معرفی قطعات و اجزای مختلف مادربرد و کاربرد آنها

همانطور که می دانید، مادربرد، به عنوان یکی از اصلی‌ترین اجزای کامپیوتر، نقش حیاتی در عملکرد و هماهنگی سایر قطعات سیستم ایفا می‌کند. این برد اصلی، به عنوان یک بستر ارتباطی، تمامی اجزای سخت‌افزاری مانند پردازنده، حافظه RAM، کارت گرافیک و دستگاه‌های ذخیره‌سازی را به هم متصل می‌کند و جریان اطلاعات را بین آن‌ها مدیریت می‌نماید. در دنیای امروز که فناوری به سرعت در حال پیشرفت است، شناخت اجزای تشکیل دهنده مادربرد و کاربردهای آن‌ها برای هر کاربر و علاقه‌مند به فناوری ضروری به نظر می‌رسد.

به دلیل اهمیت دانستن این اجزا در مادربرد، در این مقاله قصد داریم به معرفی قطعات و اجزای مختلف مادربرد، از جمله سوکت پردازنده، اسلات‌های RAM، چیپست ها، پورت‌های ورودی و خروجی، و دیگر عناصر مهم بپردازیم. همچنین برای آشنایی بیشتر شما عملکرد هر یک از این اجزای مادربرد و تأثیر آن‌ها بر کارایی کلی سیستم را نیز بررسی خواهیم کرد. هدف از این مقال ارائه یک دید جامع و کاربردی از ساختار مادربرد و نحوه عملکرد آن در راستای ارتقاء تجربه کاربری و بهینه‌سازی سیستم‌های کامپیوتری است. پس برای آشنایی با اجزای مادربرد با تکنوسان مگ همراه باشید.

مادربرد از چه اجزایی تشکیل شده است؟

Motherboard یک قطعه از سخت افزار کامپیوتر است که به عنوان Backbone یا ستون فقرات کامپیوتر شناخته می شود و از اجزای مختلفی ساخته شده است. موارد زیر تعدادی از اجزای تشکیل دهنده مادربرد هستند:

• سوکت CPU
• بایوس (BIOS)
• کانکتور برق
• باتری CMOS
• اسلات RAM
• ترانزیستور
• فن خنک کننده
• پل شمالی یا North Bridge 
• پل جنوبی یا South Bridge
• خازن و مقاومت
• اسلات PCI
• پورت SCSI

BIOS

کلمه BIOS مخفف عبارت Basic Input/Output System نرم‌افزاری است که روی چیپ حافظه کوچکی در مادربرد ذخیره می‌شود. به چنین نرم‌افزارهایی که سخت‌افزار ذخیره‌سازی اختصاصی خودرا دارند Firmware گفته می‌شود. BIOS این امکان را می‌دهد که به سیستم کامپیوتر خود در ابتدایی‌ترین سطح دسترسی داشته باشید و از آن استفاده کنید. هنگامی که سیستم خود را روشن می‌کنید، احتمالاْ‌ نوشته BIOS را قبل از بوت شدن سیستم عامل دیده‌اید. BIOS با توجه به تنظیمات و اطلاعات موجود روی چیپ، فرآیند POST را انجام می‌دهد. این فرآیند شامل بررسی سخت‌افزارهای متصل به مادربرد برای یافتن ایرادات احتمالی است و در صورتی که فرآیند POST با مشکل مواجه شود، سیستم بوت نشده و صدای بوق‌ از آن پخش می‌شود. همچنین BIOS تمام اطلاعات مربوط به مادربرد را در خود ذخیره می‌کند و حتی وقتی هیچ سیستم عاملی روی کامپیوتر شما نصب نباشد، اجازه بررسی تنظیمات مواردی مانند تاریخ، زمان و کلمه عبور اصلی و مشاهده آن را به کاربر می‌دهد. 

