▷ Apa itu motherboard dan bagaimana cara kerjanya

Hari ini kita harus berbicara tentang motherboard komputer. Motherboard tidak diragukan lagi merupakan elemen dasar untuk membuat komputer, komponen-komponen lain seperti CPU atau RAM akan dipasang di atasnya sehingga mesin mampu memulai dan bekerja. Jadi mari kita lihat secara detail apa itu motherboard dan bagaimana cara kerjanya.

Indeks isi

Apa itu motherboard?

Motherboard adalah bagian terpenting dari sebuah komputer. Inilah yang akan menentukan arsitektur apa yang dimiliki tim kami dalam komponen internalnya. Setiap motherboard akan dirancang untuk menampung komponen tertentu, atau tipe tertentu dari kelompok komponen, dan juga akan mendukung kecepatan dan kapasitas tertentu yang dimiliki komponen tersebut.

Semua atau hampir semua komponen yang merupakan bagian dari komputer akan terhubung ke motherboard, itu juga akan bertugas membangun bus komunikasi antara komponen-komponen (CPU, RAM, kartu grafis) dan periferal yang terpasang di dalamnya (mouse, keyboard, layar dll)

Aspek fisiknya adalah sirkuit elektronik dimensi tertentu di mana serangkaian elemen seperti chip, kapasitor, konektor komponen, dan saluran listrik dipasang, yang bersama-sama membentuk struktur komputer.

Hampir semuanya harus memiliki empat komponen dasar yang diinstal:

• Catu daya, Prosesor sentral, memori, Unit penyimpanan

Motherboard terdiri dari berbagai format fisik yang menentukan dimensi fisik yang akan dimiliki.

Format Motherboard

Format yang dapat kita temukan di pasaran adalah sebagai berikut:

E-ATX

Ini adalah faktor bentuk terbesar yang kami miliki di pasar. Dimensinya 305 x 330 mm. Papan ini biasanya memiliki banyak lubang untuk kartu ekspansi dan banyak kemungkinan dalam hal memasang kartu grafis di SLI atau Crossfire.

Selain itu, kami akan memiliki hingga 8 slot yang tersedia untuk pemasangan memori RAM

ATX

Papan ini sudah ada di pasaran sejak 1995 berkat penerapannya oleh Intel. Mereka juga yang paling umum dapat kita temukan. Dimensinya 305 x 244 mm meskipun ada juga beberapa dengan dimensi yang sedikit berbeda. Tentu saja, lubang untuk penempatannya di sasis harus diletakkan tepat di tempat-tempat standar.

Jenis motherboard ini digunakan untuk hampir semua jenis sistem, kantor, permainan, dll. Ini karena kemungkinan ekspansi yang luas. Biasanya kami memiliki 7 slot ekspansi dan 4 slot untuk pemasangan memori RAM.

Mikro ATX

Motherboard dengan format ini memiliki dimensi 244 x 244 mm, sehingga cukup kecil dari yang sebelumnya, sekitar 25%. Papan ini, dengan format yang lebih kecil, ditujukan untuk tim kerja kantor, yang tidak memerlukan banyak slot ekspansi dan juga menempati sasis yang lebih kecil.

Di antara kemungkinan ekspansi, ia memiliki maksimum 5 slot ekspansi, meskipun normal adalah 3 dan ruang hingga 4 memori RAM. Jenis pelat ini membutuhkan sasis yang kompatibel dengan fiksasinya karena posisi sekrup akan berbeda dari pelat ATX.

Mini ITX

Ini adalah format pelat terkecil yang tersedia untuk komputer di rumah. Ini memiliki dimensi 170 x 170 mm. Untuk memperbaikinya terdiri dari empat lubang yang bertepatan dengan yang dipasang untuk pelat ATX.

Pada papan ini kita dapat menemukan slot ekspansi tunggal untuk kartu grafis dan dua slot untuk memori RAM

Ada yang lain dibentuk seperti XL-ATX, tetapi mereka biasanya tidak terlihat banyak di kisaran rendah / menengah. Hanya dalam kisaran PREMIUM

Komponen fisik motherboard

Ini akan menjadi bagian terluas dalam artikel ini, karena motherboard memiliki sejumlah komponen yang layak disebut. Mari kita mulai.

