FESB – Fakultet Elektrotehnike, Strojarstva i Brodogradnje
Seminarski rad
Arhitektura osobnih računala : Matične ploče
Nastavnik: Izradili:
Sven Gotovac Mislav Novalić
Antonio Copić
Zvonimir Juginović
Sadržaj:
1. Motherboard – Matična ploča
2. Osnovni elementi matične ploče
2.1. Chipset
2.2. Memorija
2.2.1. SDRAM
2.2.2. DDR – RAM
2.2.3. RAMBUS
2.3. Podnožje
2.4. Procesori
2.4.1. Hyperthreading
2.5. On - board audio
2.6. Paralelni port
2.7. Serijski port
2.8. SCSI
2.9. PS/2
2.10. USB
2.11. IDE (ATAPI)
2.12. Floppy konektor
3. ATX standard
4. BIOS
5. Modeli matičnih ploča
5.1. Backplane Systems
5.2. Full – size AT
5.3. Baby AT
5.4. LPX
5.5. ATX
5.6. NLX
Matične ploče
1. Motherboard – Matična ploča
Matična ploča je srce računala, a ujedno i najviše zanemaren dio hardvera. Namjera matične
ploče jest povezati sve dijelove računala, dakle memoriju, procesor, te diskove i svu ostalu
periferiju, a sve to uz što je moguće manje muke i što je moguće brže. Matične ploče su
zapravo vrlo specifične po svojem razvoju i utjecaju na tržište. Za razliku od svih ostalih
hardverskih novotarija i novih tehnologija, koje se razvijaju više-manje neovisno jedna o
drugoj, o razvoju matičnih ploča ovisi uspjeh ili propast većine novih tehnologija. Istina, ne u
potpunosti, no jednim dosta značajnim dijelom ipak ovisi.
Matične ploče današnjice zapravo možemo razlikovati na nekoliko različitih načina. Osnovna
razlika je prema chipsetu, a samim tim i prema procesoru koji podržavaju. Svaki procesor ima
svoj specifičan chipset, prilagoĎen komunikaciji upravo s tim procesorom. Specifičnost
matične ploče, osim chipseta, jest i podnožje koje procesor koristi, čime se zapravo definira
koje će se točno modele procesora moći ugraditi u odreĎenu ploču. Jedan od najvažnijih
faktora stabilnog rada sustava je upravo sastavljanje računala.
U principu, računalo započinjemo sastavljati odabirom procesora koji želimo koristiti, čime
sužavamo mogući izbor matičnih ploča. Kada je procesor odabran, preostaje nam još jedna
odluka: uzeti matičnu ploču koja ima na sebi integriranu i dodatnu perifernu opremu, ili se pak
opredijeliti za ploču koja je samo to, matična ploča, a svu opremu pribaviti zasebno.
Integracija periferne opreme na novije matične ploče nije ništa neobično. To je trend koji se
pojavljuje već godinama, a ide prema tome da se proizvede matične ploče koje će biti
prilagoĎene odreĎenoj namjeni, primjerice uredu, kako bi se cijene računala i dalje mogla
smanjivati.
Moguća periferna oprema koju nalazimo na pločama – različita je. Zvučne i mrežne kartice
postale su gotovo standardni dio svake matične ploče. Uz njih, tu su često i dodatni kontroleri
za diskove, video sklopovi, modemi, dodatni USB kontroleri i dr.
Integracija ide toliko daleko da postoje ploče koje imaju integriranu svu prethodno navedenu
opremu, što znači da nam je za kompletan sustav dovoljna jedna ovakva matična ploča,
procesor, memorija i disk, što odmah podrazumijeva i znatno jeftinije računalo. Ovakve ploče
proizvode se u milijunskim serijama, što jamči nižu cijenu. Jedini problem ovakvog pristupa su
poteškoće koje nastaju kada neku od komponenti koja je integrirana, primjerice grafička
kartica, odlučimo zamijeniti dodatnom karticom. Slabije (jeftinije) ploče ponekad nemaju
mogućnosti ispravnog isključivanja integrirane komponente, pa su u tijeku rada mogući
konflikti.
