Kazdy z nas niewatpliwie zetknal sie ze stwierdzeniem "plyta glowna" (mainboard, motherboard). W ponizszym tekscie przeanalizujemy w skrocie architekture i funkcje wspolczesnych plyt glownych.
Na rysunku 1 mozemy zobaczyc typowy uklad poszczegolnych elementow plyty glownej. Jest to plyta wykonana w standardzie ATX z chipsetem firmy Intel, magistrala AGP (Advanced Graphics Port)… Mam nadzieje, ze wszystkie te skroty i terminy stana sie bardziej zrozumiale po przeczytaniu calosci.
Czym jest plyta glowna?
Jezeli porownamy komputer do duzego miasta, to plyte glowna mozemy porownac do terenu uzbrojonego na ktorym stoi cale miasto. Oczywiscie teren ten ma juz cala siec ulic, sygnalizacje swietlna, osrodki zarzadzania ruchem, dokladnie wyznaczone miejsca pod poszczegolne budynki, siec elektryczna… Czyli plyta glowna jest czescia na ktorej oparta jest cala struktura komputera i od jej jakosci i budowy zalezy jak sprawnie i niezawodnie bedzie dzialal nasz komputer i jakie sa jego mozliwosci rozbudowy.
Geometryczne rodzaje plyt
Juz od czasow komputerow klasy 286 (okolo 10 lat temu) producenci doszli do wniosku, iz trzeba ustalic standard geometryczny plyt, tak aby byly one latwo wymienne miedzy soba. Przewidywania ich staly sie jak najbardziej sluszne. Dynamiczny rozwoj procesorow, a wlasciwie szalenczo wzrastajace ich szybkosci zmuszaja uzytkownikow komputerow PC (czytaj - nas) do wymiany procesora srednio co dwa lata. Jezeli nasz komputer spelnia tzw. "standard przemyslowy" nie ma wiekszych problemow, po prostu wymieniamy plyte, procesor, czasami pamiec i... po problemie. Operacja taka zamyka sie srednio w kosztach 25% oryginalnej ceny systemu. Troche wiecej pecha maja posiadacze komputerow wyposazonych w tzw. plyty o architekturze monolitycznej lub po prostu niezgodnej z ogolnoswiatowym standardem AT, lub ATX. Komputery "monolityczne" nie maja standardowych mocowan, a karta graficzna, muzyczna lub fax/modem jest zintegrowana z sama plyta. Owszem obniza to znacznie koszty, ale jednoczesnie sprawia nam troche problemow. Mamy komputer tani o nietypowym oryginalnym ksztalcie i kolorze, ale nierozbudowywalny. Po prostu po dwoch latach wyjmujemy pieniadze z kieszeni i kupujemy sobie nowa zabawke za 100% oryginalnej ceny sprzed dwoch lat. Przejdzmy jednak do konkretow. Na rynku mozemy obecnie rozroznic nastepujace standardy geometryczne (pomijam tutaj rozwiazania nietypowe stosowane przez kilku producentow):
1. Baby AT - rozwiazanie stosowane przez wiekszosc producentow od czasow komputerow klasy 286 zaproponowane przez IBM. Stosowane do dzis w komputerach wykorzystujacych procesory klasy Pentium firmy Intel i pochodnych AMD, Cyrix, Winchip. Baby AT standard nie przewiduje integracji zlacz portow rownoleglych, szeregowych, jak i zlacza PS2 myszy z plyta glowna. Zlacza te sa polaczone z plyta poprzez specjalne kable i nie sa w nia bezposrednio wlutowane. Standard ten jest wypierany od poczatku 1997 roku poprzez
2. ATX, NLX i microATX - rozwiazania zaproponowane przez Intel-a, ktore w szybkim tempie wypieraja standard AT z rynku. Poniewaz 95% plyt glownych ma w sobie zintegrowany sterownik IDE I/O (kontroler dyskow IDE i obsluge portow szeregowych i rownoleglych) Intel zaproponowal wlutowywanie bezposrednio w plyte glowna gniazd portow szeregowych, rownoleglych jak i portu PS2 uzywanego przez mysz. Rozwiazanie to oprocz zmniejszenia ilosci kabli wewnatrz komputera (automatycznie zmniejszenia prawdopodobienstwa ich przypadkowego rozlaczenia) wiaze sie ze zmiana zasilacza. Standard ATX uzywa zasilaczy, ktore moga byc automatycznie wylaczane poprzez CMOS lub moga przechodzic w stan zmniejszonego poboru energii w chwili, kiedy nie sa uzywane. Standard NLX (obecnie malo popularny) zostal zaproponowany dla tanich zestawow komputerowych. Natomiast w grudniu 1997 roku Intel zaproponowal microATX z mysla o systemach umieszczanych w obudowach mini tower - czy sie przyjmie? Czas pokaze. Na razie na rynku kroluje ATX.
