Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Сводная информация о тестируемых платах
• 2. Удобство подключения и порты
• 3. Система питания и особенности
• 4. Подведение итогов
• Заключение
• Список использованных источников


Введение

Материнская плата - это основной компонент каждого компьютера, которая управляет, как и внутренними устройствами, так и внешними. От ее работы зависит стабильность всего компьютера в целом. Тип установленной материнской платы определяет общую производительность, а также модернизацию ее.

На материнских платах размещены все основные элементы ПК. Линии их соединения и разъемы для подключения внешних устройств:

1. Разъем для процессора типа Socket

2. Разъемы (слоты) для установки модулей оперативной памяти

3. Слоты для установки карт расширения (видео, звуковая, сетевая карты)

4. Разъем для подключения накопителей данных (ATA, SATA)

5. Разъемы для подключения внешней периферии

6. Набор чипсетов для обмена данными между всеми компонентами ПК.

Мостов у МП всегда два: северный и южный мост.

Северный мост - его функции заключаются в обеспечение взаимодействия процессора, ОЗУ и видеоадаптера.

Южный мост - его функции в обеспечение взаимодействие шин ввода-вывода с центральным процессором и оперативной памятью.

Оба моста могут быть выполнены на одном чипе или на двух.

Все компоненты МП связаны друг с другом системой проводников, по которой происходит обмен информации между устройствами (шинами).

Информационные магистрали, которые связывают воедино компоненты и устройства ПК называются шины.

Шина может представлять собой набор проводящих линий, вытравленных на печатной плате; скрутки проводов; шлейфы (тот же кабель, только плоский). Шина предназначена для обмена информацией между двумя и более устройствами и центральным процессором. Шина, связывающая только два устройства, называется портом. Исключение это PСI шина - ее портом не назовешь.

Рис. 1

По функциям шины различаются:

1. Системные шины (шины центрального процессора) предназначена для пересылки информации от процессора и обратно.

2. Шина памяти предназначена для обмена информации ЦП и оперативной памятью.

3. Шина ввода-вывода предназначена для обмена информацией периферийных устройств с ЦП.

Каждая шина имеет свою собственную архитектуру. При этом включает следующие компоненты (линии):

1. Каналы для обмена данными;

2. Шины адреса (каналы для передачи адресов данных);

3. Шины управления (передает служебные команды управления данными).

Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX.

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов. Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый "бренд", например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).

Наиболее известными производителями материнских плат на российском рынке в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, MSI, Intel, Elitegroup, AsRock. Ранее большой известностью пользовались платы фирм Abit и Epox. На сегодня обе фирмы прекратили выпуск материнских плат. Из российских производителей материнских плат можно упомянуть только компанию Формоза, которая производила платы, используя компоненты фирм Lucky Star и Albatron. Из украинских - корпорацию "Квазар-Микро".

1. Сводная информация о тестируемых платах

Для рассмотрения темы курсовой работы возьмем пять системных плат на Socket 2011-3 форм-фактора ATX стоимостью от 30 000 рублей. Сводные характеристики представлены в таблице 1.

ASUS X99-Deluxe/ U3.1. Легкое обновление ASUS X99-Deluxe. Вместо пары USB 3.0 появилось 2 порта USB 3.1.

Рис. 2

В распоряжении будет 8 портов USB 3.0, два проводных сетевых адаптера, функция обновления BIOS, Wi-Fi на Broadcom с 3 антеннами и два сетевых адаптера.

ASUS X99-WS/IPMI. К плате можно подключить до четырех устройств к USB 3.0 портам и еще пару к USB 2.0. Один из портов USB 2.0 по замыслу производителя лучше занять флешкой, чтобы записывать туда логи.

Рис. 3

Сетевых карт на плате две, они близнецы - Intel 210. Третий разъем сети выведен для получения данных мониторинга. Сама система управления основана на сочетании чипсета ASPEED AST2400 и фирменного ключа IPMI 2.0 ASMB8-iKVM. Звук - стандартный набор из Realtek ALC1150 с операционными усилителями.

ASUS X99-E WS. X99-WS/IPMI в отличие от ASUS X99-E WS более специфичная плата. X99-E WS лучше приспособлена для повседневно используемой системы, а не в качестве рабочей станции. У нее больше портов USB 3.0, удобнее разводка и дизайн. Но она не лишена серверных фишек.

Рис. 4

Модуля управления на ней нет, второстепенные функции: отслеживание напряжений блока питания, температур и т.п., - остались на месте. Даже сохранили возможность в рабочем состоянии отправлять данные на флешку. Встроенный звук реализован силами контроллера Realtek ALC1150 совместно с усилителем для наушников Texas Instruments R4580I.

