A Motherboard Tour

Una scheda madre è così complessa e presenta così tanti componenti e connessioni che può sembrare opprimente per chi non è abituato a lavorare all’interno dei PC. Tuttavia, come vale per molte cose, il modo più semplice per comprendere il funzionamento dell’insieme è capire il funzionamento delle singole parti. Facciamo quindi un tour guidato di una moderna scheda madre, dove imparerai le funzioni di ogni componente importante e come identificare tali componenti visivamente.

Per iniziare, esaminiamo un diagramma a blocchi di un chipset. La Figura 4-4 mostra i principali componenti e le funzioni del chipset Intel 925XE. (Altri chipset moderni sono simili.) Il chipset 925XE utilizza due chip fisici. Il chip "north bridge", che Intel chiama "MCH (Memory Controller Hub)", è il riquadro blu etichettato come 82925X MCH. L'MCH arbitra e coordina le comunicazioni tra il processore, la memoria e l'adattatore video PCI Express. L'MCH fornisce canali a banda molto elevata: 6,4 GB/s tra MCH e processore; 8,0 GB/s tra MCH e adattatore video; e 8,5 GB/s tra MCH e memoria.

Figura 4-4: Diagramma a blocchi del chipset Intel 925X (immagine per gentile concessione di Intel Corporation)

Il chip "south bridge", che Intel chiama "ICH (I/O Controller Hub)", è il riquadro blu etichettato come ICH6RW. L'ICH gestisce le funzioni di input/output, che operano a velocità di trasmissione dati molto inferiori rispetto ai canali del processore, della memoria e del video. Questi canali includono quattro porte Serial ATA da 150 MB/s, sei slot PCI con una banda passante cumulativa di 133 MB/s, otto porte USB 2.0 con banda passante di 60 MB/s ciascuna e quattro slot PCI Express x1 da 500 MB/s. L'ICH gestisce anche funzioni come l'audio integrato, l'interfaccia con il BIOS di sistema e il network wireless.

Le Figure 4-5a e 4-5b mappano queste caratteristiche del chipset sulla disposizione dei componenti di una scheda madre reale. A scopo illustrativo, abbiamo utilizzato una scheda madre Intel D925XECV2, ma qualsiasi scheda madre recente presenta caratteristiche e layout simili. Non tutti i componenti mostrati sono presenti su tutte le schede madri e il posizionamento esatto di alcuni componenti può differire, ma gli elementi essenziali rimangono gli stessi.

Figura 4-5a: Disposizione dei componenti su una tipica scheda madre (immagine per gentile concessione di Intel Corporation)

Figura 4-5b: Legenda della disposizione

Il quadrante posteriore sinistro della scheda madre, mostrato nella Figura 4-6, è dominato dagli slot di espansione: due coppie di slot PCI bianchi che racchiudono una coppia di slot PCI Express x1, con uno slot per adattatore video PCI Express x16 nero all'estrema destra. Il connettore bianco della ventola posteriore ausiliaria è visibile centrato sopra la coppia sinistra di slot PCI. Il connettore giallo in alto al centro è il connettore audio del pannello frontale, con il chip codec audio in alto a sinistra. Il chip controller Gigabit Ethernet è visibile centrato tra i due fori di montaggio in alto a destra. L'oggetto rotondo sotto gli slot PCI Express x1 è l'altoparlante di sistema. Il chip grande in basso al centro è il controller FireWire, e i due connettori a pin blu alla sua destra sono i connettori dell'interfaccia FireWire del pannello frontale.