U posljednje vrijeme gotovo da i nema ''čistih'' matičnih ploča, nego praktički svaka od njih
ima neki dodatni sklop. Najčešće je riječ o zvučnoj kartici, koja je na novim matičnim pločama
dio koji smatramo serijskom opremom. Isprva su ove zvučne kartice bile relativno nekvalitetne,
no u meĎuvremenu su se dovoljno tehnološki usavršile, tako da sada mogu zadovoljiti i
zahtjevnijeg korisnika.
1
Matične ploče
2. Osnovni elementi matične ploče
Osnovni elementi matične ploče su chipset, koji nadzire rad cijelog sustava, podnožje za
procesor, utori za memoriju, BIOS, koji sadrži podatke neophodne za prepoznavanje i ispravno
funkcioniranje periferije.
Regulator napona brine se da napon koji dolazi iz napajanja stabilizira na odgovarajuću
vrijednost, bez čega bi stabilnost sustava bila upitna.
SLIKA MATIČNE PLOČE
2.1. Chipset
Ključ cijele matične ploče čini chipset, koji je zapravo skup poveznica i kontrolera koji
omogućuju meĎusobnu komunikaciju različitih sklopova koji čine računalo. Dva računala s
identičnim procesorima i identičnom količinom memorije mogu imati performanse različite za
cijeli red veličine, ovisno o tome kojom brzinom procesor komunicira s memorijom.
Chipset ima nekoliko osnovnih dijelova, od kojih svaki nosi karakteristično ime. Kao što
možete vidjeti na shemi, razlikujemo Northbridge i Southbridge, odnosno ''sjeverni'' i ''južni''
most.
2
Matične ploče
Ime su dobili prema svojoj lokaciji, pa je tako sjeverni onaj koji se nalazi ''iznad'' glavne
sabirnice sustava, odnosno PCI sabirnice, i služi spajanju procesora, memorije, te AGP sučelja,
i u osnovi je on stvarni upravljač sustava. Južni pak još nosi i ime ''upravljač perifernih
sabirnica'' i spojen je – osim na Northbridge – i na PCI, USB te ISA sabirnicu, ako je sustav
ima. Ovdje pripadaju i ostale periferne jedinice, kao što je, primjerice, IEEE 1394 – sve
traženiji firewire, te slične sabirnice i ureĎaji.
Glavni problem koji chipset mora riješiti jest brzina komunikacije. PCI sabirnica je u cijelom
sustavu najveći problem; prema standardu, njezina je brzina fiksirana na 33 MHz. AGP,
grafička sabirnica, dvostruko je brža sa 66 MHz dostupnih za prijenos podataka. MeĎutim,
možda ja jednostavnije govoriti o ukupnoj količini podataka koju prema odreĎenom dijelu
računala treba moći prenijeti. U slučaju PCI sabirnice to je maksimalno 133 MB/s, AGP prema
standardu može prenijeti više od 1 GB/s, dok su memorija sa svojih 3,2 GB/s i procesor s
cijelih 4,2 GB/s najveći potrošači bandwidtha.
Southbridge je s Northbridge kontrolerom povezan zasebnom sabirnicom, koja kod različitih
modela chipseta ima različite brzine, što kod nekih proizvoĎača može biti kritično za
performanse sustava.
Bilo koji dio periferne opreme koji daje podatke, ne smije podatke davati bitno brže nego što
to sabirnice mogu podnijeti, jer se u protivnom javlja čep, koje za posljedicu ima usporenje
cijelog sustava. Upravo je to razlog zbog kojega uz svaku novu generaciju procesora dolaze i
nove memorije, jer stari standardi najčešće ne dozvoljavaju dovoljno veliku brzinu prijenosa
podataka uz koju bi procesor mogao raditi na maksimalnoj brzini. Chipset ujedno donosi i
podršku za nove standarde, tako da uz sve nove generacije procesora dolaze i novi chipseti,
3
Matične ploče
kako bi se do kraja iskoristile mogućnosti novih arhitektura. I Intel i AMD imaju svoje vlastite
chipsete, s tim da je ponuda za AMD nešto veća. Najčešći chipseti za AMD Socket A
procesore dolaze iz samog AMD-a, VIA-e, te SiS-a. S druge strane, Intel i SiS su najčešći
chipseti za procesore s podnožjem 478/423, namijenjenih Pentium-u 4.
2.2. Memorija
Moderne matične ploče raspolažu s dva, tri ili četiri utora za priključivanje memorijskih
modula. Najnoviji chipsetovi kao što je primjerice, Intelov i875 chipset ili nVidia nForce2
chipset, na odreĎeni će način zahtijevati da im na raspolaganju budu četiri memorijska utora.
