Alaplap

Alaplap Egy alaplap bal oldalán középen, fehér színnel , a mikroprocesszor tartójával , kék színű két memória csatlakozóval , jobb oldalon a bővítőkártyák csatlakozóival (PCI) .

típus	Számítógépes hardver , alaplap ( d )

Jellemzők

Összeállítva	Lapkakészlet , aljzat , bővítőhely ( d ) , számítógép busz , Feszültségszabályozó modul , csatlakozók , processzor , Fate / stay night

Az alaplap az a nyomtatott áramköri kártya, amely támogatja a kompatibilis számítógép működéséhez szükséges alkatrészek és csatlakozók nagy részét . Ez lényegében alkotja nyomtatott áramkörök és csatlakozó portok , amelyek biztosítják a kapcsolatot az összes komponens és a perifériák specifikus egy mikroszámítógép ( merevlemezek (HDD / SSD), véletlen hozzáférésű memória (RAM Random access memory ), mikroprocesszor , lánya kártyák ,  stb. . ) úgy, hogy fel lehet ismerni, és konfigurálni a mikroprocesszor segítségével a program tartalmazza a BIOS ( Basic input output System ), amely kell konfigurálni, és kezdje a berendezés helyes.

Bevezetés

Ez egy mikrokomputer fő kártyája, amely csoportosítja a fő áramköröket, például:

• az integrált áramkörök közötti összes összeköttetés támogatása (beleértve a buszokat és az összes szükséges alkatrész tápellátását);
• csatlakozók opcionális kártyák ( PCI , PCI Express ,  stb ), és interfészek belső perifériák (hangkártya vagy hálózati interfész például), vagy külső ( USB , HDMI ,  stb );
• A chipset ( North Bridge és Dél ) és az összes beépített komponensek ( grafikus kártya , hangkártya ,  stb );
• csatlakoztatható áramkörök:
  • a mikroprocesszor,
  • a memóriaegység ,
  • és az összes opcionális kártya ( pl .: grafikus kártya , modem ).

Általános Szervezet

Létrehozása óta az alaplap folyamatosan számos funkcióval gazdagodott. Ezek közül megemlíthetjük többek között:

• az USB vezérlő  ;
• az Ethernet vezérlő (amely lehetővé teszi a kábellel működő hálózat kezelését);
• az audio chip (amely kezeli a hangot).

Ezek a funkciók, amelyek csak az 1990-es évekig voltak elérhetők bővítőkártyákon , ma megtalálhatók az alaplapok többségén. Néhányuk azonban rendelkezik további funkciókkal (például egy Wi-Fi- kártya ). Ezért elmondhatjuk, hogy a piacon lévő alaplapok megkülönböztethetők az általuk kínált tulajdonságokkal.

A nagyközönség továbbra is így beszél a „kártyákról”, míg amikor egy funkció (például grafika, hang, Wi-Fi) bekerül az alaplapba, akkor ez most integrált áramkör formájában jelenik meg .

Szerkezet

Elektromos csatlakozók

Ezekkel a csatlakozókkal az elektromos áramot az áramforrásról az alaplapra vezetik . Minden kártyának kettő van:

• a 24 tűs ATX típusú csatlakozó  : ez a kártya fő tápegysége. Ahogy a neve is mutatja, ennek az aljzatnak 24 érintkezője van, amelyek lehetővé teszik a különféle tápfeszültségek átirányítását a kártyára. Az alaplap minden alkatrésze ugyanis nem ugyanazon az elektromos feszültségen működik . Ezért az áramellátás három különböző feszültséget szolgáltat: +12  V , +5  V és +3,3  V  ;
• a négy vagy nyolc tűs csatlakozó a CPU-hoz: ennek a négyzet alakú csatlakozónak csak négy vagy nyolc csapja van. Biztosítja a processzor áramellátását. +12 V feszültséget ad ki  .

Vannak más típusú elektromos csatlakozók is, például az AT osztályú kártyákhoz alkalmasak (amelyek kevésbé praktikusak, mert megfordításuk komoly károkat okozna).

