کنترلر یا مادربورد

کنترلر یا مادربورد

سلام روزتون بخیر روزتان پر از عشق و امید و زندگی تان سرشار از لطف و مهر الهی

امروز میخواهم راجب کنترلر یا مادربورد توضیحاتی را بدهم امیدوارم مورد توجهتون قرار بگیرد

مادربورد (Motherboard) یا بورد اصلی (Mainboard) قطعه‌ایست الکترونیکی که سایر قطعات سخت افزاری

از جمله CPU، RAM و … را به یکدیگر وصل می‌کند.

مادربرد (Motherboard که مادربورد نیز تلفظ می‌شود)، بورد اصلی یا مین بورد (Mainboard)

و همه اینگونه اصطلاحات به یک قطعه الکترونیکی اشاره دارند کنترلر یا مادر بورد  تخته مداری الکتریکی است

کنترلر یا مادربورد

که بخش‌های گوناگون رایانه مانند واحد پردازنده مرکزی، حافظه دسترسی اتفاقی(RAM) و… بر روی آن سوار می‌شوند

و بلاک‌های بسیار کاربردی و مهم دیجیتالی نظیر بایوس (BIOS) در آن قرار گرفته‌اند.

در کامپیوترهای اپل آن را برد منطقی می‌نامند

مادربورد اصلی‌ترین بخش یک رایانه به‌شمار می‌رود و کار آن کنترل کردن پردازشگر مرکزی و ارتباط دادن آن با قسمت‌های دیگر است.

خود پردازشگر با هیج کدام از ابزار آلات بیرونی ارتباط مستقیم ندارد و همان‌طور که از نامش پیداست

تنها یک پردازنده‌است. ارتباط پردازشگر با ابزار خارجی (به جز در موارد معدود) توسط بایوس (BIOS) انجام می‌گیرد

و در حقیقت بین پردازشگر و ورودی/خروجی‌ها همواره یک مدار واسط وجود دارد.

که در داخل کیس، لپ تاپ‌ها، گوشی‌های موبایل، ساعت‌های هوشمند و همه این گونه گجت‌های دیجیتالی وجود دارد.

اگر محفظه کیس کامپیوترتان را باز کنید، بزرگترین قطعه داخل کیس را مشاهده خواهید کرد

که قطعات کامپیوتری از جمله پردازنده (CPU)، حافظه موقتی (RAM)، هارد دیسک‌ها (HDD)، کارت گرافیک (GPU)

و سایر کامپوننت‌ها را به یکدیگر وصل کرده و انرژی الکتریکی و برق مورد نیاز این قطعات را از طریق منبع تغذیه (PSU)

فراهم می‌کند. این قطعه کنترلر یا مادربورد نام دارد.

روی کنترلر یا مادربورد یا برد اصلی همه قطعات سخت افزاری اصلی نصب می‌شوند

 

کنترلر یا مادربورد

اجزای اصلی کنترلر یا مادربورد

مادربورد دارای اجزای بسیار متنوعی است با این حال مهمترین این اجزا  عبارت اند از:

باس (Bus) به مسیرهایی که داده‌ها از آن‌ها عبور می‌کنند و یک یا چندین قطعه سخت افزاری را به یکدیگر وصل می‌کنند،

به اصطلاح باس (Bus) گفته می‌شود.

باس (Bus) مسیرهای ارتباطی بر روی ‌مادربرد است که قطعات را به یکدیگر وصل می‌کند.

هرچقدر این باس‌ها عریض تر و کیفیت ساختشان بهتر باشد، سرعت انتقال داده‌های بیشتری بین قطعات را خواهیم داشت.

این سرعت ممکن است توسط جنس مسیر، تنظیمات ‌ کنترلر یا مادربورد و یا در اکثر موارد، فاکتورهای محدود کننده

خود قطعات سخت افزاری، به یک سرعت خاص محدود شوند.

درست مثل این که ما جاده‌های بسیار عریضی داشته باشیم اما حداکثر سرعت مجاز ما کم باشد.

از بین این مسیرها، یک( باس) نقش بسیار مهمی در عملکرد کل سیستم دارد

که پردازنده یا همان سی پی یو را به نورث بریج یا پل شمالی (North Bride) بر روی خود ‌ کنترلر یا مادربورد وصل می‌کند.

این باس گذرگاه سمت جلو یا Front Side Bus (یا به اختصار FSB) نامیده می‌شود.

