เมนบอร์ด ประวัติศาสตร์และออกแบบ
Motherboard (Mainboard) คืออะไร ? และวิธีการเลือกซื้อเมนบอร์ดให้เหมาะกับผู้ใช้งาน
เชื่อว่าหลาย ๆ คนน่าจะคุ้นเคยกับคำว่า เมนบอร์ด (Mainboard) กันมาบ้าง แต่หารู้ไม่ว่าจริงๆ แล้วมันยังมีชื่อเรียกอีก 2 ชื่อคือนั่นก็คือ มาเธอร์บอร์ด (Motherboard) หรือ MOBO และ ซิสเต็มบอร์ด (System Board) และก็แล้วแต่จะเรียกกัน แต่ถ้าแปลเป็นไทยแล้วมันก็คือ "แผงวงจรหลัก" นั่นเอง
แต่ไม่ว่าเราจะรู้จักกับอุปกรณ์ชิ้นนี้ ด้วยคำว่าอะไรก็ตาม มันก็จัดเป็นอีกส่วนสำคัญของคอมพิวเตอร์ ที่จะช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างลื่นไหล เพราะหากเปรียบเทียบว่า หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ทำหน้าที่เป็นมันสมองในการสั่งการคอมพิวเตอร์แล้วนั้น Mainboard นั้นก็สามารถเปรียบได้กับกระดูกสันหลังของคอมพิวเตอร์เลยก็ว่าได้
เมนบอร์ด (Mainboard) หรือที่ในต่างประเทศนิยมเรียกกันว่า มาเธอร์บอร์ด (Motherboard) นั้น มันเป็นแผงวงจรหลัก หรือ แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลัก (Main PCB หรือ Main Print Circuit Board) ที่รวมเอาส่วนประกอบสำคัญต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์เอาไว้ด้วยกันบนแผงวงจรนี้
โดยหากสังเกตก็จะพบว่า ไม่ว่ามันจะถูกเรียกด้วยชื่อใดก็ตามมันก็จะมีคำว่า บอร์ด (Board) ห้อยท้ายอยู่เสมอ เนื่องจากมันมีลักษณะเป็นแผ่นคล้ายกระดาน (Board) ที่ประกอบไปด้วยส่วนสำคัญต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์อยู่ มากมาย
นอกจากนี้แล้ว Mainboard เอง ก็ยังเป็นตัวกลางเชื่อมโยง สิ่งต่าง ๆ ที่จะเข้ามาเชื่อมต่อกับมัน ไม่ว่าจะเป็น หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), หน่วยความจำหลัก (RAM), หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) หรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลอย่าง ฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ (Hard Disk Drive) หรือแม้แต่ อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ SSD (Solid-State Drive) และ พอร์ตเชื่อมต่อ USB ซึ่งทั้งหมดนี้ อาจจะเชื่อมต่อกันในรูปแบบของ การ์ดที่มาเสียบกับตัว Mainboard เองโดยตรง หรือ เชื่อมโดยใช้สายเคเบิ้ล ที่มาเสียบกับ Mainboard ในรูปแบบของพอร์ตเชื่อมต่อต่าง ๆ
ก่อนที่จะไปถึงขั้นการเลือกซื้อ Mainboard นั้น เราก็ควรที่จะทราบก่อนว่าส่วนประกอบของ Mainboard นั้นมีอะไรบ้างเพื่อที่จะได้เลือกสเปกให้ตรงใจเรามากที่สุด
• : แผงระบายความร้อนภายในเครื่องที่เชื่อมต่อกับ CPU Socket โดยตรง ซึ่งอาจจะอยู่ในรูปแบบของพัดลมหรือ ระบบหล่อเย็นด้วยของเหลว (Liquid Cooling System) ก็ได้
• : ตัวควบคุมความจำหลักของเครื่อง ทำหน้าที่ในการเชื่อมต่อกับส่วนประกอบอื่น ๆ ภายในเมนบอร์ด ควบคุมความแรงและประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องอย่าง CPU, GPU และหน่วยความจำต่าง ๆ
• : ตัวควบคุมการเชื่อมต่อและควบคุมอุปกรณ์อื่น ๆ บนเมนบอร์ดที่มีระบบบัสไม่สูงมากนัก เช่น ระบบ USB, IDE, PCI เป็นต้น
• : ช่องใส่ RAM (Random-Access Memory) โดยจะมีขนาดและจำนวนช่องที่แตกต่างกันออกไปตามประเภทของเมนบอร์ด
• : ช่องใส่ ROM และชิป BIOS (Basic Input / Output System) ที่ช่วยในการตรวจสอบการทำงานของฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ ภายในเครื่องก่อนเปิดใช้งาน