Processzor támogatás

A processzor támogatás (vagy angolul socket ) a processzor specifikus csatlakozója. Ha azt mondják, hogy „szabad” (ZIF, angolul Zero Insertion Force ), akkor lehetővé teszi a processzor behelyezését és eltávolítását egyszerűen az oldalán lévő reteszelőkar felemelésével annak érdekében, hogy az aljzat könnyen kioldható legyen a processzor felszereléséhez vagy eltávolításához. Ez a rendszer, amely az összes legújabb alaplapon jelen van, nagy modularitást tesz lehetővé, mivel bármilyen, a pinout-tal kompatibilis processzort telepíthet. A gyakorlatban bizonyos korlátozásokra van szükség, nevezetesen:

Processzor márka Ma a processzorok két fő gyártója az Intel és az AMD . Ez a két vállalat fizikai jellemzői miatt mindegyik más típusú processzort használ. Az AMD-nél a processzorok alsó csatlakozócsapokkal vannak lefedve, és a megfelelő aljzatot furatokkal fúrják, amelyekbe a processzor be van dugva. Az Intel fordított technikát alkalmaz, vagyis a csatlakozócsapok a foglalaton vannak, míg a processzor alsó felületét kis érintkezési területek borítják. 2020-ban az AMD az AM4 foglalatot használja processzoraihoz, az Intel az LGA 1151 foglalatot használja a főbb fogyasztói processzorokhoz ( Skylake generáció : Pentium / Core I3 / Core I5 / Core I7 ). Processzor generálás A processzorok minden új generációja (akár Intel, akár AMD) kissé eltérő foglalatot használ (a csatlakozócsapok elhelyezése miatt). Ennek eredményeként minden új generáció nem kompatibilis az előzővel, ami arra kényszeríti a felhasználót, hogy alaplapot cseréljen, amikor olyan processzort akar telepíteni, amely nem kompatibilis a már meglévő kártyával.

Chipset

Ahhoz, hogy ezeket a komponenseket egymás mellett és a funkció, az alaplap használ egy adott áramkör úgynevezett chipset . Ez két külön részre oszlik:

• Az „ északi híd” , a „gyors” perifériák ( memória , PCI Express ,  stb ). Egyes mikroprocesszorokban a chipset ezen részét 2011 óta integrálták;
• a "déli híd" (angolul southbridge ) a "lassú" eszközökhöz ( PCI , merevlemezek és SSD ... 2011-től USB Storage Controller / SATA .).

Busz

A mikroprocesszor északi és déli híd buszai (lásd a szemközti képet) mindegyikük az alaplaptól egy sajátos buszt használ a memóriához és a perifériákhoz (belső és külső).

Az 1990-es évek óta az alaplapot PCI busszal látták el, amely lehetővé teszi az összes bővítőkártya csatlakoztatását. Ez a PCI busz két különböző sebességű változatban érhető el: a leggyorsabb a PCI Express, amelyet többek között grafikus kártyáknak szenteltek .

Külső buszok ( E-SATA , USB , HDMI ,  stb ) is csatlakozik a PCI busz keresztül csatlakozó az alaplap vagy a külső hozzáférést panelek.

A 2000-es évek óta az AMD gyártó a Hypertransport buszt használta a processzor és a memóriabankok összekapcsolására, például az Intel, amely QPI ( QuickPath Interconnect ) buszt használ .