ASUS Rampage V Extreme/U3.1. Топовая и самая дорогая геймерская материнская плата от ASUS. В "Экстриме" реализовано множество возможностей плюс беспроводная сеть АС стандарта, 8 USB 3.0, пары 3.1.

Рис. 5

В комплектации включена специальная OC Panel. При этом разница между Deluxe и Extreme не существенная и составляет всего 4000 рублей.

MSI X99A Godlike Gaming. Материнская плата создавалась с прицелом на оверклокеров. Максимальное внимание уделили возможностям разгона.

Рис. 6

Хотя при этом не пострадала обратная сторона - задняя панель, беспроводная сеть и т.п. Поэтому на плату поставили пару проводных адаптеров и один Wi-Fi с 2 антеннами. Кнопку сброса BIOS вывели наружу. Специальный усилитель для наушников также поставили и сделали выход 6.3мм. К сожалению портов USB мало.

3. Система питания и особенности

ASUS X99-Deluxe/ U3.1. В связи с тем, что Intel разграничила процессоры не по числу ядер, а по количеству доступных линий PCI-e, в компании ASUS решили ознакомить пользователей с правильным принципом установки разных конфигураций видеокарт.

Таб. 2

Физически два слота из пяти получили формат 16х, остальные - 8х.

Рис. 7

Две пары портов USB 3.0 (из трех возможных) разведены через колодки на материнской плате. Еще три пары подключены через контроллеры ASMedia 1074 и управляющую микросхему ASM1042, а она в свою очередь подсоединяется к разветвителю ASM1187E. Он реплицирует одну линию PCI-e в семь. К нему же подключена плата Wi-Fi+Bluetooth и второй сетевой контроллер. Дополнительный слот PCI-e 2.0 4x это компромисс между слотом для карт расширения/парой USB 3.0 портов на задней панели и портом SATA-Express. Выбрать его скорость можно в меню BIOS.

Последний слот PCI-e 3.0 16x делит ресурсы с разъемом M.2. - на выбор предоставляется полноценная скорость в связке 16х + 16х + 8х, но без М.2 устройства, либо последняя видеокарта будет делить шину с твердотельным накопителем. Кстати, последний может быть только с интерфейсом PCIe, SATA SSD в нем не будут распознаваться.

Система питания материнской платы состоит из 8 фаз. В сборки входят микросхемы IR3550M и ШИМ-контроллер Digi+ ASP1257, а также усиленные IR3553M с контроллером Digi+ ASP1250. Все премиальные и массовые модели плат ASUS давно перешли на Dr.MOS. К тому же в BIOS теперь есть куча тонких настроек по питанию. До этого такие широкие возможности предлагались только в платах ROG серии.

В комплекте с платой идут некоторые аксессуары: вертикальный крепеж для SSD M.2, плата-переходник с PCIe 4x на М.2. А также адаптер для 3 дополнительных вентиляторов. Всего на материнке установлено 6 разъемов под вентиляторы и все они 4-pin. С внешним адаптером количество возрастает до 9. С помощью внешнего датчика температуры можно настроить любую зависимость работы вентиляторов от нагрева конкретного места в системном блоке. Жаль, что датчик в базе только один.

В целом возможности подключения различных комбинаций устройств весьма и весьма широкие. Учтены типичные конфигурации, и можно сказать, что ASUS рассчитывает на покупателя с двумя видеокартами.

Помимо особенностей по подключению на материнской плате, чтобы она соответствовала названию Deluxe, вывели светодиодную индикацию при прохождении POST в дополнении к POST табло. Поставили кнопки включения/перезагрузки и отката на стабильные настройки памяти. Аппаратный переключатель режимов Sli и Crossfire и активацию профиля XMP.

ASUS X99-WS/IPMI. Редкая модель, плата для рабочих станций. X99-WS/IPMI оснащена модулем удаленного управления ASMB8-iKVM. Система ASMB8 позволяет не только наблюдать за состоянием системы и управлять ее питанием, но и получать полный доступ к выводимому на монитор изображению, включая интерфейс настроек BIOS или экран с ошибками Windows.

Рис. 8

Для удалённого управления компьютером используется последовательный порт или подключение через локальную сеть. Не имеет значения, включен ли компьютер, или же он находится в режиме ожидания. Кроме того, аппаратное решение не зависит от операционной системы, так что на ПК даже не требуется ее установка. Передача данных осуществляется через Intelligent Platform Management Bus (IPMB). Даже доступ к BIOS осуществляется через функцию Serial Over LAN. Поддерживаются все процессоры с разъемом 2011-3, включая Intel Xeon E5-1600 v3 и Xeon E5-2600 v3.