• : แบตเตอรีที่ช่วยหล่อเลี้ยงให้พลังงานขณะปิดเครื่องและมีหน้าที่ในการจัดเก็บวัน-เวลาในการใช้งานให้เป็นปัจจุบันอยู่เสมอ (RTC - Real Time Clock)
• : ช่องใส่การ์ดเสริม (Expansion Slot) ชนิด PCI (Peripheral Component Interconnect) เพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ บนเมนบอร์ดที่ไม่จำเป็นต้องใช้ความเร็วในการทำงานมากนัก เช่น การ์ดเสียง, การ์ดแลน
• : ช่องใส่การ์ดเสริม (Expansion Slot) ชนิด AGP (Accelerated Graphics Port) เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ บนเมนบอร์ด ส่งผ่านข้อมูลระหว่างการ์ดจอและชิปเซ็ต ช่วยในการเรนเดอร์ภาพกราฟิกต่าง ๆ
• : ตัวเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ จากภายนอก เพื่อนำไฟมาเลี้ยงอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่อยู่ภายในเคสคอมพิวเตอร์
• : พอร์ตเชื่อมต่อภายนอก ที่มี ช่องพอร์ต USB, HDMI, LAN, eSATA, Firewire, Thunderbolt ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกอื่น ๆ เช่น เมาส์, คีย์บอร์ด, หูฟัง หรือหน่วยความจำภายนอก (External Disk) ต่าง ๆ เป็นต้น
ผู้ใช้บางคนอาจใส่ใจในเรื่องของการเลือกสเปก CPU กันเป็นส่วนมาก แต่การเลือกซื้อเมนบอร์ดที่เหมาะสมและเข้ากันได้กับ CPU ในดวงใจของเราเองก็สำคัญไม่แพ้กัน โดยเจ้าตัว Mainboard นั้นก็สามารถแบ่งประเภทย่อยได้หลากหลายรูปแบบที่จะมีความต่างกันทั้งในเรื่องของขนาด, Socket, จำนวน Slot ในการใส่การ์ดจอหรือหน่วยความจำและพอร์ตเชื่อมต่อต่าง ๆ เช่น Mainboard ยอดนิยมจำพวก ATX, Micro ATX, Mini-ITX และ Mainboard ประเภทอื่น ๆ อีกมากมาย
และแน่นอนว่าประเภทของ Mainboard ที่ต่างกันนั้นก็พัฒนาขึ้นมาเพื่อรองรับการใช้งานที่ต่างกันตามไปด้วย ดังนั้นหากจะเลือกซื้อ Mainboard ดี ๆ ซักอันก็ควรที่จะพิจารณาตามการใช้งานของเราว่าจุดประสงค์หลักในการใช้งานของเรานั้นคืออะไร เพื่อที่จะได้เลือกซื้อ Mainboard ได้ตรงตามสเปกและใช้งานได้นาน โดยในเบื้องต้นก่อนที่จะทำการเลือกซื้อ Mainboard ตัวใหม่นั้นเราอาจต้องทำการตรวจสอบรุ่น Mainboard ที่กำลังใช้งานอยู่ในขณะนี้ก่อน
เมื่อทราบรุ่น Mainboardที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันแล้วเราก็สามารถนำเอาสเปกของ Mainboard ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันมาพิจารณาว่าจะเพิ่ม - ลดสเปกในส่วนใดบ้าง โดยอันดับแรกนั้นจะต้องเลือกค่าย CPU และ Chipset ที่ต้องการจะใช้งานเสียก่อนเพื่อตามหาเมนบอร์ดที่มีช่อง Socket พอดีกับ CPU ที่เราต้องการ และมีระบบระบายอากาศภายในเครื่องเป็นอย่างดี
ถัดมาก็เป็นเรื่องของ Expansion Slots ที่จะช่วยให้คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ทำงานได้อย่างลื่นไหล ในส่วนนี้เราก็จะต้องพิจารณาการใช้งานของเราเพื่อเลือกประเภทของเมนบอร์ดให้มีจำนวน Slot ของการ์ดจอ (GPU), RAM, หน่วยความจำ (HDD หรือ SSD) และพอร์ตเชื่อมต่อภายนอก (พอร์ต USB, HDMI, e SATA หรือเมนบอร์ดรุ่นใหม่ ๆ อาจมาพร้อม Thunderbolt ด้วยก็เป็นได้) ในขั้นตอนนี้จะขึ้นอยู่กับบุคคลว่าต้องการใช้งานในด้านใดเป็นพิเศษเพื่อคำนวณว่าควรใช้งานเมนบอร์ดประเภทใดจึงจะเหมาะสมและเพียงพอต่อการใช้งานของเรา
