O placa de baza (numita si motherboard sau placa de circuite principala) este o placa de circuite imprimata (PCB) din computerele de uz general si alte sisteme extensibile. Pastreaza si permite comunicarea intre multe dintre componentele electronice cruciale ale unui sistem, cum ar fi unitatea centrala de procesare (CPU) si memoria acestuia, si ofera conectori pentru alte periferice.
Spre deosebire de un backplane, o placa de baza contine de obicei subsisteme semnificative, cum ar fi procesorul central, controlerele de intrare / iesire si memorie ale chipsetului, conectorii de interfata si alte componente integrate pentru uz general.
Placa de baza inseamna in mod specific un PCB cu capacitati de extindere. Dupa cum sugereaza si numele, aceasta placa este adesea denumita „mama” tuturor componentelor atasate la aceasta, care includ adesea periferice, placi de interfata si placi fiice (daughter-boards): placi de sunet, placi video, placi de retea, adaptoare de magistrala gazda, placi tuner TV , Carduri IEEE 1394 si o varietate de alte componente personalizate.
In mod similar, termenul de placa principala descrie un dispozitiv cu o singura placa si fara expansiuni sau capacitati suplimentare, cum ar fi placile de control in imprimante laser, televizoare, masini de spalat, telefoane mobile si alte sisteme incorporate cu capacitati de expansiune limitate.
Inainte de inventia microprocesorului, computerul digital consta din mai multe placi de circuite imprimate intr-o cutie cu carduri cu componente conectate printr-un backplane, un set de prize interconectate. In modele foarte vechi, firele de cupru erau conexiunile discrete intre pinii conectorilor cardului, dar placile cu circuite imprimate au devenit in curand practica standard. Unitatea centrala de procesare (CPU), memoria si perifericele au fost introduse pe placi de circuite imprimate individual, care au fost conectate la panoul de baza. Bus-ul omniprezent S-100 din anii 1970 este un exemplu al acestui tip de sistem de backplane.
Cele mai populare computere din anii 1980, cum ar fi Apple II si IBM PC, au publicat diagrame schematice si alte documente care permiteau ingineria rapida si inlocuirea placilor de baza ale unor terti. De obicei destinate construirii de computere noi compatibile, multe placi de baza au oferit performante suplimentare sau alte caracteristici si au fost utilizate pentru a actualiza echipamentul original al producatorului.
La sfarsitul anilor 1980 si inceputul anilor 1990, a devenit economic sa se mute un numar tot mai mare de functii periferice pe placa de baza. La sfarsitul anilor 1980, placile de baza ale computerelor personale au inceput sa includa circuite integrate simple (numite si cipuri Super I / O) capabile sa suporte un set de periferice de viteza redusa: tastatura si mouse PS / 2, unitate de discheta, porturi seriale si porturi paralele .
Pana la sfarsitul anilor 1990, multe placi de baza ale computerelor personale includeau functii audio, video, de stocare si de retea incorporate la nivel de consumator, fara a fi necesare carduri de expansiune; sistemele de ultima generatie pentru jocuri 3D si grafica pe computer pastreaza de obicei doar placa grafica pe post de componenta separata.
Computerele de afaceri, statiile de lucru si serverele aveau mai multe sanse sa aiba nevoie de carduri de expansiune, fie pentru functii mai robuste, fie pentru viteze mai mari; aceste sisteme aveau adesea mai putine componente incorporate.
Computerele laptop si notebook care au fost dezvoltate in anii 1990 au integrat cele mai comune periferice. Aceasta a inclus chiar placi de baza fara componente care pot fi actualizate, o tendinta care a continuat, sisteme de dimensiuni mai mici fiind introduse ulterior (cum ar fi computerul tableta si netbook-ul). Memoria, procesoarele, controlerele de retea, sursa de alimentare si stocarea au devenit integrate in unele sisteme.
Design
O placa de baza asigura conexiunile electrice prin care comunica celelalte componente ale sistemului. Spre deosebire de un backplane, aceasta contine, de asemenea, unitatea centrala de procesare si gazduieste alte subsisteme si dispozitive.
Un computer desktop tipic are microprocesorul sau, memoria principala si alte componente esentiale conectate la placa de baza. Alte componente, cum ar fi stocarea externa, controlerele pentru afisarea si sunetul video si dispozitivele periferice, pot fi atasate la placa de baza ca placi de conectare sau prin cabluri; in microcomputerele moderne, este din ce in ce mai frecvent sa se integreze unele dintre aceste periferice in placa de baza in sine.
O componenta importanta a unei placi de baza este chipset-ul de suport al microprocesorului, care ofera interfetele de suport intre CPU si diferitele magistrale si componente externe. Acest chipset determina, intr-o anumita masura, caracteristicile si capacitatile placii de baza, dar si performanta acesteia.