По подключениям видеокарт у модели есть специфические особенности. Так, первым следует занимать не самый верхний слот, а второй. Также плата поддерживает конфигурацию только 3Way Sli с 40 линиями и 2Way с 28 линиями.

Таб. 3, 4

Система питания похожа на ту, что используется на плате Deluxe и состоит она из 8 фаз. В сборки входят микросхемы IR3550M и ШИМ-контроллер Digi+ ASP1257, а также усиленные IR3553M с контроллером Digi+ ASP1250.

Появились уникальные функции. Например, переключатель Dr. Power - по мнению ASUS вы устанавливаете дочернюю плату и все проблемы или неполадки с питанием приходят вам в виде оповещений. Помимо этого, можно опционально включить отслеживание температуры модулей памяти. Делается это с помощью джампера. Ах да, это единственная плата со встроенным управлением графического адаптера. И она просто кишит непонятными для обыденного пользователя функциями. Что легко объяснимо, т.к. материнка ориентирована на построение рабочей станции.

Отсюда и связка из пары 8-pin разъемов питания плюс 6-pin. К счастью нашлось место для M.2, причем он совместим как с PCI-e устройствами, так и SATA. Остальных коммуникационных возможностей также достаточно.

ASUS X99-E WS. Вторая плата, заточенная под рабочую станцию. Модель близка по характеристикам ранее рассмотренной, но с некоторыми изменениями. Во-первых, она выполнена с привычным расположением слотов памяти. Во-вторых, ее размеры почти совпадают с ATX форматом.

Рис. 9

Почти, потому что формально она шире из-за дополнительных контроллеров. А с ними становится доступно 7 слотов PCI-e 16x, физических. Логически они подключаются по следующей схеме (Таб. 5).

Независимо от процессора в ASUS X99-E WS можно поставить до семи видеокарт. Но возникает одна маленькая проблема, видеокарты должны быть 1 слотовые. А таковых в природе нет, поэтому реальное количество ограничено 4.

Таб. 5

Функциональность материнской платы по слотам расширена при помощи двух контроллеров PLX PEX8747. Каждый из них обеспечивает работу 32-х линий PCI-Express при 16-ти входных, итого получаем 64 линии PCI-Express, которые делятся на семь слотов.

Самый верхний слот использует свои 16 линий всегда, остальные же работают "попарно", то есть в режимах 8+8 или 16+0 для каждой пары ресурсы делятся микросхемами-коммутаторами ASMedia ASM1480. В итоге нам доступны конфигурации с использованием вплоть до четырех видеокарт по формуле 16+16+16+16, либо до семи устройств, работающих по формуле 16+8+8+8+8+8+8. Отмечу, что согласно характеристикам, которые указал производитель, такая конфигурация работы слотов едина как для процессоров с 40 линиями PCI-Express, так и для ЦП с 28 линиями PCI-Express. материнская плата порт тестируемая

Каким образом это обеспечено? Все просто: при использовании младших моделей CPU на один из контроллеров PLX отводится только 8 линий, но на выходе контроллера без изменений будет 32 линии. Немного нечестно, и разница в производительности наверняка всплывет, но все же. С другой стороны, сложно представить ситуацию, когда пользователь будет покупать такую системную плату, чтобы впоследствии экономить на процессоре.

Для подключения твердотельных накопителей на материнской плате присутствует разъем M.2. Свободного места вокруг него не так много, так что поддерживаются только сравнительно компактные накопители форм-факторов 2280 и 2260. Из неприятных вещей стоит сказать, что данный разъем может работать только в режиме PCI-Express (режим X4 3.0), накопители с интерфейсом SATA в нем работать не будут. А к плюсам отнесем то, что он не делит ресурсов с чем-либо, четыре линии PCI-Express ему доступны всегда.

Внутренние колодки для подключения корпусных портов работают не напрямую от набора системной логики, а через концентратор ASMedia ASM1074. В такой конфигурации задействован несколько нестандартный режим работы концентратора - он обеспечивает работу четырех портов, используя ресурсы только одного, а не двух, как это обычно встречается на материнских платах. Второй такой же контроллер расположен недалеко от интерфейсной панели и также работает в урезанном режиме. Зато благодаря этому, на интерфейсной панели кроме четырех портов от ASMedia ASM1074 присутствуют четыре чипсетных порта X99.

Контроллер питания процессора - ASP1257, а функции транзисторов и драйверов объединены в DRMOS микросхемах International Rectifier IR3550M, по одной на каждую из фаз питания. Каждая из двух групп модулей оперативной памяти питается от своего двухфазного преобразователя.

