PCB) i koji udomljava centralnu procesorsku jedinicu (CPU). To je posebna vrsta utora sa integralnim kolom koji ima jako veliki broj kontaktnih nožica. CPU utor pruža fizičku strukturu za podršku CPU-a, podršku za hladnjak, i najvažnije, pruža električki interfejs između ploče i CPU-a. Procesorski utori na matičnoj ploči najčešće se mogu naći u većini ličnih i serverskih računara (prenosni računari često direktno integrišu procesor), posebno onih zasnovanim na Intel x86 arhitekturi.

Integrisana periferijaUredi

Uz stalno smanjenje troškova i veličinu integralnih kola, bilo je moguće integrisati sve više funkcija u samu matičnu ploču. Neki od najčešćih su:

Utori za karticeUredi

 
Dijagram moderne matične ploče koja podržava brojne ugrađene periferne funkcije kao i nekoliko utora za proširenje

Standardna, moderna ATX matična ploča obično će imati dvije ili tri PCI-Express 16x veze za grafičku karticu, nijedan, jedan ili dva stara PCI slota za razne kartice za proširenje i jedan ili više PCI-E 1x, 4x utora. (koji je nasljednik PCI)

Neke matične ploče imaju dva ili više PCI-E 16x utora kako bi omogućili posebnu grafičku tehnologiju koja se zove SLI (za Nvidia) i Crossfire (za AMD). Omogućuju povezivanje 2 do 4 grafičke kartice.

Temperatura i pouzdanostUredi

Studija iz 2003. utvrdila je da se neki računarski ruše i ponašaju čudno ne zbog greške u softveru ili perifernom hardveru, već zbog istrošenih kondenzatora na matičnim pločama PC-a.[5] Pokazalo se da je to rezultat neispravne formulacije elektrolita,[6] nazvana i kondenzatorska kuga.

Standardne matične ploče koriste elektrolitičke kondenzatore za filtriranje istosmjerne struje. Ovi kondenzatori stare brzinom koja ovisi o temperaturi, jer njihovi elektroliti na bazi vode polako isparavaju. To može dovesti do gubitka kapaciteta i naknadnih neispravnosti matične ploče zbog nestabilnosti napona. Zbog te činjenice, efikasno hlađenje sistema može produžiti životni vijek ploče i do 4 godine.[7] Također, kvaliteta kondenzatora je jako bitna.

S druge strane, matične ploče srednjeg i visokog razreda koriste isključivo čvrste kondenzatore.[8] Ovi kondenzatori su procijenjeni za 5.000, 10.000 ili 12.000 radnih sati na temperaturi od 105 °C (221 °F), produžujući predviđeni vijek trajanja u usporedbi sa standardnim čvrstim kondenzatorima.

Pokretanje sistema pomoću BIOS-aUredi

Većina modernih matičnih ploča koristi UEFI i BIOS, pohranjen u EEPROM čipu zalemljenom za matičnu ploču za pokretanje operativnog sistema. Kad se prvi put upali računar, matična ploča i BIOS firmware testira i konfiguriše memoriju, strujne krugove i periferne uređaje. Ovaj test se zove Power-On Self Test (POST) koji testira većinu hardvera prije pokretanja operativnog sistema.

Većina savremenih matičnih ploča koristi UEFI koji je nasljednik BIOS-a.

Također pogledajteUredi

ReferenceUredi

  1. ^ Miller, Paul (8. 7. 2006). "Apple sneaks new logic board into whining MacBook Pros". Engadget. Arhivirano s originala, 4. 10. 2013. Pristupljeno 2. 10. 2013.
  2. ^ https://www.wepc.com/tips/how-are-motherboards-made-manufacturing/
  3. ^ "Golden Oldies: 1993 mainboards". Arhivirano s originala, 13. 5. 2007. Pristupljeno 27. 6. 2007.
  4. ^ "CPU Socket Types Explained: From Socket 5 To BGA [MakeUseOf Explains]". 25. 1. 2013. Arhivirano s originala, 7. 4. 2015. Pristupljeno 12. 4. 2015.
  5. ^ c't Magazine, vol. 21, pp. 216-221. 2003.
  6. ^ Chiu, Yu-Tzu; Moore, Samuel K. (31. 1. 2003). "Faults & Failures: Leaking Capacitors Muck up Motherboards". IEEE Spectrum. Arhivirano s originala, 19. 2. 2003. Pristupljeno 2. 10. 2013.
  7. ^ Carey Holzman The healthy PC: preventive care and home remedies for your computer McGraw-Hill Professional, 2003 ISBN 0-07-222923-3 page 174
  8. ^ "-- GIGABYTE --Geeks Column of the Week - All Solid Capacitor". www.gigabyte.com. Arhivirano s originala, 27. 3. 2017. Pristupljeno 6. 5. 2017.

Vanjski linkoviUredi