مادربرد چیست؟
مادربرد چیست؟
مادربرد بزرگ‌ترین برد مدار چاپی (PCB) در داخل یک کامپیوتر است که برق را توزیع می‌کند و ارتباط میان پردازنده مرکزی (CPU)، حافظه رم (RAM) و سایر اجزای سخت‌افزاری کامپیوتر را تسهیل می‌کند.
مادربردها در اندازه‌ها و مدل‌های مختلفی تولید می‌شوند و هرکدام برای سازگاری با نوع خاصی از کامپیوتر طراحی شده‌اند. از آنجا که پردازنده‌ها و حافظه‌ها معمولاً برای عملکرد بهتر نیاز به مادربردهای خاصی دارند، یافتن مادربردی که با تمام انواع پردازنده‌ها و حافظه‌ها سازگار باشد دشوار است. از سوی دیگر، هارد دیسک‌ها به طور گسترده با انواع مادربردها سازگارند و معمولاً با اکثر برندها و مدل‌ها قابل استفاده هستند.
مادربردها درون کیس کامپیوتر قرار می‌گیرند و به‌عنوان نقطه اتصال بیشتر اجزا و لوازم جانبی کامپیوتر عمل می‌کنند. در کامپیوترهای رومیزی (Tower)، مادربرد معمولاً در سمت راست یا چپ کیس نصب می‌شود و به عنوان مهم‌ترین برد مدار شناخته می‌شود.
⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇
تاریخچه مادربرد
اولین مادربردهای کامپیوترهای شخصی، اجزای بسیار کمی داشتند. مادربرد اولین کامپیوتر شخصی IBM تنها شامل یک پردازنده (CPU) و چند درگاه کارت بود. کاربران اجزایی مانند حافظه و کنترل‌کننده‌های فلاپی دیسک را به صورت جداگانه درون این درگاه‌ها نصب می‌کردند.
شرکت Compaq اولین شرکتی بود که مادربردی طراحی کرد که بر اساس معماری IBM نبود. این مادربرد جدید از پردازنده‌ای ساخت اینتل استفاده می‌کرد. با اینکه برخی شرکت‌ها این حرکت را پرخطر می‌دانستند، موفقیت Compaq باعث شد دیگر شرکت‌ها نیز از این رویکرد پیروی کنند.
تا دهه 1990، اینتل سهم بزرگی از بازار مادربردهای کامپیوترهای شخصی را در اختیار داشت. امروزه شرکت‌هایی مانند Asus، Gigabyte Technology و MSI به عنوان پیشروان این صنعت شناخته می‌شوند. هرچند که اینتل همچنان یکی از 10 تولیدکننده برتر مادربرد در جهان است، اما Asus اکنون بزرگ‌ترین تولیدکننده مادربرد در جهان محسوب می‌شود.
⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇
انواع مادربردها
برای درک بهتر مادربرد و وظایف آن، ابتدا باید انواع و مشخصات مختلف مادربردها را بررسی کنیم.
1. مادربرد Advanced Technology (AT)
مادربردهای AT به دلیل ابعاد بزرگ‌تری که دارند (اندازه آن‌ها معمولاً در صدم میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود)، برای کامپیوترهای کوچکتر مناسب نیستند. اندازه بزرگ‌تر این مادربردها نصب درایورهای سخت‌افزاری جدید را دشوارتر می‌کند.
اتصالات برق در این مادربردها به صورت سوکت‌ها و دوشاخه‌هایی با شش پین طراحی شده‌اند. به دلیل سختی در تشخیص این اتصالات، کاربران اغلب در هنگام اتصال و راه‌اندازی با مشکل مواجه می‌شوند.
این نوع مادربردها در دهه 1980 بسیار محبوب بودند و تولید آن‌ها تا دهه 2000 نیز ادامه یافت.
2. مادربرد (ATX)
مادربرد ATX نسخه پیشرفته‌تر مادربرد AT است که توسط شرکت اینتل در دهه 1990 طراحی شد. نام آن به معنی “فناوری پیشرفته توسعه‌یافته” است و مخفف عبارت “Advanced Technology Extended” می‌باشد.
برخلاف مادربردهای AT، مادربردهای ATX بسیار فشرده‌تر هستند و امکان تعویض و ارتقاء اجزای مرتبط را فراهم می‌کنند. عناصر اتصالی این نوع مادربردها شاهد پیشرفت‌ها و بهبودهای قابل‌توجهی بوده‌اند.
3. مادربرد (Micro ATX)
ابعاد مادربردهای Micro ATX (طول و عرض) معمولاً 244 میلی‌متر است (اندازه‌ها بسته به سازنده ممکن است کمی متفاوت باشند). این مادربرد نسبت به مادربردهای Standard ATX تعداد کمتری پورت و اسلات دارد.
