เมนบอร์ดทำงานอย่างไร

คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับมาเธอร์บอร์ดและรู้ว่าเมนบอร์ดคืออะไร แต่คุณรู้หรือไม่ว่ามันทำงานอย่างไร

คิดว่ามาเธอร์บอร์ดเป็นสำนักงานใหญ่ของบริษัทขนาดใหญ่ ถ้าไม่มีสำนักงานใหญ่ ใครควรจะมอบหมายงานให้กับพนักงานที่เหลืออยู่? และนั่นคือสิ่งที่เมนบอร์ดมีไว้สำหรับ เป็นศูนย์กลางของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อทุกอย่างเข้าด้วยกัน

มาดูข้อมูลเชิงลึกว่าเมนบอร์ดคืออะไรและทำงานอย่างไร

เมนบอร์ดคืออะไร

มาเธอร์บอร์ดคือแผงวงจรที่มีส่วนประกอบต่างๆ ที่ทำงานร่วมกันเพื่อทำให้คอมพิวเตอร์ทำงาน

เราได้ก่อตั้งมาเธอร์บอร์ดเป็นสำนักงานใหญ่ของบริษัทขนาดใหญ่ แต่แน่นอนว่า สำนักงานใหญ่ไม่ได้เป็นเพียงส่วนสำคัญที่จะทำให้บริษัทประสบความสำเร็จ เช่นเดียวกับที่มีสาขาต่างๆ ของบริษัท มาเธอร์บอร์ดมีส่วนต่าง ๆ ภายในนั้นที่ทำงานร่วมกันเพื่อส่งข้อมูลระหว่างกัน

ฟอร์มแฟกเตอร์

ฟอร์มแฟกเตอร์นั้นโดยพื้นฐานแล้ววิธีการสร้างมาเธอร์บอร์ด หรือลักษณะทางกายภาพของเมนบอร์ดเมื่อพิจารณาจากข้อมูลจำเพาะ (เช่น ขนาด รูปร่าง และเลย์เอาต์)

ยกตัวอย่างแมคโดนัลด์ แม้ว่าร้านอาหารของ McDonald's ทั้งหมดจะดำเนินการในลักษณะเดียวกัน แต่บางร้านก็มีการตั้งค่าต่างกัน บางห้องมีสนามเด็กเล่น หน้าจอสัมผัสแบบสั่งทำพิเศษ และเครื่องทำไอศกรีมที่ไม่เสียหาย

มันเหมือนกันกับปัจจัยด้านรูปแบบ ในขณะที่มาเธอร์บอร์ดทั้งหมดทำงานในลักษณะเดียวกัน แต่รุ่นต่างๆ ก็มีพอร์ต ขนาด และรูสำหรับติดตั้งต่างกัน ฟอร์มแฟกเตอร์ยอดนิยม ได้แก่:

• ATX:ราชินีแห่งฟอร์มแฟคเตอร์ ATX เป็นตัวเลือกยอดนิยมและมีขนาดใหญ่ (ส่วนใหญ่คือ 12 x 9.6 นิ้ว)
• microATX:ATX มาตรฐานรุ่นเล็กที่มีพารามิเตอร์น้อยกว่า
• Mini-ATX:เล็กกว่ารุ่นไมโคร ออกแบบมาสำหรับซีพียูมือถือ
• Mini-ITX:เล็กกว่าบอร์ด ATX (6.7 x 6.7 นิ้ว) ฟอร์มแฟคเตอร์ mini-ITX นั้นเงียบและไม่ใช้พลังงานมากนัก
• Nano-ITX:ระหว่าง Pico และ Mini-ITX ใช้งานได้ดีกับอุปกรณ์บาง
• Pico-ITX:เล็กมากด้วยขนาด 3.9 x 2.8 นิ้ว และจุได้ถึง 1 GB

ฟอร์มแฟคเตอร์ที่เลิกผลิตอื่นๆ ได้แก่ BTX, LPX และ NLX

ชิปเซ็ต

ชิปเซ็ตช่วยให้ข้อมูลไหลระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่ CPU อุปกรณ์ต่อพ่วง ไดรฟ์ ATA กราฟิก และหน่วยความจำ

สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทเหล่านี้:

• Northbridge:ตั้งอยู่ที่ด้าน "เหนือ" ของชิปเซ็ต โดยจะ "เชื่อมต่อ" ส่วนประกอบต่อไปนี้:CPU, RAM และ PCIe
• Southbridge:ตั้งอยู่ที่ด้าน "ใต้" ของชิปเซ็ต โดยจะ "เชื่อมต่อ" ส่วนประกอบต่อไปนี้:BIOS, USB, SATA และ PCI

ลองนึกถึงชิปเซ็ตอย่าง CEO ของบริษัทขนาดใหญ่ โดยมี Northbridge และ Southbridge ทำหน้าที่เป็น CFO และ COO

ในธุรกิจ C ทั้งสามนี้ (หรือ C-Suite) ทำงานร่วมกันภายในสำนักงานใหญ่ของบริษัทเพื่อมอบหมายงานให้กับผู้ใต้บังคับบัญชา ในกรณีของมาเธอร์บอร์ด C-Suite ประกอบด้วยบอสใหญ่ที่ทำให้แน่ใจว่าข้อมูลไหลระหว่างผู้ใต้บังคับบัญชา (เช่น BIOS, CPU, RAM ฯลฯ)

ซ็อกเก็ตซีพียู

โดยพื้นฐานแล้วนี่เป็นที่อยู่อาศัยเล็กๆ น้อยๆ ให้ CPU พักได้ CPU เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสเล็กๆ ที่มีหมุดและตัวเชื่อมต่ออยู่ด้านล่าง ซึ่งช่วยในการตีความและส่งข้อมูลที่ทำโดยส่วนนอร์ธบริดจ์ของชิปเซ็ต

