Maticne_ploce

FESB – Fakultet Elektrotehnike, Strojarstva i Brodogradnje Seminarski rad Arhitektura osobnih računala : Matične ploče Nastavnik: Sven Gotovac Izradili: 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 (9pin) 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