مادر برد چیست؟

مادر برد چیست؟ وقتی دکمه روشن کردن کامپیوتر را فشار می‌دهید، در پشت‌صحنه دنیایی از نظم و هماهنگی به حرکت درمی‌آید. در مرکز این هماهنگی، قطعه‌ای قرار دارد که قسمت‌های مختلف کامپیوتر مانند پردازنده (CPU)، حافظه رم و هارد را به هم متصل می‌کند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. بدون این قطعه حتی قدرتمندترین پردازنده‌ها و سریع‌ترین حافظه‌ها هم از کار می‌افتند و کامپیوتر عملاً متوقف می‌شود.

در این مقاله از آی تی‌کلوپ، ابتدا بررسی می‌کنیم مادربرد چیست، چه وظایفی دارد و از چه اجزایی تشکیل شده است.

مادر برد چیست؟

مادربرد، برد اصلی و مرکزی کامپیوتر است که نقش قلب سیستم را ایفا می‌کند. تمامی قطعات سخت‌افزاری مانند پردازنده (CPU)، حافظه رم، کارت گرافیک، هارد و سایر اجزا روی آن نصب شده و از طریق مادر برد با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. البته برخی تجهیزات مانند صفحه‌کلید، ماوس و پرینتر نیز از طریق کابل به مادربرد متصل می‌شوند.

بر روی سطح مادربرد، مسیرهای ارتباطی بسیار ظریفی طراحی شده‌اند که تنها از فاصله نزدیک قابل مشاهده‌اند. این مسیرها در واقع خطوط انتقال داده و انرژی میان قطعات مختلف سیستم هستند. معمولاً جنس بیشتر این مسیرها از فلز مس است اما در برخی بخش‌ها برای رسانایی بیشتر از طلا نیز استفاده می‌شود.

برای درک بهتر نقش مادربرد، می‌توان کامپیوتر را مانند یک شهر بزرگ تصور کرد. خیابان‌ها و بزرگراه‌های این شهر همان مادربرد هستند که ساختمان‌های (قطعات سخت‌افزاری سیستم) شهر را به هم متصل می‌کنند. مادر برد وظیفه دارد هم انرژی الکتریکی را به اجزای مختلف برساند و هم مسیر ارتباطی میان آن‌ها را فراهم کند.

به‌عنوان مثال وقتی کلیدی را روی صفحه‌کلید فشار می‌دهید یا ماوس را حرکت می‌دهید، این اطلاعات از طریق مادربرد به پردازنده ارسال می‌شود تا پردازش شود. سپس نتایج پردازش در حافظه رم ذخیره می‌شوند تا در صورت نیاز، سریعاً در دسترس CPU قرار گیرند. در نهایت این داده‌ها یا در درایو ذخیره‌سازی نگهداری می‌شوند یا به دستگاه‌های خروجی مانند مانیتور یا بلندگو ارسال می‌گردند. تمام این فرآیندها از طریق مادربرد انجام می‌شود.

حالا که با مادر برد آشنا شدید، نوبت به بررسی اجزای اصلی مادربرد رسیده است.

پیشنهاد خواندنی: آی پی چیست؟

اجزای اصلی مادر برد

اکنون که یک دید کلی درباره مادربرد پیدا کرده‌اید، وقت آن رسیده است که با اجزای اصلی آن آشنا شوید. ساختار ظاهری مادربرد شامل قطعات الکترونیکی مانند ترانزیستور، خازن، دیود، مقاومت، آی‌سی و ورودی‌هایی است که روی یک برد الکترونیکی نصب شده‌اند. روی برد همچنین مسیرهای مسی ظریفی وجود دارد که به آن‌ها Traces گفته می‌شود و وظیفه انتقال برق و سیگنال‌ها میان قطعات بزرگ‌تر مانند پردازنده، حافظه رم و کارت گرافیک را بر عهده دارند.

تصویر زیر یک شماتیک کلی از مادربرد را نشان می‌دهد. ممکن است محل برخی قطعات در مادربردهای مختلف متفاوت باشد، اما این تصویر یک دید کلی از مادربرد و اجزای اصلی آن ارائه می‌دهد. در ادامه، به‌صورت دقیق‌تر به هر یک از اجزای مادربرد که در تصویر نمایش داده شده‌اند، پرداخته‌ایم.