ให้คิดว่า CPU เปรียบเสมือนผู้ช่วยในสำนักงานที่ประสบความสำเร็จกับ CFO/COO ผู้ช่วยสำนักงานอาศัยอยู่ในห้องเล็ก ๆ ของตัวเอง (หรือในกรณีนี้คือซ็อกเก็ต CPU) เพื่อทำงานประเภทต่างๆ

เหมือนกับ CFO/COO ที่บอกผู้ช่วยสำนักงานให้จัดกำหนดการประชุม โทรออก และดำเนินการกาแฟ ผู้ช่วยสำนักงานหรือ CPU ทำงานประเภทนี้ (แต่ในทางคณิตศาสตร์มากกว่า เนื่องจาก CPU อ่านคำสั่งอินพุตและเอาต์พุต)

การมี CPU คุณภาพสูง (และผู้ช่วยในสำนักงาน) มีความสำคัญต่อความเร็วและประสิทธิภาพโดยรวมของคอมพิวเตอร์

สล็อต

คิดว่าสล็อตเหมือนสาขา/แผนกต่างๆ ของบริษัท

บริษัทส่วนใหญ่มีแผนกต่างๆ เช่น การตลาด ทรัพยากรบุคคล การบัญชี การวิจัย ฯลฯ

สล็อตเป็นเหมือนแผนกเหล่านี้สำหรับมาเธอร์บอร์ด โดยมีสาขาเช่น:

• สล็อตหน่วยความจำ/DIMM:ใช้สำหรับเก็บหน่วยความจำ/RAM
• PCI:เชื่อมต่อการ์ดเอ็กซ์แพนชัน เช่น วิดีโอ เครือข่าย และการ์ดเสียง
• PCIe:PCIe เวอร์ชันใหม่ แต่มีอินเทอร์เฟซที่แตกต่างจากการ์ดเอ็กซ์แพนชันเกือบทุกชนิด
• USB:ใช้สำหรับตัวเชื่อมต่อ USB เช่น แฟลชไดรฟ์ แม้ว่าจะไม่ธรรมดามาก
• SATA:ใช้สำหรับออปติคัล/ฮาร์ดดิสก์/ไดรฟ์โซลิดสเทต

บัสข้อมูล

ส่วนประกอบทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นจะไม่ทำงานพร้อมกันหากไม่มีบัสข้อมูลที่จำเป็นซึ่งเชื่อมต่อทุกอย่างเข้าด้วยกัน

คิดว่าบัสข้อมูลเป็นรูปแบบหนึ่งของการสื่อสาร

ดังนั้นในบริษัทขนาดใหญ่ ถ้า CFO/COO ต้องการบอกผู้ช่วยในสำนักงานว่าต้องทำอย่างไร พวกเขาจะทำอย่างไร? อีเมล? โทรศัพท์? สนทนาแบบตัวต่อตัว? ไม่สำคัญหรอกตราบใดที่ยังมีรูปแบบการสื่อสารเกิดขึ้น

เป็นแนวคิดเดียวกันกับมาเธอร์บอร์ด ส่วนประกอบทั้งหมดส่งข้อมูลให้กันและกันผ่านบัสข้อมูล

รวมเข้าด้วยกัน:มันทำงานอย่างไร

เมื่อคุณเปิดคอมพิวเตอร์ พลังงานจะถูกส่งจากแหล่งจ่ายไฟไปยังเมนบอร์ด

ข้อมูลจะถูกโอนผ่านบัสข้อมูลและผ่านส่วน Northbridge และ Southbridge ของชิปเซ็ต

ส่วนสะพานทางเหนือเชื่อมโยงข้อมูลกับ CPU, RAM และ PCIe RAM เริ่มส่งอินพุตไปยัง CPU ซึ่ง "ตีความ" การกระทำเหล่านี้เป็นเอาต์พุต จากนั้นข้อมูลไปยัง PCIe จะถูกโอนไปยังการ์ดเอ็กซ์แพนชัน ขึ้นอยู่กับประเภทที่คุณมี

ส่วนสะพานใต้เชื่อมต่อข้อมูลกับ BIOS, USB, SATA และ PCI สัญญาณไปยัง BIOS ช่วยให้คอมพิวเตอร์ของคุณสามารถบู๊ตได้ ในขณะที่ข้อมูลไปยัง SATA “ปลุก” ออปติคัล ฮาร์ดดิสก์ และโซลิดสเตตไดรฟ์ของคุณ ข้อมูลจาก SATA จะใช้เพื่อเพิ่มพลังให้วิดีโอ เครือข่าย และการ์ดเสียงของคุณ

กล่าวโดยย่อ มาเธอร์บอร์ดทำหน้าที่เป็นสำนักงานใหญ่ของคอมพิวเตอร์ที่ส่งข้อมูลผ่านบัสข้อมูล บัสข้อมูลเหล่านี้จะผ่านส่วนสะพานทางเหนือและสะพานทางใต้ของชิปเซ็ต จากนั้นจึงไปเสี่ยงกับส่วนประกอบอื่นๆ เช่น CPU, RAM, PCI, PCIe เป็นต้น

ทุกอย่างทำงานร่วมกันเหมือนบริษัทที่ประสบความสำเร็จ แม้ว่าจะเป็นแบบไบนารี่ก็ตาม

เครดิตรูปภาพ: Dave Crosby, gcg2009, VIA Gallery, Jarek Kulik, Marlon J. Manrique, Dominik Bartsch