Материнская плата — это комплекс различных устройств, поддерживающий работу системы в целом. Обязательными атрибутами материнской платы являются базовый процессор, оперативная память, контролер клавиатуры, разъемы расширения.
(набор микросхем системной логики). Именно от чипсета зависит, какой тип памяти и
процессора будет поддерживать материнская плата, а также будет зависеть и
скорость передачи данных по шине к устройствам компьютера.
В чипсете имеется два "моста" и каждый из них является отдельным чипом-микросхемой и имеет четкую задачу:
-"северный" мост соединяет между собой процессор, оперативную память, отвечает за работу с внутренней шиной;
-"южный" мост управляет всеми подключенными периферийными устройствами компьютера, а также внутренними контроллерами (звук, сеть, порты и т.д.).
Шины – эта набор проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
Системная шина - между Северным мостом и процессором данные передаются по системной шине (FSB от англ. Front Side Bus). В наиболее быстрых компьютерах 2008 года частота системной шины составляла 400МГц. Однако между Северным мостом и процессором эффективная частота передачи данных в 4 раза выше. Таким образом, процессор мог получать и передавать данные с частотой 400 МГц *4=1600МГц. Так как разрядность процессора составляет 64 бита, то пропускная способность системной шины была равна: 64бита * 1600 МГц =102400 Мбит / с = 100 Гбит/с = 12.5Гбайт/с.
Шина памяти – Обмен данными между северным мостом и оперативной памятью производится по шине памяти, частота который может больше, чем частота системной шины.
Шина PCI Express - По мере усложнения графики приложений требования к быстродействию шины, связывающей видеопамять с процессором и оперативной памятью, возрастают.
В настоящее время для подключения видеоплаты к северному мосту все большее распространение получает шина PCI Express (Peripherial Component Interconnect bus Express-ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств). Пропускная способность этой шины может достигать 32 Гбайт/с.
К видеоплате с помощью аналогового разъема VGA (Video Graphics Array - графический видеоадаптер) или цифрового разъема DVI (Digital Visual Interface - цифровой видеоинтерфейс) подключается электронно-лучевой или жидкокристаллический монитор или проектор.
Шина SATA - Устройства внешний памяти (жесткие диски, CD- и DVD-дисководы) подключаются к южному мосту по шине SATA (Serial Advanced Technology Attachment-последовательная шина, подключенная накопителей), скорость передачи данных по которой может достигать 300 Мбайт/с.
Шина USB - Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других периферийных устройств обычно используется шина USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина). Эта шина обладает пропускной способностью до 60 Мбайт/с и обеспечивает подключение к компьютеру одновременно до 127 периферийных устройств (принтер, сканер, цифровая камера, Web-камера, модем и др.).
С другими устройствами, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан группами проводников, которые называются шинами. Основных шин три:
Ø шина данных,
Ø адресная шина,
Ø командная шина.
Адресная шина. Данные, которые передаются по этой шине трактуются как адреса ячеек оперативной памяти. Именно из этой шины процессор считывает адреса команд, которые необходимо выполнить, а также данные, с которыми оперируют команды. В современных процессорах адресная шина 32-разрядная, то есть она состоит из 32 параллельных проводников.
Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и наоборот. В ПК на базе процессоров Intel Pentium шина данных 64-разрядная. Это означает, что за один такт на обработку поступает сразу 8 байт данных.
Командная шина. По этой шине из оперативной памяти поступают команды, выполняемые процессором. Команды представлены в виде байтов. Простые команды вкладываются в один байт, но есть и такие команды, для которых нужно два, три и больше байта. Большинство современных процессоров имеют 32-разрядную командную шину, хотя существуют 64-разрядные процессоры с командной шиной.
Шины на материнской плате используются не только для связи с процессором. Все другие внутренние устройства материнской платы, а также устройства, которые подключаются к ней, взаимодействуют между собой с помощью шин. От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность ПК в целом.
