что такое мультик на материнской плате
Перепайка мультика (Multi I/O, Super I/O)
Содержание
Довольно часто в ремонте мат. Плат приходится перепаивать микросхемы в больших корпусах и с большим количеством ног, такие как Super I/O, сетевые чипы, RAID-контроллеры и др. Например чип IT8712F имеет 128 мелких ножек (корпус 128-QPF) и поднять его пинцетом очень проблематично (хотя и реально), из за большой суммарной площади контакта с платой такого количества ног. Держит его поверхностное притяжение припоя.
Если захватить чип пинцетом за пластик корпуса, то из-за гладкой поверхности и слегка конусной конструкции он может «соскользнуть» с пинцета. В результате получим слипшиеся дорожки на плате и много слипшихся ножек самого чипа. В худшем случае, когда чип соскальзывает в воздухе, рискуем сбить ближайшие нагретые smd элементы на плате упавшим чипом.
Если захватывать пинцетом за ножки чипа, то кроме вышеперечисленных проблем получим еще и слипание этих самых ножек в месте контакта их с пинцетом.
Про диагностику несправности мультика рекомендую почитать здесь.
Процесс снятия чипа
Переходим к самому главному – процессу снятия чипа с донора. Для этого нам понадобится строительный фен, пинцет и обычные швейные нитки (подойдут любого цвета ;). Сам процесс рассмотрим на примере замены мультика на плате GA-8IPE1000 rev 3.1 (Рис.1.).
Продергиваем нитки пинцетом под ножки чипа с двух меньших сторон (Рис.3.). Если вокруг мультика место позволяет, то можно обойтись и без пинцета, продернув пальцами. Когда нитки продернуты, смазываем ножки чипа БГА флюсом. Важное замечание: обязательно сначала продергиваем нитки и только потом наносим флюс, иначе продернуть нитки будет, мягко говоря, очень затруднительно! Далее кладем плату на стол так, что бы она свисала с края над феном в районе чипа (Рис.4.).
Момент снятия лучше определять по качанию smd элементов в районе мультика со всех четырех его сторон. Когда элементы «поплыли» поднимаем чип за нитки. Нитки от нагрева не плавятся! Вот мы и получили идеально снятый чип (Рис.5.). Так же, неплохие результаты можно получить при помощи вакуумного пинцета (особенно снимая неисправные чипы, так как при соприкосновении присоски пинцета с практически отпаяным чипом последний модет сдвинуться) для экономии времени. Я использую AOYUE ESD SAFE.
Процесс установки чипа
Сгоревший чип, если вы уверены в его неработоспособности, можно снять и пинцетом, сильнее зажав его за ножки и небоясь помять их. Но рекомендую все же описанный выше способ (вдруг дело было не в чипе, да и аккуратнее получится). Контакты на материнке смазываем слегка БГА флюсом и предельно точно устанавливаем донора на плату, которая уже свисает над столом, т.к. при переносе платы чип почти обязательно съедет с места (Рис.6.). Нагреваем плату. Будет визуально видно, как по периметру плавится припой и садится чип. Рекомендуется слегка поприжимать (строго вертикальными движениями) чип к плате острым предметом или пинцетом соблюдая осторожность. Греем еще секунд 20 и выключаем фен. Даем остыть чипу и проверяем пайку визуально. При подозрениях на непропай, острым инструментом можно осторожно пошатать ножки, и если все-таки есть непропаянные, острым паяльником исправляем ситуацию. Запускаем плату и если все прошло удачно (виноват был действительно мультик, поставили действительно рабочий чип, а не труп, снятый с донора и все ножки пропаяны без замыканий на соседние) наблюдаем пробегающие POST-коды (ну или ожившую клавиатуру, порт и т.п.). Наша GA-8IPE1000 благополучно запустилась (Рис.7.). Удачи!
Альтернативный способ установки MIO (by NiTr0)
Информацию предоставил DizzY
Замена мультиконтроллера ноутбука без паяльной станции
А вот так вот этот «козел» выглядит — по другому его ни как не назовешь.
Мультиконтроллер IT8518E CXA
Материнская плата обошлась мне в 3500 с копейками рублей, вот собственно и сама плата.
Внешний вид материнской платы
Подключил я значит плату и ВАУ круто, ноут стал подавать признаки жизни, светодиоды загорелись, и после нажатия кнопку «пуск» ноту запустился. Но в процесса загрузки биоса начал издавать 3 коротких звука. Посмотрев в интернете что это значит понял что где то не контачит оперативная память. Плата то новая — подумал я и решил протереть контакты спиртом. Снял плату полностью материнскую пошаманил значит я над ней — контакты протер и собрал обратно. Нажал на кнопу пуск и все. Ничего опят не включается и не реагирует, опять разбирал собрал думал может где шлейф не контачит. А потом дотронулся до мультиконтроллера, он опять сильно грелся. В общем понял что опять я его спалил.
Начал искать в интернете возможные причины таких поломок в процессе замены материнской платы. Оказывает мультиконтроллеры очень чувствительные к скачкам напряжения, а я когда собирал то у меня провод был в сети и подключался к ноуту — короче шлейф подводящий напрягу к материнской был под напряжением. А я мать подключал.
Спустя долгих 2 недели они пришли! Начал я значит их припаивать. Первая проблема возникла с демонтажом сгоревшей микрухи. Паяльной станции то у меня нет) Покупать новую нафик нужно 4 рубля тратить на 1 раз — не каждый же я день микрухи перепаиваю. Пытался сначала паяльником отпаять — вроде получилось, но плату я перегрел и часть ножек просто отошли от платы.
Вот такое произведение искусства получилось:
Отпаять то я ее отпаял) Паяльной пасты не было пытался обычной канифолью)) Так дело не пойдет — подумал я, канифолью это какой то треш. И реши купить паяльную пасту которой мазать мульт. Осталась у меня одна материнская плата и 1 попытка. Перед тем как пробовать второй раз насмотрелся кучу роликов про то как эх демонтируют. Но все такие работы проводились при помощи паяльной станции.