این نوع مادربرد برای کاربرانی مناسب‌تر است که نیازی به اتصالات متعدد یا ارتقاءهای زیاد (مانند افزودن رم بیشتر، کارت گرافیک اضافی یا کارت‌های PCI دیگر) ندارند.
مادربرد Micro ATX را می‌توان در هر کیسی که فضای کافی برای اندازه 244 × 244 میلی‌متر دارد نصب کرد. همچنین این نوع مادربرد در کیس‌های بزرگ‌تر که با مادربردهای Standard ATX یا Extended ATX سازگار هستند نیز قابل نصب است.
4. مادربرد Extended ATX (EATX)
ابعاد مادربردهای eATX معمولاً 344 × 330 میلی‌متر است (اندازه‌ها ممکن است بسته به سازنده متفاوت باشند). این مادربردها از پیکربندی یک یا دو پردازنده (CPU) پشتیبانی می‌کنند و تا هشت اسلات رم دارند.
علاوه بر این، تعداد بیشتری اسلات PCIe (جایی که “e” مخفف “Express” است) و PCI در این مادربردها وجود دارد که می‌توان از آن‌ها برای افزودن کارت‌های PCI برای کاربردهای گوناگون استفاده کرد.
این مادربردها برای ایستگاه‌های کاری (Workstations) و سرورها مناسب هستند. فضای کافی در مادربردهای eATX برای جریان هوای بهتر و اتصال اجزای مختلف فراهم شده است، که آن‌ها را برای کامپیوترهای رومیزی ایده‌آل می‌کند.
5. مادربرد (Flex ATX)
مادربردهای Flex ATX نسبت به سایر مادربردهای فرم فاکتور ATX از محبوبیت کمتری برخوردار هستند و کوچک‌ترین عضو خانواده ATX محسوب می‌شوند. این مادربردها برای اشغال حداقل فضا و با قیمتی مقرون‌به‌صرفه طراحی شده‌اند.
Flex ATX نسخه اصلاح‌شده مادربرد Mini ATX است که توسط اینتل در سال‌های 1999 تا 2000 توسعه یافت. این مادربردها به‌عنوان یک استاندارد در طراحی مادربرد مطرح شده‌اند و برای سیستم‌هایی که به فضای کمتری نیاز دارند، مناسب هستند.
6. مادربرد Low-Profile Extended (LPX)
مادربردهای LPX نسبت به نسخه‌های قبلی دو بهبود مهم دارند:
- جابجایی پورت‌های ورودی و خروجی به پشت دستگاه.
- اضافه شدن کارت رایزر (Riser Card) که امکان افزودن اسلات‌های بیشتر را فراهم می‌کند و اتصال اجزا را آسان‌تر می‌سازد.
برخی از این قابلیت‌ها در مادربردهای AT نیز پیاده‌سازی شده‌اند. اما مشکل اصلی مادربردهای LPX نبود پورت‌های AGP (Accelerated Graphics Port) برای اتصال کارت گرافیک‌های پیشرفته است، به همین دلیل کارت‌های گرافیک باید مستقیماً از طریق PCI متصل شوند.
مادربردهای NLX (New Low-Profile Extended) طراحی شدند تا مشکلات موجود در مادربردهای LPX را برطرف کنند.
7. مادربرد Balanced Technology Extended (BTX)
مادربرد BTX با هدف پاسخگویی به نیازهای فناوری‌های نوظهور طراحی شد؛ فناوری‌هایی که به مصرف برق بیشتری نیاز دارند و در نتیجه گرمای بیشتری تولید می‌کنند.
این طراحی تلاش داشت تا با بهبود مدیریت جریان هوا و خنک‌سازی، نیازهای سخت‌افزارهای مدرن را برآورده کند. اما در اواسط دهه 2000، شرکت اینتل تولید مادربردهای BTX را متوقف کرد تا تمرکز خود را بر توسعه پردازنده‌های کم‌مصرف بگذارد.
به همین دلیل، مادربردهای BTX دیگر به‌طور گسترده در بازار موجود نیستند.
8. مادربرد (Pico BTX)
مادربردهای Pico BTX به دلیل اندازه کوچکتر خود نسبت به مادربردهای معمولی به این نام شناخته می‌شوند. با اینکه نیمه بالایی این مادربرد مشابه مادربرد BTX است، اما از دو اسلات توسعه پشتیبانی می‌کند.
ویژگی بارز این مادربردها کارت‌های نیم قد یا کارت‌های رایزر (Riser Cards) هستند که به آن‌ها امکان نصب در فضاهای محدودتر را می‌دهند. این مادربردها برای پاسخگویی به نیازهای برنامه‌های دیجیتال طراحی شده‌اند.
