دستگاه‌های الکترونیکی از سخت افزار، سیستم عامل و سیستم‌های نرم افزاری مختلف تشکیل شده‌اند. مثلاً یک گوشی هوشمند دارای آنتن‌های Wi-Fi، آنتن‌های سلولی، دوربین، رم و حافظه ذخیره سازی، صفحه نمایش لمسی LCD یا OLED و دستگاه‌های امنیتی بیومتریک مانند شناسایی چهره و خواندن اثر انگشت است که همگی برای برقراری ارتباط مؤثر با یکدیگر باید با هم کار کنند.
بیشتر اوقات این سیستم‌ها توسط سازندگان مختلف ساخته شده و پروتکل‌های مختلفی را از یکدیگر اجرا می‌کنند. ممکن است بپرسید چگونه همه آنها به هم متصل می‌شوند؟ پاسخ از طریق مادربرد است. در این مقاله قصد داریم به طور کامل با مادربرد و اهمیت آن آشنا شویم. همراهمان باشید.
Motherboard چیست؟
مادربرد رایانه معمولاً بزرگترین برد مدار چاپی در بدنه دستگاه است. مادربرد برق را توزیع کرده و ارتباط بین و به واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه دسترسی تصادفی (رم) و هر جزء دیگر از سخت افزار کامپیوتر را تسهیل می‌کند. طیف گسترده‌ای از مادربردها وجود دارد که هر کدام برای سازگاری با مدل و اندازه خاصی از رایانه در نظر گرفته شده است.
از آنجایی که انواع مختلف پردازنده‌ها و حافظه‌ها برای عملکرد بهتر با انواع خاصی از مادربردها در نظر گرفته شده‌اند، یافتن مادربردی که با هر نوع CPU و رم سازگار باشد دشوار است. از سوی دیگر، هارد دیسک‌ها به طور کلی با طیف گسترده‌ای از مادربردها سازگار هستند و ممکن است با اکثر برندها و انواع مختلف مورد استفاده قرار گیرند.
داخل کیس کامپیوتر همواره یک مادربرد وجود دارد که نقطه اتصال اکثر عناصر و لوازم جانبی کامپیوتر است. اما در مورد کیس‌های تاور ممکن است مادربرد را در سمت راست یا چپ برج پیدا کنید. برد مدار مهم‌ترین است.
اولین مادربردهای رایانه‌های شخصی شامل قطعات واقعی نسبتاً کمتری بودند. تنها یک CPU و برخی از پورت‌های کارت در اولین مادربرد کامپیوتر IBM گنجانده شده بود. کاربران اجزای مختلفی از جمله حافظه و کنترل کننده‌های درایوهای فلاپی را در اسلات‌های ارائه شده قرار می‌دادند.
Compaq اولین شرکتی بود که از مادربردی استفاده کرد که بر اساس طراحی ایجاد شده توسط IBM نبود. معماری جدید از یک CPU ساخته شده توسط اینتل استفاده می‌کرد. هنگامی که فروش Compaq شروع به افزایش کرد، سایر مشاغل به سرعت از این روند پیروی کردند، با اینکه در آن زمان کار خطرناکی به نظر می‌آمد.
اما در دهه 1990 اینتل سهم غالبی از بازار مادربردهای کامپیوترهای شخصی را در اختیار داشت. Asus، Gigabyte Technology و Micro-Star International (MSI) سه شرکت تاثیرگذار در این صنعت هستند. با این حال اینتل همچنان یکی از ده تولید کننده برتر مادربرد در جهان است، حتی اگر ایسوس اکنون بزرگترین سازنده مادربرد در این سیاره باشد.
انواع مادربرد
برای درک اینکه مادربردها چه هستند و چه کار می‌کنند، ابتدا باید انواع و مشخصات آنها را بررسی کنیم.
- مادربرد با فناوری پیشرفته (AT)
این مادربردها به دلیل ابعاد فیزیکی بزرگترشان با کامپیوترهایی که در دسته دسکتاپ‌های کوچکتر قرار می‌گیرند سازگار نیستند. اندازه فیزیکی بزرگتر نصب درایورهای سخت افزاری جدید را دشوارتر می‌کند.