Посидел подумал и решил по своему его отпаять, сам процесс демонтажа представлен на видео ниже. Для отпайки я использовал проволоку которую просунул ножками контроллера, и когда часть ножек под жалом паяльника прогревалась, я с небольшим усилием отгибал их этой проволокой)) Конечно тут тоже есть риск выбрать ножку если сильно потянуть за проволоку. Может кому пригодится такой способ демонтажа)
Самая проблема была с демонтажем, припаивать было гораздо проще при помощи паяльника. К сожалению нет фото с уже припаянной микрухой. После того как припаял мульт подключил материнскую плату он конечно же не заработал) Опять разобрал потом несколько раз прошелся по ношкам паяльником. И после очередной попытки запустить ноут, он наконец то заработал. Видимо одна из ножек не была пропаяна либо ножки замкнуты какие либо. Ну паста в при таких работах вообще крутая штука) Таким довольным я не был уже давно))
Ноутбук не включается
Поиск неисправности материнской платы ноутбука
СПб Большой Проспект Петроградской Стороны дом 100 офис 305 телефон (812) 922-98-73
Осмотрим материнскую плату ноутбука на предмет окислов, потемневших участков, следов пайки, нагара, вздутий текстолита и других повреждений, так же осматриваем все разъёмы (чтобы нигде ничего не замыкало) и исходя из этого можно строить определённые выводы.
Если есть окисления на каком либо участке, то надо промыть плату, (мы промываем в ультразвуковой ванне), а затем выдуваем всю воду с платы (особенно из под чипов) с помощью компрессора, досушиваем на нижнем подогревателе смотрим отгнившие элементы под микроскопом и восстанавливаем.
Стоит обратить внимание на то место куда попала жидкость, часто бывает что жидкость попадает к примеру под системную логику, слоты памяти и в итоге под ними начинают отгнивать контакты.
Выявление короткого замыкания (КЗ) на плате ноутбука
Начинаем с проверки первички «19 вольтовая линия» (вообще если быть точным то первичка на некоторых моделях может быть не 19в, а к примеру 15в или же наоборот 20в и надо смотреть что написано на корпусе, для того чтобы узнать параметры совместимого зарядного устройства), ищем по схеме где они проходят и так же меряем сопротивление относительно земли, оно должно быть большим. Если же у вас заниженное сопротивление по высокому (19в), то для начала вам надо понять в каких цепях оно присутствует, то есть в обвязке чаржера (Сharger в переводе с англиского «зарядное устройство») или в нагрузке.
Что происходит при подключении блока питания ноутбука:
На ACDET (детектор заряда) через резистор который является делителем приходит напряжение и если она больше 2.4в то чаржер сообщает мультиконтролеру о переходе в режим зарядки по каналу IADAPT
при этом сигнал OVPSET определяет порог входного напряжения и если всё нормально, то ключ (мосфет) Q3 закрывается управляющий сигнал ACDRV открывает Q1 тем самым запитывая чаржер уже от БП (PVCC 19в) и проходит Q2, после чего уходит в нагрузку.
Вернёмся к тому что надо определить кз (в нагрузке или до неё), исходя из вышесказанного допустим если у вас пробит конденсатор С1 то если будетем искать КЗ в нагрузке то его там попросту нет, а на разъёме напряжения будет просаживаться.
В этом случае надо производить замеры относительно земли допустим на резисторе R10, затем на PVCC микросхемы чаржера и наконец на резисторе Rас, так же в обязательном порядке проверяем мосфеты Q1, Q2 и Q3 на пробой (желательно с ними также проверить Q4 и Q5), далее если допустим у нас с вами кз не в нагрузке, то можно воспользоваться ЛБП (лабораторный блок питания) с ограничением по току, подсоединяем в область кз и ищем на плате греющиеся элементы, меняем, процедура производится до того момента пока кз не уйдёт, либо можно не использовать ЛБП, а просто выпаивать элементы попавшие под подозрение и менять если они пробиты.
Когда короткое в нагрузке, перед тем как использовать ЛБП надо убедиться что все мосфеты во вторичных цепях питания на которые приходит высокое (другими словами верхнее плечо) не пробиты.
Шим котролер RT8202A
Как видим на схеме, если насквозь пробит PQ, то все что вы будете подавать на линию высокого будет проходить на дроссель и далее в узлы питания оперативной памяти (если конечно её не вытащить перед этим). Подумайте и представте что это будет не в этой цепи, а например в цепи питания видео
Проверили мосфеты и убедились, что КЗ по высокому в нагрузке, то можно применять ЛБП и искать неисправности.
Перед применением ЛБП желательно снять с платы все снимаемое и желательно ставить на ЛБП выходное
напряжение около 1в и 1A для поиска неисправности важна сила тока, а не напряжение.
Питания не поднимаются либо поднимаются, но не все
прошить биос, потому что именно в биосе прописаны основные алгоритмы (логика) платы в том числе и алгоритм запуска.
Прошили биос и изменений не последовало, идём дальше, во многих схемах есть страничка с «Power on sequence» (последовательность питания).
Вот так выглядит цепь POWER GOOD DETECTER.
Работа шим контроллеров RT8202APQW
Для того чтобы шим работал требуется не так уж и много, для начала нужно убедится в том, что вся обвязка целая и номиналы соответствуют, затем убедимся, что шим запитан в данном случае (VDD и VDDP), должен приходит EN (сигнал включения) и приходить высокое на TON
если все вышесказанные условия соблюдены, но шим не выдаёт положенного питания то следует заменить шим.
Все питания поднялись, но нет «изображения».
В этом варианте начинаем с прошивки биоса. Не помогло:
Подключаемся на внешний монитор.
Если картинки нет то меряем сопротивления каналов RX/TX желательно на всех шинах, мерять надо относительно земли и относительно друг друга то есть RX не должен звониться накоротко с TX, соответственно учитываем что на каждой шине своё сопротивление, отличие на отдельной шине более чем 50ом уже много и может означать что проблема скрыта на этом канале,
далее меряем сопротивление относительно земли на конденсаторах под основными чипами (север, юг, видеокарта) на одинаковых конденсаторах должно быть одинаковое сопротивление.