Placile de baza moderne includ:
- Socluri CPU (sau sloturi CPU) in care pot fi instalate unul sau mai multe microprocesoare. In cazul CPU-urilor din pachetele matrice cu grile, cum ar fi VIA Nano si Goldmont Plus, CPU este lipit direct pe placa de baza
- Sloturile de memorie in care urmeaza sa fie instalata memoria principala a sistemului, de obicei sub forma de module DIMM care contin cipuri DRAM si care pot fi DDR3, DDR4 sau DDR5
- Chipset-ul care formeaza o interfata intre CPU, memoria principala si magistralele periferice
- Cipuri de memorie nevolatile (de obicei Flash ROM in placile de baza moderne) care contin firmware-ul sistemului sau BIOS-ul
- Generatorul de ceas care produce semnalul de ceas al sistemului pentru a sincroniza diferitele componente
- Sloturi pentru carduri de expansiune (interfata cu sistemul prin intermediul bus-urilor acceptate de chipset)
- Conectori de alimentare, care primesc energie electrica de la sursa de alimentare a computerului si o distribuie catre CPU, chipset, memorie principala si carduri de expansiune. Incepand cu 2007, unele placi grafice (de ex. GeForce 8 si Radeon R600) necesita mai multa energie decat poate oferi placa de baza si, prin urmare, au fost introdusi conectori dedicati pentru a le atasa direct la sursa de alimentare a computerului
- Conectori pentru unitati de hard disk, unitati de disc optice sau unitati SSD
In plus, aproape toate placile de baza includ conectori pentru a suporta dispozitive de intrare utilizate in mod obisnuit, cum ar fi USB pentru dispozitive mouse si tastaturi. Computerele personale timpurii, cum ar fi computerul Apple II sau IBM, includeau doar acest suport periferic minim pe placa de baza. Ocazional, hardware-ul interfetei video a fost, de asemenea, integrat in placa de baza; de exemplu, pe Apple II si rareori pe computere compatibile cu IBM, cum ar fi IBM PC Jr. au fost furnizate periferice suplimentare, cum ar fi controlere de disc si porturi seriale, ca placi de expansiune.
Avand in vedere puterea termica ridicata a procesorului si componentelor computerelor de mare viteza, placile de baza moderne includ aproape intotdeauna radiatoare si puncte de montare pentru ca ventilatoarele sa disipeze caldura in exces.
Form factor
Placile de baza sunt produse intr-o varietate de dimensiuni si forme numite factor de forma pentru computer, dintre care unele sunt specifice producatorilor individuali de computere. Cu toate acestea, placile de baza utilizate in sistemele compatibile IBM sunt proiectate pentru a se potrivi diferitelor dimensiuni ale carcasei. Incepand cu 2005, majoritatea placilor de baza ale computerelor desktop utilizeaza factorul de forma standard ATX – chiar si cele gasite in computerele Macintosh si Sun, care nu au fost construite din componente random.
Factorul de forma al placii de baza si al sursei de alimentare (PSU) al carcasei trebuie sa se potriveasca, desi unele placi de baza cu factor de forma mai mic din aceeasi familie se vor potrivi cu carcase mai mari. De exemplu, o carcasa ATX va gazdui de obicei o placa de baza microATX. Computerele laptop folosesc, in general, placi de baza extrem de integrate, miniaturizate si personalizate.
Acesta este unul dintre motivele pentru care computerele laptop sunt dificil de actualizat si costisitoare de reparat. De multe ori esecul unei componente laptop necesita inlocuirea intregii placi de baza, care este de obicei mai scumpa decat o placa de baza desktop.
Socluri CPU
O priza CPU (unitate centrala de procesare) sau slot, este o componenta electrica care se ataseaza la o placa de circuit imprimat (PCB) si este proiectata pentru a gazdui un procesor (numit si microprocesor). Este un tip special de soclu pentru circuite integrate conceput pentru un numar foarte mare de pini. O priza CPU ofera multe functii, inclusiv o structura fizica pentru a sustine CPU, suport pentru radiator, facilitand inlocuirea (precum si reducerea costurilor) si, cel mai important, formarea unei interfete electrice atat cu CPU cat si cu PCB.
Soclurile procesorului de pe placa de baza se gasesc cel mai adesea in majoritatea computerelor desktop si server (laptopurile folosesc de obicei procesoare de suprafata), in special cele bazate pe arhitectura Intel x86. Un tip de soclu CPU si chipset-ul placii de baza trebuie sa accepte seria si viteza procesorului.
Periferice integrate
Odata cu scaderea constanta a costurilor si a dimensiunii circuitelor integrate, exista acum suport pentru multe periferice de pe placa de baza. Prin combinarea mai multor functii pe un PCB, dimensiunea fizica si costul total al sistemului pot fi reduse; placile de baza extrem de integrate sunt astfel deosebit de populare in calculatoarele cu factori de forma mici si cu buget redus.
- Controlere de disc pentru unitati SATA
- Controler grafic integrat care accepta grafica 2D si 3D, cu iesire VGA, DVI, HDMI, DisplayPort si TV
- placa de sunet integrata care suporta 8 canale (7.1) audio si iesire S / PDIF
- Controler de retea Ethernet pentru conectarea la o retea LAN
- Controler USB
- Controler de interfata de retea fara fir
- Controler Bluetooth
- Senzori de temperatura, tensiune si viteza a ventilatorului care permit software-ului sa monitorizeze starea componentelor computerului.
O placa de baza tipica va avea un numar diferit de conexiuni in functie de standardul si factorul de forma.
O placa de baza moderna ATX standard va avea de obicei doua sau trei conexiuni PCI-Express x16 pentru o placa grafica, unul sau doua sloturi PCI vechi pentru diverse placi de expansiune si unul sau doua PCI-E x1 (care a inlocuit PCI). O placa de baza EATX standard va avea doua pana la patru conexiuni PCI-E x16 pentru placi grafice si un numar diferit de sloturi PCI si PCI-E x1. Uneori poate avea si un slot PCI-E x4.
Unele placi de baza au doua sau mai multe sloturi PCI-E x16, pentru a permite instalarea a mai multe grafice, fara hardware special sau utilizeaza o tehnologie grafica speciala numita SLI (pentru Nvidia) si Crossfire (pentru AMD). Acestea permit conectarea a 2 pana la 4 placi grafice, pentru a permite performante mai bune in sarcini de calcul grafic intensiv, precum jocuri, editare video etc.