BIOS és UEFI

Induláskor az alaplapnak tudnia kell, hogy milyen perifériák vannak hozzá csatlakoztatva. Ennek a feladatnak a végrehajtásához van egy firmware-je, amelyet eredetileg BIOS- nak hívnak (az angol Basic Input Output System-ből "alap bemeneti / kimeneti rendszert jelent"), vagy egy újabb, az UEFI megfelelőjével rendelkező számítógépeken. Mindkettő egy „ csak olvasható memória ” chipben található   (kezdetben ROM, majd EEPROM (vagy EPROM )), ugyanazon az alaplapon forrasztva. A mikroprocesszor automatikusan elindítja ezt a kódot, amikor a kártya be van kapcsolva - más szóval, amikor a felhasználó bekapcsolja a számítógépét:

BIOS A mikroprocesszor a BIOS-ban található kód segítségével konfigurálja az alaplaphoz csatlakoztatott eszközöket (RAM, merevlemezek , bővítőkártyák  stb. ). Ha a mikroprocesszor nem tud hibaüzenetet megjeleníteni vagy elindítani a "BIOS-konfigurátort", a kártya sípolást ad ki, amely tájékoztatja a felhasználót a problémáról, megakadályozva annak folytatását (többek között, ha a képernyőt, a billentyűzetet vagy az egeret nem észlelik) - ezek jelek minden kártyán egyediek. Az ezen sípoló sorozathoz kapcsolódó hiba jelentését az alaplap kézikönyve határozza meg.
Ha az összes periféria konfigurálva van, a mikroprocesszor végrehajtja a periférián található master boot rekordban szereplő utasításokat, amelyek azonosítják azt, amelyik az első elérhető rendszert tartalmazza az egyik adattároló eszközben ( CDROM , merevlemez , SSD , USB kulcs ,  stb ). UEFI Az UEFI a BIOS új típusa, amely a 2000-es évek óta kapcsolódik a technológiai fejlődéshez. A gyártók konzorciuma kifejlesztett egy új firmware- szabványt (köztes firmware az alaplap és az operációs rendszer összetevői között). Az UEFI ( Unified Extensible Firmware Interface ) néhány előnyt kínál a BIOS-szal szemben: szabványos hálózati funkcionalitás, nagy felbontású grafikus interfész, több operációs rendszer telepítésének integrált kezelése és a lemezkorlát felszabadítása 2, 2  TB-ra . Az UEFI C nyelven íródott .

Memória csatlakozók

A CPU foglalat közelében elhelyezve a memóriahelyek ( angol nyelvű bővítőhelyek ) kettő, négy, hat vagy ritkán nyolc. Hosszú vonalakban megkülönböztetik őket a többi csatlakozótól azáltal, hogy két végén biztonsági csapok vannak, és egy kulcsosító eszköz, amely megakadályozza a kártya fejjel lefelé történő behelyezését. Lehetővé teszik a RAM modulok csatlakoztatását az alaplaphoz.

2016-ban a memóriahelyek DDR3 vagy DDR4 formátumú memóriamodulokat tartalmaznak .

Expansion slots

Az alaplap alján található nagy csatlakozókkal bővítőkártyákat lehet csatlakoztatni az alaplaphoz, új funkciók hozzáadása érdekében. A bővítőkártyák csatlakoztatásához többféle interfész létezik:

• ISA ( Industry Standard Architecture ) busz : eredetileg az IBM hozta létre , ez volt a legelső belső számítógépes busz, amelyet a bővítőkártyák csatlakoztatására használtak. Az 1990-es évek óta eltűnt az alaplapokról egy kompaktabb (fizikai szempontból) és egyben gyorsabb busz mellett: PCI;
• a PCI busz ( Peripheral Component Interconnect ): 1994-ben jelent meg, az ISA busz leszármazottja. Ma is ( 2010-es években ) van jelen, de gyorsabb és kompaktabb változatban: a PCI Express busz  ;
• az AGP- busz ( Accelerated Graphics Port ): az Intel 1997-ben indította el, grafikus kártyák számára fenntartott busz volt , amelyet a PCI-busz leküzdésére hoztak létre, amelyet az alapító túl lassúnak tartott a valós idejű 3D-s megjelenítéshez . Ma már nincs jelen alaplapjainkon, mert felváltotta a PCI Express busz , amely gyorsabb és alkalmasabb grafikus kártyák támogatására (bár képes más típusú kártyák támogatására is.).