اتصالات برق در این مادربردها به صورت سوکت و دوشاخه با شش شاخ است. به دلیل دشواری در تشخیص این اتصالات برق، کاربران اغلب هنگام تلاش برای اتصال و راه اندازی آنها با مشکلاتی مواجه می‌شوند. در دهه 1980 مادربردهایی از این نوع بسیار محبوب بودند و تا دهه 2000 به تولید ادامه دادند.
- مادربرد استاندارد ATX
ATX یک نسخه پیشرفته از مادربرد AT است که اینتل در دهه 1990 ایجاد کرد. نام آن به معنای «فناوری پیشرفته توسعه یافته» است و حروف اول آن مخفف «فناوری پیشرفته» است. برخلاف AT بسیار فشرده‌تر است و امکان تعویض اجزای مرتبط را فراهم می‌کند. عناصر اتصال شاهد پیشرفت و توسعه قابل توجهی بوده‌اند.
- مادربرد Micro ATX
طول و عرض این مادربردها که بر حسب میلی متر اندازه‌گیری می‌شود، ۲۴۴ میلی متر است (معیارهای اندازه بر اساس سازنده متفاوت است). این مادربرد دارای پورت‌ها و اسلات‌های کمتری نسبت به برد استاندارد ATX است.
کاربرانی که خواهان اتصالات بیش از حد و ارتقا نیستند، مانند افزودن رم بیشتر، یک کارت گرافیک اضافی یا سایر کارت‌های اتصال با اجزای جانبی (PCI)، این نوع مادربرد را بیشتر دوست خواهند داشت.
این مادربرد در هر صورت ممکن است با فضای کافی برای قرار دادن 244 میلی متر در 244 میلی متر نصب شود. همچنین می‌توان آن را در کیس‌های بزرگتر که با مادربردهای استاندارد ATX یا eXTENDED ATX سازگار است نصب کرد.
- مادربرد ATX توسعه یافته
ابعاد این مادربرد 344 میلیمتر در 330 میلیمتر است (ابعاد سازندگان مختلف متفاوت خواهد بود). این مادربرد از یک یا دو پیکربندی CPU پشتیبانی می‌کند و تا هشت اسلات رم دارد.
علاوه بر این تعداد بیشتری از PCIe (که e برای Express است) و اسلات PCI دارد که ممکن است برای افزودن کارت‌های PCI برای طیف وسیعی از برنامه‌ها استفاده شود. ایستگاه‌های کاری و سرورها هر دو قادر به استفاده از این نرم افزار هستند. در تمام مادربردهای eATX فضای کافی وجود دارد و به لطف فضای قابل توجهی که برای جریان هوا و اتصال قطعات مختلف در نظر گرفته شده، آنها را برای کامپیوترهای دسکتاپ ایده‌آل می‌کند.
- مادربرد Flex ATX
این مادربردها محبوبیت زیادی ندارند. آنها در خانواده ATX هستند که جمع و جورترین در نظر گرفته می‌شوند. آنها به گونه‌ای طراحی شده بودند که کمترین فضا را اشغال کنند و دارای حداقل قیمت بودند. Flex ATX اصلاحی از mini ATX است که اینتل بین سال‌های 1999-2000 ایجاد کرد. این یک استاندارد مادربرد است.
- مادربرد کم مشخصات EXtended (LPX)
در مقایسه با مدل‌های قبلی این مدل دو پیشرفت قابل توجه دارد. اولین تغییر این بود که پورت‌های خروجی و ورودی به پشت دستگاه منتقل شدند و تغییر دوم اضافه شدن کارت رایزر بود که دستگاه را قادر می‌سازد اسلات‌های اضافی داشته باشد و اتصال قطعات را آسان‌تر می‌کند.
پیاده سازی برخی از این قابلیت‌ها در مادربرد AT وجود دارد. اشکال اصلی این مادربرد این است که هیچ پورت گرافیکی شتاب (AGP) ندارد و در نتیجه به PCI متصل می‌شود که مستقیم است. بردهای توسعه یافته جدید با مشخصات پایین (NLX) مشکلات موجود در این مادربردها را برطرف کرده‌اند.