Taj zahtjev proizlazi iz činjenice da takvi chipsetovi mogu pristup memoriji učiniti bržim tako
da pristupaju dvama modulima istovremeno. Da bi to bilo moguće moraju se moduli postaviti u
prvi i treći, drugi i četvrti ili u sva četiri memorijska utora. Obično se kaže da se koristi
dvokanalni pristup memoriji, a ako vaša ploča ima neki od takvih chipsetova onda je praktično
kupiti memoriju tako da maksimalni kapacitet koji želimo, razdijelimo na dva istovjetna
memorijska modula.
Dok smo još prije svega godinu dana razmišljali o tome da li kupiti ''običnu'' ili DDR (double
data rate) SDRAM memoriju, današnja je situacija zapravo bitno jednostavnija. DDR memorija
posve je logičan izbor svakog korisnika koji želi dobro iskoristiti sve sposobnosti procesora i
matične ploče. Trenutno se na tržištu javlja nekoliko tipova DDR memorije za koje se koriste
nazivi PC2100 (DDR-266), PC2700 (DDR-333) i PC3200 (DDR-400) memorija.
Najzanimljivija i ujedno najbrža je DDR-400 inačica koja tek sad doživljava svoj pravi procvat.
Osim potrebnog tehnološkog napretka, najvažniji je razlog u tome što su se na tržištu pojavili
chipsetovi koji napokon mogu iskoristiti sve prednosti koje DDR-400 memorija pruža. TakoĎer
ne treba zanemariti činjenicu da je proizvodnja DDR-400 memorijskih čipova sada dosegla
takav kvalitativni nivo koji omogućuje veliku stabilnost rada. Tu je i vrlo važan faktor – cijena
– koja se ''spustila'' na razinu dostupnu većem broju korisnika.
2.2.1. SDRAM
Nešto stariji oblik radne memorije. Javlja se u dva tipa koji podržavaju radni takt od 100
odnosno 133 MHz. Isporučuje se u obliku specijalnih DIMM pločica na kojima se nalazi od 32
pa sve do 512 MB memorije.
2.2.2. DDR-RAM
Poboljšana inačica SDRAM memorije u koje se podaci prenose i pri uzlaznom i pri silaznom
dijelu signala radnog takta. Zato ju i zovemo double data rate (DDR) memorijom. Iako će vam
proizvoĎači najčešće govoriti da memorija ima radni takt od 266, 300 ili 400 MHz, to naravno
nije posve točno. Radni takt je i dalje jednak 133, 150 ili 200 MHz, samo se podaci prenose
dvostruko brže. DDR-RAM je danas najčešći oblik radne memorije.
2.2.3. RAMBUS
Specijalna vrsta memorije kojoj se pristupa posebnom lokalnom serijskom sabirnicom.
Osnovni radni takt te memorije je 400, 800 ili 1600 MHz. RAMBUS memorija javlja se dosta
često i u nekim specifičnim grafičkim karticama, dok ju na matičnim pločama nalazimo samo
kada je riječ o pločama koje su predviĎene za korištenje Intel Pentium 4 procesora. Kako je
4
Matične ploče
RAMBUS bila prilično skupa memorija njena popularnost je bila vrlo malena, pa je i to jedan
od razloga zašto ju je Intel isporučivao zajedno s procesorima.
2.3. Podnožje
Sve nove matične ploče nose jedno od dva moguća tipa podnožja na koja se priključuje
procesor. Tip podnožja odmah odreĎuje i tip procesora koji će se na toj matičnoj ploči moći
koristiti. Tako matične ploče sa Socket-478 podnožjem prihvaćaju Intel Pentium 4 i Celeron
procesore, dok će matične ploče sa Socket-A podnožjem prihvatiti AMD Athlon i Duron
procesore.