سوکت پردازنده

سوکت پردازنده، قسمتی از مادربرد هستند که برای اتصال پردازنده طراحی شده و دارای تعداد زیادی پین یا نقاط تماس است. پین های سوکت cpu ضمن تامین انرژی مورد نیاز پردازنده، امکان تبادل داده میان پردازشگر و مادربرد را فراهم می‌کنند. از این طریق مادربرد می تواند با سایر اجزای کامپیوتر متصل شود. از آن جایی که این پردازنده‌های پر سرعت باعث تولید گرمای زیادی می‌شوند، سوکت های cpu از مواد مقاوم در برابر حرارت ساخته شده اند سینک‌های حرارتی و نقاطی برای نصب فن‌ها در کنار این سوکت ها وجود دارد. نکته ای که باید به آن توجه کنید این است که اگر قصد خرید cpu را دارید و یا به دنبال ارتقاء آن هستید، نیاز است تا سوکت cpu و سوکت روی مادربرد با هم مطابق باشند. بنابراین توصیه می شود قبل از خرید cpu با انواع سوکت cpu و مادربرد آشنا شوید و در این زمینه اطلاعات جامع و کاملی را بدست آورید.

پل شمالی و جنوبی

دو مورد از اجزای تشکیل دهنده مادربرد که کمتر مورد توجه قرار می‌گیرند اما از اهمیت بسیار بالایی، پل شمالی و پل جنوبی مادربرد هستند که با نام‌های North Bridge و South Bridge هم شناخته می‌شوند. به طور کلی چیپست های نصب شده روی مادربرد شامل دو دسته هستند. دسته اول که به آنها چیپست های پل شمالی گفته می شود چیپست هایی هستند که به پردازنده سیستم نزدیک هستند و در بخش بالایی آن نصب شده اند و دسته دوم چیپست ها که پل جنوبی هستند چیپست های بخش پایینی مادربرد زیر پل شمالی واقع شده اند.

وظیفه چیپست North Bridge ایجاد ارتباط بین حافظه RAM ، حافظه کش cpu ، دستگاه های PCI و کارت گرافیک با پردازنده سیستم است. North Bridge با استفاده از FSB با پردازنده سیستم ارتباط برقرار می کند. از آنجا که North Bridge یا پل شمالی حافظه ram را به cpu متصل می کند می توان نتیجه گرفت که بخش عمده ای از عملکرد سیستم به خصوصیات و توانایی که این چیپست دارد وابسته است.

البته این بدان معنی نیست که چیپست South Bridge وظایف مهمی را انجام نمی دهد. پل جنوبی که نزدیک به پورت‌های پشتی کیس قرار گرفته است و قطعاتی مانند BIOS، تمام پورت‌های ورودی و خروجی، USB و… را در ارتباط با هم قرار می‌دهد با انجام کارهایی مانند کنترل قسمت های Audio ,PCI slot ,SATA ,IDE و مدیریت کلید پاور و Reset نقش مهمی را در سیستم ایفا می کند. همچنین به North Bridge در اصطلاح Memory Controller Hub یا MCH نیز گفته می شد و به South Bridge در بعضی مو اقع I/O Controller Hub یا ICH نیز گفته می‌شود.