FSB فقط از طریق یک باس واحد این انتقال را انجام می‌دهد سرعت FSB معمولاً یکی از فاکتورهای تعیین کننده

قیمت کنترلر یا مادربرد

کاربرد چیپست  ؟

Northbridge و Southbridge اگر یادتان باشددر مثال اول این پست گفتیم که ‌مادربرد شامل برخیاز قطعات کنترل کننده است

که مثل عوامل کنترل کننده مسیرهای یک شهر عمل می‌کنند. نورت بریج (پل شمالی) و سوث بریج (پل جنوبی) دو قطعه مهم برای کنترل

ارتباط بین اجزای مختلف سیستم هستند.

 نورت بریج قطعه‌ای بر روی مادربورد است که کنترلر حافظه RAM در آن وجود داشته

و مثل یک چهار راه برای کنترل ترافیک و رساندن داده‌ها از سی پی یو به سایر قطعات مثل RAM و کارت گرافیک

و برعکس است.

این کامپوننت قطعاتی مثل کارت گرافیک و حافظه رم را نیز به یکدیگر وصل می‌کند. Northbridge با FSB به

پروسسور اصلی وصل می‌شود.

چیپست Northbridge در مادربورد با این حال بر روی مادربوردهای مدرن باس FSB را نمی‌توانید پیدا کنید

چون اصلاً باسی به نام اف اس بی وجود ندارد.

در CPU های مدرن با طراحی جدید بجای این که به نورت بریج متکی باشد،

کنترلر حافظه (Memory Controller)

کنترلر حافظه و برخی از کنترلرهای دیگر در طراحی‌های مختلف، قرار داده می‌شوند.

بدین صورت پردازنده به صورت کاملاً مستقیم می‌تواند به حافظه‌ها دسترسی داشته باشد

که سرعت و عملکرد سیستم را به صورت چشمگیری افزایش می‌دهد.

قطعه Soutbridge به صورت مستقیم به قطعه Northbridge وصل بوده و از طریق آن به پردازنده

وصل می‌شود.

Southbridge کارهای ضعیف تری را نسبت به نورت بریج انجام می‌دهد.

در داخل Southbridge کنترلرهای مختلفی برای ورودی/خروجی‌ها (I/O Controllers) در نظر گرفته شده

و یکی از وظایف اصلی آن مرتبط کردن Northbridge (رابط CPU و RAM و PCI-E هایی مثل کارت گرافیک)

با ورودی/خروجی‌هایی مثل درگاه USB، هارد دیسک، سیستم پایه‌ای خروجی ورودی یا بایوس، کارت‌های PCI، کنترلرهای صدا و … است.

سوکت پردازنده (CPU Socket) هر CPU ای به هر مادربورد ای نمیخوره ممکنه این حرف را چندین بار شنیده باشید.

هر نسل مدل از مادربوردی تنها پردازنده‌هایی را قبول می‌کنند که با آن‌ها سازگار باشند.

سازگار بودن از لحاظ تکنولوژی بکار رفته در پردازنده، نحوه ارتباط آن با سایر اجزا، سرعت‌هایی که پشتیبانی می‌کنند

و … . اولین فاکتور سازگار بودن پردازنده با بورد اصلی، نوع سوکت‌های پردازنده است.

منظور از سوکت، آرایش پین‌هایی است که در محل قرار گیری سی پی یو بر روی مادربورد قرار دارند.

بایوس چیست و کاربرد آن چیست؟

بایوس یک سخت افزار (Firmware) است که در داخل یک تراشه (Chip) بر روی همه مادربورد (Motherboard)

در کامپیوترهای شخصی سازگار با IBM قرار می‌گیرد.

سخت افزار یا فریم ویر به برنامه‌های سطح پایین تقریباً ثابتی (البته طی شرایطی قابل تغییر هستند) گفته می‌شود

که در چیپ‌های الکتریکی ذخیره شده و معمولاً کنترل آن دستگاه را بر عهده می‌گیرند.

سخت افزار BIOS فقط خواندنی است به همین دلیل به آن ROM BIOS نیز گفته می‌شود
کنترلر یا مادربورد
توجه کنید که حافظه فقط خواندنی هم تحت شرایطی مانند آپدیت کردن و … قابل عوض شدن است

زمانی که کامپیوتر را روشن می‌کنید، بایوس وارد عمل شده و همان طور که از نامش پیداست

 

انواع خروجی‌ها و ورودی‌ها را تشخیص داده، مدیریت کرده و آن‌ها را تست می‌کند

پس از تست کردن نوبت به آن می‌رسد که سیستم عامل را راه اندازی کند.