В сумме у материнской платы шесть разъемов, все 4-pin и с поддержкой ШИМ-управления. Не самое большое количество разъемов, но с учетом того, что все они должны быть регулируемыми - проблем не ожидается. Что касается расположения разъемов, не очень удобно размещены разъемы CHA_FAN1 и CPU/CPU_OPT: они находятся там, где будут максимально труднодоступны в собранной системе, между видеокартой и процессорным кулером. Второстепенные функции, такие как активация профилей XMP, внешний датчик температуры, различные режимы разгона, включения или отключения защиты напряжения процессора, все это у платы есть.

ASUS Rampage V Extreme/U3.1. Материнская плата достаточно крупная. Габариты устройства составляют 305 х 272 мм, что стандартно для форм-фактора EATX. Питание на материнскую плату подается через основной и дополнительные коннекторы питания ATX по схеме 24+8+4. Количество фаз - 8 штук.

Рис. 10

В качестве основного ШИМ-контроллера здесь используется микросхема ASP1257. На каждую из восьми фаз приходится по одной транзисторной сборке типа PowIRstage International Rectifier IR3555M. В них дополнительно интегрирован драйвер и диод Шоттки. Кроме этого, здесь применяются новые катушки индуктивности с технологией MicroFine.

Один из портов PCI-e x2 делит общую пропускную способность через свитч с SATA-Express или 2 портами SATA. На единственный слот PCI-e 1x задействовано аж 3 хаба-переключателя. В зависимости от сценария соединение происходит либо на портах USB 3.1, либо на нем. Схема работы некоторых устройств действительно слишком заумная. Неужели ASUS не могла установить дополнительный хаб, генерирующий линии PCI-e?

Таб. 6, 7

В зависимости от процессора поддерживаются конфигурации Crossfire и Sli - 4Way и 3Way. Скорости не самые большие, но в настоящих игровых приложениях разницы между 8х и 16х не замечено. Можно отметить, что на материнке установлен специальный четырехканальный переключатель, который позволяет вручную отключать каждый из четырех красных слотов PCI-e x16. А разъем M.2 берет четыре линии PCI-e Gen 3 из самого нижнего слота. Соответственно четыре видеокарты можно использовать лишь со старшими моделями процессоров, где по 40 линий PCI-e. Как уже отмечалось выше, на плате присутствует разъем M.2 x4 Gen 3, который обеспечивает поддержку соответствующих накопителей и передачу данных до 32 Гбит/с.

Беспроводной модуль, поддерживающий самые современные стандарты беспроводных сетей, включая IEEE 802.11 a/b/g/n/ac (который работает в двух диапазонах 2.4 и 5 ГГц, и обеспечивает максимальную пропускную способность 1300 Мбит/с) и Bluetooth 4.0, используется фирмы Broadcom с 3 антеннами. На практике в идеальных условиях соединения действительно проходят на скоростях порядка 1Гбита.

Помимо стандартного набора кнопок, состоящего из Вкл/Выкл и Reset есть и оригинальные - это ReTry (нечто похожее на Reset, но без сброса настроек BIOS), переключатель между 2 BIOS и SAFE BOOT (вход в настройки BIOS). Присуствует и всевозможная светодиодная индикация состояний работы слотов, активации профилей и т.п. А также Slow_Mode и LN2_Mode- обе функции привычно видеть на моделях для энтузиастов от ASUS.

Система мониторинга температур и вентиляторов состоит из 3 внешних датчиков и 8 4-pin разъемов под вертушки. Все они настраиваются и привязываются друг к другу в BIOS. Впрочем - это обыденно для ASUS. Остается вопрос, за что е платить такие огромные деньги? В первую очередь за очень быстрые обновления BIOS, персональные профили под память, расширенные настройки по питанию и точных настроек.

К ее достоинствам стоит отнести прекрасный комплект поставки, который включает такое многофункциональное устройство, как OC Panel. Это еще раз подчеркивает тот факт, что перед нами не просто очередная модель с возможностями разгона, а именно инструмент для достижения максимального результата, на чем акцентируют внимание инженеры компании. В этом контексте стоит вспомнить о технологии OC Socket, где количество контактов в процессорном разъеме увеличено для достижения лучшей стабильности в разгоне. Кроме этого, в комплекте есть специальная задняя планка, которая освобождает монтажные отверстия по углам процессорного гнезда, для упрощения процедуры установки стакана.