2.4. Procesori
Kod procesora je bitno znati da je na tom segmentu tržišta nastao kaos u označavanju
pojedinih modela, a koji je najvećim dijelom rezultat marketinga. Intel je donedavno inzistirao
na tome da svi njegovi procesori budu u potpunosti označeni samo prema nazivnoj frekvenciji,
tako da, primjerice, Pentium 4 3.0 stvarno ima nazivnu frekvenciju rada od 3 GHz. AMD je
ovdje pribjegao triku, pa svoje procesore ne označava na taj način, nego pomoću
''ekvivalentne'' brzine. Riječ je o tome da AMD, realno gledano, ima bolju arhitekturu nego
Intel, koja postiže veću brzinu izvršavanja aplikacija na istoj frekvenciji (ovo polako prestaje
biti istina kod novijih modela procesora, jer je Intel počeo sustizati AMD). AMD je zato
pribjegao oznakama kod kojih se na procesoru navodi brzina koju bi trebala imati ''stara''
arhitektura Athlona da bi istom brzinom izvršavala aplikacije. Dakle, 2600+ označava da je
procesor po brzini ekvivalentan prošloj generaciji Athlona, koja se ''vrti'' na 2,6 GHz. Stvarna
brzina je manja, riječ je o nešto malo više od 2 GHz (2075 MHz). Intel je ovome dugo
marketinški parirao jednostavnim sloganom ''Megaherci su bitni''.
2.4.1. Hyperthreading
Hyperthreading je još jedna od tehnologija koja testiranje odreĎenih matičnih ploča čini
nepoštenim. Nominalno, usporeĎujemo li procesore prema brzinama, meĎu njima nema većih
razlika, osim malih promjena unutar arhitekture. No svaka generacija procesora unutar iste
obitelji donosi novosti, primjerice manju potrošnju ili smanjeno rasipanje topline. U P4 je od
modela na 3 GHz uvedena još jedna novost, Hyperthreading. Procesor je dobio mogućnost
izvršavanja nekoliko konkurentnih threadova (odnosno nizova instrukcija).
U praksi, procesori koji podržavaju ovu tehnologiju rade brže, no samo ako to chipset i
operacijski sustav podržavaju. Intel je ovu tehnologiju podržao u gotovo svim svojim novim
chipsetima – E7205, 845E, 845PE, 845GE, 850E, 865G, 865PE, 875P. Ovo trenutačno Intelu
daje prednost u radu, no pitanje je koliko dugo, jer je AMD i dalje ozbiljan konkurent.
2.5. On-board audio
Svi moderni chipsetovi, pa tako i sve moderne matične ploče u sebi sadrže sve što je potrebno
za “proizvodnju” zvuka u računalu. Tu se naročito podrazumijeva odgovarajući codec koji
odreĎuje kako će se zvuk generirati i obraĎivati. Većina proizvoĎača danas u pravilu koristi tu
osobinu modernih chipsetova te gotovo da više nema ploče koja nema ugraĎenu potrebnu
prateću elektroniku i odgovarajuće priključke. Otuda i izraz on-board odnosno “na ploči”.
5
Matične ploče
UgraĎeni zvuk za dobar broj korisnika predstavlja će uštedu jer neće biti potrebna dodatna
kupnja “prave” zvučne kartice.
2.6. Paralelni port
Veliki 25-pinski konektor na stražnjoj strani matične ploče. Najčešće se koristi za priključak
pisača, no postoje i drugi ureĎaji koji ga mogu iskoristiti poput CD-RW ureĎaja ili ZIP ureĎaja.
Unatoč velikom napretku u odnosu na prošla vremena, paralelna veza i dalje je prilično spora
pa ju treba koristiti samo za priključak pisača i pokojeg vrlo specijaliziranog ureĎaja.
2.7. Serijski port
Dva manja 9-pinska konektora na stražnjoj strani matične ploče vezana su skoro direktno na
I/O čipove koji su odgovorni za serijsku komunikaciju. Prije se na prvi serijski konektor (COM
Port 1 ili samo COM1) priključivao serijski miš, no prelaskom miševa na korištenje PS/2
konekcije sada je COM1 najčešće slobodan. COM1 i COM2 konektori posve su ravnopravni, a
najčešće služe za priključivanje vanjskih modema te tu i tamo pokojeg usko specijaliziranog
ureĎaja poput multimedijalnih daljinskih upravljača.
2.8. SCSI
Poseban tip sabirnice za priključivanje različitih perifernih ureĎaja na računalo. Strogo
gledano nema direktnu vezu sa samom matičnom pločom, no kako dobar broj naprednih i/ili
serverskih matičnih ploča na sebi ima ugraĎen SCSI kontroler ne može se SCSI standard posve
zaobići. Dovoljno je ipak samo reći da će ugraĎeni SCSI kontroler na matičnoj ploči obavljati
posve jednaku funkciju i imati jednake mogućnosti kao ekvivalentni SCSI kontroler ugraĎen na
dodatnu (najčešće PCI) karticu.
