مادربورد چیست؟

وقتی که کیس کامپیوتری را باز می کنید بزرگترین بردی که داخل آن می بینید motherboard و آن بردی است که پروسسور و رم روی آن قرار می گیرند همه درایوهای شما اعم از هارد دیسک CD-ROM و فلاپی درایو به وسیله یک کابل به motherboard متصل هستند و اطلاعات درایوها و پروسسور و رم در حال انتقال هستند و این زمانی است که برنامه ای در حال اجرا شدن باشد یا فایلی ذخیره می شود و مانند آن. کارتهای شبکه مودم، صدا و گرافیک به وسیله اسلاتهای motherboard به آن وصل می شوند و زمانی که شما در اینترنت گشت و گذار می کنید یا در حال اجرای یک بازی کامپیوتری هستید یا به یک موسیقی که از کامپیوتر پخش می شود گوش می دهید و می توانید برنامه هایی که در حال اجرا است از مانیتور ببینید به این معنی است که اطلاعات بین این کارتها و motherboard و پروسسور در حال رد و بدل است همچنین مادر برد چند چیپ دارد که به آنها چیپ ست و super I/O controller گویند و این چیپ ها که نقل انتقال اطلاعات بین پروسسور و دیگر اجزا را ممکن می سازند.

تاریخچه مادر بورد:

برد اصلی (MotherBoard) یکی ازاجزای اساسی و مهم کامپیوترهای شخصی محسوب می گردد.در سال ۱۹۸۲همزمان با ارائه اولین کامپیوترهای شخصی از برد اصلی استفاده گردید. اولین برد اصلی از لحاظ اندازه نسبتا” بزرگ و بر روی آن ریزپردازنده ۸۰۸۰ نصب گردید. این برد شامل BIOS ، سوکت هائی برای حافظه مربوط به CPU و مجموعه ای از اسلات ها بود که کارت هائی از طریق آنها به برد اصلی متصل می گردیدند. در صورتیکه قصد استفاده از فلاپی درایو و یا یک پورت موازی و … وجود داشت، می بایست یک برد جداگانه تهیه و آن را از طریق یکی از اسلات های موجود، به برد اصلی متصل کرد. وضعیت فوق سرگذشت اولین بردهای اصلی استفاده شده در کامپیوترهای شخصی بود. شرکت های آی . بی .ام و اپل با ایجاد تغییرات اساسی، بردهائی را طراحی نمودند که امکان اضافه کرد پتانسیل های دلخواه و جدید در هر زمان میسر بوده و تولید کنندگان متعدد بتوانند محصولات خود را بر اساس استانداردهای فوق طراحی و به بازار عرضه نمایند.

برداصلی یک مدار چاپی چند لایه است . مسیرهای مسی که Traces نامیده می گردند، امکان حرکت سیگنال و ولتاژ را بر روی برد اصلی فراهم می نمایند. ازتکنولوژی چند لایه استفاده شده تا بدین طریق برخی از لایه های برد ، قادر به حمل داده برای BIOS ، پردازنده و حافظه بوده در حالیکه لایه های دیگر ولتاژ و Ground را بدون نگرانی از اتصال کوتاه جابجا نمایند. اندازه گذرگاه داده (Data Bus) برد های اصلی جدید دارای یک گذرگاه داده ای شصت و چهار بیتی می باشند. گذرگاه فوق عرض بزرگراهی را نشان می دهد که داده ها در طول آن حرکت و دراحتیار پردازنده گذاشته شده و یا پردازنده نتایج عملیات خود را از طریق آنها ارسال می نماید.

بخش های یک مادربورد

مادربورد شامل اتصالات بسیاری برای تمام بخشها می باشد. مادربوردها شامل شکاف های گسترش مانند ISA، PCI، AGP و سوکتهای DIMM می باشند. به علاوه آن شامل اتصالات بیرونی برای کارت صدای Onboard شما، درگاههای موازی و سریال، درگاههای PS/2 برای موس و صفحه کلید و همچنین اتصالات Firewire و شبکه می شود. بنابراین مادربورد نقش مهمی در عملکرد PC شما دارد، تمام بخشهایی را که شما می خرید به این بستگی دارند که مادربورد اتصالات صحیحی که قابل دسترس و کارآمد می باشد را داشته باشند. اگر شما Case کامپیوتر خود را باز کنید، مادربورد یک قطعه صفحه مدار مستطیل شکل و مسطح است که به نظر می رسد هر چیزی به یک دلیلی به آن متصل شده است.

