コンピューターのマザーボードとは何ですか

マザーボードの構造と目的を探る

コンピューターのマザーボードを詳しく調べると、次の XNUMX つの異なるコンポーネント カテゴリで構成される複雑な電子回路が明らかになります。

1. アナログコンポーネント: これらの要素は、さまざまなコンポーネントに電力を供給する電気エネルギーの分配を調整する役割を果たします。 それらの主な役割は、異なる要素間で電流と電圧を正確に割り当てることです。
2. デジタルコンポーネント: これらには、コンピュータの基本的な操作を実行するプロセッサとメモリ ユニットが含まれます。

さらに詳しく調べると、各チップには一連の通信および電源インターフェイスがあり、ピンまたは端子として現れます。 マザーボードが存在しない場合、各ピンに個別のケーブルが必要となり、複雑な相互接続が発生します。

上の画像を考えてみましょう。どちらも同じコンピュータを表しています。 左側の画像は、プロトタイプのマザーボード前の設計を示しており、XNUMX 番目の画像には存在しない、絡み合ったケーブルの塊が示されています。 同じ現象が次の例でも明らかです。

マザーボード上の拡張インターフェイス

マザーボード上のコンポーネントははんだ付けされていますが、すべてのコンピューター コンポーネントがこの方法に従っているわけではありません。 ハードウェアを選択するときにある程度の柔軟性を持たせるには、さまざまなインターフェイスが必要です。 これらのインターフェースにより、はんだ付けを行わずにさまざまな部品を取り付けることができるため、部品の選択が容易になります。

ソケット

ソケットは、コンピュータの中央チップ (ソケットとも呼ばれます) への接続として機能します。 CPU またはプロセッサー。 現代では、通常、数百のピンや相互接続があり、場合によっては 1800 に近いものもあります。その膨大な性質を考慮して、これらのピンは格子状に配置されています。 ただし、他のインターフェイスとは異なり、ソケットは標準化されていません。 プロセッサーの各ブランドと世代には、それぞれ異なるソケットが付属しています。 このソケットの選択は、マザーボードのチップセットにも影響します。

幅木

スロットは狭くて細長い形状で、通常、RAM メモリと拡張カードの接続という 100 つの目的に役立ちます。 当初は、単一タイプのソケット (S-XNUMX) が両方に使用されていました。 現在では、各 RAM モジュール タイプが独自のソケットを採用しているのに対し、PCI Express インターフェイスは拡張カード専用であるため、これらは分離されています。

これらのインターフェイスは、長い長さを考慮して多数のピンによって実現される、かなりの帯域幅を必要とするプロセッサを超えたコンポーネント向けに特別に設計されています。 さらに、多くの場合、同じインターフェイス内に電力とデータの両方が組み込まれています。 現在、メモリ ソケットはチップセットを介してデータを送信せず、代わりにプロセッサに直接接続します。

コネクタ

最後に、コネクタは、SATA や USB などのインターフェイスにリンクされたケーブルに対応します。 これらのコネクタは、低速のデータ転送を必要とするコンポーネントや外部周辺機器に使用されます。 また、電源接続も容易になり、さまざまなコンポーネントや冷却システムなどの導管として機能します。

マザーボードのチップセット

ハードウェア進化の注目すべき側面は、特定の領域内のトランジスタ数が周期的に増加すると主張するムーアの法則です。 この現象により、長年にわたってマザーボードの複雑さは軽減されてきました。 元のチップセットは大幅に大きかった。

上の画像は、コンポーネントが高密度に実装された 1987 IBM PS/2 マザーボードを示しています。 逆に、最新の同等品と比較すると、チップが少なく、よりクリーンなデザインであることがわかります。 この変化は、集積回路が時間の経過とともに統合され、一部はプロセッサー内に組み込まれるようになり、起こりました。 かつてマザーボード上に配布されていたチップのセットは、現在でもチップセットと呼ばれる単一のユニットに進化しました。