2.9. PS/2
Ove je konektore lako prepoznati po njihovom specifičnom mini-DIN obliku, a služe prije
svega za priključivanje tipkovnice i miša. Relativno neobičan naziv vuku još iz doba IBM PS/2
serije osobnih računala kada su prvi put i uvedeni u standardnu uporabu.
2.10. USB
Universal Serial Bus je tip sabirnice smišljen za jednostavno povezivanje ureĎaja relativno
malih brzina komunikacije, poput tipkovnica, miševa, zvučnika i pisača. U zadnje vrijeme sve
više ureĎaja koriste USB sabirnicu, kao na primjer CD-RW snimači, vanjska kučišta s tvrdim
diskovima, te razni drugi ureĎaji. Matične ploče u pravilu imaju dva USB konektora, no u
zadnje vrijeme sve je češći slučaj da se nude još dva, pa čak i četiri dodatna USB konektora.
2.11. IDE (ATAPI)
Označava sabirnicu koja služi za priključak perifernih ureĎaja, a to su neizostavno tvrdi
diskovi te još najčešće CD i DVD čitači te CD-RW snimači. Na svakoj matičnoj ploči naći
6
Matične ploče
ćemo najmanje dva IDE konektora, a kako se na svaki od njih pomoću posebnog kabela može
priključiti dva IDE ureĎaja lako se dade izračunati da ćemo na matičnu ploču moći maksimalno
priključiti četiri IDE ureĎaja. Novije matične ploče uvode dodatni kontroler (po ATA-100,
ATA-133, odnosno Serial ATA-150 standardu) pa se tako ukupni broj IDE ureĎaja povećava
na osam, što je više nego dovoljno za veliku većinu korisnika PC računala.
2.12. Floppy konektor
Kao što mu i samo ime kaže, ovaj se konektor koristi za priključivanje specijalnog kabela koji
povezuje matičnu ploču s floppy diskom. Iako već duže vrijeme čekamo da floppy disk
prestane postojati još uvijek postoje situacije kada bez njega jednostavno ne možete.
3. ATX standard
U doba prve pojave klonova osnovnog IBM PC računala, matične ploče različitih proizvoĎača
poprilično su se razlikovale, no vrlo se brzo uvidjelo da to ni za industriju, a ni za korisnike
nikako nije dobra situacija. Odmah je uočeno da se bez odreĎenog nivoa standardizacije ne
može, odnosno da će se standardizacijom omogućiti lakša izrada mnogobrojnih perifernih
jedinica te tako ujedno pospješiti prodaja samih matičnih ploča. Kako su svi klonovi nastali na
osnovu istog osnovnog predloška najprije se uspjelo standardizirati dimenzije i osnovni
raspored elemenata. To je bilo olakšano i pojavom chipsetova koji su zapravo predstavljali
klasično AT računalo na vrlo malom prostoru (unutar 3 do 5 fizičkih čipova). ProizvoĎačima
matičnih ploča preostalo je zapravo još samo poslagati ostale elemente poput utora sabirnice,
utora za memoriju, konektora te naravno i elektroniku odgovornu za napajanje procesora.
Vremenom je integracija pojedinih čipova koji su činili osnovne chipsetove dovela do toga da
danas pod pojmom chipseta podrazumijevamo u pravilu sustav od dva čipa u kojima je
integrirana kompletna logika računala. Usporedo s promjenama u chipsetu dolazilo je i do
drugih promjena. Uvedene su nove sabirnice, povećan je fizički broj adresnih i podatkovnih
linija, a neki su se moduli s pripadajućim konektorima s dodatnih kartica pomakli na samu
matičnu ploču. Cijela ta strka i zbrka zahtijevala je ponovnu standardizaciju pa se tako došlo do
i danas važećeg ATX standarda. Procesor i memorija su se pomaknuli u stranu tako da više
nisu nimalo smetali dodatnim karticama, a većina uobičajenih konektora (COM 1, COM 2,
LPT, PS/2 tipkovnica i miš) postavljena je direktno na stražnji dio matične ploče u
standardnom rasporedu. Osim konektora novi ATX standard definirao je i osnovne dimenzije
matične ploče te funkcije napajanja, tako da su jedan dio posla odradili i proizvoĎači kućišta te
mrežnih napajanja. Tako ATX napajanje sada mora, osim isporuke kvalitetne energije,
zadovoljiti i neke druge funkcije poput mogućnosti softverskog isključivanja koje zahtjeva
moderni energy management.