Chipset

Chipset atau "chipset" adalah rangkaian sirkuit terintegrasi yang dirancang untuk membangun komunikasi antara prosesor dan komponen lain yang dipasang pada motherboard. Elemen-elemen ini dapat berupa memori RAM, hard drive, slot ekspansi, dan port input dan output.

Dengan evolusi teknologi motherboard, chip ini biasanya terdiri dari satu chip pusat. Selain itu, chip ini dirancang khusus untuk serangkaian prosesor atau merek tertentu dan untuk modul memori RAM tertentu. Ini menjadikannya penting bahwa ketika memperoleh motherboard dari pasar kita terpaksa juga membeli prosesor dan modul RAM yang kompatibel untuk itu.

Motherboard lama

Chipset dapat diintegrasikan oleh dua chip dan juga disebut North Bridge atau North Brigde dan South Bridge atau South Bridge. Masing-masing chip ini bertanggung jawab atas tugas-tugas tertentu yang harus dilakukan:

North Bridge: Chip ini terhubung langsung ke bus prosesor dan memiliki komunikasi langsung dengannya dan memori RAM. Bus ini juga disebut Front Side Bus atau (FSB) dan menentukan kecepatan dan kinerja komputer. Selain itu, ia juga bertanggung jawab atas komunikasi dengan port PCI-Express, karena ini adalah yang mendukung komponen tercepat seperti motherboard atau unit penyimpanan solid state M.2 dan PCI-E yang baru.

South Bridge: Chip ini terhubung langsung ke jembatan utara melalui Direct Media Interface atau (DMI) bus. Chip ini bertanggung jawab atas komunikasi perangkat input dan output dan menghubungkannya dengan jembatan utara. Misalnya, hard drive SATA, USB, Fire Wire, kartu jaringan, AUDIO, dll.

Motherboard modern

Saat ini dengan munculnya prosesor multi-core seperti Intel Core dan AMD FX chipset ini telah berkurang secara signifikan menjadi satu chip, sehingga menghilangkan jembatan selatan.

Ini karena prosesor baru mengintegrasikan pengontrol memori di dalamnya, sehingga mereka terhubung langsung ke bus memori RAM. Katakanlah jembatan FSB terintegrasi dalam prosesor dan bus yang bertanggung jawab atas perangkat lain disebut Plataform Controller Hub (PCH), menggantikan bus DMI.

Jenis chipset

Ada sejumlah besar model chipset. Dengan evolusi masing-masing prosesor ada juga evolusi chip ini. Seperti dalam segalanya, ada low-end, untuk manajemen komponen kecepatan rendah atau lebih rendah, mid-range dan high-end yang menawarkan kecepatan maksimum dan dukungan untuk berbagai kartu grafis dan RAM tercepat di pasaran.

Menurut produsen prosesor, kita dapat menemukan chipset yang dirancang untuk prosesor AMD, dan chipset yang dirancang untuk prosesor Intel.

Untuk informasi lebih lanjut tentang model chipset penandaan terbaru untuk kedua teknologi dan perbandingan mereka, kunjungi artikel kami berikut:

Soket Mikroprosesor

Karena tidak mungkin sebaliknya, pada motherboard adalah tempat mikroprosesor harus dipasang dan untuk ini soket dengan konektor fisik akan diperlukan untuk berkomunikasi ini dengan motherboard. Ada dua jenis soket:

• PGA (Pid Grid Array): dalam soket ini ada panel dengan lubang untuk memasukkan mikroprosesor di dalamnya, yang akan memiliki pin kontak untuk dimasukkan. LGA (Land Grid Array) - Soket ini memiliki matriks kontak berlapis emas yang membuat kontak antara motherboard dan chip prosesor, yang hanya memiliki permukaan datar dengan titik kontak.

Teknologi penyisipan disebut ZIF (Zero Insertion Force) dan chip tidak pas di dalam soket jika Anda perlu menerapkan gaya dalam prosesnya.

Seperti halnya prosesor, ada banyak jenis soket untuk instalasi Anda. Ini berarti bahwa ketika membeli motherboard dengan arsitektur tertentu, perlu untuk mendapatkan prosesor yang kompatibel dengannya.

Selain itu, setiap motherboard dirancang untuk pabrik prosesor, sehingga soket dan chipset harus kompatibel dengan merek yang dimaksud.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja prosesor, kami merekomendasikan artikel berikut:

• Apa itu prosesor dan bagaimana cara kerjanya?