آن شامل بخشهای کلیدی زیر می باشند: یک ریزپردازنده “Socket” که تعریف می کند که مادربورد چه نوع واحد پردازش مرکزی را استفاده می کند. یک Chipset که سیستم مدار منطقی کامپیوتر را تشکیل می دهد و معمولا آن از دو قسمت که پل نام گرفته اند (یک پل شمالی و در مقابل آن پل جنوبی) تشکیل می شود و CPU را به بقیه سیستم متصل می کند. یک تراشه سیستم ورودی/ خروجی (BIOS) که اصلی ترین عملکرد یک کامپیوتر و چگونگی تعمیر آن را کنترل می کند. و یک ساعت بلادرنگ که تراشه ای است که با باطری کار می کند و زمان سیستم و عملکردهای اصلی دیگر را حفظ می کند. به علاوه مادربورد شکافها یا قسمتهایی برای الحاق قسمتهای جانبی گوناگون یا پشتیبانی از سیستم/ سخت افزار دارد. در آنجا یک Accelerated Graphics Port وجود دارد که منحصرا برای کارتهای ویدئو استفاده می شود، Integrated Drive Electronics که هم کنشگرها را برای درایوهای هارددیسک تهیه می کند، حافظه یا کارتهای RAM و PCIکه از میان دیگر چیزها اتصالات الکترونیکی را برای کارت کپچر ویدئویی و کارتهای شبکه تامین می کند.

بورد اصلی(بورد مادر)

بورد اصلی یکی از قطعات اصلی کامپیوتر به حساب می آید و اگر به CPU لقب مغز کامپیوتر را بدهیم مطمینآ بورد اصلی در حکم ستون فقرات خواهد بود. کلیه ی قطعات یک کامپیوتر شخصی چه به طور مستقیم چه غیر مستقیم به این بورد وصل میشوند و از این جهت است که نام بورد مادر یا اصلی برای این قطعه کاملا مناسب میباشد.

در حال حاضر شرکتهای بسیاری اقدام به تولید این قطعه ی حساس میکنند و مدلهای مختف و استاندارد های رنگارنگی را برای این وسیله ارایه کرده اند. اما در گذشته ی نه چندان دور ( اواسط دهه ی ۹۰ میلادی) مادربوردها دارای دو دسته ی کلی بودند که تفاوت آنها در نوع منبع تغذیه ( Power Supply) بود اما به مرور زمان یکی از آنها منسوخ و حذف شد.

نوع اول و قدیمی تر دارای کانکتور منبع تغذیه AT و نوع دوم که هنوز هم رایج است دارای کانکتور منبع تغذیه ATX بودند. البته این مورد تنها فرق این دو نوع مادربرد نبود. بلکه همراه منبع تغذیه مدل ATX قابلیت هایی همچون کنترل نرم افزاری سوییچ خاموش کردن کامپیوتر و توان روشن کردن دستگاه از طریق شبکه و غیره نیز وجود داشت.

از بحث منبع تغذیه که بگذریم باید بدانیم در یک مادر بورد چه میگذرد و وظیفه ی این قطعه چیست؟

▪ بخشهای اصلی یک برد اصلی عبارتند از :

۱) BIOS ( Basic Input Output System) به صورت یک تراشه ی کوچک روی بورد اصلی قرار دارد که اطلاعات مورد نیاز مادر بورد در آن به وسیله ی یک باطری نگه داری میشود. این تراشه در هنگام روشن شدن کامپیوتر اقدام به تست قطعات کامپیوتر میکند و در صورت سالم بودن قطعات یک بوق کوتاه میزندو اگر ایرادی پیدا کند به نسبت همان نوع ایراد بوق خاصی را به صدا در میاورد(خود تراشه بلند گو ندارد بلکه سیگنال صوتی لازم را به بلند گو ارسال میکند) سپس بعد از گذراندن مرحله اول بوت این تراشه اقدام به شمارش سلول های حافظه ی رم میکند و بعد از ان شناسایی هارد دیسک و دیگر قطعات متصل به رابط IDE را انجام میدهد. این تراشه ی کوچک وظایف زیادی به عهده دارد که در حوصله این مقاله نمیگنجد و در سطوح بعدی به آنها خواهیم پرداخت.

۲) North & South CHIP چیپ شمالی و جنوبی به صورت دو تراشه ی مجزا بر روی بورد اصلی نصب شده اند که مهمترین بخش یک مادر بورد هستند و مرغوبیت و امکانات یک مادر بورد را از روی این دو چیپ می سنجند. اگر مادر بوردی در اختیار دارید به راحتی این دو تراشه روی آن قابل رویت هستند. روی تراشه ی شمالی که بزرگتر و مهم تر است معمولآ یک هیت سینک ( خنک کننده ی الومینیومی یا مسی) وجود دارد (و در موارد جدیدتر یک فن کوچک). وظیفه ی این دو تراشه به صورت مختصر برقرای ارتباط کلیه قطعات ورودی و خروجی و داخلی و خارجی با پردازنده ی مرکزی است.

۳) CPU Socket سی پی یو به صورت مستقیم بر روی مادر بورد نصب میشود و نوع سوکت (محل اتصال و تعداد جای پایه ها) و همچنین نوع و مدل چیپ شمالی و جنوبی است که تعیین میکنند که این مادر بورد چه نوع پردازنده ای را پشتیبانی میکند و چه پردازنده ای به اصطلاح قابل استفاده بر روی این بورد است.

۴) Power Supply Connector به محل اتصال فیش پاور کامپیوتر گفته میشود که دارای دو ردیف ده تایی است که از منبع تغذیه مستقیم به مادر بورد وصل میشود و برق مورد نیاز مادر بورد و سی پی یو و دیگر اجزا متصل به بورد اصلی را تامین میکند.

۵) در اینجا منظور از I/O کلیه ورودی و خروجی هایی است که به صورت اسلات روی مادر بورد قرار دارند و یا به صورت پورت در پشت کیس قابل رویت هستند.

از جمله ی اصلی ترین و لاینفک ترین این اسلات ها که نیاز به یک بحث مفصل در آینده مفصل دارد اسلات رم است که در مادر بورد های فعلی به صورت ۴ بانک ۱۸۴ پایه ای وجود دارد.

از دیگر اسلتها میتوان شیار AGP و دیگر شیارهای PCI را نام برد.در شیار AGP فقط میتوان کارت گرافیک نصب نمود اما در درون اسلتهای PCI که دست کم ۵ عدد از انها به رنگ سفید بر روی بورد اصلی مشخص هستند میتواد قطعاتی مانند کارت صدا و کارت مودم و کارت شبکه و انواع کارت های رابط دیگر را نصب نمود

سازندگان اصلی مادربورد

آسوس (ASUS)
گیگابایت تکنولوژی (Gigabyte)
ام‌اس‌آی(MSI)
ای‌سی‌اس (سیستم‌های رایانه‌ای اِیلیت‌گروپ) (ECS)
اینتل (Intel)
اِی‌اِس‌راک (ASRock)
فاکس‌کان (Foxconn)
زوتاک (Zotac)
ای‌وی‌جی‌اِی (eVGA)
بایو استار (BioStar)
دی‌اف‌آی (DFI)
جت‌وی (JETWAY)
سوپرمایکرو (Supermicro)
ایسر (Acer)
ایکس‌اف‌ایکس (XFX)
ابیت (Abit)
سویو (SOYO)
اپاکس (Epox)
آلباترون (ALBATRON)
سولتک (Soltek)
چِین‌تک (Chainteck)
ای‌اوپن (AOpen)

ویژگی ها ی مهم

از مهمترین ویژگی های مرتبط با مادربرد، می توان به موارد زیر اشاره نمود :

Chip Set مادربرد:

عملیاتی حیاتی و مهم نظیر روتینگ داده از هارد دیسک به حافظه و پردازنده را انجام و این اطمینان را بوجود می آورد که تمامی دستگاههای جانبی و کارت های الحاقی، قادر به گفتگو (ارتباط) با پردازنده می باشند. تولید کنندگان مادربردها، با افزودن چیپ ست های متفاوت بر روی مادر بردهای تولیدی خود، نظیر کنترلر RAID و پورت های Fireware، قابلیت های مادربردهای تولیدی خود را نسبت به سایر محصولات مشابه نشان می دهند .