9. مادربرد (Mini ITX)
مهم است بدانید که نسخه استانداردی از مادربرد Information Technology Extended (ITX) وجود ندارد. در عوض، این مادربرد به‌طور قابل‌توجهی کوچکتر از نسخه‌های قبلی طراحی شده است. مادربرد Mini ITX در دهه 2000 توسعه یافت و ابعاد آن 17 × 17 سانتی‌متر است.
به دلیل مصرف برق کمتر و قابلیت‌های خنک‌کنندگی سریع‌تر، این مادربرد عمدتاً در کامپیوترهایی با فرم فاکتور کوچک (SFF) استفاده می‌شود. با توجه به صدای کم فن آن، این مادربرد به‌طور خاص برای استفاده در سیستم‌های سینمای خانگی توصیه می‌شود، زیرا عملکرد کلی سیستم را بهبود می‌بخشد.
10. مادربرد (Mini STX)
مادربردی که اکنون به نام Mini-STX شناخته می‌شود، ابتدا با نام Intel 5×5 معرفی شد که مخفف Mini Socket Technology Extended است. این مادربرد در سال 2015 معرفی شد و ابعاد آن 147 میلی‌متر در 140 میلی‌متر است. این اندازه‌ها معادل 5.8 اینچ طول و 5.5 اینچ عرض هستند؛ بنابراین، نام 5×5 تا حدی گمراه‌کننده است.
طول مادربرد Mini-STX نسبت به عرض 7 میلی‌متر بلندتر است که باعث می‌شود شکل آن نسبتاً مستطیل باشد. این ویژگی بر خلاف شکل مربع سایر مادربردهای فرم فاکتور کوچک مانند Next Unit of Computing (NUC) یا mini-ITX است.
⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇
مادربرد چگونه کار می کند؟
وقتی کامپیوترتان را روشن می‌کنید، منبع تغذیه برق را به مادربورد منتقل می‌کند تا توسط کامپیوتر استفاده شود. داده‌ها از طریق باس‌های داده بین اجزای چیپست جابه‌جا می‌شوند و بین بخش‌های سایدبریج (southbridge) و نورثبریج (northbridge) حرکت می‌کنند.
اتصال داده‌ها به واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه رم (RAM) یا PCIe از طریق بخش نورثبریج انجام می‌شود. عملیات‌هایی که توسط حافظه رم انجام می‌شود ابتدا توسط CPU به عنوان خروجی “تفسیر” می‌شوند، پس از اینکه حافظه رم شروع به ارسال ورودی‌ها به CPU می‌کند. پس از نوشتن داده‌ها در PCIe، داده‌ها بسته به نوع کارت شما یا کپی می‌شوند یا به کارت توسعه منتقل می‌شوند.
اتصال داده‌ها به سیستم ورودی/خروجی پایه (BIOS)، رابط سریال جهانی (USB)، اتصال فناوری پیشرفته سریال (SATA) و باس PCI توسط بخش سایدبریج مدیریت می‌شود. کامپیوتر شما قادر است راه‌اندازی شود به دلیل سیگنال‌هایی که به BIOS ارسال می‌شود، و داده‌های ارسال‌شده به SATA درایوهای نوری، دیسک سخت و درایوهای حالت جامد شما را “بیدار” می‌کند. کارت گرافیک، کارت شبکه و کارت صدا انرژی مورد نیاز خود را از اطلاعات ذخیره‌شده در SATA دریافت می‌کنند.
سایر اجزا از طریق سیگنال الکتریکی با یکدیگر تعامل دارند که به عنوان هاب برای آن‌ها عمل می‌کند. این باس‌های داده از طریق اجزای نورثبریج یا سایدبریج یک میکروچیپ عبور می‌کنند و سپس به اجزای دیگر مانند CPU، RAM، PCI و PCIe و سایر اجزا متصل می‌شوند.
اطلاعاتی که از طریق باس‌ها ارسال می‌شود با استفاده از یک زبان برنامه‌نویسی (1 و 0) کدگذاری می‌شود. زمانی که سیگنالی از یکی از اجزای کامپیوتر به مادربورد ارسال می‌شود، مادربورد آن را پردازش کرده و به زبانی که جزء دیگر بتواند درک کند، ترجمه می‌کند. در بیشتر سیستم‌های محاسباتی امروزی، تمام این فرآیندها در کسری از ثانیه رخ می‌دهد و تقریباً هیچ تأخیری بین ورودی و خروجی وجود ندارد.
⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇
12 قسمت کلیدی یک مادربرد
⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇⊆⊇
توابع یک مادربرد