ترانزیستور

از دیگر اجزای تشکیل دهنده مادربرد ترانزیستور ها هستند؛ ترانزیستور قطعه ای الکترونیکی است که ولتاژ یا جریان را کنترل و تنظیم می کند و مانند یک دروازه یا سوئیچ عمل می کند. برای آشنایی با کارکرد آن فرض کنید یک مدار داریم که دارای دو بخش است و می خواهیم جریان عبوری از بخش اول به بخش دوم مدار را کنترل کنیم. یعنی قطعه ای در بین مسیر بخش اول و دوم قرار دهیم تا به کنترل جریان عبوری از بخش اول و دوم مدار بپردازد. برای این کار باید از قطعه ترانزیستور استفاده کرد. ﺗﺮاﻧﺰﯾﺴﺘﻮر ها چه در ﻣﺪارات آﻧﺎﻟﻮگ و چه در ﻣﺪارات دﯾﺠﯿﺘﺎل ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﺑﺴﯿﺎر وﺳﯿﻌﯽ دارد. در آﻧﺎﻟﻮگ میﺗﻮان از آن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺗﻘﻮﯾﺖ ﮐﻨﻨﺪه ﯾﺎ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﮐﻨﻨﺪه وﻟﺘﺎژ (رﮔﻮﻻﺗﻮر) و… اﺳﺘﻔﺎده ﮐﺮد. در دﯾﺠﯿﺘﺎل ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻮاردی ﻣﺎﻧﻨﺪ ﭘﯿﺎده ﺳﺎزی ﻣﺪارﻣﻨﻄﻘﯽ، ﺣﺎﻓﻈﻪ، ﺳﻮﺋﯿﭻ ﮐﺮدن و… استفاده میﺷﻮد. معمولاً ترانزیستور ها در ﺗﻘﺴیم ﺑﻨﺪﯼ ﺑـﻪ دو دﺳـﺘﻪ ﺗﺮاﻧﺰﯾﺴـﺘﻮرهـﺎﯼ BJT و FET ﺗﻘﺴیم ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ.

خازن و مقاومت

خازن یک نوع دستگاه الکترونیکی است که برای فیلترینگ، جداسازی و زمان‌بندی مادربرد در مدار استفاده می‌شود. ﺧﺎزن از دو ﺻﻔﺤﻪ ﮐﻪ در ﻣﯿﺎن آن ﻣﺎده ﻋﺎﯾﻘﯽ ﻗﺮار دارد ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه است. ﺧﺎزن های الکترولیتی دارای ﻗﻄﺐ ﻣﺜﺒﺖ و ﻗﻄﺐ ﻣﻨﻔﯽ هستند. ﺟﻬﺖ ﻗﻄﺐ ﻫﺎ روی ﻣﺎدرﺑﺮد ﭼﺎپ ﺷﺪه اﺳﺖ و ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﺗﻌﻤﯿﺮﮐﺎر، ﻫﻨﮕﺎم ﻗﺮار دادن ﺧﺎزن روی ﺑﺮد حتماً باید ﺟﻬﺖ ﻧﺼﺐ آن را رﻋﺎﯾﺖ ﮐﻨﺪ زیرا در ﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ ﺟﻬﺖ ﻗﻄﺐ ﻫﺎی ﺧﺎزن رعایت نشود، ﺑﺎﻋﺚ اﻧﻔﺠﺎر ﺧﺎزن ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. همچنین در مادربرد خازن‌ های بیشتری هم هستند که عملکرد آن‌ها معمولاً جداسازی است و به همین دلیل آن‌ها را خازن‌های جداسازی نام گذاری کرده‌اند.

دستگاه الکترونیکی دیگر مقاومت است که باعث ﻣﺘﻮﻗﻒ ﮐﺮدن ﺟﺮﯾﺎن در داﺧﻞ ﻣﺪار اﺳﺖ و ﺑﺎ ﺣﺮف R روی ﺑﺮد ﻣﺪار نمایش داده می شود. ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﺎ روی ﻣﺎدرﺑﺮد ﭘﺨﺶ ﺷﺪه اﻧﺪ و دارای اﻧﻮاع ﻣﺘﻌﺪدی ﻫﺴﺘﻨﺪ ﺑﺮای ﻣﺜﺎل: ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﺎی ﻋﺎدی، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﺎی ﺷﺒﮑﻪ ای، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﺎی ﻓﯿﻮزی و ﻏﯿﺮه