Slot memori RAM

Konektor atau bus ini bertugas untuk menampung modul memori RAM yang akan dipasang di peralatan. Secara umum, motherboard memiliki 4 slot atau motherboard kelas atas memiliki 8 slot.

Slot ini biasanya dirancang untuk bekerja dengan teknologi saluran ganda atau bahkan teknologi saluran empat. Seperti halnya prosesor, setiap motherboard akan mendukung arsitektur RAM tertentu.

Motherboard saat ini memiliki berbagai jenis slot RAM, meskipun semuanya termasuk dalam standar DDR. Kami akan memiliki: DDR, DDR2, DDR3, dan DDR4

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja RAM, kami merekomendasikan artikel kami:

• Apa itu RAM dan bagaimana cara kerjanya?

VRM

Singkatan dari Modul Regulator Tegangan. Mereka adalah seperangkat komponen yang mengubah arus listrik yang mencapai motherboard ke tegangan dari nilai dan arus yang berbeda sehingga mereka digunakan oleh komponen lain yang dipasang di dalamnya. Komponen ini, meskipun tidak terlalu mencolok, sangat penting untuk komponen berfungsi dengan benar dan untuk menghindari kerusakan.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang komponen ini, kunjungi artikel kami:

Slot ekspansi

Mereka akan menjadi slot yang memiliki fungsi untuk memperluas perangkat keras yang dipasang di peralatan kami. Di dalamnya Anda dapat memasang kartu grafis, hard drive, kartu jaringan, kartu suara, dll.

Slot ini saat ini disebut PCI-Express atau PCI-E dan merupakan pengganti PCI tradisional. Setiap slot ekspansi PCI-E membawa 1, 2, 4, 8, 16, atau 32 tautan data antara motherboard dan kartu yang terhubung. Kami menyandikan jumlah tautan ini sebagai awalan x, misalnya, x1 untuk tautan tunggal atau satuan dan x16 untuk kartu dengan 16 tautan, yang digunakan untuk kartu grafis. Masing-masing tautan ini memberikan kecepatan 250 MB / s.

Jika kita memiliki 32 tautan, mereka akan memberikan bandwidth maksimum, yaitu 8 GB / s di setiap arah untuk PCIE 1.1. Yang paling umum digunakan adalah PCI-E x16 yang menyediakan bandwidth 4GB / s (250MB / sx 16) di setiap arah. Satu tautan kira-kira dua kali lebih cepat dari tautan PCI normal. 8 tautan memiliki bandwidth yang sebanding dengan versi tercepat dari AGP bus, yang merupakan slot lama untuk kartu grafis.

BIOS

BIOS atau Basic Input-Output System adalah memori ROM, EPROM atau Flash-RAM yang berisi informasi tentang konfigurasi motherboard pada level terendah.

Di dalam BIOS ada juga chip memori yang disebut CMOS, dengan program yang tersimpan di dalamnya, ia dapat menginisialisasi semua komponen fisik papan untuk memulai komputer. Selain itu, bertanggung jawab untuk memeriksa kesalahan atau tidak adanya perangkat, misalnya, kurangnya RAM, CPU atau Hard Drive.

Memori BIOS terus didukung oleh baterai. Dengan cara ini, ketika mesin dimatikan, data dan parameter yang dikonfigurasi di komputer tidak hilang. Jika bagaimanapun baterai ini habis atau kami keluarkan, informasi BIOS diatur ulang ke nilai default, tetapi tidak pernah hilang.

Kartu suara dan kartu jaringan

Mereka adalah chip yang bertugas memproses suara multimedia peralatan kami dan koneksi jaringan. Chipnya terletak di dekat port keluaran motherboard dan kami dapat mengidentifikasinya pada banyak kesempatan oleh RealTek yang khas karena merupakan produsen dari banyak perangkat yang terintegrasi pada motherboard.

Konektor SATA

Ini adalah standar komunikasi dalam PC saat ini untuk menghubungkan hard drive mekanis dan juga SSD. Dalam SATA, bus serial digunakan sebagai pengganti paralel untuk mengirimkan data. Ini jauh lebih cepat daripada IDE tradisional dan lebih efisien. Selain itu, memungkinkan koneksi panas dari perangkat dan memiliki banyak bus yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola.