Ну и конечно же желательно снять всю переферию чтобы исключить всякие сломанные сетки или ещё что-нибудь из этой категории, особенно часто ноутбуки ломаются по причине выхода из строя USB (выломали USB и сигнальный контакт попал на 5в итог дохлый юг).
Далее можно применить метод прогибов и прижимов (без фанатизма) при этом смотреть будет ли меняться поведение платы не будем забывать, что зачастую некоторые мосты находятся под клавиатурой там, где они подвергаются небольшим, но частым «встряскам», так же проверяем на отвал bga. Так же смотрим что, где и как греется, замечу что наиболее частая в что при запуске начинает греться южный мост и сразу решают, что проблема в нем, меняют его, а плата как не работала, так и не работает, а все потому что южный мост работает как сумасшедший пока не пройдёт инициализация (потому он и может за 3 секунды раскаляться), а потом его работа стабилизируется, поэтому в процессе диагностики желательно поставить пассивное охлаждение. Далее если совсем ничего не помогло можно воспользоваться диагностическим прогревом или охлаждением отдельных чипов и элементов.
Так же не стоит проверять LVDS шлейфа,
Подключаем матрицу, если у вас например на внешнем мониторе есть изображение, а на матрице нету, надо смотреть считывается ли EDID с матрицы, проверять приходит ли питание матрицы
так же часто бывает что попросту нету подсветки.
LVDS ( low-voltage differential signaling) в переводе «низковольтная дифференциальная передача сигналов» — способ передачи электрических сигналов, позволяющий передавать информацию на высоких частотах
при помощи дешёвых соединений на основе медной витой пары.
Для того чтобы на матрицу вывелось изо необходимо чтобы был запитан контроллер матрицы, после он начинает «общаться» с тем что с ним должно общаться (север, видяха, мульт)
смотреть по схеме, предположим это будет видеокарта, она определяет что по такой-то шине подключён такой-то контроллер, считывает EDID и начинает давать туда изо.
Так же смотрим что дает разрешение на подсветку, есть ли сигнал регулировки подсветки (обычно с мульта).
Внимание когда подключаете шлейф, убедитесь что он под эту модель ибо есть шанс спалить что ни будь серьёзное (типа чипа видеокарты) и плата резко может начала дымиться
Рассмотрим что же за пины на LVDS разъёме и зачем какой нужен.
Для примера Asus k42jv mb 2.0:
Далее идут пары LVDS, их тоже следует измерять на разность сопротивлений и относительно земли, и относительно друг друга.
Каждый компонент любого компьютера выполняет какую-то определенную задачу. Накопители записывают/считывают данные, попутно сохраняя оную на магнитных пластинах или в чипах флэш-памяти. Видеокарта отображает информацию, звуковая карта озвучивает происходящее и т. п. Но есть один элемент, который управляет всем этим хозяйством, начиная с процессора и заканчивая какой-нибудь флешкой. Сегодня разговор о системных платах. Давайте немного углубимся в суть вопроса и разберемся, из чего состоит, какие части имеет, для чего они служат, в общем, какова анатомия материнской платы. Итак, добро пожаловать в нашу прозекторскую.
Разновидности и основные функции материнской платы
Собственно, основных задач у системной платы две:
Упрощая, можно сказать, что материнской плате надо накормить/напоить «детей» (установленные компоненты – CPU, модули памяти, видеокарту и т. п.) и отправить их играться самих по себе и всех вместе под собственным внимательным присмотром.
Конечно же, есть и другие функции. Например, материнская плата предоставляет физическое место для установки устройств и их надежную фиксацию. Или не их самих, но хотя бы кабелей, связывающих какой-то девайс с материнкой.
Материнские платы различаются по размеру в зависимости от разнообразия задач, которые требуется выполнять, и соответствующего набора и номенклатуры компонентов, которые могут/должны быть использованы. Обычно говорят, что они имеют такой-то форм-фактор. Наиболее распространенными являются:
Есть и другие форм-факторы, например, Mini-STX, серверные платы и т. п.. Это специфические продукты, и в домашнем или офисном компьютере используются редко. Также не рассматриваю материнские платы для ноутбуков. Классификации они не поддаются и могут иметь самые замысловатые формы и размеры, ибо изготавливаются под конкретную модель переносного ПК.
Размеры накладывают ограничения на функционал. Чем меньше плата, тем сложнее разместить на ней большое количество разъемов и прочих компонентов. Сегодня за основу возьму наиболее ходовой форм-фактор, ATX. Он позволяет разместить почти все, что необходимо.
Для примера буду рассматривать популярную и весьма удачную модель Gigabyte Z390 Aorus Pro. Если чего-то на ней нет, то примеры будут взяты от других материнок, о чем упомяну.
Питание материнской платы
Начну я все же не с разъемов, чипов и проч., а с системы питания. Ибо без электричества материнская плата, как и подключенные к ней остальные комплектующие, просто красивые куски текстолита со множеством блестящих, и не очень, штучек, установленных на них. А вот с электричеством…
Обеспечивает его блок питания (БП), от которого через 24-контактный разъем подаются основные напряжения – это ±12 В, +5 В, +3.3 В. Такой разъем есть на всех материнских платах для настольных ПК. Это не все требуемые напряжения, но о них будет рассказано ниже, в соответствующем разделе, посвященном питанию процессора.
На иллюстрации приведена распиновка разъема. Провода имеют разный цвет, и по ним можно определить, какое напряжение/сигнал они передают.
Материнская плата от этого разъема передает необходимые напряжения на все разъемы и компоненты, но тут есть одна проблема. В первую очередь она связана с питанием дискретных видеокарт, особенно мощных. Дело в том, что через разъем PCI-Express можно обеспечить потребителя мощностью примерно до 75 Вт. Мощность же в 200-300 Вт для видеокарт – обычное дело. С такой нагрузкой материнская плата справиться уже не может.
Приходится звать на помощь БП, который через специальный разъем запитывает видеокарту. Или несколько, если используется более одного графического адаптера в режиме SLI/CrossFire. К сожалению, это не единственный на данный момент случай, когда требуется внешнее питание компьютерного компонента.