سوکت پردازنده (CPU Soket):

سوکت پردازنده محلی است که پردازنده (CPU) روی آن نصب می‌شود و به‌نوعی می‌توان آن را مهم‌ترین بخش مادربرد دانست. این سوکت از صدها یا حتی هزاران پین یا حفره کوچک تشکیل شده که با چینش خاصی طراحی شده‌اند تا ارتباط دقیق و سریع بین پردازنده و سایر اجزای سیستم برقرار شود. نوع و مدل سوکت سی‌پی‌یو، تعیین‌کننده این است که چه پردازنده‌هایی با مادربرد سازگار باشند. به همین دلیل پیش از خرید یا ارتقای پردازنده باید حتماً نوع سوکت مادربرد خود را بدانید.

قبل از مطالعه ادامه مقاله مادربرد چیست، پیشنهاد می کنیم مقاله هارد اکسترنال چیست راه هم بخوانید.

اسلات های حافظه رم (Ram Memory Slots):

اسلات‌های حافظه رم محل نصب ماژول‌های RAM روی مادربرد هستند. این اسلات‌ها معمولاً به‌صورت دو یا چهار عدد در کنار هم قرار می‌گیرند هر اسلات دارای یک شیار مرکزی است که باعث می‌شود ماژول رم فقط در جهت صحیح در آن قرار گیرد و از نصب اشتباه جلوگیری شود.

نوع اسلات (مثل DDR3، DDR4 یا DDR5) باید با نوع ماژول رم شما یکسان باشد، در غیر این صورت قطعه نصب نخواهد شد. چینش ماژول‌ها در اسلات‌ها می‌تواند حالت‌های تک‌کاناله یا دوکاناله را فعال کند که روی پهنای باند حافظه تأثیر مستقیم می‌گذارد.

گفتنی است که RAM محلی برای ذخیره موقت داده‌هایی است که سیستم باید سریع به آن‌ها دسترسی داشته باشد. این نوع حافظه ناپایدار است؛ یعنی با قطع جریان برق، تمام داده‌های ذخیره‌شده در آن از بین می‌رود. در تصویر بالا ۴ اسلات سیاه رنگ وجود دارد که همان اسلات حافظه رم هستند.

اسلات‌های توسعه (Expansion Slots)

اسلات‌های توسعه شکاف‌هایی روی مادربرد هستند که امکان نصب کارت‌های جانبی مانند کارت گرافیک، کارت صدا، کارت شبکه، کارت مودم و غیره را فراهم می‌کنند. با استفاده از این اسلات‌ها می‌توان قابلیت‌های جدیدی به سیستم اضافه کرد یا عملکرد آن را ارتقاء داد.

انواع مختلفی از اسلات های توسعه وجود دارد که شامل: PCI، AGP و PCI Express (PCIe) و غیره میباشد. امروزه PCIe رایج‌ترین و سریع‌ترین استاندارد محسوب می‌شود و در اندازه‌ها و سرعت‌های مختلفی مانند PCIe x1، PCIe x4، PCIe x8 و PCIe x16 تولید می‌گردد. تفاوت این نسخه‌ها در تعداد مسیرهای ارتباطی و میزان پهنای باند آن‌هاست؛ به عنوان نمونه کارت گرافیک معمولاً در اسلات PCIe x16 نصب می‌شود زیرا برای پردازش حجم بالای داده‌های تصویری به پهنای باند زیادی نیاز دارد، در حالی که برای کارت صدا یا کارت شبکه معمولاً اسلات x1 کافی است.

این اسلات‌ها معمولاً در بخش پایینی مادربرد قرار دارند و به صورت افقی روی برد دیده می‌شوند. هر اسلات یک زبانه قفل‌کننده پلاستیکی دارد که کارت نصب‌شده را محکم در جای خود نگه می‌دارد.

اسلات کارت گرافیک (AGP Slot)

اسلات کارت گرافیک محلی برای نصب کارت گرافیک به مادربرد است. این اسلات معمولاً از نوع PCIe و در مادربردهای قدیمی‌تر از نوع AGP است. در برخی مادربردها، پردازنده گرافیکی به‌صورت مجتمع روی برد قرار دارد و به همین دلیل ممکن است در برخی از مادربردها، اسلات اختصاصی کارت گرافیک وجود نداشته باشد.