ซึ่งก็แน่นอนว่าเมนบอร์ดที่มีขนาดใหญ่ก็จะมี Socket และ Slot ที่มากตามขนาดไปด้วย โดยในขั้นตอนนี้ถ้าไม่อยากให้คอมพิวเตอร์ดูเทอะทะจนเกินไปอาจปรับลดขนาดเมนบอร์ดของเราลงมาก็ได้เช่นกัน แต่ทางที่ดีควรคำนวณว่ามันจะเพียงพอต่อการใช้งานในอนาคตของเราด้วยนะ (แต่ในเรื่องราคาอาจจะกลับกันเลยก็ได้ เพราะ Mainboard แบบ Mini บางรุ่นก็แพงเสียจนน่าตกใจ)
ไม่เพียงเท่านั้น หลังจากที่เราได้เมนบอร์ดและจัดการประกอบทุกอย่างเข้าด้วยกันเพื่อใช้งานแล้วก็ควรหมั่นดูแลรักษาเมนบอร์ดและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่น ๆ ของเราให้สะอาดอยู่เป็นระยะด้วย เพราะนอกจากการเช็ดฝุ่นทำความสะอาดภายนอกตัวเคส, หน้าจอ หรือเมาส์และคีย์บอร์ดแล้ว การทำความสะอาดแผงวงจรภายในก็สำคัญไม่แพ้กัน เพราะการที่มีฝุ่นเข้าไปกระจุกอยู่ในเมนบอร์ดจำนวนมากหรือมีความชื้นที่มากเกินไปนั้นก็มีส่วนทำให้เครื่องช้า, หน่วง หรือทำงานผิดปกติไปได้
มาเธอร์บอร์ด (Motherboard หรือ MainBoard)
ประเภทของเมนบอร์ด
– XT 8086-80286 เก่ามาก ปัจจุบันไม่มีแล้ว
– AT 80286-80686 (Pentium) ยุดกลาง
– ATX 80586-80686 นิยมใช้มากสุดในปัจจุบัน
หน้าที่การทำงานของ Motherboard
Motherboard หรือ Mainboard คือแผงวงจรไฟฟ้าหลักที่อยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งทำหน้าที่ประกอบชิ้นส่วนต่าง ๆ ทางอิเล็กทรอนิกส์เข้าด้วยกัน ได้แก่ CPU , Memory , Slot รวมทั้งการ์ดเสริมต่าง ๆ
Motherboard อาศัยระบบบัส (Bus) เป็นทางเดินสำหรับข้อมูล เนื่องจากในคอมพิวเตอร์นั้นการประมวลผลต่าง ๆ เกี่ยวพันกับการเดินทางของการส่งและการโอนถ่ายข้อมูลเป็นสำคัญ
ระบบบัสที่ใช้ในเครื่องรุ่นแรก ๆ คือบัสแบบ ISAเป็นชนิด 16 บิต ระบบบัสที่นิยมใช้ในเครื่อง PCปัจจุบันคือ บัสแบบ PCI เป็นบัสแบบ 32 และ 64 บิต มีประสิทธิภาพสำหรับการประมวลผลของคอมพิวเตอร์สูง
โครงสร้างของ Motherboard
AT โครงสร้างมาเธอร์บอร์ดแบบนี้ใช้กับ IBM PC รุ่น AT สามารถใส่ในเคสแบบ Mini Tower หรือ Baby AT ได้ Baby AT โครงสร้างมาเธอร์บอร์ดแบบนี้ใช้กับ PC รุ่น XT ถึง 486 และ Pentium จนถึงPentium II รุ่นแรก ๆ มักจะใช้เป็นแบบ Baby AT
ATX เป็นบอร์ดที่ออกแบบมาให้มีระบบระบายความร้อนที่ดีขึ้น ATX จะเร็วกว่า Baby AT และสามารถสั่งปิดเครื่องอัตโนมัติได้ มักจะใช้ใน Pentium รุ่นหลัง ๆ
ส่วนต่าง ๆ บน Motherboard
1. ซ็อกเก็ตสำหรับ CPU
Socket หรือ Slot ใน Motherboard สำหรับ CPU จะมีรูปร่างต่าง ๆ กันในแต่ละรุ่น
Socket A หรือ Socket 462 เป็นซีพียูในตระกูล AMD ในรุ่น Athlon,Athlon XP และDuron
Socket 7 มาตรฐานของ Intel ขนาด 321 พิน ใช้กับ Pentium , Pentium MMX , AMD K5,K6
Socket 8 ใช้กับ Pentium Pro
Socket 370 ขนาด 370 พิน ใช้กับ Pentium Celeron ในแพกเกจแบบ PPGA (Plastic Pic Grid Array) , Pentium III และซีพีย ูจากทาง VIA อย่าง VIA Cyrix บางรุ่นเท่านั้นที่รองรับ
Socket 423 เป็นซีพียูเพนเทียม โฟร์ ที่ออกมาในรุ่นแรก ๆ ซึ่งยังใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบ 0.18ไมครอน โดยมีชื่อ รหัสว่า Northwood มีจำนวนของหน่วยความจำแคชระดับ 2 จำนวน 512 กิโลไบต์
Socket 478 สำหรับซีพียูรุ่นนี้ ถ้าความเร็วไปตรงกับซีพียูแพนเทียมโฟร์ที่เป็นแบบ Socket 478 ก็จะมีรหัสต่อท้าย ด้วยตัว A เช่น 1.8A ,2.0A