A tárolócsatlakozók az összes alaplapon megtalálható specifikus csatlakozók, amelyek lehetővé teszik a tárolóeszközök ( merevlemez , optikai meghajtó, SSD lemez ) hozzáadását . Három típus létezik:

• a Floppy csatlakozó  : lehetővé teszi, hogy hajlékonylemez-meghajtót csatlakoztasson az alaplaphoz. Ez egy meglehetősen régi felület, amelyet a 2010-es évek vége óta nem találunk többet az alaplapokon (az USB kulcsok nagyon sikeresek). Vannak azonban hajlékonylemez-meghajtók, amelyek USB-n keresztül csatlakoztathatók a számítógéphez;

• IDE csatlakozók (más néven PATA a Párhuzamos ATA-hoz ): ezek a csatlakozók, amelyek hosszabbak, mint a floppy csatlakozók (még ha első pillantásra is hasonlítanak rájuk), kétféle periféria csatlakoztatását teszik lehetővé: IDE merevlemezek és meghajtók / optikai lemezek írói IDE csatlakozókkal. Ezt az 1986-ban létrehozott felületet a kisebb és gyorsabb SATA váltotta fel;
• SATA csatlakozók ( Serial ATA esetén ): háromféle periféria csatlakoztatását teszik lehetővé: SATA merevlemezek, SSD-k és optikai lemezek (DVD), valamint Blu-Ray olvasók . Ez a 2003-ban létrehozott felület jelenleg a 3. verzióban van  ;
• M.2 csatlakozók  : az mSATA csatlakozó fejlesztése, ezek a 2013 körül bevezetett csatlakozók az alábbi típusú leánykártyák elhelyezésére szolgálnak: SSD / WIFI / Bluetooth tárolólemezek  stb.

Bemeneti / kimeneti panel

A panel I / O (angol I / O panel ( Input / Output Panel )) egy interfész, amely az összes bemeneti / kimeneti csatlakozót tartalmazza. Ezek a PC 99 szabványnak megfelelő csatlakozók lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy külső perifériákat csatlakoztasson a számítógéphez (például monitort , billentyűzetet , egeret , hangszórókészletet vagy nyomtatót ). Számos típusú csatlakozó létezik:

• az USB ( univerzális soros busz ) szinte minden újabb hardvert ( USB meghajtókat , nyomtatókat  stb. ) csatlakoztat. Az USB szabvány 1996-ban jelent meg, és ma is jelen van; 2016-ban az alaplapok 3.0-s (5  Gbit / s ) verziójú USB-portokat kínálnak , amelyek kék csatlakozóik alapján azonosíthatók;
• az RJ45 csatlakozó lehetővé teszi a számítógép csatlakoztatását vezetékes számítógépes hálózathoz; 2016-ban az aljzat 1000BASE-T szabvány  ;
• a VGA ( Video Graphics Array ) csatlakozó: ezt az analóg videocsatlakozót használják a képernyő csatlakoztatásához a számítógéphez. Ez a csatlakozó a processzor IGP-jéhez ( Integrated Graphics Processor ) csatlakozik (ami egyfajta kicsi grafikus kártya, amely a processzorba van integrálva; minden modern processzornak van ilyen);
• a DVI ( digitális vizuális interfész ) csatlakozó: ezt a digitális videocsatlakozót használják a képernyő csatlakoztatásához a számítógéphez. A processzor IGP-jéhez is kapcsolódik;
• a HDMI csatlakozó  : ez a digitális csatlakozó nagyfelbontású hangot és videót kezel . Lehetővé teszi nagyfelbontású képernyő csatlakoztatását a számítógéphez;
• DisplayPort csatlakozó  : ez a digitális videó csatlakozó nagyfelbontású hangot és videót kezel (pl. HDMI). Lehetővé teszi nagyfelbontású képernyő csatlakoztatását a számítógéphez;
• az analóg audio csatlakozók: 3,5 mm-es csatlakozó csatlakozók a panel szélén. Lehetővé teszik egy audiorendszer analóg módon történő csatlakoztatását a számítógéphez (például hangszórókészletet, fejhallgatót ) vagy mikrofont ;
• digitális audiocsatlakozók ( SPDIF ): ezek segítségével audiorendszert csatlakoztatnak a számítógéphez, digitális adatfolyamon (bitfolyam);
• a Firewire csatlakozó (IEEE1394)  : arra szolgál, hogy bizonyos perifériákat csatlakoztasson a számítógéphez (külső merevlemezek, videokamerák  stb. ).