4. BIOS
BIOS (Basic Input Output System) vrlo je važan element svake matične ploče. Upravo su
proizvoĎači zamjenskih BIOS-a omogućili pojavu klonova IBM računala te tako na neki način
i pokrenuli slijed dogaĎaja koji su doveli do današnjih PC računala. U samim počecima bilo je
dosta proizvoĎača BIOS-a, no velike tehničke i pravne poteškoće na kraju su ostavile svega
nekoliko imena od kojih na matičnim pločama najčešće nailazimo na Award i AMI. Zanimljivo
ja da se na pločama koje proizvode poznati proizvoĎači ''s imenom'' (Intel, IBM, Compaq i
7
Matične ploče
drugi) vrlo često javlja Phoenix koji je takoĎer prilično vremešan igrač u priči o BIOS-u. U
prošlosti su razlike meĎu BIOS-ima bile dosta velike i vodila se ''mrtva'' trka u kojoj je čas
jedan, čas drugi proizvoĎač u svakoj novijoj inačici, ne samo prilagoĎavao BIOS hardverskim
promjenama nego i dodavao sve više potrebnih, a bogme i nepotrebnih funkcija. Danas je
situacija puno mirnija i više praktično nema nekih značajnijih razlika. Bez obzira tko je
proizvoĎač BIOS-a na vašoj novoj matičnoj ploči, možete biti sigurni da će BIOS dobro obaviti
svoj dio posla.
Iako moderni BIOS nudi obilje mogućnosti promjene radnih parametara matične ploče, praksa
pokazuje da je najbolje zaobići preveliko ''igranje'' te prepustiti BIOS-u da automatski odredi
optimalne parametre. Silno podešavanje parametara chipseta dovest će u najboljem slučaju do
1 ili 2 % boljih testnih performansi koje se u stvarnom radu neće zapravo ni zamijetiti, ali je
vrlo vjerojatno da će nam matična ploča postati prilično nestabilna. U velikom broju slučajeva
korisnik krivi operacijski sustav zbog lošeg rada svog računala, a kasnije se ispostavi da je kriv
on sam zbog ''igranja'' s BIOS parametrima. Vraćanjem parametara na standardne (default)
vrijednosti u pravilu odmah znaju nestati i sve čudne i neobjašnjive greške, a operacijski sustav
počne raditi kako se od njega i očekuje.
Ukoliko ne znate što radite, ne dirajte BIOS i nikako nemojte otrčati do prijatelja koji je
''hacker'' i ima računala u ''malom prstu''. UĎite u BIOS i odaberite opciju ''Load BIOS defaults''
ili ''Load setup defaults'' te izaĎite iz podešavanja BIOS-a. Ukoliko ni to ne pomogne, potražite
pomoć osobe za koju ste sigurni da ima iskustva u podešavanju BIOS-a i računala općenito.
5. Modeli matičnih ploča
Postoji nekoliko kompatibilnih modela matičnih ploča. Kada govorimo o modelu matične
ploče mislimo na fizičke dimenzije i veličinu ploče. Taj podatak nam odreĎuje tip kućišta za
dotičnu matičnu ploču. Općenito dostupni modeli matičnih ploča su sljedeći: Backplane
Systems LPX, Full-size AT ATX, Baby-AT NLX, LPX, ATX i NLX .
5.1. Backplane Systems
Sve ploče nemaju matičnu ploču u pravom smislu riječi. U nekim sistemima komponente koje
se inače nalaze na matičnoj ploči su umjesto toga smještene na adapter kartici koja je
priključena na utor. U takvim sistemima ploča s utorima se naziva backplane, a ne matična
ploča. Sistemi koji koriste ovakvu konstrukciju se nazivaju backplane systems.
Postoje dva glavna tipa backplane ploča: pasivni i aktivni. Pasivni znači da osnovna ploča ne
sadrži nikakve električne spojeve osim bus konektora i možda spojeve za drivere i
meĎuspremnik. Svi spojevi naĎeni na konvencionalnim matičnim pločama se nalaze na jednoj
ili više kartica instaliranih u utore na ploči. Neki backplane sistemi koriste pasivni dizajn kod
kojeg se cijeli sistem nalazi na jednoj matičnoj kartici koja se priključi na utor ploče. Ovo nam
omogućuje da cijeli sistem lako nadogradimo po potrebi. Takvi koncepti se rijetko mogu
pronaći kod PC sistema. Popularniji su kod industrijskih sistema koji se često nadograĎuju.
Koriste ih i neki serveri takoĎer.
Kod aktivnog oblika na ploči već postoji više elektronike. Većina aktivnih backplane sistema
sadrži sve što sadrži i tipična matična ploča izuzev procesora. Time omogućujemo jednostavnu
nadogradnju procesora mijenjajući samo jednu karticu, a usto je i mnogo jeftinije nego
8
Matične ploče
mijenjanje cijele matične kartice kao kod pasivnog backplane sistema. Nažalost, s obzirom da
nema standarda za ovakvo procesorsko sučelje, ovakav oblik matičnih ploča nije poželjan.
Zbog ograničenog tržišta i cijene su mnogo više nego kod nekih kompletnih matičnih ploča
drugih proizvoĎača.
Oba dizajna, kompletna matična ploča i backplane sistemi, imaju svojih prednosti i mana.
Mnoga osobna računala su proizvedena kao backplane sistemi u kasnim 1970-ima. Apple i
IBM su promijenili tržište u sada tradicionalne sisteme matičnih ploča s utorima što je jeftinije
za masovnu proizvodnju od backplane sistema. Teoretska prednost backplane sistema je što se
lako može nadograditi novim procesorom s boljim performansama mijenjajući samo jednu
karticu dok kod pravih matičnih ploča često se mora mijenjati i sama matična ploča. Ipak,
backplane sistemi su mnogo skuplji za nadograĎivanje od konvencionalnih matičnih ploča.
Sljedeći minus za backplane sisteme ja nadogradivi procesor. Intel je konstruirao sve 486 i
Pentium procesore za daljnju nadogradnju jednostavnim mijenjanjem čipa. Ovaj način je
najjeftiniji način nadogradnje računalnog sistema.
5.2. Full-size AT
Full size AT matične ploče su tako nazvane jer izgledaju kao originalne IBM-ove AT ploče.
Ploča je velikih dimenzija i stane samo u full-size AT i Tower kućišta. Ove ploče se više ne
proizvode zbog sve veće minijaturizacije.
5.3. Baby AT
Baby AT model je u biti isti kao i originalna IBM XT matična ploča s malim prepravkama
otvora za vijke da bi pristajala u AT kućište. Kao i full size AT imaju specifično smještene
konektore za tipkovnicu, miša i utore koji odgovaraju otvorima na kućištu. Gotovo sve full size
i baby AT modeli imaju 5-pinske DIN konektore za tipkovnicu. Baby AT model je danas
najpopularniji zbog svoje fleksibilnosti.
5.4. LPX
Sljedeći popularni modeli matičnih ploča su LPX i Mini-LPX modeli. Prvi ih je počeo
proizvoditi Western Digital. Iako Western Digital više ne proizvodi matične ploče, ovaj model
su preuzeli mnogi drugi proizvoĎači. Smještaju se u Low Profile i Slimline kućišta. Često im je
cijena niska ali imaju nekih različitosti s ostalim matičnim pločama pa se mogu javiti problemi
s kompatibilnošću.
Karakterizira ih nekoliko osobina. Najprimjetnija je ta što su utori za proširivanje smješteni na
karticu koja se priključi na matičnu ploču. Kartice se priključuju postrance što nam omogućuje
vodoravni dizajn kućišta.
Sljedeća osobina LPX modela je standardni smještaj konektora na stražnjem dijelu kućišta.
Postoji red konektora za video (VGA 15-pin), jedan paralelni (25-pin) i dva serijska porta (9-
pin) i Mini DIN PS/2 konektor za miša i tipkovnicu. Neke matične ploče mogu imati i dodatne
konektore za unutarnje portove kao što su mrežni ili SCSI adapter.