Figura 4-6: Quadrante posteriore sinistro della scheda madre D925XECV2 (immagine per gentile concessione di Intel Corporation)

Il quadrante posteriore destro della scheda madre, mostrato nella Figura 4-7, è dominato dalla presa del processore (in basso a destra), dal dissipatore di calore per il chip north bridge (in basso a sinistra) e da una vista dall'alto del pannello I/O posteriore (in alto). Il gruppo di tre connettori bianchi in alto a sinistra sono, da sinistra a destra, il connettore della ventola posteriore del case, il connettore di alimentazione alternativo utilizzato per fornire corrente aggiuntiva alla scheda madre se l'alimentatore ha un connettore di alimentazione principale a 20 pin invece di un connettore a 24 pin, e il connettore di alimentazione ATX12V. Il connettore della ventola della CPU è visibile nell'angolo in basso a destra dell'immagine.

Figura 4-7: Quadrante posteriore destro della scheda madre D925XECV2 (immagine per gentile concessione di Intel Corporation)

La Figura 4-8 mostra i connettori del pannello I/O posteriore. I connettori legacy PS/2 per mouse (in alto) e tastiera sono visibili all'estrema sinistra. Il secondo gruppo di connettori include una porta parallela (LPT) in alto e una porta seriale a 9 pin in basso a sinistra. In basso a destra di questo gruppo si trovano le porte di uscita audio digitale coassiale (rotonda) e ottica (quadrata). Il terzo gruppo di connettori è composto interamente da connettori audio, che possono essere configurati per varie funzioni. Il quarto gruppo di connettori presenta un connettore FireWire nella parte superiore, con due connettori USB 2.0 sottostanti. Il quinto gruppo di connettori presenta un connettore Gigabit Ethernet in alto, con altri due connettori USB 2.0 sotto di esso.

Figura 4-8: Connettori del pannello I/O posteriore (immagine per gentile concessione di Intel Corporation)

Codici colore dei connettori I/O

Ci è voluto più tempo del previsto, ma i connettori I/O su molte schede madri ora utilizzano un codice colore più o meno standardizzato, mostrato nella Tabella 4-3. Ovviamente, i produttori fanno alcune eccezioni caso per caso. Il connettore di uscita audio digitale coassiale su questa scheda madre, ad esempio, è arancione, il che dovrebbe renderlo un'uscita altoparlante/subwoofer. Allo stesso modo, uno dei connettori audio è giallo brillante, il che dovrebbe renderlo un connettore di uscita video. Pazienza.

Table 4-3: Codici colore dei connettori I/O

Il quadrante anteriore sinistro della scheda madre è mostrato nella Figura 4-9. L'oggetto rotondo in basso a destra è la batteria. Il chip grande immediatamente alla sua sinistra è il Firmware Hub (FWH), con il blocco ponticelli arancione per la configurazione del BIOS Setup sotto di esso. L'oggetto bianco a sinistra del blocco ponticelli è il connettore di alimentazione della ventola anteriore del case. Sopra quel connettore di alimentazione si trova il chip Trusted Platform Module (TPM), e un gruppo di quattro connettori di interfaccia Serial ATA appare a sinistra del chip TPM e del connettore di alimentazione. L'oggetto grande argentato al centro a destra è il dissipatore di calore per il chip south bridge ICH6. Il connettore a pin nero a sinistra del dissipatore di calore del south bridge è un connettore USB del pannello frontale, con un secondo connettore identico sotto di esso. Il blocco ponticelli multicolore al centro del bordo inferiore della scheda madre è il connettore del pannello frontale.

Figura 4-9: Quadrante anteriore sinistro della scheda madre D925XECV2 (immagine per gentile concessione di Intel Corporation)

La Figura 4-10 mostra il quadrante anteriore destro della scheda madre, con i due slot di memoria del Canale A in alto e due slot di memoria del Canale B sottostanti. Il chip grande in basso a destra è il chip controller I/O supplementare, con il connettore di alimentazione principale ATX bianco alla sua sinistra. Il connettore di interfaccia ATA nero si trova sul bordo inferiore sinistro di questa immagine, con il connettore dell'interfaccia dell'unità floppy immediatamente alla sua destra.

Figura 4-10: Quadrante anteriore destro della scheda madre D925XECV2 (immagine per gentile concessione di Intel Corporation)

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