چیپ ست های موجود بر روی یک مادربرد، باعث اعمال محدودیت در رابطه با انتخاب نوع پردازنده، حافظه و سایر تجهیزات جانبی دیگر نظیر کارت گرافیک، کارت صدا و پورت های USB 2.0 می گردد. (برخی از امکانات فوق نظیر کارت صدا، می تواند به عنوان پتانسیل های ذاتی همراه مادربرد ارائه گردد). اغلب مادر بردهائی که از یک نوع Chip set مشابه استفاده می نمایند، ویژگی های متعارفی را به اشتراک می گذارند (به ارث رسیده از Chip set) و کارآئی آنان در اکثر موارد مشابه می باشد. آگاهی از نوع پردازنده، حافظه، سرعت کنترل کننده IDE، کارت گرافیک و صدا، می تواند کمک مناسبی در خصوص انتخاب مادربرد ارائه نماید (مخصوصا” در مواردی که از Chip set مشابه استفاده می گردد).

 اجزای مرتبط با مادربورد:

پردازنده:

تولید کنندگان مادربرد در برخی مواقع، فهرست مادربردهای تولیدی خود را بر اساس نوع سوکتی که مادربرد از آن حمایت می کند، ارائه می نمایند. مثلا” سوکت ۴۷۸ برای P4 و سوکت A برای Athlon. در اکثر کاربردهای تجاری، کاربران تفاوت مشهودی را در ارتباط با سرعت بین دو پردازنده Athlon و P4 مشاهده نمی نمایند در حالی که ممکن است تفاوت قیمت آنها مشهود باشد. به هرحال نوع و سرعت پردازنده ای که می تواند همراه یک مادر برد استفاده شود، یکی از نکات مهم در رابطه با انتخاب مادربرد است .
پس به طور خلاصه در مورد پردازنده، باید مادر برد حداقل قادر به حمایت از پردازنده های رایج باشد. (پیشنهاد می شود قادر به حمایت از پردازنده های AMD یا اینتل باشد)

حافظه:

امروزه اکثر مادربردها از حافظه های SDRAM DDR) Double Data Rate) استفاده می نمایند. البته هنوز مادر بردهائی نیز وجود دارد که از RDRAM یا Rambus استفاده می نمایند. (تعداد این نوع از مادربردها اندک است). حافظه های DDR دارای سرعت های مختلفی بوده و پیشنهاد می شود که سریعترین نوعی که مادربرد حمایت می نماید، انتخاب گردد. (در این مورد مقالاتی نیز درتالار گفتگوی سایت میکرو رایانه وجود دارد) تولید کنندگان مادربرد، حافظه های DDR را بر اساس سرعت Clock و یا پهنای باند تقسیم می نمایند. سرعت این نوع از حافظه ها (DDR) به ترتیب از کندترین به سریع ترین نوع ، بصورت زیر می باشد :

DDR200( aka PC1600) , DDR266( PC2100) , DDR333(PC2700) , DDR400(PC3200)

بردهایی که از RDRAM استفاده می نمایند دارای Chip set اینتل ۸۵۰ یا ۸۵۰E می باشند. این نوع از حافظه ها (RDRAM) می بایست به منظور افزایش کارآئی، به صورت زوج بر روی مادربرد استفاده شده و اسلات های خالی توسط CRIMM تکمیل (پر) گردند. حافظه ها ی RDRAM قادر به تامین پهنای باند بالای مورد نیاز برنامه هائی با حجم عملیات سنگین در ارتباط با حافظه می باشند. (مثل برنامه های ویرایش فیلم های ویدیوئی و یا بازیهای سه بعدی گرافیکی).