Slot 1 ขนาด 242 พิน ใช้กับ Pentium II/III , Pentium Celeron มีลักษณะเป็น Slot สำหรับเสียบ CPUในแนวตั้ง
Slot 2 ใช้กับ Pentium II/III ระดับไฮเอน เช่นรุ่น Xeon
2. ซีมอส (CMOS) (Complementary Setal Oxide Semiconductor) ทำหน้าที่เก็บ Configuration ต่างของเครื่อง
3. ไบออส (BIOS : Basic Input Output System) บางครั้งเรียกว่า Firmware หมายถึงโปรแกรมที่บรรจุอยู่ในซิปแบบ EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) มีหน้าที่หลักดังนี้
หน้าที่การทำงานของ BIOS
1. ตรวจสอบอุปกรณ์ต่างๆ เมื่อเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ (POST)
2. โหลดระบบปฏิบัติการ (Bootstrap Loader)
3. ให้บริการในการเข้าถึงฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ
4. ซ็อกเก็ตสำหรับหน่วยความจำ Socket มีลักษณะเป็นร่องเล็ก ๆ ยาว ๆ อยู่บน Motherboard สำหรับติดตั้งแรม หรือ การ์ดเสริม ต่าง ๆ
5. คอนเน็กเตอร์สำหรับไอดีอี (IDE Connector)
IDE Connector จะมีจำนวนพิน 40 ขา โดยปกติบน Mainboard จะมี 2 ตัวคือ Primary IDE Connector , Secondary IDE Connector ใช้ต่ออุปกรณ์ตามมาตรฐาน IDE เช่น Harddisk , CDROM
6. Floppy Drive Connector
Floppy Drive Connector จะมี 34 พิน และมีขนาดเล็กกว่า IDE Connector
Mainboard ในรุ่นก่อนจะมีแผงวงจรเล็ก ๆ เรียกว่า Multi I/O ใช้สำหรับต่อ Harddisk , Floppy Drive ,Port ต่าง ๆ
7. คอนเน็กเตอร์ I/O ด้านหลัง
ใช้สำหรับต่อสายของอุปกรณ์ภายนอกที่อยู่ด้านหลังของเครื่องซึ่งมักจะมีคอนเน็กเตอร์แบบต่าง ๆ เช่น พอร์ตขนาน 2 ช่อง พอร์ตอนุกรม COM1 COM2 Mouse Keyboard PS/2 และช่องเสียบสาย Lan (RJ-45)
8. คอนเน็กเตอร์ I/O ด้านหน้า ส่วนใหญ่จะใช้เป็นที่ต่อสายไฟเพื่อแสดงสถานะของส่วนต่าง ๆ และสวิตช์ควบคุมการเปิด/ปิดเครื่อง
9. พอร์ต (Port) เป็นช่องทางสำหรับติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอก เช่น เครื่องพิมพ์ , โมเด็ม
10. Expansion Slot & Board
Expandability ความสามารถในการเพิ่มการ์ดหรือบอร์ดต่าง ๆ ลงใน Expansion Slot เช่น Expanded Memory , Display Adapter
11. Microprocessor หน่วยประมวลผลกลาง
12. Power Supply แหล่งจ่ายไฟเลี้ยงอุปกรณ์ต่าง ๆ ในเครื่องคอมพิวเตอร์
13. Lithium Battery ทำหน้าที่จ่ายไฟให้กับ CMOS และนาฬิกาของระบบตลอดเวลา
14. Jumper Jumper ใช้สำหรับกำหนดรูปแบบการทำงานของบอร์ดให้เป็นตามที่ต้องการ
วิธีการตรวจเช็คเมนบอร์ดซ็อต
1.มองหาตำแหน่งเสียบไฟเข้าบนเมนบอร์ดแบบ AT , ATX
2.ตั้ง Test Zero Ohm ที่มาตรวัดใดก็ได้
3.กำหนดให้ 4 ขากลางปรกเป็นคือ กราว์ ให้สายมิเตอร์ 1 เส้นแตะไว้ที่ขา 5
4.ใช้สายมิเตอร์ที่เหลือไล่เช็คตั้งแต่ขา 1,2,3,4 และ 9,10,11,12 ทีละขา
5.สังเกตที่เข็มของมิเตอร์หากเข็มขึ้นมาทางขวามือจนสุดสเกลแสดงว่าเจอคู่ซ็อต แต่ถ้าขึ้นมาดังรูปแสดงว่ายังใช้งานได้
วิธีเช็คบัสเมนบอร์ดขาด
1. มองหาตำแหน่งเสียบไฟเข้าบนเมนบอร์ดแบบ AT , ATX
2. ตั้ง Test Zero Ohm ที่มาตรวัดใดก็ได้
3. กำหนดให้ 4 ขากลางปรกเป็นคือ กราว์ ให้สายมิเตอร์ 1 เส้นแตะไว้ที่ขา 5
4.ใช้สายมิเตอร์ที่เหลือแตะไว้ที่ขา 6,7,8 ทีละขา5.สังเกตที่เข็มหากเข็มอยู่ที่ อินฟินิตี้แสดงว่ามีเส้นทางเดินBus ขาด แต่ถ้าอยู่ที่ 0 Ohm ตลอดแสดงว่ายังใช้ได้
เมนบอร์ด ประวัติศาสตร์และออกแบบ
มาเธอร์บอร์ด Octek Jaguar V จากปี 1993 [3]บอร์ดนี้มีอุปกรณ์ต่อพ่วงออนบอร์ดเพียงไม่กี่ชิ้นโดยมี 6 สล็อตสำหรับ การ์ดISAและการขาดตัวเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซภายนอกในตัวอื่น ๆ โปรดทราบว่าขั้วต่อแป้นพิมพ์ ATขนาดใหญ่ ที่ด้านหลังขวาเป็นเพียงอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงเท่านั้น มาเธอร์บอร์ด Octek Jaguar V จากปี 1993บอร์ดนี้มีอุปกรณ์ต่อพ่วงออนบอร์ดเพียงไม่กี่ชิ้นโดยมี 6 สล็อตสำหรับ การ์ดISAและการขาดตัวเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซภายนอกในตัวอื่น ๆ โปรดทราบว่าขั้วต่อแป้นพิมพ์ ATขนาดใหญ่ ที่ด้านหลังขวาเป็นเพียงอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงเท่านั้น
เมนบอร์ดของ Samsung Galaxy SII ; ฟังก์ชั่นเกือบทั้งหมดของอุปกรณ์รวมอยู่ในบอร์ดขนาดเล็กมาก เมนบอร์ดของ Samsung Galaxy SII ; ฟังก์ชั่นเกือบทั้งหมดของอุปกรณ์รวมอยู่ในบอร์ดขนาดเล็กมาก
มาเธอร์บอร์ดให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบสื่อสารกัน ซึ่งแตกต่างจากแบ็คเพลน แต่ยังมีหน่วยประมวลผลกลางและโฮสต์ระบบย่อยและอุปกรณ์อื่น ๆ
ทั่วไปคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะมีของไมโครโปรเซสเซอร์ , หน่วยความจำหลักและส่วนประกอบที่จำเป็นอื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกับเมนบอร์ด ส่วนประกอบอื่น ๆ เช่นที่จัดเก็บข้อมูลภายนอกตัวควบคุมสำหรับการแสดงผลวิดีโอและเสียงและอุปกรณ์ต่อพ่วงอาจเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดเป็นการ์ดเสียบหรือผ่านสายเคเบิล ในไมโครคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เป็นเรื่องปกติมากขึ้นที่จะรวมอุปกรณ์ต่อพ่วงเหล่านี้เข้ากับเมนบอร์ด
ส่วนประกอบที่สำคัญของเมนบอร์ดคือชิปเซ็ตที่รองรับไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งมีส่วนต่อประสานที่รองรับระหว่างซีพียูกับบัสและส่วนประกอบภายนอกต่างๆ ชิปเซ็ตนี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติและความสามารถของเมนบอร์ดในระดับหนึ่ง
เมนบอร์ดสมัยใหม่ประกอบด้วย:
ซ็อกเก็ต CPU (หรือสล็อต CPU) ซึ่งอาจติดตั้งไมโครโปรเซสเซอร์ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ในกรณีของซีพียูในแพ็คเกจball grid arrayเช่นVIA NanoและGoldmont Plusซีพียูจะถูกบัดกรีเข้ากับเมนบอร์ดโดยตรง [4]
สล็อตหน่วยความจำที่จะติดตั้งหน่วยความจำหลักของระบบโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบของโมดูลDIMMที่มีชิปDRAMสามารถเป็นDDR3 , DDR4หรือDDR5
ชิปเซ็ตซึ่งเป็นอินเตอร์เฟซระหว่างCPU , หน่วยความจำหลักและรถโดยสารต่อพ่วง
ชิปหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน (โดยปกติจะเป็นFlash ROMในเมนบอร์ดรุ่นใหม่) ที่มีเฟิร์มแวร์หรือBIOS ของระบบ
กำเนิดนาฬิกาซึ่งเป็นผู้ผลิตระบบสัญญาณนาฬิกาเพื่อประสานส่วนประกอบต่างๆ
สล็อตสำหรับการ์ดเอ็กซ์แพนชัน (อินเทอร์เฟซไปยังระบบผ่านบัสที่รองรับโดยชิปเซ็ต)
ขั้วต่อสายไฟซึ่งรับพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์และแจกจ่ายไปยัง CPU ชิปเซ็ตหน่วยความจำหลักและการ์ดเอ็กซ์แพนชัน ณ ปี 2550 การ์ดแสดงผลบางตัว(เช่นGeForce 8และRadeon R600 ) ต้องการพลังงานมากกว่าที่มาเธอร์บอร์ดสามารถให้ได้ดังนั้นจึงมีการนำตัวเชื่อมต่อเฉพาะมาใช้เพื่อต่อเข้ากับพาวเวอร์ซัพพลายโดยตรง [5]
ตัวเชื่อมต่อสำหรับฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ออปติคัลดิสก์ไดรฟ์หรือโซลิดสเตทไดรฟ์โดยทั่วไปคือSATAและNVMe ในขณะนี้
นอกจากนี้เกือบทั้งหมดรวมถึงมาเธอร์บอร์ดตรรกะและการเชื่อมต่อที่ให้การสนับสนุนที่นิยมใช้อุปกรณ์ป้อนข้อมูลเช่นUSBสำหรับอุปกรณ์เมาส์และคีย์บอร์ด คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในยุคแรกๆ เช่นApple IIหรือIBM PCรวมเฉพาะการสนับสนุนอุปกรณ์ต่อพ่วงขั้นต่ำนี้บนเมนบอร์ด บางครั้งฮาร์ดแวร์อินเทอร์เฟซวิดีโอก็รวมอยู่ในเมนบอร์ดด้วย ตัวอย่างเช่นในแอปเปิ้ลที่สองและไม่ค่อยบนคอมพิวเตอร์ของไอบีเอ็มได้เช่นไอบีเอ็มพีซีจูเนียร์ อุปกรณ์ต่อพ่วงเพิ่มเติมเช่นตัวควบคุมดิสก์และพอร์ตอนุกรมถูกจัดเตรียมไว้ให้เป็นการ์ดเอ็กซ์แพนชัน
ด้วยพลังการออกแบบระบายความร้อนที่สูงของซีพียูคอมพิวเตอร์และส่วนประกอบความเร็วสูงเมนบอร์ดสมัยใหม่มักจะมีแผงระบายความร้อนและจุดยึดสำหรับพัดลมเพื่อกระจายความร้อนส่วนเกิน
ฟอร์มแฟคเตอร์
มาเธอร์บอร์ดมีการผลิตในหลายขนาดและรูปร่างที่เรียกว่าฟอร์มแฟคเตอร์ของคอมพิวเตอร์ซึ่งบางส่วนมีลักษณะเฉพาะสำหรับผู้ผลิตคอมพิวเตอร์แต่ละราย อย่างไรก็ตามเมนบอร์ดที่ใช้ในระบบที่เข้ากันได้กับ IBM ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้พอดีกับเคสขนาดต่างๆ ณ ปี 2548 เมนบอร์ดคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปส่วนใหญ่ใช้ฟอร์มแฟคเตอร์มาตรฐานATXแม้กระทั่งที่พบในคอมพิวเตอร์ MacintoshและSunซึ่งไม่ได้สร้างขึ้นจากส่วนประกอบสินค้าโภคภัณฑ์ ฟอร์มแฟคเตอร์ของเมนบอร์ดและหน่วยจ่ายไฟ (PSU) ของเคสจะต้องตรงกันทั้งหมดแม้ว่ามาเธอร์บอร์ดฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กบางรุ่นในตระกูลเดียวกันจะพอดีกับเคสขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่นเคส ATX มักจะรองรับเมนบอร์ดmicroATX โดยทั่วไปคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปจะใช้มาเธอร์บอร์ดแบบบูรณาการขนาดเล็กและปรับแต่งได้ นี่เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้คอมพิวเตอร์แล็ปท็อปอัปเกรดได้ยากและมีราคาแพงในการซ่อมแซม บ่อยครั้งที่ส่วนประกอบแล็ปท็อปเครื่องหนึ่งล้มเหลวจำเป็นต้องเปลี่ยนเมนบอร์ดทั้งหมดซึ่งมักจะมีราคาแพงกว่าเมนบอร์ดเดสก์ท็อป
ซ็อกเก็ต CPU
ซ็อกเก็ต CPU (หน่วยประมวลผลกลาง) หรือสล็อตเป็นส่วนประกอบไฟฟ้าที่ยึดติดกับ Circuit Board (PCB) และถูกออกแบบมาเพื่อบ้านซีพียู (ที่เรียกว่าไมโครโปรเซสเซอร์) เป็นซ็อกเก็ตวงจรรวมชนิดพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับจำนวนพินที่สูงมาก ซ็อกเก็ตซีพียูมีฟังก์ชั่นมากมายรวมถึงโครงสร้างทางกายภาพเพื่อรองรับซีพียูการรองรับฮีตซิงก์การอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยน (รวมถึงการลดต้นทุน) และที่สำคัญที่สุดคือการสร้างอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าทั้งกับ CPU และ PCB ซ็อกเก็ต CPU บนเมนบอร์ดมักพบได้ในคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปและเซิร์ฟเวอร์ส่วนใหญ่(แล็ปท็อปมักใช้ซีพียูแบบ Surface Mount) โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้สถาปัตยกรรมIntel x86 ประเภทซ็อกเก็ต CPU และชิปเซ็ตเมนบอร์ดต้องรองรับซีรีส์และความเร็วของ CPU