MSI X99A Godlike Gaming. Главная особенность этой материнской платы - это цена. Скачок в 10.000 рублей необходимо как-то оправдать, но, увы, какой бы хорошей плата не была разница слишком большая. Материнка получила черно-красную расцветку серии Gaming и светодиодную подсветку с 2048 вариантами оттенков. Управляется светомузыка с помощью специального приложения для смартфона.

Рис. 11

X99A Godlike Gaming стала первой платой MSI, где внедрен специальный Socket с увеличенным числом контактов. Дополнительные пины в теории позволят добиться хороших результатов в разгоне CPU и оперативной памяти DDR4. Ширина Х 99А относит эту плату в сегмент EATX. В комплектации есть пара интересных нововведений: карта-адаптер Turbo-U.2 и флешка USB с портами USB Type-C и Micro-USB, где находятся инструкция и драйвера.

Рис. 12

Питание процессора происходит по 12 фазам DrMOS MOSFET (Fairchild FDMF5823DC). Их дополняют 12 дросселей Super Ferrite. Рядом установлены конденсаторы Dark Caps и Hi-C Caps. Блок питания нужно соединить с материнку через два разъема: 6pin и 8pin. Фазы образованы удвоителями, поэтому суммировать их можно, но в действительности PWM управляет лишь 6.

Распределение линий, традиционное для плат такого уровня, но порой ожидаешь увидеть чудо, например, дополнительный контроллер PCIe, но MSI этого делать не стала. При использовании 3Way или 4Way конфигураций видеокарт пользователю следует помнить, что слот M.2 получит только две линии PCIe, а интерфейс SATAE отключается. Исключением является процессор Core i7-5820K и три видеокарты, тогда остаются как раз четыре линии PCIe 3.0, которые направляются на интерфейс M.2. Интерфейс SATA Express тоже можно задействовать.

Таб. 8

В плате установлено 2 образа BIOS. Рядом с ними есть переключатель, позволяющий выбирать одну из двух BIOS ROM. Светодиод неподалеку указывает на активный в данный момент BIOS. Вспомогательные инструменты оверклокера в виде точек прямого измерения напряжений, активаций уровня разгона и т.п. находятся непосредственно рядом с кнопками включения и перезагрузки. С помощью мультиметра можно измерить напряжения "VCCIN", "DDR01", "DDR23", "SA", "RING" и "CORE".

4. Подведение итогов

Настало время подвести итоги выбора материнской платы LGA 2011-3 в ценовом диапазоне от 30 000 рублей. Модели одного форм-фактора расставлены слева направо по возрастанию цены.

Таб. 9

Для лучшего понимания происходящего проясним два фактора. Количество баллов накапливается по мере оценки оснащения системных плат: чем лучше функциональность, тем больше баллов. Но итоговая оценка выставляется, исходя из стоимости модели. При лучшем оснащении и низком ценнике результат будет выше.

Заключение

Если выбирать среди "топовых" версий материнских плат LGA 2011-3, представленных на рынке, то особого выбора и нет. Четыре модели из пяти выпущены компанией ASUS, и все они абсолютно разные. И среди них лучшим, на мой взгляд, вариантом является ASUS X99-Deluxe/ U3.1. В ней есть поддержка двух видеокарт на полной скорости PCI-e, модуль Wi-Fi со стандартом АС и множество разъемов для вентиляторов. Да и разница в цене между версиями с USB 3.0 и 3.1 составляет 200-400 рублей.

Но если требуется "разгон" комплектующих, и без него никуда, остается лишь ASUS Rampage V Extreme/U3.1 или MSI X99A Godlike Gaming. Обе модели очень хороши, и если бы не одно "но", то выбирать можно было бы долго. А так, стоимость материнской платы MSI чуть ли не на десять тысяч рублей выше, что снимает все вопросы. С моей точки зрения компании MSI стоило бы пересмотреть ценовую политику и привести цену своей "топовой" платы в соответствие с реальностью. В таком случае мы бы получили отличного конкурента Rampage V Extreme.

Оставшиеся модели ASUS схожи по цене, но отличаются разным предназначением. ASUS X99-E WS могла бы напомнить обычную модель, если б не большое число полноскоростных подключений PCI-e 16x. Она заслуживает внимания в том случае, если вы хотите создать "ферму" или установить в систему больше трех видеокарт. ASUS X99-WS/IPMI - это редкий и эксклюзивный продукт, покупка которого должна быть осознанной. Ее создание вызвано желанием ASUS выпустить собственную версию на рынок рабочих станций. Надо признать, получилось отлично: цена приемлемая, а возможности избыточные.

Список использованных источников

1. www.comp.potrebitel.ru.

2. www.ru.wikipedia.org/wiki.

3. www.xakep.ru.

4. www.overclockers.ru.

Размещено на Allbest.ru