Pada motherboard kita dapat memiliki hingga 6 atau 10 port ini untuk memasang hard drive. Standar saat ini ditemukan di SATA 3 yang memungkinkan transfer hingga 600 MB / s

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja hard drive, kami merekomendasikan artikel berikut:

• Apa itu hard drive dan bagaimana cara kerjanya?

Konektor M.2

Hampir semua papan sudah memiliki port ini diinstal. M.2 adalah standar komunikasi baru yang dimaksudkan untuk menggantikan koneksi untuk drive SATA SSD dalam jangka menengah dan pendek. Ia menggunakan protokol komunikasi SATA dan NVMe. M.2 secara khusus dimaksudkan untuk pemasangan unit penyimpanan dengan cara ini kami menghindari menempati slot PCI-E. Standar ini tidak memiliki kecepatan PCI-E tetapi jauh lebih tinggi dari SATA.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja SSD, kami merekomendasikan artikel berikut:

• Apa itu SSD dan bagaimana cara kerjanya?

Konektor daya

Motherboard harus terhubung ke sumber daya dan untuk ini memiliki berbagai jenis konektor daya.

ATX

Ini adalah konektor tradisional yang memberi daya pada motherboard di sebagian besar komponennya. Itu terdiri dari 24 kabel atau pin dan biasanya terletak di sisi kanan itu, di sebelah slot RAM.

Kekuatan CPU

Selain konektor ATX2, hampir semua motherboard baru, setidaknya ATX, juga memiliki jenis konektor yang ditujukan khusus untuk memberi daya pada prosesor. Jenis catu daya ini membantu meningkatkan catu daya motherboard, terutama dalam kasus prosesor yang di-overclock yang membutuhkan lebih banyak daya untuk konsumsi.

Kita dapat menemukan konektor CPU 4-pin (lebih tua), satu dari 8, atau salah satu dari 4 + 6 pin. Fungsinya akan sama, dan semuanya berjalan dengan tegangan 12V.

Konektor eksternal

Konektor ini akan terletak di satu sisi motherboard, hampir selalu di sebelah kiri. Anda akan bertanggung jawab untuk menyambungkan periferal yang kami miliki di pengaturan kami, misalnya, printer, mouse, keyboard, speaker, unit penyimpanan, dll. Kita dapat membedakan jenis-jenis berikut:

• PS / 2: Ada dua port jenis ini, sudah praktis tidak digunakan. Mereka memiliki 6 pin dan dimaksudkan untuk menghubungkan keyboard dan mouse. Hampir tidak ada keyboard yang memiliki jenis konektor ini, sehingga mereka dipindahkan dan diganti dengan USB USB (Universal Serial Bus): itu adalah standar koneksi serial yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Konektor ini adalah plug and play, sehingga kita dapat menghubungkan perangkat panas sehingga sistem operasi mengenalinya dengan segera. Selain pertukaran data, ini juga memungkinkan penyelarasan periferal, membuatnya sangat nyaman dan serbaguna. Saat ini ada empat versi port ini, USB 1.1 dengan kecepatan 12 Mb / s, USB 2.0 dengan 480 Mb / s, USB 3.0 dengan 4.8 Gb / s dan USB 3.1 dengan 10 Gb / s FireWire: Ini adalah standar yang mirip dengan USB, tetapi terutama digunakan di Amerika. Mereka memiliki fungsi yang hampir sama dengan USB dan memiliki 4 versi, yang tercepat adalah FireWire s3200 dengan 3, 2 Gb / s HDMI atau DisplayPort: Port-port ini akan ada jika motherboard memiliki kartu grafis terintegrasi. Ini adalah standar komunikasi multimedia digital yang memungkinkan menghubungkan perangkat video definisi tinggi. Sinyal video dan audio keduanya berjalan melalui port-port ini, membuatnya sangat berguna. Saat ini mereka secara praktis telah sepenuhnya menggantikan VGA DVI dan port VGA: port untuk menghubungkan layar Ethernet pendahulunya HDMI : port yang ditujukan untuk konektor RJ 45 di internet 3.5 "Jack: Konektor untuk input audio atau perangkat output