باتری CMOS

باتری پشتیبان CMOS، یک باتری کوچک و گرد می باشد که در مادربرد کامپیوتر قرار دارد. این باتری به عنوان منبع تغذیه پایدار برای حفظ اطلاعات حیاتی در حافظه cmos استفاده می‌شود. این باتری معمولاً به صورت سکه‌ای و کوچک در نزدیکی سوکت CPU یا در نزدیکی نقاط دیگری از مادربرد قرار دارد. باتری cmos یک حافظه ۶۴ بایتی دارد و از این قطعه در مادربرد های قدیمی برای ذخیره اطلاعات مورد نیاز استفاده می شود. یکی از کاربردهای این باتری، ذخیره کردن ساعت و تاریخ کامپیوتر است. اگر دقت کرده باشید ساعت و تاریخ سیستم کامپیوتر پس از گذشت چند روز ، چند هفته یا حتی چند ماه از خاموش بودن ، هیچ خطایی ندارد و کاملا دقیق به عملکرد خود ادامه می دهد و ساعت کامپیوتر را نشان می دهد.

از دیگر وظایف باتری cmos تامین نیروی مورد نیاز این بخش به طور مداوم است. همچنین باتری cmos بسیاری از اطلاعات کامپیوتر یا لپ تاپ مانند تنظیمات سخت‌افزاری، تظیمات پیکربندی BIOS، رمز عبور ادمین و مدیریت انرژی را انجام می دهد و توانایی ذخیره این اطلاعات را در مدت زمان طولانی تری مثل 2 تا 10 سال را دارد و از آن جایی که عملکرد آن به صورت مداوم است حتی در صورت خاموش بودن سیستم نیز باتری cmos کار می‌کند. در آخر، باتری CMOS یک قطعه بسیار مهم برای حفظ پایداری و دقت سیستم است و بدون آن، BIOS سیستم شما را پس از هر بار خاموش شدن به حالت پیش‌فرض بر می‌گرداند.

اسلات رم

قطعه رم تمام داده‌هایی که توسط پردازنده در حال پردازش است را به طور موقت در خود ذخیره می‌کند تا فرایند پردازش سریع‌تر به پایان برسد. در نتیجه یکی از اجزای مهم کامپیوتر به شمار می رود و سازگاری آن با اسلات رم روی مادربرد امری ضروری است که باید به آن توجه کرد. اسلات های رم در مادربرد ها اغلب به صورت دو یا چند اسلات مستطیل شکل و با پین‌های متعدد بر روی آن دیده می‌شود. به علاوه اینکه در مادربردهای دارای چهار یا بیشتر اسلات رم معمولاً می‌بایست ماژول‌های رم را به صورت جفت نصب کنید و هر جفت اسلات دارای کد رنگی متفاوتی است. همچنین چیپ ROM ، حافظه ای است که حتی بعد از قطع برق و خاموش کردن سیستم هم اطلاعات آن پاک نمی‌شود و تغییر این اطلاعات ذخیره شده غیرممکن یا دشوار است.

پورت SCSI

پورت های SCSI همانند سایر پورت ها به طور مستقیم به دستگاه های ذخیره سازی که به ماردبرد سیستم متصل شده اند متصل می شوند و یا اینکه به storage controller card ها متصل می شوند. پورت های SCSI انواع مختلفی دارد که بر حسب قدیمی یا جدید بودن متفاوت هستند و همه دستگاه ها همه این سطوح SCSI را پشتیبانی نمی کنند اما یکی از مزیت های استاندارد SCSI این است که دستگاه های جدید از دستگاه های قدیمی پشتیبانی می کنند و در اصطلاح فنی SCSI دارای Backward Compatibility است. این پورت ها قابلیت اتصال 16 دستگاه جانبی مختلف و همچنین یک آداپتور میزبان، از طریق یک باس را دارد. در نتیجه شما می‌توانید یک اسکنر، هارددیسک و CD ROM را به یک کابل SCSI متصل کنید.

