Matična ploča (motherboard) - osnova vašeg računara!

Ukoliko pogledate unutar kućišta vašeg računara, vidjećete da se skoro sve unutra nalazi na jednoj velikoj ploči, matičnoj ploči (Motherboard) ili je priključeno na nju. Matična ploča je osnova vašeg računara. Sve, od grafičkih karata i hard diskova do centralnih procesora i RAM memorija priključuje se na nju i komunicira sa ostalim komponentama korišćenjem veza na njoj.

U stvari, matična ploča definiše tačno ono sto vaš računar može i ne može uraditi. Matične ploče su kompleksne, ali se mogu lako razumjeti, ukoliko se rasčlane na pojedinačne komponente.

Matična ploča se sastoji od jedne višeslojne štampane ploče na kojoj se nalazi zalemljen veliki broj elektronskih i elektromehaničkih elemenata. Električne veze između elemenata na matičnoj ploči su izvedene tanjim ili debljim bakarnim linijama i površinama.

Neki od elemenata na ploči omogućavaju priključenje ostalih elemenata računara i to su razni konektori, podnožija (slotovi), igličasti priključci (džamperi) itd.

Drugi elementi kao što su integrisana kola i ostale elektronske komponente (kondenzatori, otpornici, diode, tranzistori i kalemovi) obezbjeđuju generisanje i prenos potrebnih električnih signala neophodnih za rad računara.

Tip matičnih ploča instaliranih na PC-u ima veliki uticaj na brzinu sistema i kapacitet proširenja.

STANDARDNI OBLICI MATIČNE PLOČE (FORM FACTOR)

Form factor (faktor oblika) je standardni oblik ploče koji određuje fizičke dimenzije (veličinu i oblik), položaj rupica za šarafe, raspored nekih konektora i slotova, što sve zajedno određuje za kakvo je kućište ploča namijenjena. Standardni oblici ploča koji su danas u upotrebi su:

ATX;
Mini – ATX;
Micro – ATX;
Flex – ATX;
Mini – ITX i
NLX

KOMPONENTE MATIČNE PLOČE

Savremene matične ploče imaju nekoliko ugrađenih standardnih komponenti, uključujući različite sokete, slotove, konektore, čipove itd. Minimum koji svaka ploča zahtijeva čine:

soket/slot za procesor (CPU socket) ;
čipset (North Bridge / South Bridge);
super I/O čip;
ROM BIOS (Flash ROM);
SIMM / DIMM / RIMM sokete za RAM memoriju;
PCI / PCI express slot;
IDE i SATA konektori za hard diskove i optičke uređaje;
integrisana mrežna i zvučna karta, USB i dr.

SOKETI / SLOTOVI ZA PROCESORE

Procesor se postavlja (instalira) u soket koji kod modernih procesoraima od 1151 (Intel LGA soket) ili 1331 (AMD AM4 soket) kontakata. Soket je tako osmišljen da vam omogućava zamjenu procesora za bolji, brži, ali pod uslovom da odgovara za to podnožje i da je taj model procesora podržan u BIOS-u. Zbog velikog broja kontakata na maloj površini treba biti posebno oprezan kod zamjene ili čišćenja procesora.

ČIPSET

Ne može se govoriti o modernim matičnim pločama, a da se ne spomene čipset (chipset). Ako je matična ploča temelj sistema, onda je čipset temelj matične ploče. Dvije naizgled različite ploče sa istim čipsetom funkcionalno su identične. Osim toga, sistem sa boljim čipsetom i lošijim procesorom lako može imati bolje performanse od sistema sa lošijim čipsetom i boljim procesorom.

Čipset predstavlja vezu između procesora i svih ostalih komponenti sistema, te diktira tip procesora koji može biti ugrađen u sistem (odnosno instaliran na matičnu ploču) i koliko brzo će taj procesor raditi. Čipset, također, određuje brzinu sabirnice, brzinu, tip i količinu memorije itd.

Čipseti su obično podijeljeni u komponente, poznate pod imenom North Bridge i South Bridge, te Super I/O chip.

North Bridge je u suštini glavna komponenta matične ploče i jedino kolo koje osim procesora radi na punoj brzini matične ploče. Po ovoj komponenti cijeli čipset i dobiva ime. Glavna uloga mu je povezivanje radne memorije – RAM, grafičke kartice i procesora kao i veza sa South Bridge.

South Bridge je sporija komponenta. Djelimično je izmjenjiva, pa se često isti South Bridge koristi u kombinaciji sa različitim North Bridge – evima. Ovakav modularni dizajn čipseta omogućava veću fleksibilnost i jeftiniju proizvodnju matičnih ploča. Uloga South Bridge ili Južnog mosta je komunikacija između procesora i ulazno/izlaznih uređaja kao i sa hardverom na matičnoj ploči koji ne zahtjeva veliku brzinu komuniciranja međusobno.