Elemen lainnya

• Port internal untuk USB: konektor tersedia di bagian bawah motherboard untuk memperluas port USB dari peralatan kami. Port USB yang tersedia pada sasis biasanya akan terhubung. Port suara internal: Seperti halnya USB, board memiliki port internal untuk menghubungkan mikrofon dan speaker dari port yang diatur dalam sasis. Jam: untuk menyinkronkan semua komponen internal, diperlukan serangkaian jam yang bekerja pada frekuensi yang berbeda, tergantung pada kebutuhan masing-masing komponen. Konektor kipas: Ini adalah konektor 12V yang dimaksudkan untuk memasukkan kipas seperti kipas CPU atau sasis. Mereka memiliki 4 pin. Panel starter: mereka adalah serangkaian konektor daya di mana tombol-tombol pada sasis terhubung, yang bertanggung jawab untuk memulai dan mengatur ulang sistem. Hard drive dan LED daya juga akan terhubung.

Mengoperasikan motherboard

Pengoperasian motherboard cukup kompleks, karena banyaknya elemen yang diinstal di dalamnya dan jumlah bus yang dimaksudkan untuk pertukaran informasi. Secara skematis kita dapat mewakilinya dengan cara berikut:

Dalam skema ini, kita dapat membedakan elemen utama yang campur tangan dalam operasi dan manajemen, dan mengambil proses awal komputer sebagai referensi:

Hal pertama yang harus dilakukan motherboard sebelum memuat sistem operasi dari hard drive adalah menginisialisasi komponen. Program yang terletak di BIOS bertugas memeriksa semua perangkat yang terhubung dengannya: CPU, RAM, dan Hard Disk dengan cara dasar. Jika salah satu dari mereka hilang, rusak atau mendeteksi anomali lain, motherboard akan mengeluarkan kode kesalahan yang diterjemahkan dalam bunyi bip atau juga dengan menggunakan kode di panel LED yang terletak di sana.

Setelah tahap verifikasi selesai, bus internal dimuat dengan informasi dari unit penyimpanan. Di sini jembatan selatan (jika ada) dan jembatan utara turun tangan.

Setelah meminta informasi dari hard drive, dan perangkat input / output dan komponen lainnya, north bridge bertanggung jawab untuk menghubungkan prosesor dengan RAM. Ini dilakukan melalui bus depan atau Front Side Bus (FSB). Ini akan terdiri dari 64 utas atau 64 + 64 jika menerapkan teknologi saluran ganda.

Bagaimanapun, data sistem operasi yang dimuat dalam memori sudah akan ditemukan untuk mem-boot komputer.

Secara bersamaan, jembatan utara akan mengirim sinyal grafik ke kartu grafis, dipasang di slot CPI-E x16 yang dikelola langsung olehnya. Atau dalam kasus Anda, itu akan terhubung dengan kartu grafis yang terpasang pada motherboard itu sendiri. Ini dilakukan oleh bus FSB.

Bagaimanapun, komputer akan mulai dan pertukaran data untuk diproses akan dikelola oleh elemen-elemen yang terhubung ke bus dan chipset.

Kesimpulan dan harapan akhir tentang apa itu motherboard

Jika satu hal menjadi jelas bagi kita adalah semakin sulit untuk menjelaskan pengoperasian komponen komputer dengan cara yang disederhanakan. Teknologi berkembang dengan kecepatan luar biasa dan unsur-unsurnya menjadi lebih kompleks dan lebih fungsional dan kompleks.

Pada tingkat yang kita tuju, ada kemungkinan bahwa penghalang 5 nm akan tercapai dalam waktu yang sangat singkat dan kita akan melihat bahwa perusahaan besar berencana untuk melangkah lebih jauh.

Untuk bagian kami, kami senang dengan kemajuan ini, semakin cepat, peralatan yang lebih kompleks dan dengan harga yang berkelanjutan jika kita pergi ke komponen kelas menengah yang juga sangat baik.

Kami juga merekomendasikan artikel kami tentang prosesor kuantum

• Apa itu prosesor kuantum dan bagaimana cara kerjanya?

Kami berharap bahwa dengan artikel ini Anda telah mempelajari lebih lanjut tentang komponen-komponen motherboard dan operasi dasarnya. Untuk keraguan, klarifikasi atau kesalahan, jangan ragu untuk memberi tahu kami.