- مادربرد BTX
فناوری متوازن توسعه یافته که به اختصار BTX نامیده می‌شود، یک استراتژی است که برای برآورده ساختن الزامات فناوری‌های نوظهور که مستلزم افزایش مصرف انرژی و در نتیجه تولید گرمای بیشتر است، توسعه یافته است. در اواسط دهه 2000 اینتل تولید آینده بردهای BTX را متوقف کرد تا بر روی CPUهای کم مصرف متمرکز شود.
- مادربرد Pico BTX
با توجه به اندازه کوچک آنها در مقایسه با یک مادربرد معمولی این بردها Pico نامیده می‌شوند. حتی اگر نیمه بالایی BTX را داشته باشند، از دو اسلات توسعه در این مادربرد پشتیبانی می‌شود. از ویژگی‌های متمایز آن می‌توان به کارهای نیمه قد یا افزایش دهنده اشاره کرد که برای رفع نیازهای برنامه‌های دیجیتال طراحی شده است.
- مادربرد Mini ITX
توجه به این نکته ضروری است که هیچ نسخه معمولی از مادربرد توسعه یافته فناوری اطلاعات (ITX) وجود ندارد. این مادربرد در حقیقت به شکل فشرده‌تری نسبت به تکرارهای قبلی کوچک شده است. در دهه 2000 ساخته شده و ابعاد آن 17 در 17 سانتی متر است.
به دلیل کاهش مصرف انرژی و قابلیت خنک‌سازی سریعتر، عمدتاً در رایانه‌هایی با ضریب فرم کوچک (SFF) استفاده می‌شود. با توجه به اینکه نویز فن نسبتاً پایینی دارد، مادربردی است که بیشتر برای استفاده در سیستم‌های سینمای خانگی توصیه می‌شود زیرا عملکرد کلی سیستم را افزایش می‌دهد.
- مادربرد Mini STX
نام «Intel 5×5» در ابتدا به مادربردی داده شد که اکنون با نام Mini-STX شناخته می‌شود، که مخفف mini socket technology است. اگر چه این مادربرد در سال 2015 معرفی شد، اما ابعاد آن 147 میلی متر در 140 میلی متر است. این به طول 5.8 اینچ و عرض 5.5 اینچ تبدیل می‌شود. از این رو نام 5×5 نسبتا گمراه کننده است.
برد Mini-STX از جلو به عقب 7 میلی متر بلندتر است که آن را تا حدودی مستطیل شکل می‌کند. این در تضاد با شکل سایر مادربردها است، مانند واحد بعدی محاسبات (NUC) یا mini-ITX که مربعی هستند.
در ادامه بیایید با اجزای مختلف مادربرد کامپیوتر آشنا شویم.
معرفی قطعات و اجزای تشکیل دهنده مادربرد و کاربرد آنها
قسمت های مختلف مادربرد به شرح زیر هستند:
- اتصالات ماوس و صفحه کلید
مادربردهای کامپیوتر باید دارای دو کانکتور مجزا باشند که به کاربران امکان اتصال موس و کیبورد خارجی را بدهد. این کانکتورها وظیفه ارسال دستورالعمل‌ها و دریافت پاسخ از کامپیوتر را بر عهده دارند. دو کانکتور صفحه کلید و ماوس PS/2 و USB وجود دارد. پورت personal system/2(PS/2) یک پلاگین mini-DIN است که شامل شش پین است و ماوس یا صفحه کلید را به یک کامپیوتر سازگار با IBM متصل می‌کند. سایر رایانه‌ها از پورت USB برای اتصال ماوس یا کیبورد استفاده می‌کنند.
- گذرگاه سریال جهانی (USB)
USB یک رابط کامپیوتری است که رایانه‌ها را به دستگاه‌های دیگر مانند گوشی متصل می‌کند. پورت USB بخش مهمی از مادربرد است که به کاربران اجازه می‌دهد دستگاه‌های جانبی خارجی مانند چاپگر، اسکنر و درایوهای قلم را به رایانه متصل کنند. علاوه بر این کاربران را قادر می‌سازد تا اطلاعات را بین دستگاه و رایانه انتقال دهند. انواع USB عبارتند از USB-A، USB-B، USB-mini، micro-USB، USB-C و USB-3.