Treća komponenta, Super I/O chip, spojena je na ISA sabirnicu i sadrži sve standardne periferale koji su ugrađeni u matičnu ploču (serijske portove, paralelne portove, USB portovi, interfejs za tastaturu i miš, opcionalno „i“: CMOS RAM/Clock, IDE i SATA kontrolore i game port interfejs).

Većina današnjih matičnih ploča ima Super – South Bridge, koji objedinjava funkcije South Bridge – a i Super I/O – a u samo jedan čip.

U zadnje vrijeme pojedini proizvođači su počeli da integrišu South i Nort Bridge u jedno integrisano kolo kako bi uštedjeli na prostoru i energiji potrebnoj za rad.

KONEKTORI NA MATIČNOJ PLOČI

Tastatura i miš, PS/2

PS/2 portovi su 6 – pinski mini – DIN konektori, preko kojih se na matičnu ploču spajaju tastatura i miš. Konektor za tastaturu je obično označen ljubičastom bojom ili odgovarajućim simbolom, dok je konektor za miš zelene boje ili označen odgovarajućim simbolom. U zadnje vrijeme se izbacuju sa matičnih ploča, a njihovu ulogu preuzimaju USB portovi.

Serijski (COM) port

Serijski (COM) port je 9 – pinski D – Submini konektor koji služi za priključivanje eksternih uređaja sa odgovarajućim interfejsom; npr. modema, uređaja za neprekidno napajanje (UPS) i slično. Obično je označen oker bojom ili odgovarajućim simbolom. Ova vrsta komunikacije je odavno prevaziđena, ali se zadržala zbog nekih industrijskih standarda koji se i danas primjenjuju.

Paralelni (LPT) port

Paralelni (LPT) port je 25 – pinski D – Submini konektor, prvenstveno namijenjen spajanju štampača na PC. Vremenom se njegova primjena i proširila na druge uređaje, kao što su npr. skener ili ZIP – drive. Danas se ovaj port češće zamjenjuje bržim USB 2.0/3.0. Lako je uočljiv na panelu, jer se ističe svojom veličinom, a označen je ružičastom bojom ili odgovarajućom simbolom.

USB port

USB (Universal Serial Bus) je sabinica za eksterne uređaje (periferale), stvorena da omogući Plug and Play kompatabilnost. USB omogućava priključenje do 127 uređaja po jednom portu. Kablovi, konektori, hub – ovi i uređaji koji koriste ovaj standard označeni su simbolima kao na slici. USB port je zamjenio skoro sve konektore za ulazno/izlazne uređaje kao što su tastature, miševi, web kamere, slušalice sa mikrofonom, štampače, skenere. Zbog mogućnosti prenosa podataka velikog kapaciteta velikom brzinom postao je veoma popularan standard za prenosnu memoriju tzv. USB flaš ili stik. Brzina prenosa kod USB 2.0 standarda je do 480 Mbit/s, a kod USB 3.0 do 4Gbit/s, a kod najnovije verzije i preko 10Gbit/s, što je više nego dovoljno za prenos podataka sa računara na USB fleš memoriju i obrnuto.

VGA/DVI/HDMI port

VGA port je 15 – pinski HD D – Submini konektor namijenjen prvenstveno spajanju monitora na PC kako bi se koristila integrisana grafička karta. Označen je tamno plavom bojom ili odgovarajućim simbolom. Pored VGA porta koristi se i DVI port (Digital Visual Interface) koji je pružao nešto bolji kvalitet slike, jer je podatke na monitor slao u “sirovom” digitalnom obliku u maksimalnoj rezoluciji od 2560×1600 piksela. I na kraju HDMI port (High-Definition Multimedia Interface) koji je danas standard ne samo u svijetu računara već i TV i projektora. Pored potpuno digitalnog video signala koji šalje na monitor ili TV prenosi i digitalni audio signal tako da nudi potpuni multimedijalni doživljaj. HDMI standard verzija 2.0 može da obradi signal rezolucije 3820×2160 piksela

Audio konektori

Audio konektori predviđeni su za spajanje audio izlaznih i ulaznih uređaja, kao što su npr. zvučnici i mikrofon. Osim ovih standardnih (3,5 mm) konektora, postoje i digitalni i optički audio konektori. Mikrofonski ulaz je obično obilježen rozom bojom, audio izlaz za slušalice i zvučnike zelenom bojom, a audio in plavom bojom.

LAN konektor

LAN konektor služi za spajanje računara u mrežu, odnosno za umetanje mrežnog kabla. Ovaj konektor (oznaka RJ45) podsjeća na telefonsku utičnicu, samo je širi. Brzina putem ovog konektora kreće se od 100Mb/s do 1Gb/s što je više nego dovoljno za internet i razmjenu podataka putem LAN mreže.