قبل از مطالعه ادامه مقاله مادربرد کامپیوتر چیست، پیشنهاد می کنیم مقاله کارت گرافیک چیست راه هم بخوانید.

بایوس (BIOS)

BIOS مخفف Basic Input/Output System است؛ نرم‌افزاری پایه‌ای که روی یک تراشه کوچک در مادربرد ذخیره شده و وظیفه‌ی راه‌اندازی اولیه کامپیوتر را بر عهده دارد. این نرم‌افزار هنگام روشن شدن سیستم اجرا می‌شود، قطعات سخت‌افزاری را شناسایی و بررسی می‌کند و سپس سیستم‌عامل را از حافظه بارگذاری می‌نماید.

BIOS شامل مجموعه‌ای از دستورالعمل‌هاست که به سخت‌افزار می‌گوید چه کاری باید انجام دهد. این دستورالعمل‌ها در حافظه‌ی ROM یا فلش ذخیره می‌شوند و به‌طور مستقیم قابل تغییر نیستند، مگر از طریق به‌روزرسانی‌های خاص.

BIOS تنظیمات پایه‌ای کامپیوتر را کنترل می‌کند؛ از جمله ترتیب بوت، مدیریت حافظه، ساعت و تاریخ سیستم، و پیکربندی قطعات سخت‌افزاری مانند هارد دیسک، رم و کارت گرافیک. دسترسی به محیط BIOS معمولاً با فشردن کلیدهایی مانند Del یا F2 هنگام روشن شدن سیستم امکان‌پذیر است که بسته به مدل مادربرد ممکن است متفاوت باشد.

باتری CMOS

باتری CMOS قطعه‌ای کوچک و گرد است که روی مادربرد کامپیوتر قرار می‌گیرد و وظیفه اصلی آن تأمین انرژی برای حافظه CMOS در زمان خاموش بودن سیستم است. حافظه CMOS اطلاعات مهمی مانند تنظیمات بایوس، تاریخ و ساعت سیستم و پیکربندی سخت‌افزاری را در خود نگه می‌دارد. باتری CMOS باعث می‌شود اطلاعاتی مانند تاریخ، ساعت، ترتیب بوت و سایر تنظیمات پایه‌ای حتی در زمان قطع برق حفظ شوند.

معمولاً باتری CMOS از نوع سکه‌ای (CR2032) است و چند سال عمر می‌کند. وقتی باتری ضعیف یا خالی شود، سیستم ممکن است هر بار که روشن می‌شود تاریخ و ساعت را فراموش کند یا پیام های خطا مرتبط با تنظیمات BIOS نمایش دهد.

پیشنهاد خواندنی: آی مک چیست؟

چیپست (Chipset) 

چیپست را می‌توان به مدیر هماهنگی یک شهر شلوغ تشبیه کرد؛ شهری که هر خیابان، ایستگاه و ساختمانش همان قطعات سخت‌افزاری سیستم هستند. این مدیر مراقب است مسیرها همیشه باز باشند، هیچ‌کس بی‌دلیل پشت ترافیک نماند و داده‌ها با سرعت و نظم بین بخش‌های مختلف جابه‌جا شوند.

روی مادربرد، چیپست همان تراشه‌ای است که مشخص می‌کند پردازنده چطور با رم حرف بزند، کارت گرافیک از چه مسیری داده بگیرد و هارد یا SSD با چه سرعتی اطلاعات را رد و بدل کنند. به زبان ساده، چیپست مسئول کنترل جریان داده‌ها بین قطعات اصلی سیستم است.

در گذشته چیپست‌ها معمولاً از دو بخش تشکیل می‌شدند: Northbridge که مسئول کنترل ارتباط بین پردازنده و رم بود و Southbridge که دستگاه‌های ورودی‌خروجی را مدیریت می‌کرد. اما در مادربردهای امروزی، بسیاری از وظایف Northbridge به داخل خود پردازنده منتقل شده و چیپست به‌صورت یک تراشه کوچک و واحد طراحی می‌شود.

کانکتور IDE

پیشنهاد خواندنی: خلاصه کتاب شازده کوچولو