اسلات PCI 

اسلات PCI یک قطعه‌ی سخت‌افزاری است که به مادربرد متصل است و این امکان را به شما می‌دهد تا سخت‌افزارهای دیگری مثل مودم، کنترل کننده‌های دیسک، کارت‌های NIC، کارت‌های صدا، گرافیک، SSD و موارد دیگر را به یکدیگر متصل کنید. اسلات های PCI از اهمیت زیادی در ارتقاء و به‌روزرسانی کامپیوترها دارند، زیرا کاربران را قادر می‌سازند تا با افزودن تجهیزات جدید، عملکرد سیستم خود را بهبود بخشیده و با نیازهای جدید سازگار کنند.

کانکتور برق

همانطور که می دانید پاورهای کامپیوتر در توان‌های مختلفی تولید می‌شوند که هر کدام از آن‌ها دارای تعداد ریل خروجی، تعداد کانکتورها، شیوه اتصال کابل‌ها و شدت جریان خروجی متفاوتی هستند. پاور کامپیوتر ها برق AC را به DC تبدیل می کنند و در اختیار قطعات مختلف کامپیوتر می گذارد. این قطعه توزیع برق را از طریق اتصال مستقیم کابل به قطعه یا به صورت غیر مستقیم از طریق مادربرد انجام می دهد. در حقیقت نقش این قسمت از مادربرد توزیع برق میان اجزای مختلف کامپیوتر است.

فن خنک کننده پردازنده

اگر نگاهی به مادربردهای نصب شده درون کیس کامپیوتر بیندازید، چند نمونه از فن‌ها را مشاهده می‌کند. چند فن خنک کننده در نزدیکی cpu قرار داده شده اند و فن‌های دیگر هم در بخش‌های مختلف مادربرد قرار می‌گیرند. فن های خنک کننده پردازنده مبدل های حرارتی هستند. در بررسی کاربرد قطعات مختلف مادربرد ، فن های خنک کننده واحد پردازش مرکزی را خنک می‌کند. فن به سادگی گرما را از پردازنده به منطقه دیگری منتقل می‌کند. فن همان چیزی است که پردازنده را با انتقال این گرما با استفاده از هوا خنک می‌سازد. بخش کلیدی یک خنک کننده پردازنده، هیت سینک یا صفحه سرد نامیده می‌شود. صفحه سرد دارای پره‌هایی بر روی خود است که به افزایش سطح و ارائه قدرت خنک کنندگی بیشتر برای cpu شما کمک می‌کند.

نتیجه گیری

در این مقاله از سایت تکنوسان مگ به معرفی قطعات مختلف مادربرد و بررسی کاربرد قطعات مادربرد پرداختیم. مادربرد به عنوان قلب سیستم، ارتباطات بین تمامی اجزا را مدیریت کرده و قابلیت‌های مختلفی را برای کاربران فراهم می‌آورد. اجزایی نظیر سوکت پردازنده، اسلات‌های RAM، چیپست های پل شمالی و جنوبی، و اتصالات مختلف هر کدام وظایف خاصی دارند که به بهینه‌سازی عملکرد سیستم کمک می‌کند. با شناخت دقیق این اجزا و کاربردهای آن‌ها، کاربران می‌توانند تصمیمات بهتری در زمینه ارتقاء یا ساخت سیستم‌های خود اتخاذ کنند. همچنین، آگاهی از ویژگی‌ها و قابلیت‌های مادربردها می‌تواند در انتخاب مناسب‌ترین گزینه برای نیازهای خاص هر کاربر مؤثر باشد. در نتیجه آشنایی با اجزای تشکیل دهنده مادربرد و درک عملکرد آن‌ها می تواند به کاربران کمک کند تا از حداکثر پتانسیل سخت‌افزار خود بهره‌برداری کنند. در نهایت اگر شما هم نظری درباره دیگر اجزای تشکیل دهنده مادربرد دارید می توانید در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید