Matične ploče nekad i sad

Prva matična ploča je nastala 1981. godine a napravljena je od strane IBM kompanije. Pre pronalaska mikroprocesora, digitalni kompjuter sastojao se od više štampanih ploča, komponenata povezanih za podlogu, skup međusobno povezanih utičnica. U veoma starim dizajnima, žice su bile diskretna konekcija između igla konektora kartica, ali štampane ploče ubrzo su postale standarda praksa. Centralna procesorska jedinica (CPU), memorija i periferije su smešteni bili na pojedinačnim štampanim pločama koje su bili priključeni na zadnjoj strani kućišta.

Tokom 1980-ih i 1990-ih godina, postalo je ekonomičnije da se sve više perifernih funkcija stavlja na matičnu ploču. U kasnim 1980-tim, u matične ploče počeli su da uključuju i SUPER I/O čipset sposoban da podrži niz malih brzina periferija: tastatura, miš, flopy disk, serijski port i paralel port. Do kraja 1990-te, mnogo matičnih ploča je podržavalo kompletan asortiman audio, video, skladištenja, umrežene funkcije bez potrebe bilo kakvih dodatnih kartica. Jači sistem za 3D igranje i kompjutersku grafiku obično je trebalo naknadno da se kupi kao posebnu komponentu.

Najpopularniji računari kao što su Apple II i IBM PC su objavili šematske dijagrame i drugu dokumentaciju koja je unapredila razvoj inženjerstva i matičnih ploča.

Matična ploča je deo računara koja veže sve komponente na njoj, te omogućava komunikaciju između raznih delova u računaru, praktično matična ploča je kuća za ostale komponente. Od matične ploče mnogo toga zavisi, matična ploča direktno utiče na performanse računara shodno mogućnostima njenog čipseta, socketa, i samih performansa matične ploče, ona podržava ili ne podržava različite vrste procesora, sve u zavisnosti od podnožja za procesor (socketa). Po dodacima ugrađenim u matične ploče imamo osnovne i druge. Danas obavezni osnovni ugrađeni delovi su flopy, ATA, i SATA kontroleri, slot – „džek“ za miša, tastuturu i USB slotovi.

Svi proizvođači matičnih ploča na svojim proizvodima ugrađuju još i zvučni čip, grafički čip, LAN (mrežni) čip, pa čak i procesor (VIA). Kroz godine pojavljivali su se razni standardi, za matične ploče, tzv. Form Factor koji određuje oblik i veličinu matične ploče, danas je uobičajni ATX standard, dok postoji i mikro verzija mATX, logično napravljene da bi se mogle smestiti u manja kućišta, dok je obična ATX ploča nešto veća. Takođe postoji stari AT standard koji je osnova ATX-a, ali se danas više ne proizvode matične ploče tog standarda.

Matična ploča se sastoji od jedne višeslojne štampane ploče na kojoj se nalazi zalemljeni veliki broj elektronskih i elektromehaničkih elemenata. Električne veze između elemenata na matičnoj ploči su izvedene tanjim ili debljim bakarnim linijama i površinama.

Neki od elemenata na ploči omogućavaju priključenje ostalih elemenata računara i to su razni konektori, podnožja („slotovi“), igličasti priključci („džamperi“) itd.

Drugi elementi kao što su integrisana kola i ostale elektronske komponente (kondenzatori, otpornici, diode, tranzistori, kalemovi) obezbeđuju generisanje i prenos potrebnih električnih signala neophodnih za rad računara.

Na slici je prikazana matična ploča nekad (leva), sad (desna)

Delovi matične ploče

Čipset

Predstavlja vezu između procesora i svih ostalih komponenata sistema, diktira tip procesora koji može biti ugrađen u sistem (odnosno instaliran na matičnu ploču) i koliko brzo će taj procesor raditi. Čipset, takođe, određuje brzinu RAM memorije, njenu količinu, brzinu magistrale itd.

Čipset je podeljen u dva odvojena dela, NorthBridge (severni most) predstavlja centralni deo, posle procesora i najvažniji i najkompleksniji deo računara.

Drugi je SouthBrigde (južni most) koji sa severnim mostom čini celinu, koju zovemo čipset.

NorthBridge

NorthBridge (severni most) služi kao sprega između procesora i ostatka mašine. Povezan je sa procesorom preko magistrale. Obično u sebi sadrži memorijski kontroler (novije generacije nemaju, nego je on prebačen u sam procesor). Takođe preko njega se obavlja direktna komunikacija između grafičke kartice i procesora, kao i između procesora i južnog mosta, pa samim tim i ostatka mašine. Procesor ništa ne poznaje osim NorthBridge (severnog mosta). On je praktično port za procesor. Od njega zavisi i koji tip procesora, memorije, grafike sistem uopšte može da podrži, odnosno on je taj koji nešto podržava ili ne podržava. Često u sebi sadrži grafički kontroler, pa tada služi i kao grafička kartica.

Pri kupovini matične ploče, matična ploča predstavlja krucijalni uređaj. Ako se uzme matična ploča sa zastarelim čipsetom, performanse čitavog sistema mogu biti znatno degradirane ili pak sistem kao takav ne može u daljnjem vremenu da se nadogradi.

SouthBridge

SouthBridge (južni most) je zadužen za upravljanje svim ostalim uređajima koje imamo u mašini. Preko njega se odvija kontrola ulazno/izlaznih uređaja (I/O), onda kontrola mass storage uređaja (hard diskovi, optički uređaji), mreža, zvuk ili nekih dodatnih uređaja, kao što su firewire i sl.

Onda svi slotivi za proširenje su „u njegovoj nadležnosti“, znači svaki uređaj koji se dodaju na ploču (kao PCI, PCI Express 1.0, 2.0, 3.0) komunikaciju obavlja kroz njega.

Takođe BIOS čip obavlja preko njega direktnu komunikaciju sa ostatkom uređaja.

SouthBridge je sporiji od NorthBridge-a. Zbog toga informacije iz procesora idu prvo preko NorthBridge-a pa tek onda na SouthBridge koji je pomoću magistrale spojen na PCI, USB, zvučni čip, SATA, ATA konektore.

Socket

Socket (podnožje) je drugi važni element za priključenje mikroprocesora.

Nije moguće staviti Intel procesor, u matičnu koja podržava AMD socket i čipset.
Najpoznatiji socketi:

• Socket 478 – za starije Pentium i Celeron procesore
• Socket LGA775 – za malo novije Intel Pentium 4 procesore
• Socket LGA1156, 1150 – za novije Intel i3, i5, i7 procesore
• Socket A – za stare AMD Athlon procesore
• Socket 754, 939 – za malo novije AMD Sempron, Athlon procesore
• Socket AM2, AM2+, AM3, AM3+, FM1, FM2+ – za najnovije AMD Athlon, AMD FX procesore

BIOS

Basic Input/Output system (BIOS) kontroliše primitivne funkcije računara i svaki put proverava svoje stanje kod paljenja računara.

Memorijski slotovi

Služe za RAM memoriju, obično ih ima 2 ili 4. Nekada su bile SD RAM memorije, sada su već DDR1, DDR2, DDR3 i najnovije DDR4 brzine memorija koje se određuju u taktu MHz.

PCI slotovi

PCI (Peripheral Component Interconnect) konektori za zvučne, TV, mrežne kartice.

AGP 4x, 8x / PCI Express 16x slotovi

AGP 4x, 8x / PCI Express 16x slotovi su namenjeni za grafičke kartice, AGP su za starije generacije grafičkih kartica koje se više na proizvode, dok PCI Express su sada aktuelne.

IDE / SATA konektori

IDE konektori služe za spajanje ATA hard diskova, optičkih uređaja (CD, DVD-RW) i oni su se takođe povukli iz proizvodnje, dok SATA konektori su sada popularni na tržištu i zamenili su potpuno IDE konektore.

USB priključci

Universal Serial Bus (USB) služe za priključivanje spoljnjih ulaznih jedinica (miš, tastatura, štampač.. ) Najnoviji standard je USB 3.0, a postoje i 2.0 i 1.1 koji su još uvek aktuelni.

Legacy konektori

Legacy konektori su zastareli konektori (serijski i paralelni), još su uvek tu radi podrške za starije uređaje recimo matrične štampače i sl.

Konektori za periferije

PS/2 konektori koji se još uvek koriste za priključivanje miša i tastature, ali polako i ova tehnologija nestaje, jer ih zamenjuje USB standard.

CMOS baterija

CMOS baterija u njoj se čuvaju podaci o konfiguraciji računara, npr. Datum/vreme, obično posle više godina se zamenjuju.

Integrisani delovi

Većina matičnih ploča danas ima ugrađene audio (zvučne), mrežne pa i grafičke čipove.

Naponski konektor

Preko njega matična ploča dobija struju (preko razvodne kutije) i dalje je deli ostalim delovima na matičnoj ploči.

Autor: Janko Petraš