อุปกรณ์ต่อพ่วงในตัว
บล็อกไดอะแกรมของเมนบอร์ดต้นปี 2000 ซึ่งรองรับฟังก์ชั่นอุปกรณ์ต่อพ่วงออนบอร์ดจำนวนมากรวมถึงสล็อตขยายหลายตัว บล็อกไดอะแกรมของเมนบอร์ดต้นปี 2000 ซึ่งรองรับฟังก์ชั่นอุปกรณ์ต่อพ่วงออนบอร์ดจำนวนมากรวมถึงสล็อตขยายหลายตัว
ด้วยต้นทุนและขนาดของวงจรรวมที่ลดลงอย่างต่อเนื่องทำให้ตอนนี้สามารถรวมการรองรับอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมากบนเมนบอร์ดได้ ด้วยการรวมฟังก์ชั่นมากมายบนPCB เครื่องเดียวขนาดทางกายภาพและต้นทุนรวมของระบบอาจลดลง มาเธอร์บอร์ดแบบบูรณาการสูงจึงเป็นที่นิยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบขนาดเล็กและคอมพิวเตอร์ราคาประหยัด
ตัวควบคุมดิสก์สำหรับไดรฟ์PATAและไดรฟ์SATA
ตัวควบคุมฟล็อปปี้ดิสก์
ตัวควบคุมกราฟิกในตัวที่รองรับกราฟิก 2Dและ3Dพร้อมด้วยVGA , DVI , HDMI , DisplayPortและเอาต์พุตทีวี
แบบบูรณาการ์ดเสียงสนับสนุน 8 ช่อง (7.1) เสียงและS / PDIFเอาท์พุท
ตัวควบคุมเครือข่ายอีเธอร์เน็ตสำหรับการเชื่อมต่อกับLANและเพื่อรับอินเทอร์เน็ต
ตัวควบคุมUSB
ตัวควบคุมอินเทอร์เฟซเครือข่ายไร้สาย
ตัวควบคุมบลูทู ธ
เซ็นเซอร์อุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าและความเร็วพัดลมที่อนุญาตให้ซอฟต์แวร์ตรวจสอบความสมบูรณ์ของส่วนประกอบคอมพิวเตอร์
ช่องเสียบการ์ดอุปกรณ์ต่อพ่วง
เมนบอร์ดทั่วไปจะมีจำนวนที่แตกต่างกันของการเชื่อมต่อขึ้นอยู่กับมาตรฐานและรูปแบบปัจจัย
โดยทั่วไปแล้วเมนบอร์ด ATX มาตรฐานที่ทันสมัยจะมีการเชื่อมต่อPCI-Express x16 สองหรือสามช่องสำหรับการ์ดแสดงผลสล็อต PCI แบบเดิมหนึ่งหรือสองช่องสำหรับการ์ดเอ็กซ์แพนชันต่างๆและ PCI-E x1 หนึ่งหรือสองช่อง (ซึ่งแทนที่PCI ) เมนบอร์ดEATXมาตรฐานจะมีการเชื่อมต่อ PCI-E x16 สองถึงสี่ช่องสำหรับกราฟิกการ์ดและสล็อต PCI และ PCI-E x1 จำนวนที่แตกต่างกัน บางครั้งอาจมีสล็อต PCI-E x4 (จะแตกต่างกันไปตามยี่ห้อและรุ่น)
เมนบอร์ดบางรุ่นมีสล็อต PCI-E x16 สองช่องขึ้นไปเพื่อให้สามารถใช้จอภาพได้มากกว่า 2 จอโดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษหรือใช้เทคโนโลยีกราฟิกพิเศษที่เรียกว่าSLI (สำหรับNvidia ) และCrossfire (สำหรับAMD ) สิ่งเหล่านี้ช่วยให้สามารถเชื่อมโยงกราฟิกการ์ด 2 ถึง 4 การ์ดเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในงานการประมวลผลกราฟิกที่เข้มข้นเช่นการเล่นเกมการตัดต่อวิดีโอเป็นต้น
ในเมนบอร์ดรุ่นใหม่ที่หมู่ 2ช่องสำหรับSSDและ / หรือเครือข่ายไร้สายคอนโทรลเลอร์อินเตอร์เฟซ
อุณหภูมิและความน่าเชื่อถือ
เมนบอร์ดของแล็ปท็อป Vaio E series (ขวา) เมนบอร์ดของแล็ปท็อป Vaio E series (ขวา)
เมนบอร์ด microATX ที่มีตัวเก็บประจุผิดพลาด เมนบอร์ด microATX ที่มีตัวเก็บประจุผิดพลาด
เมนบอร์ดโดยทั่วไปจะมีอากาศเย็นกับsinks ความร้อนมักจะติดตั้งอยู่บนชิปขนาดใหญ่ในมาเธอร์บอร์ดที่ทันสมัย [6]การระบายความร้อนที่ไม่เพียงพอหรือไม่เหมาะสมอาจทำให้ส่วนประกอบภายในของคอมพิวเตอร์เสียหายหรือทำให้เกิดปัญหาได้ การระบายความร้อนแบบพาสซีฟหรือพัดลมตัวเดียวที่ติดตั้งบนแหล่งจ่ายไฟเพียงพอสำหรับ CPU ของคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปหลายรุ่นจนถึงปลายทศวรรษที่ 1990 ตั้งแต่นั้นมาส่วนใหญ่ต้องการพัดลม CPU ที่ติดตั้งบนแผงระบายความร้อนเนื่องจากความเร็วสัญญาณนาฬิกาและการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น เมนบอร์ดส่วนใหญ่มีขั้วต่อสำหรับพัดลมคอมพิวเตอร์เพิ่มเติมและเซ็นเซอร์อุณหภูมิในตัวเพื่อตรวจจับอุณหภูมิของเมนบอร์ดและ CPU และขั้วต่อพัดลมที่ควบคุมได้ซึ่งBIOSหรือระบบปฏิบัติการสามารถใช้เพื่อควบคุมความเร็วของพัดลมได้ [7]หรือคอมพิวเตอร์สามารถใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำแทนพัดลมหลายตัวได้
บางปัจจัยฟอร์มเล็กเครื่องคอมพิวเตอร์และเครื่องคอมพิวเตอร์ที่บ้านโรงละครที่ออกแบบมาสำหรับเงียบสงบและเป็นพลังงานที่มีประสิทธิภาพการดำเนินงานโม้ออกแบบพัดลมน้อย โดยทั่วไปจะต้องใช้ซีพียูที่ใช้พลังงานต่ำรวมถึงการจัดวางแผงวงจรหลักและส่วนประกอบอื่น ๆ อย่างระมัดระวังเพื่อให้สามารถจัดวางแผงระบายความร้อนได้
การศึกษาในปี 2003 พบว่าคอมพิวเตอร์บางเครื่องขัดข้องและปัญหาด้านความน่าเชื่อถือทั่วไปตั้งแต่การบิดเบือนภาพหน้าจอไปจนถึงข้อผิดพลาดในการอ่าน / เขียนI / Oสามารถนำมาประกอบกับซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์อุปกรณ์ต่อพ่วงได้แต่เป็นตัวเก็บประจุที่มีอายุมากบนเมนบอร์ดพีซี [8]ในท้ายที่สุดนี้แสดงให้เห็นว่าเป็นผลมาจากการกำหนดของอิเล็กโทรผิดพลาด, [9]ปัญหาเรียกเก็บประจุภัยพิบัติ
เมนบอร์ดมาตรฐานใช้ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์เพื่อกรองไฟฟ้ากระแสตรงที่กระจายอยู่รอบ ๆ บอร์ด ตัวเก็บประจุเหล่านี้มีอายุในอัตราที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้น้ำจะระเหยอย่างช้าๆ ซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียความจุและความผิดปกติของเมนบอร์ดในภายหลังเนื่องจากความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่ตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ได้รับการจัดอันดับเป็นเวลา 2,000 ชั่วโมงของการทำงานที่ 105 ° C (221 ° F) [10]อายุการใช้งานการออกแบบที่คาดไว้จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าสำหรับทุกๆ 10 ° C (18 ° F) ที่ 65 ° C (149 ° F) อายุการใช้งาน 3 ถึง 4 ปีสามารถคาดหวังได้ อย่างไรก็ตามผู้ผลิตหลายรายส่งตัวเก็บประจุที่ต่ำกว่ามาตรฐาน[11]ซึ่งช่วยลดอายุขัยลงอย่างมาก การระบายความร้อนของเคสที่ไม่เพียงพอและอุณหภูมิที่สูงขึ้นรอบ ๆ ซ็อกเก็ต CPU ทำให้ปัญหานี้รุนแรงขึ้น ด้วยเครื่องเป่าลมด้านบนส่วนประกอบของเมนบอร์ดสามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 95 ° C (203 ° F) ทำให้อายุการใช้งานของเมนบอร์ดเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
ในทางกลับกันมาเธอร์บอร์ดระดับกลางและระดับไฮเอนด์ใช้ตัวเก็บประจุแบบแข็งโดยเฉพาะ สำหรับทุกๆ 10 ° C ที่น้อยลงอายุการใช้งานเฉลี่ยจะคูณด้วยสามโดยประมาณทำให้อายุการใช้งานสูงขึ้น 6 เท่าที่ 65 ° C (149 ° F) [12]ตัวเก็บประจุเหล่านี้อาจได้รับการจัดอันดับสำหรับ 5,000, 10,000 หรือ 12000 ชั่วโมงของการทำงานที่ 105 ° C (221 ° F) ซึ่งจะยืดอายุการใช้งานที่คาดการณ์ไว้เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุแบบทึบมาตรฐาน
ในเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะและคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คเมนบอร์ดระบายความร้อนและการตรวจสอบการแก้ปัญหาที่มักจะขึ้นอยู่กับซูเปอร์ I / Oหรือฝังตัวควบคุม
Write a Comment