Przejdzmy teraz do poszczegolnych elementow, ktore sa w kazdej plycie glownej.
ChipSet - najwazniejszy uklad
Zespol ukladow scalonych okreslajacy mozliwosci naszej plyty glownej. Wracajac do naszego porownania z miastem - jest to niejako centrala zarzadzania ruchem. Uklady te (a scislej rzecz biorac ich rodzaj) okreslaja maksymalna szybkosc procesora jaki mozemy uzyc, szybkosc magistrali danych, czyli jak szybko przemieszczaja sie informacje pomiedzy procesorem, pamieciami i kartami rozszerzen. Rodzaj chipsetu jednoznacznie okresla, czy mozemy zastosowac procesory z rozszerzeniem MMX, pamieci EDO czy SDRAM. Najpopularniejsze rodzaje chipset-u to:
1. Intel 430FX Triton, - gatunek wymarly stosowany w starszych rodzajach plyt glownych dla procesorow Intel Pentium. Pierwszy chipset obslugujacy pamieci EDO. Zwykle plyty z tym chipsetem obslugiwaly maksymalnie procesory Pentium z zakresu 75-133MHz. Maksymalna ilosc pamieci RAM to 128MB
2. Intel 430HX Triton II - pierwszy chipset obslugujacy wiecej niz jeden procesor na plycie glownej. Maksymalna ilosc obslugiwanej pamieci RAM to 512MB. Plyty z tym chipsetem zwykle obsluguja procesory od 75-233MHz
3. Intel 430VX Triton III - kolejny juz nie stosowany rodzaj chipsetu. Maksymalna wielkosc adresowanej pamieci to 128MB, Mozliwosc obslugi pamieci SDRAM.
4. Intel 430TX Triton IV - najnowszy (to znaczy ostatni zaprojektowany przez firme Intel dla klasy procesorow Pentium). Maksymalna szybkosc plyt glownych to zwykle 266MHz. Mozemy stosowac procesory MMX, pamiec SDRAM. Szybkosc magistrali do 83MHz, nie obsluguje zlacza AGP.
5. Eteq lub Apollo - maksymalna szybkosc procesora 450MHz, pamiec SDRAM, obsluga AGP, maksymalna szybkosc magistrali 100MHz. Wszystkie procesory klasy Pentium (Intel, AMD, Cyrix, Winchip). Jest to najnowszy chipset dla procesorow klasy Pentium dostepny na rynku
6. Intel 440FX - zaprojektowany dla procesorow PentiumPRO i pierwszy chipset obslugujacy procesory Pentium II. Maksymalna ilosc pamieci RAM to 1GB.
7. Intel 440LX - zaprojektowany dla procesorow Pentium II. Obslugiwane szybkosci to od 233-333MHz. SDRAM, AGP, maksymalna szybkosc magistrali danych to 83MHz. Obecnie najbardziej popularny, aczkolwiek skutecznie wypierany przez najnowsze dziecko Intela,
8. Intel 440BX - najnowsza generacja, zaprojektowany dla procesorow Intel Pentium II. Obsluguje procesory od 233MHz teoretycznie do 800MHz (maksymalna obecnie testowana szybkosc to 450MHz). Magistrala danych moze pracowac z czestotliwoscia od 66MHz do 133MHz. Wazna rzecza jest, ze dla procesorow Pentium II od 350MHz musimy stosowac inny rodzaj pamieci SDRAM. Okreslana jest ona jako PC 100. Koszt jej jest zwykle o $20-$35 wiekszy od tradycyjnej pamieci na poszczegolnej kosci. Wynika to z faktu, ze procesory Pentium II 350MHz i wiecej pracuja na magistrali 100MHz. Wiec pamiec SDRAM musi byc przynajmniej tak szybka jak magistrala, aby byla sie w stanie zsynchronizowac.
Oczywiscie istnieje jeszcze kilka innych rodzajow chipsetu, jednakze powyzsze sa najbardziej popularne.
Rodzaj procesora
Jak wszyscy wiedza do niedawna Intel byl "dobrym wujkiem" narzucajacym standardy, ale zgadzajacym sie na ich bezplatne (lub prawie bezplatne) uzytkowanie. Sytuacja ta zmienila sie w momencie wprowadzenia na rynek procesorow Pentium II. Intel zastrzegl sobie konstrukcje zlacza Slot 1, w ktorym osadzony jest procesor Pentium II. Decyzja ta miala ukrocic poczynania konkurencji czyli firm AMD, Cyrix, WinChip, ktore automatycznie zostaly zmuszone do korzystania z rozwiazania Socket 7 (tradycyjne Pentium). Intel posunal sie dalej - zakonczyl produkcje swoich chipsetow na 430TX, czyli w praktyce zalozyl gorna bariere na szybkosc procesora 266MHz. Jednakze konkurencja nie poddala sie tak latwo i rozwija sie dalej korzystajac z alternatywnych chipsetow VIA Apollo i SIS. Obecnie AMD i Cyrix produkuja procesory osadzane w Socket 7, ktore pracuja z wewnetrzna szybkoscia taktowania 300MHz i kosztuja o 40% mniej niz produkty Intela taktowane z ta sama szybkoscia. Reasumujac: Pentium II uzywa innego zastrzezonego patentowo zlacza Slot 1, konkurencja rozwija rozwiazanie klasycznego Pentium, czyli Socket 7. Procesory Pentium II sa nastepca klasycznego Pentium i Pentium PRO. W swojej prostokatnej plastikowej obudowie (SEC - Single Edge Contact) zawieraja zarowno procesor jak i szybka pamiec cache L2 o pojemnosci 512KB. Natomiast wszystkie procesory osadzone w zlaczach Socket 7 korzystaja z pamieci cache L2 osadzonej na plycie glownej. Obecnie jej wielkosc zawiera sie w przedziale od 512KB do 1MB.
Ostatnie "dziecko" Intela - procesor Pentium II o nazwie Celeron jest odpowiedzia na niskie ceny konkurencji korzystajacych ze standardowego Socket 7. Celeron jest to klasyczny Pentium II z tym, ze nie posiada pamieci cache L2.
Osobiscie uwazam to za wielka pomylke. Wydajnosc kazdego systemu po wylaczeniu lub usunieciu pamieci cache poziomu 2 spada o kilkanascie procent.
Rodzaje pamieci RAM
Do niedawna na rynku najpopularniejsza byla poczciwa 72-pin pamiec EDO RAM. Jednakze od dwoch lat coraz wiecej producentow instaluje w komputerach szybka i wysokowydajna 168-pin pamiec SDRAM. Jezeli w plytach glownych przystosowanych do obslugi klasycznych procesorow Pentium mozemy spotkac gniazda dla obydwu rodzajow pamieci.
( Uwaga! Zwykle nie wolno tych pamieci mieszac: EDO zasilane jest napieciem 5V, SDRAM zasilane jest napieciem 3.3V).
W przypadku Pentium II uzywana jest tylko pamiec SDRAM (jak to w zyciu bywa od kazdej reguly musi byc wyjatek, jest kilka modeli plyt glownych dla Pentium II wykonanych standardzie AT z gniazdami zarowno na pamiec EDO jak i SDRAM, zostaly one zaprojektowane z mysla o rozbudowach).
Generalnie musimy pamietac o tym, ze im wiecej gniazd na pamiec RAM jest umieszczonych na plycie glownej, tym wygodniej i lepiej dla nas. Pamietajmy tez o dwoch rodzajach pamieci typu SDRAM: klasycznym i PC-100.
Zlacza
Kazda dobra plyta glowna ma duzo zlacz. Od pewnego czasu wraz a nowymi modelami plyt zmniejsza sie ilosc starych zlacz 16-bitowych typu ISA, a systematycznie zwieksza sie ilosc zlacz PCI i rozszerzonego PCI czyli AGP. Niemniej moim zdaniem plyta powinna posiadac 2 do 3 zlacz ISA (na karty Fax/Modemu i muzyczna, ewentualnie prosty kontroler SCSI) 4-5 zlacz PCI i przynajmniej jedno zlacze AGP (na karte graficzna). Karty Fax/Modem i muzyczna nie wymagaja zlacz PCI, gdyz nie wykorzystuja nawet przepustowosci zlacz ISA. Karta graficzna osadzona w zlaczu AGP pracuje o wiele wydajniej niz ta sama karta osadzona w zlaczu PCI.
Karty graficzne AGP sa w stanie wydajnie korzystac (bez komunikacji z procesorem) z pamieci SDRAM osadzonej na plycie glownej, co znacznie zmniejsza ich koszt (nie ma potrzeby instalowania duzej ilosci drogiej pamieci bezposrednio na karcie).