- CPU
واحد پردازش مرکزی (CPU) معمولاً به عنوان مغز رایانه شناخته می‌شود. CPU تمام عملکردهای یک کامپیوتر را کنترل می‌کند. CPU ها به اشکال مختلفی در دسترس هستند که هر کدام به یک اسلات خاص روی مادربرد نیاز دارند. یک CPU می‌تواند شامل یک یا چند هسته باشد. یک CPU با یک هسته تنها می‌تواند یک کار را انجام دهد، در حالی که آنهایی که چندین هسته دارند می‌توانند چندین کار را به طور همزمان انجام دهند.
- حافظه رم
اسلات‌های رم، حافظه دسترسی تصادفی را به مادربرد متصل می‌کنند. RAM به رایانه اجازه می‌دهد تا به طور موقت فایل‌ها و برنامه‌هایی را که CPU به آنها دسترسی دارد ذخیره کند. کامپیوترهایی با ظرفیت رم بیشتر می‌توانند فایل‌ها و برنامه‌های بزرگ‌تری را نگهداری و پردازش کنند، بنابراین عملکرد را افزایش می‌دهند. یک کامپیوتر معمولا دارای دو اسلات رم است. با این حال، برخی از کامپیوترها تا چهار اسلات رم در مادربرد دارند تا حافظه موجود را افزایش دهند.
- سیستم ورودی/خروجی اولیه (BIOS)
بایوس حاوی سیستم عامل مادربرد و شامل دستورالعمل‌هایی در مورد آنچه باید هنگام روشن شدن رایانه انجام شود است. BIOS همچنین به سیستم عامل رایانه اجازه می‌دهد تا با دستگاه‌های ورودی و خروجی مانند ماوس و صفحه کلید تعامل داشته باشد و پاسخ دهد.
در برخی از مادربردها، بایوس قدیمی با رابط سفت افزار توسعه‌پذیر مدرن (EFI) یا رابط میان افزار توسعه پذیر یکپارچه (UEFI) جایگزین می‌شود. UEFI و EFI به رایانه اجازه می‌دهند سریعتر بوت شود، ابزارهای تشخیصی و تعمیر بیشتری را فراهم می‌کنند و رابط کارآمدتری بین سیستم عامل و اجزای رایانه هستند.
- چیپست
چیپست‌های یک کامپیوتر نحوه تعامل سخت افزار و باس‌های کامپیوتر با CPU و سایر اجزا را کنترل می‌کنند. چیپست‌ها همچنین میزان حافظه‌ای که کاربران می‌توانند به مادربرد اضافه کنند و نوع کانکتورهایی که مادربرد می‌تواند داشته باشد را تعیین می‌کنند.
اولین نوع چیپست، چیپست پل شمالی است. پل شمالی سرعت ارتباط CPU با قطعات را مدیریت می‌کند. همچنین پردازنده، اسلات ویدئویی AGP و رم را کنترل می‌کند.
دومین نوع چیپست، چیپست پل جنوبی است. این چیپست بقیه اجزای متصل به کامپیوتر از جمله ارتباط بین پردازنده و درگاه‌های توسعه مانند پورت‌های USB و کارت‌های صدا را کنترل می‌کند.
- فن‌های خنک کننده
گرمای تولید شده هنگام عبور جریان الکتریکی بین اجزا می‌تواند باعث کند شدن کارکرد کامپیوتر شود. اگر حرارت بیش از حد باقی بماند و کنترل نشود، می‌تواند به اجزای کامپیوتر آسیب برساند. بنابراین یک کامپیوتر زمانی که خنک نگه داشته شود عملکرد بهتری دارد. فن‌های خنک کننده جریان هوا را افزایش می‌دهند که به دفع گرما از رایانه کمک می‌کند. برخی از عناصر مانند کارت‌های آداپتور ویدئویی دارای فن‌های خنک کننده اختصاصی هستند.