9
Matične ploče
5.5. ATX
ATX je kombinacija najboljih osobina Baby AT i LPX modela s mnogim dodanim
poboljšanjima i osobinama . ATX model je u biti Baby AT matična ploča okrenuta postrance s
drukčije smještenim napajanjem. Potrebno je primijetiti da je ATX model fizički
nekompatibilan s Baby AT i LPX modelima. Točnije, potrebna su drukčija kućišta i napajanje.
Intel je izdao službenu ATX specifikaciju u srpnju 1995. Izdali su i detaljnu specifikaciju tako
da i drugi proizvoĎači mogu koristiti ATX model u svojim sistemima.
ATX poboljšava Baby AT i LPX model u nekoliko velikih područja:
UgraĎena ploča vanjskih I/O konektora. Stražnji dio matične ploče uključuje područje
konektora koje je 6.25 inča širok i 1.75 inča visok. Ovo omogućuje vanjskim konektorima da
budu smješteni direktno na ploči tako da nema potrebe za kablovima koji se protežu od
unutrašnjih konektora do stražnjeg dijela kućišta kao kod Baby AT modela.
Jednostruki konektor za unutrašnje napajanje. ATX specifikacija uključuje i jednostruki
konektor za napajanje koji se ne može nepravilno spojiti kao kod Baby AT ploča. TakoĎer
sadrži pinove za napajanje matične ploče s 3.3 volta. To znači da ATX ploča nema potrebe za
regulatorom napona koji je podložan greškama.
Premješteni CPU i memorija. CPU i memorijski moduli su premješteni da se ne miješaju s
ostalim karticama i može im se lako pristupiti bez potrebe za isključivanjem nekih već
instaliranih kartica. Premješteni su bliže napajanju tako da hladnjak napajanja takoĎer propušta
zrak preko CPU-a i memorije. Ima mjesta i za veliki pasivni hladnjak iznad CPU-a takoĎer.
Premješteni unutrašnji I/O konektori. Unutrašnji I/O konektori za disketnu jedinicu i čvrsti
disk su premješteni da budu bliže njihovim utorima i dalje od ostalih ureĎaja. Unutrašnji kabeli
sada mogu biti mnogo kraći i prilikom pristupanja konektorima nema potrebe za isključivanjem
nekog od ureĎaja.
Poboljšano hlaĎenje. CPU i glavna memorija se hlade direktno iz napajanja što eliminira
potrebu za posebnim hladnjacima. TakoĎer, hladnjak ATX napajanja puše direktno u kućište
što smanjuje ulazak prašine u sistem. Može se dodati i filter zraka koji još više smanjuje
prljavštinu unutar kućišta.
Niža cijena proizvodnje. ATX specifikacija eliminira potrebu za zbrkom kabela u kućištu,
potrebu za dodatnim hladnjacima, regulatorima napona, koristi jedan jedini konektor za
napajanje, dopušta kraće kablove. Sve skupa uvelike smanjuje ne samo cijenu matične ploče
nego i cijelog sistema uopće.
5.6 NLX
NLX je zadnji izum u tehnologiji stolnih matičnih ploča. Sličan je LPX-u ali s raznim
poboljšanjima koja omogućuju potpunu integraciju s najnovijim tehnologijama. Dok je
primarno ograničenje LPX ploča bila fizička nemogućnost prihvaćanja novijih procesora zbog
njihove veličine, NLX ploče su specijalno dizajnirane da se nose s tim problemom.
10
Matične ploče
Prednosti NLX modela uključuju:
Podrška za trenutne procesorske tehnologije. Ovo je posebno važno kod Pentium II procesora
jer veličina cartridgea kojeg koristi ovaj procesor može ograničiti korištenje procesora kod
Baby AT i LPX ploča.
Fleksibilnost kod učestalog mijenjanja procesorskih tehnologija. Fleksibilnost koju je imao
backplane model je uključena i u ovaj model dopuštajući novim matičnim pločama laku
ugradnju bez potrebe za rastavljanjem sistema na sastavne dijelove.
Podrška za ostale nadolazeće tehnologije. Ovo uključuje AGP (Accelerated Graphics Port)
rješenje grafike visokih performansi. USB (Universal Serial Bus) i visoke memorijske module i
DIMM tehnologiju. Nadalje, zbog sve veće važnosti multimedijskih aplikacija, ugraĎena je i
podrška za reprodukciju videa, poboljšane grafike i zvuka.
11