Gyártók

2018-ban a fő alaplapgyártók a következők:

• ASRock
• Asus
• Biostar
• Dell
• EVGA
• Aorus
• Gigabájt
• Intel
• MSI
• Zotac

Többprocesszoros kártya

A többprocesszoros kártya (amint a neve is mutatja) több fizikailag különálló processzort képes befogadni ( általában 2, néha négy, ritkán több). Ezeket a viszonylag drága kártyákat főleg szerverarchitektúrákban vagy szuperszámítógépekben használják . Két processzor jelenléte valóban megduplázza a gép számítási teljesítményét. Két processzor együttes kezeléséhez két technika létezik:

• Aszimmetrikus kezelés: ezzel a módszerrel minden processzorhoz külön feladatot rendelnek. Ez lehetővé teszi, hogy egy feladatot egy processzorra bízzunk, míg a második valami mással van elfoglalva.
• Szimmetrikus kezelés: ezzel a módszerrel az egyes feladatok egyenlően oszlanak meg az egyes processzorokon (azaz mindegyik processzor gondoskodik a feladat feléről)

A Linux operációs rendszer lehetővé teszi két processzor szimmetrikus kezelését a Linux kernel 2.6 verziójának (2003) megjelenése óta .

Különböző alaplap formátumok

A számítástechnika fejlődésével számos szabványosított alaplapformátum jelent meg. Itt vannak a legfontosabbak:

• AT (1984): 305  mm × 279–330  mm ( IBM ) (a formátumot a 2000-es évek eleje óta nagyrészt felváltotta az ATX formátum);
  • Baby-AT (1985): 216  mm × 254–330  mm  ;
• ATX (1995): 305  mm × 244  mm ( Intel );
  • microATX (1996): 244  mm × 244  mm ,
  • FlexATX (1999): 228,6  mm × 190,5  mm ,
  • ATX-E: 305  mm × 330  mm ,
  • Mini-ATX (2005): 150  mm × 150  mm  ;
• ITX (2001): 215  mm × 191  mm ( VIA );
  • Mini-ITX (2001): max. 170  mm × 170  mm ,
  • Nano-ITX (2003): 120  mm × 120  mm ,
  • Pico-ITX (2007): 100  mm × 72  mm max. ;
• BTX (2004): 325  mm × 267  mm max. ( Intel );
  • MicroBTX (2004): max. 264  mm × 267  mm ,
  • PicoBTX (2004): 203  mm × 267  mm max. ;
• DTX (2007): 203  mm × 244  mm max. ( AMD );
  • Mini-DTX (2007): max. 170  mm × 203  mm

Megjegyzések és hivatkozások

1. 2010-es évek eleje.
2. Thomas Olivaux, "  Elektronika, villamos energia, az egyes alkatrészek szerepe a számítógépünkben  ", Hardware Magazine , n o  71,2014. június - július, P.  105–107.
3. Samuel Demeulmeester: „ Alaplapok: Kell-e még törődnünk  ?  ” Canard PC hardver , n o  17,2013. július - augusztus, P.  66–67 ( ISSN  2264–4202 ).
4. Alaplapok: vigyázzon a formátumokra , a tomshardware.fr oldalon , 2017. szeptember 6. (Hozzáférés: 2017. szeptember 10.).

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

• Hátlap
• Chipset , Northbridge , Southbridge
• BIOS
• RAM
• Több memória architektúra csatorna ( kétcsatornás )
• Videókártya