Следует добавить, что на современных материнских платах иногда можно встретить еще один разъем питания, чаще всего 6-пиновый. Располагается он чаще всего у нижней грани и предназначен для помощи в питании именно разъемов PCIe. Например, модель MSI MEG Z590 Godlike имеет такой коннектор.
Процессорный сокет
Собственно, процессор – та самая «печка» (в прямом и переносном смысле), от которой часто и начинается сборка и конфигурирование будущего компьютера. С точки зрения анатомия материнской платы его можно назвать сердцем всей системы. У него множество характеристик, но сегодня нас интересует одна – сокет. По сути, это разъем, используемый для установки его в материнскую плату.
Если говорить о современных ПК, то для процессоров Intel используется два сокета, мэйнстримовский 1151v2 и 2066 для построения высокопроизводительных игровых систем и рабочих станций. Наиболее актуальными для CPU AMD являются AM4 для последнего поколения процессоров Ryzen и TRX4 для мощных Ryzen Threadripper.
До сих пор используются и более старые сокеты, 1151 первой версии для процессоров Intel Core 6-го или 7-го поколений, 1155 для еще более старых CPU, AM3+ для процессоров AMD и ряд других. Различаются они только размерами, количеством контактов.
Металлическая скоба фиксирует процессор в сокете, обеспечивая надежный контакт. Следует быть аккуратным и не трогать эти контакты. Повредить их просто, а восстановить может оказаться очень сложно.
Собственно, это все, что необходимо знать. Этот сокет служит только для установки процессора.
Система питания процессора/памяти
И здесь уместно вновь вернуться к вопросу питания. Раньше мы уже говорили про 24-контактный разъем, от которого подаются требуемые напряжения на многие компоненты компьютера. Опять-таки, с точки зрения анатомия материнской платы напрашивается аналогия с кровеносной системой. Также ранее мы уже видели, что для мощных видеокарт необходимо внешнее питание из-за большой потребляемой мощности.
Похожая история и с процессором, с той лишь разницей, что БП просто не имеет необходимого напряжения. Когда речь заходит о мощных многоядерных «камнях», то без дополнительного питания не обойтись. Поэтому, вновь на помощь приходит БП, имеющий соответствующие шлейфы.
Соответственно, на материнской плате находятся разъемы, которые обычно располагаются рядом с процессором для уменьшения длины дорожек, идущих от разъема до CPU. Как правило, используется как минимум один 4-х или 8-контактный разъем. Чаще встречаются два таких разъема – один 8-контактный, а второй имеет либо 4, либо 8 контактов.
Фазы питания CPU
Но важно не только наличие дополнительных разъемов питания. Важно и количество фаз питания, и их конфигурация. В первую очередь на это надо обращать внимание при использовании мощных CPU и их разгоне. По сути, правило «чем больше фаз, тем лучше» вполне себя оправдывает.
О фазах питания более подробно написано в другом моем материале. Сейчас кратко о тех компонентах, которые располагаются вокруг процессорного сокета. Они закрыты двухсекционным радиатором с тепловой трубкой, но если его снять, то увидим такую картину.
Управляется это 7-канальным ШИМ-контроллером Intersil ISL69138. Он виден на фото в левом верхнем углу, помеченный розовой точкой. Как же получаются итоговые 13 фаз? Для этого применяются удвоители ISL6617A, которые распаяны на обратной стороне платы. В итоге, 6 фаз на CPU удваиваются, и получаем 12. Подробности работы удвоителей и вообще фаз питания смотрите по ссылке выше.
Это хозяйство, мосфеты в первую очередь, необходимо охлаждать. Чем мощнее CPU, чем выше разгон, тем более внимательно надо следить за температурой этих элементов. Для этого устанавливается специальный радиатор. В экстремальных ситуациях не лишим будет дополнительный обдув этой зоны.
Околосокетное пространство
В данном случае речь именно о пространстве. При взгляде на любую материнскую плату в непосредственной близости от процессорного сокета видим незанятое место. Если там и расположены какие-либо элементы, то необходимо, чтобы они имели как можно меньшую высоту.
Нужно это для того, чтобы ничто не мешало установке процессорного кулера. А ведь он может быть весьма внушительных размеров, когда речь заходит об охлаждении мощных CPU. На плате есть четыре монтажных отверстия.
Т. к. процессорный кулер, порой, громоздок и тяжел, обычно на обратной стороне платы располагается увеличивающая механическую прочность металлическая пластина. Она не позволяет под весом кулера деформироваться плате в районе сокета. Иногда данная пластина бывает большой, выполняя заодно роль дополнительного элемента системы охлаждения.
Слоты памяти
Куда уж без памяти. И опять-таки, следовать правилу «памяти много не бывает» мешают только ограничения платы, собственные финансовые возможности, количество слотов и… околосокетное пространство.
Почему? Если планируется разгон процессора, то скорее всего будет установлен массивный кулер, который справится с высокой нагрузкой. При этом память вряд ли будет бюджетная. Она должна быть способна работать на повышенных частотах, а, соответственно, тоже будет оборудована радиатором, увеличивающим высоту модулей DRAM.
В итоге нередко встречается ситуация, что размеры процессорного кулера не позволяют установить определенные модули памяти в один или даже два разъема. Даже если все же получится поставить модули DRAM, а сверху над ними будет нависать радиатор процессорного охладителя, то на работоспособность это не повлияет, но вот неудобств добавит, если понадобится заменить планку памяти другой.
Если теплорассеиватели памяти снабжены подсветкой, а они частично будут закрыты вентилятором/радиатором массивного охладителя для CPU, эстеты вряд ли этому обрадуются. Избежать проблем поможет система жидкостного охлаждения.
Количество сокетов памяти зависит от процессора, т. к. контроллер памяти находится в нем. В большинстве случаев имеется двухканальный контроллер, с возможностью установки до двух модулей DRAM на каждый канал. Итого – четыре слота. В более дорогих системах слотов может быть до 8 штук, и каналов, соответственно, тоже больше.
Установка модулей DRAM
Рассматриваемая в качестве примера материнка не имеет цветовой дифференциации разъемов оперативной памяти. Просто рядом со слотами есть надписи «DDR4-B1», «DDR4-B2», «DDR4-A1», «DDR4-A1». Что это такое? Это как раз и есть маркировка каналов памяти. Рекомендуется использовать по два одинаковых модуля DRAM в параллельном режиме. Это подразумевает, что один модуль подключается к разъему первого канала памяти, второй – к разъему второго канала памяти. Если есть еще пара модулей, то они ставятся аналогично. Параллельный режим позволяет задействовать сразу два контроллера памяти и несколько увеличить быстродействие.
В случае с подопытной платой, если, например, есть два модуля по 8 ГБ, то их лучше поставить в разъемы, промаркированные как «DDR4-B1» и «DDR4-A1». Это первый и третий, если смотреть со стороны процессора. Или установить в другую пару разъемов, что сути дела не меняет. В любом варианте один модуль будет работать с первым каналом памяти, второй – со вторым.
Разводка шины DRAM
Следует пару слов сказать о том, как процессор связывается с оперативной памятью. Да, есть n-е количество слотов, кучка проводников на плате, идущие к ним, ну и что тут может быть интересного? Кое-что есть.
Все сказанное далее никак не относится к материнским платам, у которых по одному разъему для модулей памяти на канал (Gigabyte Z590 AORUS TACHYON, Asus ROG CROSSHAIR VIII IMPACT, MSI MEG Z590 UNIFY-X и подобные). Речь только о моделях с двумя модулями RAM на каждый канал.
Итак, существуют два способа развести шину DRAM на материнской плате:
И вот тут нас ждет разочарование. В спецификациях эта информация не указывается, да и в красочных описаниях на материнскую плату специфика разводки шины DRAM расписана далеко не всегда. Например, у Gigabyte Z590 GAMING X явно указано, что «Daisy Chain», а вот у Z590 AORUS XTREME того же производителя на этот счет молчок.
Считается, что на топологию «Daisy Chain» косвенно указывает рекомендация производителя в случае использования только двух модулей памяти устанавливать их во второй и четвертый слоты.
Насколько полезно знание о топологии разведения шины DRAM? Для обычного пользователя мало. Разве что вам требуется большой объем памяти, планируется установка четырех модулей, а интересующая модель материнской платы имеет T-топологию, то звезды сошлись в лучшем виде. В теории, стабильность работы будет лучше, частот при разгоне можно достичь больших.
Если же модулей будет скорее всего два, и вы не прочь выжать из них максимум, то чуть лучше себя проявит Daisy Chain.
Если же неизвестно, сколько в итоге будет модулей DRAM, а разгон не интересует совсем, то все эти топологии вам вряд ли будут интересны.
Система питания DRAM
Оперативную память, как и любое другое устройство, надо обеспечивать электричеством, и на материнской плате также присутствуют цепи питания DRAM. Если посмотреть на спецификации модулей памяти, то можно увидеть, что рабочее напряжение у них обычно 1.2 В. Штатный блок питания такого напряжения не предоставляет. Значит, опять его надо сформировать самостоятельно по аналогии с питанием процессора, с той лишь разницей, что большое количество фаз не требуется и часто обходятся одной, редко – двумя.
Возле сокетов для модулей ОЗУ на рассматриваемой в качестве примера плате можно найти несколько чипов Richtek RT8120, которые являются однофазными ШИМ-контроллерами. Они используются для питания памяти, а также сигналов VCCSA и VCCIO. Большой нагрузки тут нет, параллелить незачем, да и греться тоже нечему, поэтому дополнительные средства охлаждения в данном случае не используются.
На других моделях материнок могут быть иные компоненты разных производителей, но суть от этого не меняется.
Чипсет
Это еще один весьма важный компонент материнской платы. Обычно каждый производитель CPU предлагает несколько моделей чипсетов, предоставляющих свой набор возможностей. Так, младшие модификации не имеют функции разгона процессора по множителю, имеют меньшее количество линий PCI- E интерфейса и прочие ограничения.
Топовые модификации предоставляют максимальный функционал. Правильный выбор чипсета не менее важен, чем выбор процессора.
Северный мост отвечал за общение процессора с памятью, а также за обмен с видеокартой. Южный мост обеспечивал работу накопителей, портов ввода/вывода, сетевых интерфейсов и т. п. Ныне функции северного моста переданы процессору, и надобность в дополнительном чипе отпала. В наборе остался только южный мост, коим, по сути, и является чипсет.
Если проводить аналогии с анатомией человека, то ранее мы рассматривали голову, мозг, его кровоснабжение (систему питания) и т. п. Сейчас же добрались до позвоночника. До этакого каркаса, который обеспечивает управление большинством устройств, составляющих компьютерную систему.
Именно на чипсет возложены функции работы с накопителями, подключаемыми по интерфейсам SATA или PCI-E, с USB портами, обеспечение функционирования аудио чипа, сетевого контроллера и т. п. Несколько особняком стоит задача перераспределения линий PCI-Express.
Что такое линии PCI-Express
Что это такое? Более подробно читайте тут, а если кратко, то этот интерфейс предоставляет n-ое количество интерфейсных линий. Каждая из них обеспечивает известную пропускную способность. На данный момент наиболее используемой является 3-я версия PCI-E, имеющая скорость в 8 ГТ/с на каждую линию. Новейшие на данный момент чипсеты AMD X570 и TRX40 поддерживают более скоростную, 4-ю версию этого интерфейса с пропускной способностью каждой линии в 16 ГТ/с.
Количество имеющихся в распоряжении чипсета линий PCI-E разнится в зависимости от модификации этого чипа. Так, самый младший на настоящий момент Intel H310 имеет всего 6 линий, причем уже устаревшей 2-й версии интерфейса, а топовые Z390 и Q370 располагают 24-мя линиями.
Задача системного чипа состоит в распределении их между имеющимися устройствами. Сразу скажем, что вполне реальна ситуация, когда линий может и не хватить. Если возвращаться к рассматриваемой для примера Gigabyte Z390 Aorus Pro, то использующийся чипсет предоставляет 24 линии PCI-E. О распределении их мы поговорим чуть позже.
Возможности разгона
Еще одна важная функция чипсета – возможность разгона процессора по множителю. Не все модификации системной логики позволяют это. По сути, у Intel это только Z390 имеет такую способность. Уже неактуальный Z370 и редко встречающийся Q370 в расчет не берем.
AMD более лояльна к пользователям. Гнать CPU по множителю можно не только на топовом X570. Тем не менее, не следует забывать об этом, и если оверклокинг входит в сферу интересов, то выбор существенно ограничивается.
Чипсеты требуют охлаждения, и как минимум, они закрыты радиаторами. В случае с AMD X570 этот чип работает с шиной нового поколения, позволяет подключать большее количество устройств и из-за этого греется весьма прилично. Неудивительно, что пассивного охлаждения оказалось мало и добавлен специальный небольшой вентилятор.
PCI разъемы
В большинстве случаев используется как минимум одна дискретная видеокарта, т. к. встроенное видеоядро для игр не годится. Значит, материнская плата должна иметь разъем для дополнительного графического адаптера и обеспечить его функционирование. Нередко видеокарт может быть 2 и даже больше.
Но не только видеокартами ограничивается список устройств, которые используются в компьютере. Внешняя звуковая карта, адаптер для SSD M.2 накопителей, RAID-контроллер и т. п. – все они устанавливаются в разъемы PCI-E и забирают себе часть имеющихся ресурсов.
В зависимости от типа устройств, используются разные по физическому размеру разъемы PCI-E. Всего существует 3 типоразмера таких разъемов. Два из них, самый большой и самый маленький, представлены на плате, которая служит нам сегодня в качестве образца.
Возможность использования нескольких плат расширения зависит не только от наличия нужного количества разъемов, но и от чипсета. А если точнее – то от количества линий интерфейса PCI-E и возможности их перераспределения между устройствами.
Для видеокарт и прочих устройств, которым требуется 4 (и более) линии PCI-E применяется самый большой разъем, чаще всего его обозначают как PCI-E x16. В данном случае «x16» показывает количество линий интерфейса. Это максимальное их количество, но не обязательное, и это надо помнить.
Распределение линий PCI-Express
Давайте рассмотрим нашу плату. Хорошо видно, что есть три разъема PCI-E x16. Значит ли это, что все они имеют по 16 линий? Теоретически, они МОГУТ иметь столько линий, но НЕ ОБЯЗАНЫ. Если обратиться к спецификациям на плату, то мы видим, что первый разъем действительно имеет 16 линий PCI-E, которыми ее обеспечивает процессор.
Второй разъем при тех же физических размерах может использовать только 8 интерфейсных линий, а третий – 4. Причем, линии к первым двум разъемам PCI-E x16 поступают от процессора, а к остальным – от чипсета. И этот последний как раз играет тут важную роль.
Если установлена только одна видеокарта в первый PCI-E разъем, то все просто, 16 интерфейсных линий подаются от CPU. Если же установить во второй разъем еще одну видеокарту, то ситуация изменится. 16 процессорных линий поделятся пополам между разъемами, и эту диспетчеризацию выполняет чипсет.
Кстати, то же самое произойдет, если во второй разъем будет установлена любая другая карта расширения. Видеокарта в первом разъеме будет переведена в режим x8. Еще 8 процессорных линий чипсет отдаст второму разъему. Будет ли использовать все предоставленные ресурсы установленная в него плата расширения или нет – не важно, разделение линий пополам все равно произойдет.
Напомню, что в данном случае я рассмотрел пример реализации конкретной модели материнской платы. Распределение интерфейса может варьироваться в зависимости от модели чипсета и даже поколения процессора, что в большей степени актуально для CPU AMD.
Сам же чипсет имеет n-ое количество собственных линий PCI-E, и распоряжается он ими сам. Вернемся к нашей Gigabyte Z390 Aorus Pro. Третий PCIe x16, который располагает 4-ми линиями, и все «маленькие» PCIe x1 (по одной линии PCI-E каждый) подключены к чипсету. Итого, из имеющихся у Z390 24 линий 7 (4+1+1+1) уже заняты. Куда девать остальные – об этом чуть ниже, а сейчас закончим с разъемами PCI-E.
На нашей плате можно заметить, что два из трех разъемов заключены в металлический каркас. Чаще всего его используют там, куда ставится видеокарта. Нужна эта «броня», во-первых, для усиления механической прочности разъема, т. к. мощные видеокарты с громоздкой системой охлаждения могут весить очень прилично. Во-вторых, считается, что металлическая оболочка позволяет снизить влияние помех и улучшить прохождение сигналов.
Сложно сказать, насколько все это справедливо, но если производители так считают – то тут все равно ничего не сделаешь. Зато имеем косвенный признак, сколько видеокарт можно использовать с данной материнской платой.
Разъемы M.2
Практически все современные материнские платы имеют как минимум один разъем M.2 для установки SSD накопителей соответствующего форм-фактора. На рассматриваемой сегодня Gigabyte Z390 Aorus Pro таких разъемов два, но может быть их три, и даже больше в некоторых топовых моделях, использующих специальную переходную плату.
Располагаться разъемы M.2 могут в разных частях, это зависит только от фантазии производителя. Бывает, что один из разъемов размещается на обратной стороне платы. У некоторых моделей материнок ASUS такой разъем расположен вертикально, что позволяет выиграть место за счет перпендикулярного по отношению к плоскости платы расположению накопителя. Насколько этот вариант удобен в пользовании – вопрос спорный.
О том, какой/какие интерфейсы поддерживаются каждым из разъемов, надо смотреть в спецификациях на материнскую плату. Разъемы могут быть универсальными, т. е. позволяют установить как SATA, так и PCIe накопители. Либо может использоваться только один интерфейс.
Также в описании на конкретную модель материнской платы указано, твердотельники какого размера получится установить. В модели, взятой для примера, в первом разъеме можно использовать любые SSD M.2 с размером от 2242 до 22110. Во втором – только до 2280. О том, чем отличаются накопители M.2 и что они из себя представляют, читайте в этом моем материале.
Вновь про линии PCI-E
Еще один важный момент – охлаждение накопителей в этих разъемах. Большинство материнских плат среднего и более высокого уровня уже имеют штатные радиаторы, и как показывают тестирования накопителей M.2, особенно с интерфейсом PCIe, нагрев – проблема, с которой приходится бороться.
Вернемся немного к линиям интерфейса PCI-E. Выше мы уже видели, что 7 линий были задействованы для разъемов PCI-E. В данном случае, если в нашу плату мы установим два накопителя PCIe x4, то нам потребуется еще 8 линий интерфейса, и таким образом, из имеющихся 24 15 уже будут заняты.
На этот момент тоже следует обращать внимание, на количество дополнительного оборудования, которое планируется использовать. Может оказаться, что вам не хватит ресурсов для подключения всего. Например, чипсет Intel B360 имеет всего 12 линий PCI-E 3.0.
Следует также упомянуть, что разъем M.2 используется не только для накопителей. Многие материнские платы снабжены беспроводным адаптером, или предусматривают возможность его установки. Для этого на плату ставят еще один M.2, который имеет ключ E и предназначен только для таких устройств. В данном случае плата поддержки модуля Wi-fi не имеет.
Разъемы для накопителей
Строго говоря, в предыдущем разделе тоже было рассказано о разъемах для накопителей. Сейчас же речь про более традиционные SATA и гораздо менее известные U.2.
Хотя скорость SSD, особенно с интерфейсом PCI-E, впечатляет и радует, сравнение их цен с традиционными жесткими дисками несколько расстраивает. Старые добрые HDD медленные, шумные, но пока что имеют как минимум одно преимущество – емкость. Если точнее, то стоимость единицы емкости. За цену среднестатистического SSD емкостью 1 ТБ можно легко приобрести 4-терабайтный «винчестер».
Для подключения таких накопителей нужен используемый уже не одно десятилетие интерфейс SATA и соответствующий разъем. В настоящее время этот интерфейс имеет 3-ю версию, и служит для подключения как традиционных HDD, так и SSD форм-фактора 2.5 дюйма. Скорость их работы будет ограничена пропускной способностью интерфейса, но далеко не всегда необходимо быстродействие шины PCI-E. А вот для хранения всякой всячины SATA устройства подходят более чем.
В подавляющем большинстве случаев материнские платы имеют как минимум 4, а чаще всего 6, и даже более таких разъемов. Расположение их на плате, ориентация в пространстве (параллельно плоскости платы и перпендикулярно) – это зависит от производителя материнки.
Взаимозависимости разъемов
Здесь вновь следует сказать несколько слов про распределение интерфейсов В данном случае не PCI-E, а SATA. Чипсет позволяет подключить до 6 устройств SATA, но у нас есть возможность установки двух SSD M.2 с таким интерфейсом. Значит ли это, что мы можем в итоге получить 8 накопителей SATA?
Нет, не можем. В мануале на нашу плату написано, что если в первый разъем M.2 установить SSD SATA, то чипсет отключит порт SATA3-2. Если же SSD M.2 SATA будет установлен во второй разъем, от отключатся порты SATA3-4 и SATA3-5. Т. е. в любом случае можно использовать максимум 6 SATA устройств.
Некоторые материнские платы имеют разъем U.2, который пригоден для подключения соответствующих накопителей. Например, у Asus Pro WS X570-ACE такой разъем есть. Устройства для U.2 широкого распространения не имеют, но тем не менее, иногда встречается их поддержка.
Вспомогательные чипы
Чипсет может многое, но не все. Ему требуется помощь других чипов, которые занимаются узкоспециализированными задачами. С рядом таких чипов давайте кратко познакомимся.
Контроллер Ethernet
Сложно сейчас представить компьютер, который не подключен к сети. Хотя все большее распространение получает Wi-fi, старый добрый «кабель» пока чувствует себя уверенно. Мало того, он может предложить скорости, пока что не достижимые для беспроводных альтернатив.
В рассматриваемой для примера Gigabyte Z390 Aorus Pro есть один гигабитный интерфейс на хорошо зарекомендовавшем себя чипе Intel i219-V. Кстати, металлический округлый элемент слева от него – это кварцевый резонатор.
В ряде моделей может использоваться несколько сетевых интерфейсов, в том числе с пропускной способностью до 10 Гб/с. Для каждого из них имеется свой собственный контроллер.
Контроллер SATA
Про порты SATA мы уже говорили, за их работу отвечает чипсет. Какой еще может быть контроллер? Дело в том, что, например, плата ASRock Z390 Extreme4, имеет 8 разъемов SATA. Понятно, что возможностей чипсета не хватит. Поэтому на помощь приходят микросхемы сторонних производителей.
Как правило, используется чип компании ASMedia ASM1061. Этот контроллер позволяет получить два дополнительных порта SATA. Интересно, что плата ASRock X570 Creator имеет аж два таких чипа, хотя всего разъемов SATA здесь 8. Используемый чипсет AMD X570 вполне мог бы справиться с ними самостоятельно. Видимо, такое решение принято для того, чтобы частично разгрузить чипсет, т. к. ему и так есть чем заняться. Заодно получится несколько снизить нагрев этого и так горячего «камушка».
Аудиоконтроллер
Наверное, сейчас нет ни одной материнской платы (за исключением, возможно, серверных), не оснащенной встроенной звуковой картой. Обсуждение качества их звучания не входит в сферу сегодняшнего разговора.
В зависимости от иерархии материнки могут использоваться бюджетные аудиоконтроллеры, либо более «продвинутые», да еще дополнительно снабженные дополнительным усилителем наушников, ЦАП и т. п.
Обычно аудиотракт производители стараются изолировать от остальной части материнской платы для снижения помех, наводок, искажений. Найти все это хозяйство обычно не трудно. В большинстве случаев аудиоконтроллер и вспомогательные элементы расположены в левом нижнем углу платы. Часто выделяется звуковая карта и наличием нескольких блестящих высококачественных конденсаторов, а также подсветкой.
Мультиплексоры шины PCI-E
Выше мы говорили про деление 16 процессорных линий PCI-E поровну между двумя разъемами в случае использования двух видеокарт. Упоминали, что управляет этим действием чипсет. А собственно «перебросом» линий с одного разъема на другой занимаются микросхемы-мультиплексоры. В данном случае, на рассматриваемой плате это чипы ASM1480 производства ASMedia.
Они хорошо видны на фото, располагаются под первым разъемом PCI-E x16. В других моделях материнских плат могут применяться микросхемы других производителей, но принцип работы остается тем же.
Мониторинг и управление вентиляторами
На плате есть специальный чип, который выполняет контроль за состоянием материнки, мониторит температурный режим и задает скорость вращения подключенных вентиляторов. В Gigabyte Z390 Aorus Pro используется чип iTE IT8688E, дополненный контроллером IT8795. Он позволяет подключать восемь устройств охлаждения. Два из них могут иметь потребляемый ток до 2 А каждый, что в результате дает возможность использовать системы жидкостного охлаждения.
Чипы других производителей можно встретить в материнских платах иных брендов, но выполняемые функции аналогичны.
Управление подсветкой
Без лампочек сейчас не жизнь, а иллюминацией также должен кто-то управлять. Грузить этой задачей процессор или чипсет не вполне логично. Зато эту работу отлично выполняют специализированные контроллеры. В нашем случае это микросхема ITE IT8297FN.
Компания Gigabyte традиционно применяет функцию DualBIOS. Она заключается в использовании двух микросхем емкостью по 128 Мб для хранения текущей конфигурации и резервной. Расположены эти два чипа в нижнем правом углу.
Материнские платы других производителей могут обходиться одной микросхемой, выпускаться она может разными фирмами.
Чипсет имеет широкие возможности по поддержке самых разнообразных версий USB. Тем не менее, чтобы разгрузить Z390, применяются сторонние контроллеры, концентраторы. К последним относится чип GL850S, который обеспечивает работу 4-х портов USB 2.0 на задней панели.
Поддержку протокола HDMI 1.4b осуществляет микросхема обработки графики PTN3360DBS производства NXP. На других платах могут стоять иные чипы. Выводов на монитор может вообще не быть, если не предусмотрена поддержка процессоров со встроенным видеоядром.
Дополнительные разъемы и коннекторы
Не только слотами памяти и процессора, чипсетом, разъемами PCI-E и M.2 богата плата материнская. Она может иметь ряд других разъемов, включая те, что выведены на заднюю панель для подключения самой разнообразной периферии.
Количество и номенклатура этих разъемов довольно широко варьируется у разных моделей материнок. Останавливаться на них смысла особого нет, а вот о тех коннекторах, которыми усыпана сама плата, немного поговорим.
Разъемы для вентиляторов/помп СЖО
Система охлаждения – важная составляющая любого компьютера, и от качества ее работы зависит общее быстродействие системы. В любом ПК есть как минимум один (вентилятор блока питания не в счет) вентилятор – процессорный. Как правило, есть еще несколько коннекторов для подключения корпусных вентиляторов. В данном случае Gigabyte Z390 Aorus Pro позволяет подключить до 8 охладителей.
Справа есть еще два разъема, позволяющие подключить системы охлаждения с высокой нагрузкой (ток до 2 А), предназначенные для «водянки».
Разные модели материнских плат имеют разное количество таких коннекторов. Располагаться они могут в разных местах. О их наличии и возможности подключения того или иного вентилятора/помпы следует узнавать из мануала.
Разъемы для светодиодных RGB-лент
Рассматривая для примера плата позволяет подключить по две адресуемые и не адресуемые ленты, для чего имеются соответствующие разъемы. Два располагаются в правом верхнем углу, еще два – на нижней грани.
В других моделях системных плат их расположение и количество может варьироваться. Все подробности – в мануале не плату.
На задней панели есть не все разъемы USB. На плате располагается еще несколько коннекторов.
В данном случае на материнке есть один коннектор для порта USB 3.1 Gen2 Type-C, два коннектора для USB 2.0 на нижней грани платы и один для подключения двух USB 3.1 Gen1 на опциональной фронтальной панели.
Другие разъемы
Помимо перечисленного, на плате есть также разъемы для подключения термодатчиков, аудиокабеля и колодка для кнопок и индикаторов передней панели корпуса. Их расположение и порядок подключения описан в мануале на материнскую плату.
Помимо прочего, на дорогих моделях, особенно ориентированных на оверклокеров, могут иметься переключатели режимов настройки системы, кнопки включения и перезагрузки, сброса настроек BIOS к заводским, индикатор POST-кодов и т. п.
Заключение. Сложная анатомия материнской платы
Учитывая, сколько всего понапихано на материнскую плату, совсем не удивляет то, что это едва ли не самый крупный (за исключением корпуса и монитора) компонент компьютера. Круг выполняемых задач у этого компонента любого ПК весьма широк. Это не только обеспечение других частей компьютера питанием и средствами коммуникации между собой. Это еще и механическое крепление процессора, памяти, разнообразных плат, кабелей.
Добавим сюда еще и представительские функции. Корпусов с прозрачной боковиной много, и сейчас модно выставлять внутренности напоказ. Посему желательно, чтобы материнская плата имела интересный дизайн и подсветку.
В результате получается, что это очень непростой компонент, и не самый дешевый в системе. Утверждение, что это самый важный элемент, является спорным. Процессор не менее важен, память – тоже, а разве нельзя того же сказать про блок питания, процессорный кулер? И все же многофункциональность и «широта взглядов» материнской платы вызывает уважение.
Производители предлагают нам большое количество моделей, ориентированные на выполнение разных задач, выполненные на разный эстетический вкус и кошелек. Дело остается за малым – из всего обилия предложений просто выбрать ту единственную, которая максимально полно удовлетворит запросы. А сделать это, порой, весьма непросто.