این کار با تشخیص دادن رکورد راه انداز اصلی (MBR) روی حافظه تنظیم شده

(حافظه‌ای که در بایوس تنظیم می‌شود تا بوت از طریق آن حافظه انجام گیرد. مثل هارد دیسک ها، فلش مموری‌ها و …)

انجام می‌گیرد.

کنترلر یا مادربورد

خصوصیات مادر بورد

اگر می خواهید در مورد کیفیت و خصوصیات مادربورد بیشتر بدانید بهتر است

بر روی مدار تنظیم کننده ولتاژ متمرکز شده و در مورد آن بیشتر مطالعه کنید وظیفه این مدار دریافت ولتاژ فراهم شده

توسط منبع تغذیه ( +12 ولت) و تبدیل آن به ولتاژ مورد نیاز برای پردازنده ، حافظه ها و چیپست و دیگر مدارات بکار رفته

بر روی مادربورد است.

بر اساس دلایل متعدد کیفیت مدار تنظیم کننده ولتاژ یکی از بهترین راه هایی که می توان از طریق آن به کیفیت کلی مادربرد و نیز طول عمر آن پی برد.

یک تنظیم کننده ولتاژ خوب که در خروجی ولتاژ خود نویز و نوسانات ولتاژی نخواهد داشت

و بهمین دلیل با فراهم سازی ولتاژی ثابت و پایدار کارکرد صحیح پردازنده وسایر قطعات را سبب می شود.

از جهت دیگر یک تنظیم کننده ولتاژ نامناسب همراه با نوسان و نویز بر روی ولتاژ خروجی , موجب عملکرد ناپایدار سیستم

و نیز اتفاقاتی چون توقف های ناگهانی (Crash ) ، ریست شدن (Resetting )

و نمایش صفحه ناخوشایند مرگ (Blue Death Screen ) در ویندوز می شود.

اگر در مدار تنظیم کننده ولتاژ از خازن های الکترولیتی با کیفیت پایین استفاده شود چه اتفاقی خواهد افتاد؟

در مدت زمان کوتاهی خراب و در بعضی موارد باد کرده و یا منفجر می شوند.

در اکثر مواقع که یک مادربورد از کار افتاده و معیوب می شود دلیل اصلی به عملکرد نادرست مدار های ولتاژ آن برمیگردد.

در نتیجه با داشتن یک مدار تنظیم کننده ولتاژ با کیفیت می توانید مطمئن باشید

که برای سال ها یک سیستم پایدار خواهید داشت.

تشخیص این مدار بسیار آسان است زیرا تنها مداری است که در مادربورد از چوک (نوعی سیم پیچ) استفاده میکند.

به دنبال چوک ها بر روی مادربرد بگردید تا مدار تنظیم کننده ولتاژ را بیابید.

معمولا این مدار در اطراف سوکت پردازنده است اما چوک های دیگری نیز پیدا خواهید کرد

که در سطح مادربرد پخش شده اند،

معمولا اطراف اسلات های RAM و اطراف چیپ پل جنوبی ( South Bridge ) که ولتاژ مناسب برای این قطعات را فراهم میکنند.

قبل از توضیح دقیق عملکرد این مدار، اجازه بدهید تا شما را با قطعات اصلی بکار رفته بر روی مدار تنظیم کننده

ولتاژ آشنا کنیم.

کنترلر یا مادر بورد

قطعات اصلی کنترلر یا مادر بورد

اجزاء اصلی یک مدار تنظیم کننده ولتاژ عبارتند از :چوک ( که می تواند از دو جنس ساخته شود ، آهن یا فریت ) ،

ترانزیستور وخازن های الکترولیتی

( مادربرد های با کیفیت از خازن های جامد آلومینیومی بهره می برند ، که کارآیی و کیفیت مناسب تری دارند ) .

ترازیستورهایی که در مدار تنظیم کننده ولتاژ استفاده می شوند ،

تحت فناوری خاصی با نام MOSFET (ترانزيستور اثر ميدان ) ساخته می شوند

و معمولا برای سادگی MOSFET نامیده می شوند. بعضی از مادربردها همراه با هیت سینک Passive

بر روی این ترانزیستورها و به منظور خنک سازی آنها تولید می شوند ،

که این ویژگی بسیار مناسبی در یک مادربرد است . اجزاء مهم دیگری نیز در این مدار وجود دارد ،

مخصوصا مدارهای مجتمع ( IC ) . همواره مدار IC ای پیدا خواهید کرد که PWM controller نامیده می شود

در ادامه توضیح خواهیم داد که هر کدام از این IC ها چه وظیفه ای را بر عهده خواهند داشت.