- کارت‌های آداپتور و اسلات‌های توسعه
کارت‌های آداپتور در مادربرد ادغام شده‌اند تا عملکرد کامپیوتر را افزایش دهند. به عنوان مثال می‌توان به آداپتورهای صوتی و تصویری اشاره کرد. اسلات‌های توسعه به کاربران امکان نصب کارت‌های آداپتور سازگار را می‌دهند. نمونه‌هایی از اسلات‌های توسعه شامل شکاف اتصال اجزای جانبی (PCI)، اسلات AGP (که امکان قرار دادن کارت گرافیک را می‌دهد)، اسلات گذرگاه سریال PCI Express و شکاف توسعه‌یافته PCI.
- باتری CMOS
باتری CMOS یک باتری گرد کوچک است که روی مادربرد هر کامپیوتری وجود دارد و انرژی را برای تراشه نیمه هادی اکسید فلزی (CMOS) تامین می‌کند. تراشه CMOS اطلاعات بایوس و تنظیمات کامپیوتر را حتی در صورت خاموش بودن ذخیره می‌کند. باتری CMOS به کاربران این امکان را می‌دهد که هر بار که رایانه خود را روشن می‌کنند، از تنظیم مجدد تنظیمات بایوس مانند تنظیمات بوت، تاریخ و زمان صرف نظر کنند.
- ذخیره سازی
درایوهای ذخیره سازی داده‌ها را به طور دائم ذخیره کرده یا آنها را از یک دیسک رسانه بازیابی می‌کنند. دستگاه‌های ذخیره سازی را می‌توان به عنوان درایوهای سخت یا درایوهای جداشدنی که می‌توانند از طریق درگاه‌های USB به رایانه متصل شوند در رایانه نصب کرد. درایوهای دیسک سخت (HDD) یا درایوهای حالت جامد (SSD) درایوهای ذخیره سازی اولیه کامپیوترها هستند. کامپیوترهای دارای SSD وظایف را بسیار سریعتر انجام می‌دهند و عملکرد بهتری نسبت به هارد دیسک دارند.
- کانکتورهای پنل جلو
کانکتورهای پنل جلویی چراغ‌های دیود ساطع کننده نور (LED) در جلوی کیس را به هارد دیسک، دکمه پاور، دکمه تنظیم مجدد و بلندگوی داخلی برای آزمایش وصل می‌کنند. برخی از دستگاه‌های USB و صوتی نیز دارای چراغ‌های LED هستند.
این کانکتورهای پنل جلویی معمولاً به پین های کوچک روی مادربرد وصل می‌شوند. اگر چه پین‌ها گروه بندی شده و کد رنگی دارند، ساختار چیدمان آنها بسته به مدل مادربرد متفاوت است.
- کانکتور برق
کانکتور برق منبع برق را برای کامپیوتر فراهم می‌کند تا مطابق با هدف کار کند. کانکتور منبع تغذیه دارای 20 پین است و برق AC 220 ولت را به برق +/-12-ولت، +/-5-ولت و 3.3 ولت جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کند.
کاربردهای مادربرد چیست؟
پس از آشنایی با اجزای مختلف مادربرد کامپیوتر، در نهایت به کاربردهای مهم مادربرد می‌پردازیم.
مدیریت جریان داده
بایوس مادربرد تضمین می‌کند که سیستم عامل به خوبی با دستگاه‌های ورودی و خروجی مانند صفحه کلید و ماوس برای پردازش دستورالعمل‌ها تعامل دارد. همچنین جریان داده را از طریق پورت‌های USB خود مدیریت کرده و امکان انتقال داده بین دستگاه‌ها را فراهم می کند.
حفظ منابع
مادربرد بستری را فراهم می‌کند که سازندگان می‌توانند تمام اجزای لازم را برای اطمینان از عملکرد رایانه به آن متصل کنند. بنابراین در زمان و انرژی مصرف کنندگان صرفه جویی می‌شود زیرا آنها مجبور نیستند قطعات مختلف را به صورت دستی مونتاژ و متصل کنند. همچنین جمع آوری تک تک اجزا می‌تواند پرهزینه باشد زیرا مصرف کنندگان مجبور به متحمل شدن هزینه‌های حمل و نقل اضافی و متفرقه می‌شوند.