PCI slotovi

Namijenjeni su kartama (adapterima) za nadogradnju sistema. Nalaze se s lijeve strane zadnjeg panela matične ploče i okomito su postavljeni u odnosu na spomenuti panel. Obično su se koristili za dodavanje zvučne, mrežne kartice ili modema i sl. Ploča obično sadrži 1 – 3 PCI slotova i obično su bijele boje. U novije vrijeme se sve manje koriste.

PCI-Express slotovi

Brza Interkonekcija Periferijskih Uređaja (eng. PCI-Express) je najnoviji standard komunikacije između perifernih računarskih komponenti i matične ploče u računaru. Standard je predstavljen 2004. godine od strane Intel-a. Standard poseduje nekoliko revizija i nivoa. PCI-E x16 standard je namenjen grafičkim kartama, dok su za ostale komponente predviđeni sporiji PCI-E portovi. Karakteriše ga veća brzina i propusnost u odnosu na prethodne standarde (ISA, PCI, AGP). Standard omogućava direktnu “čip-na-čip” komunikaciju.

AGP slot

Namijenjen je isključivo grafičkim kartama. Na ploči se nalazi samo jedan ovakav slot i postavljen je paralelno PCI slotovima, bliže soketu za procesor. Postoji AGP, AGP x 2, AGP x 4 i AGP x 8. Veoma je važno razlikovati ove slotove i njima pripadajuće karte. AGP i AGP x 2 rade na naponu od 3,3 V, dok AGP x 4 i AGP x 8 rade na nižem naponu (1,5 V). Ovu vrstu slota možemo pronaći samo na starijim računarima.

SATA konektor

Omogućava direktnu serijsku vezu između uređaja koji podržavaju SATA standard (HDD,CD,DVD,…) i SATA kontrolera koji se naziva host bus adapter (HBA). Na prvi pogled uređaji koji podržavaju SATA standard se bitno ne razlikuju od uređaja prethodne generacije osim po konektorima. Prenos podataka između uređaja i računara je serijski, pa je kabl daleko manjih dimenzija. Kabl ima samo sedam vodova (u odonosu na 80 kod PATA uređaja), od kojih se dva koriste za prenos podataka. Za prenosne uređaje i druge primjene kod kojih se koriste manji SSD diskovi koristi se konektor manjih dimenzija koji se naziva mini-SATA ili mSATA. Svaki SATA uređaj se preko sopstvenog spojnog kabla spaja sa matičnom pločom, pa nema definisanja master ili slave uređaja. Broj SATA uređaja koji mogu da se priključe na računar nije ograničen. Na matičnoj ploči obično postoje četiri ili osam konektora za priključenje SATA uređaja, ali je moguće priključiti i više. Sata standard je doživio tri verzije, u svakoj je definisana maksimalna brzina prenosa koja se zbog serijskog prenosa izražava u bitima (ne bajtovima) po sekundi. SATA 1.0 podržava brzine prenosa do 1.5Gb/s, SATA 2.0 do 3Gb/s,a SATA 3.0 do 6Gb/s. SATA standard takođe podržava zamjenu hard diska u toku rada računara, ali je za to potrebna podrška operativnog Sistema (Windows Vista ili novijeg) i podešavanje BIOS opcija prije instaliranja operativnog sistema

IDE konektor

Interfejs koji se koristi za spajanje hard diskova na PC obično se naziva IDE (Integrated Drive Electronics) ili ATA (AT Attachment) Međutim, danas se IDE konektori koriste i za spajanje CD i DVD uređaja, kao i drugih drajvova (pogona) za medije eksterne memorije. Polako, ali sigurno ga zamjenjuju SATA konektori zbog brzine i praktičnosti kao i ograničenja broja uređaja koji se mogu priključiti.

RAM slotovi

U zavisnoti od vrste memorije (SDRam, DDR I, DDRII, DDR III ili DDR IV) imaćete na matičnoj ploči i različite memorijske slotove. Osim fizičke razlike ogromna razlika je i u brzini i količini RAM memorije. Dok je stara SDRAM memorija radila na brzini od 133MHz najnovija DDR IV memorija radi na brzini od 2133,33MHz.

Konektor za napajanje

Preko ovog konektora obezbjeđuju se naponi neophodni za rad komponenti sistema. 24-pinski konektor je standard za povezivanje naponske jedinice i matične ploče. Osim standardnog 24-pinskog konektora, u posljednje vrijeme se često koriste i dodatni konektori od 4 i 8 pinova za napajanje procesora.

Zašto je format matične ploče bitan?

Izbor prave matične ploče koja će činiti osnovu Vašeg računara može biti veliki izazov. Srećom, najveći broj matičnih ploča podržavaju jedan od nekoliko različitih industrijskih standarda, koji su, prvenstveno, zasnovani na karakteristikama koje, na kraju krajeva, određuje fizička veličina. Ovi standardi se primenjuju bez obzira na to da li koristite, recimo, Intel ili AMD procesor, ali ćete morati da proverite da li je matična ploča kompatibilna sa procesorom i da li iskorištava sve prednosti procesora koji ste odabrali.