چنانکه اشاره شد  می توان دو گونه چوک در تنظیم کننده های ولتاژ پیدا کرد

چوک از جنس آهن و یا فریت  چوک ها فریت ، ویژگی های بهتری دارند  اتلاف توان کمتردر مقایسه

با چوک های آهنی ( 25% کمتر ، بر اساس اطلاعات منتشر شده از سوی گیگابایت ) ، تداخل مغناطسی کمتر ،

و مقاومت بیشتر در برابر زنگ زدگی تشخیص این چوک ها ساده است

چوک های آهنی معمولا روباز هستند و می توانید درون آن سیمی ضخیم از جنس مس را ببینید ،

درحالی که چوک های فریت سربسته هستند و معمولا علامتی که با “R” شروع می شود را بر روی خود دارند .

پاور یا منبع تغذیه

کنترلر یا مادربورد

قطعات اصلی کنترلر یا مادربورد

اگرچه همه مادربردها از تراتزیستورهای MOSFET در مدار تنظیم کننده ولتاژ استفاده میکنند، اما برخی ترانزیستورها از بقیه

مناسب تر می باشند.

بهترین ترانزیستورها آنهایی هستند که دارای حداقل مقاومت در سوئیچینگ (روشن و خاموش شدن) باشند

(پارامتری که با نام RDS (on) شناخته میشود).

این ترانزیستورها حرارت کمتری تولید میکنند (بنا بر گفته های Gigabyte نسبت به MOSFET های

قدیمی 16% حرارت کمتری تولید میکنند) و از لحاظ ظاهری از ترانزیستورهای مرسوم کوچکتر هستند.

یک راه ساده برای تشخیص این دو نوع از یکدیگر بوسیله شمارش ترمینالهای

(پایانه های ترانزیستور) موجود بر روی آنهاست. ترانزیستورهای قدیمی دارای سه پایه هستند

(معمولا پایه وسطی قطع شده است) در حالیکه ترانزیستورهای با RDS(on) پایین دارای 4 پایه یا بیشتر هستند

و تمام آنها به مادربرد متصل شده است.

مدار تنظیم کننده ولتاژ برای هر فاز یا کانال دو ترانزیستور خواهد داشت.

خصوصیات مادر بورد ارزان قیمت

مادربردهای ارزان قیمت به جای استفاده از یک MOSFET Driver در هر فاز، از یک ترانزیستور اضافی

در هر فاز برای انجام این وظیفه استفاده میکنند

و بنابراین اینگونه ( کنترلر ها مادربورد ها )در هر فاز بجای دو ترانزیستور از سه ترانزیستور بهره میبرند.

به همین دلیل بهترین راه برای شمارش و شناسایی فازها شمارش تعداد چوکها (Chokes) خواهد بود.

خازنهای استفاده شده در مدار تنظیم کننده ولتاژ میتواند یکی از دو نوع الکترولیتی قدیمی و یا انواع آلومینیومی جامد باشد

خازنهای آلومینیومی جامد بهتر از انواع معمولی هستند چراکه دچار بادکردگی و نشتی نمیشوند.

هر خروجی ولتاژ بوسیله یک IC با نام کنترلر PWM کنترل میشود.

در هر مادربورد و برای هر سطح ولتاژی از یک کنترلر PWM استفاده می شود بعنوان مثال یکی برای CPU، یکی برای حافظه ها

یکی برای چیپست( اکثر کنترلرهای PWM میتوانند 2 سطح ولتاژ مستقل را کنترل کنند )

اگر به اطراف سوکت CPU نگاه کنید میتوانید کنترلر PWM را برای ولتاژ CPU پیدا کنید.

در نهایت یک IC کوچکتر نیز داریم که با نام راه انداز MOSFET شناخته می شود

مدار تنظیم کننده ولتاژ از یک راه انداز MOSFET برای هر فاز استفاده میکند بنابراین هر IC دو MOSFET را راه اندازی خواهد کرد.

مادربردهای ارزان از MOSFET دیگری به جای این IC استفاده میکنند،

لذا در مادربردهای که اینگونه طراحی شده اند شما نمیتوانید این IC را پیدا کنید و هر فاز بجای دو ترانزیستور از سه ترانزیستور استفاده میکند.