قیمت حافظه های RDRAM نسبت به حافظه های DDR دو برابر است. حافظه های RDRAM در حال حاضر با دو سرعت متفاوت ارائه میگردند: PC800 و PC1066. در صورت انتخاب پردازنده ای از نوع P4 که بر روی BUS با سرعت ۵۳۳ مگاهرتز اجراء می گردد، سرعت بیشتر پردازنده معیار اصلی انتخاب قرار گیرد. در زمان انتخاب حافظه، می بایست تعداد سوکت های DIMM و RIMM موجود بر روی مادربرد به همراه حداکثر حافظه قابل نصب بر روی آن دقیقا” بررسی گردد.

در مورد نوع حافظه حداقل : DDR 200/266 و پیشنهادی : DDR266/333 یا PC800/1066 Rambus

صدا و گرافیک:

اکثر مادربردهای موجود دارای کارت صدا بوده و بندرت می توان مادربردی را یافت که فاقد این قابلیت باشد. آخرین مدل مادربردها دارای چیپ ست دیجیتالی صدای ۶ کاناله بوده که برای بازی ها و فایل های MP3 مناسب تر هستند. در صورتی که قصد نصب یک کارت صدا بر روی مادر برد به منظور افزایش کیفیت صدا وجود داشته باشد، می توان با استفاده از Jumper و یا BIOS سیستم، کارت صدای موجود بر روی مادربرد (OnBoard) را غیر فعال و از کارت صدای مورد نظر خود استفاده نمود. در صورتی که بخواهیم از بازی های کامپیوتری استفاده نمائیم که دارای گرافیک سه بعدی می باشند، می بایست کارت گرافیک موجود بر روی مادربرد را غیرفعال و یک کارت گرافیک متناسب با نوع نیاز را بر روی مادر برد نصب نمود. در این رابطه لازم است به این نکته دقت شود که مادربرد انتخابی دارای اسلات AGP باشد. امروزه اکثر کارت های گرافیکی موجود از اسلات AGP بمنظور ارتباط با کامپیوتر استفاده می نمایند.

ارتباطات ( اتصالات ) :

کثر مادربردها دارای پورت هایی نظیر Ethernet (اترنت) ، USB و FIREWARE می باشند. برخی از مادربردهای جدید، دارای امکاناتی به منظور خواندن Flash Memory می باشند. اخیرا” مادر بردهایی به نام Legacy Free مطرح شده اند که نیازی به پورت های جداگانه نداشته و تمامی پورت ها بطور مختصر در یک پورت تعبیه شده اند.

نکته مهم :

در اکثر موارد تهیه یک مادربرد جدید همراه با خرید پردازنده و حافظه اصلی نیز می باشد. به همین دلیل لازم است بررسی های لازم نیز در خصوص تاثیر این قطعات بر کارآئی مادربرد انجام گیرد. فراموش نکنیم که همواره پردازنده های جدید و با سرعت بالا دارای قیمت به مراتب بالاتری نسبت به نمونه های قبل از خود بوده و در صورتی که ضرورتی به استفاده از پردازنده های جدید، سریع و در عین حال گران وجود ندارد، می توان با توجه به نوع نیاز خود از پردازنده های دیگر (با سرعت کمتر نسبت به آخرین مدل های موجود) که با مادربرد انتخابی نیز مطابقت می نمایند، استفاده نمود.

یکی از اجزاء مهم هر مادربرد، Chip set می باشد که اطلاعات متنوعی را در ارتباط با توانائی مادربرد مشخص می نماید. نوع پردازنده و حافظه ای که مادربرد می تواند حمایت نماید، برخاسته از نوع Chip set یک مادربرد است. در برخی حالات نوع Chip set موجود بر روی یک مادربرد، بیانگر نوع پورت های صدا، ویدئو و کارت شبکه نیز می باشد (عناصر فوق بصورت onboard بر روی مادربرد تعبیه می شوند).

در زمان انتخاب یک مادربرد لازم است به این نکته دقت شود که تفاوت بسیار بالائی بین مادربردها از لحاظ قیمت وجود ندارد و می توان با در نظر گرفتن تمامی جوانب، مادربردی را انتخاب نمود که دارای امکانات جانبی نظیر کارت شبکه و کنترلر RAID باشد.