بهینه سازی توزیع برق
مادربرد دارای یک فناوری مدار مجتمع با اتصالات از پیش تعریف شده است که تضمین می‌کند هر عنصر توان لازم را دریافت می‌کند. علاوه بر این، مدارها تضمین می‌کنند که انرژی کمتری مصرف می‌شود تا کامپیوتر به ماشینی کارآمد تبدیل شود.
هدایت ارتباطات
مادربرد ارتباط بین اجزای مختلف را آسان‌تر می‌کند. برای اینکه رایانه بتواند مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها را پردازش کند، گاهی اوقات ممکن است نیاز به چندین مؤلفه برای برقراری ارتباط و کار با هم باشد. در این شرایط مادربرد برای برقراری ارتباط بین این قطعات به فناوری مدار خود متکی است. مادربرد همچنین ممکن است برای تعامل با سیستم عامل رایانه به برخی از اجزای آن مانند CPU، BIOS، درگاه‌های توسعه و پورت‌های USB وابسته باشد.
بهبود عملکرد
مادربردها اغلب قابلیت‌های یک کامپیوتر را ارتقا می‌دهند. آنها دارای ویژگی‌ها و عملکردهای اضافی هستند، مانند قابلیت‌های صوتی و تصویری داخلی که می‌تواند خروجی رایانه را بهبود دهد. مادربردها همچنین به کاربران اجازه می‌دهند دستگاه‌های جانبی مانند چاپگر را متصل کنند و کارهای دیگری مانند چاپ اسناد را انجام دهند.
بهبود قابلیت اطمینان
یک مادربرد با کیفیت بالا، بنیانی پایدار برای کارکرد اجزای آن فراهم می‌کند. یک مادربرد خوب خنک کننده مناسبی دارد و فناوری مدار مجتمع آن در جای خود تنظیم شده است. این عوامل آن را قادر می‌سازد تا با اطمینان از اینکه هر عنصر مطابق انتظار عمل کرده و با اجزای دیگر ارتباط برقرار می‌کند، سخت افزار کامپیوتر را به طور موثر کنترل کند. یک کامپیوتر قابل اعتماد وظایف را به نحو احسن انجام داده و بنابراین تجربه کاربر را بهبود می‌دهد.
سخن آخر
مادربردها آنقدر بخش ضروری سیستم‌های محاسباتی هستند که حتی مدل‌های مینیاتوری مانند رزبری پای نیز یکی از آنها را دارند. آنها کل کار کامپیوتر را با اجازه دادن به سایر قسمت ها (CPU، درایورها، پورت ها و غیره) با یکدیگر ارتباط می دهند. ساخت و جایگزینی یک مادربرد قدرتمند نیز گران است و یکی از بادوام ترین اجزای کامپیوتر است.
فروشگاه اینترنتی پلازا دیجیتال ارائه دهنده انواع مادربرد از برندهای مطرح دنیاست. شما با خرید از این فروشگاه علاوه بر اطمینان از اصالت کالا با دریافت ضمانت‌نامه، از مهلت تست و تعویض 14 روزه و مزایای دیگر نیز برخوردار خواهید شد. همچنین اگر دقیقاً نمی‌دانید کدام مادربرد مناسب سیستم شماست، می‌توانید برای دریافت مشاوره خرید مادربرد به صورت تخصصی و رایگان با شماره‌‌های موجود در سایت تماس بگیرید تا کارشناسان ما شما را راهنمایی کنند.
سوالات متداول کاربران
آیا می‌توان رم بیشتری به مادربرد اضافه کرد؟
بله، به شرطی که مادربرد شما اسلات‌های خالی و پشتیبانی از ظرفیت رم بالاتر داشته باشد.
چه تفاوتی بین مادربردهای ATX و Micro-ATX است؟
اندازه. مادربردهای ATX بزرگتر هستند و پورت‌ها و اسلات‌های بیشتری دارند، در حالی که Micro-ATX کوچکتر است و معمولاً گزینه‌های ارتقا کمتری دارد.