۱ – اجزا

۲-  چیپ ست مادربردها

۳ – سازندگان اصلی مادر بورد

۴-  بایوس

اجزا

ساختار ظاهری مادر بورد شامل مجموعه‌ ی از قطعات الکترونیکی مانند خازن، ترانزیستور، مقاومت، دیود

آی‌سی و ورودی‌هایی است که روی یک برد الکترونیکی بزرگ چند لایه از جنس سیلیسیم و درصد کمی از چوب قرار می‌گیرند.

روی صفحه مادربورد چندین خط به رنگ‌های متفاوت دیده می‌شود

که همه قطعات را به هم متصل می‌سازد و به آنها اصطلاحاًباس می‌گویند.

برای کل کامپیوتر، مادربورد، زیربنای اطلاعات و قدرت است. شکل و اندازه مادر بورد در طرحهای ان‌ال‌ایکس و آ تی‌ایکس می‌باشد

که دومی بیشتر رایج‌تر است

ماژول فول کالر چیست

کنترلر یا مادر بورد

یکی از تراشه‌های مادربورد، سوپر آی است که دیسک‌های کمکی، صفحه کلید، ماوس و قسمت‌های سریال و چاپگر را کنترل می‌کند.

به تراشهٔ سوپر آی بعلاوهٔ دو تراشهٔ دیگر به نام‌های پل شمالی و پل جنوبی، چیپ ست مادربرد گویندکنترلر یا مادربورد

که مبنای بسیار خوبی جهت مقایسه مادربردها می‌باشد.

از چیپ ستهای معروف به کار رفته در مادربردهای امروزی می‌توان اینتل(intel)، ای‌ام‌دی(amd)، ویا و… را نام برد.

روی مادر برد، یک باتری به نام باتری بایوس (به انگلیسی CMOS battery) وجود دارد.

وظیفه این باتری تغذیه مادربورد برای نگهداری و محاسبه زمان و تاریخ سیستم، در مدتی که سیستم خاموش است می‌باشد.

در مادربورد حافظه‌ای محدود و فقط خواندنی به نام سی موس (به انگلیسی CMOS)وجود دارد

که اطلاعات فنی اجزای سخت‌افزاری و الکترونیکی کامپیوتر را در خود نگه می‌دارد.

در هنگام بوت شدن سیستم، این حافظه اطلاعات حیاتی و تکنیکی لازم را دربارهٔ کامپیوتر به سیستم می‌دهد

تا تمامی اجزای سخت‌افزاری به درستی شناخته و هماهنگ شوند

هر مادربردی دارای یک چیپ ست است.

چیپ ست نوع پردازنده قابل قبول توسط مادربرد، نوع و ظرفیت رم و دستگاه‌های بیرونی و درونی قابل پشتیبانی

توسط کامپیوتر را مشخص می‌کند.

چیپست‌ها از نظر امکانات، بازدهی و پایداری بسیار متفاوت اند

و بنابراین گزینه ای بسیار حیاتی در انتخاب مادربرد به حساب می‌آیند.

متخصصان خوب، شناخت خوبی از چیپست‌ها دارند.

چون چیپست ارتباط بین پردازنده و دیگر دستگاه‌های روی سیستم را ساده‌تر می‌کند،
چیپ‌های درون آن تقریباً در وسط مادربرد قرار می‌گیرند.

بسیاری از چیپست‌های امروزی به صورت دو چیپ اصلی با نام‌ها (Southbridge و Northbridge) ساخته می‌شوند.

چیپ Northbridg روی مادربردهای بر اساس اینتل به پردازنده کمک می‌کند تا با رم کار کند.

روی مادربردهای بر اساس AMD ارتباط کارت تصویر را فراهم می‌کند چون کنترل گر حافظه درون CPU قرار دارد.

چیپ‌های فعلی Northbridge کارهای زیادی انجام می‌دهند و بسیار گرم می‌شوند

و باید هیت‌سینک و فن خاص خود را داشته باشند.

از طرف دیگر Southbridge برخی از دستگاه‌های توسعه و درایوهای ذخیره‌سازی حجیم مانند هارد درایوها را پشتیبانی می‌کند.

بسیاری از چیپ‌های Southbridge نیازی به خنک‌کنندگی اضافی ندارند

و این چیپ‌ها می‌توانند فقط توسط هیت سینک خنک شوند. بدین ترتیب Southbridge محلی مناسب برای دیدن سازنده چیپست است.

کنترلر یا مادربورد

پایان
 

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *