مادربرد (Motherboard) چیست؟ و اجزای اصلی مادربورد

مادربورد (Motherboard) یا بورد اصلی (Mainboard) قطعه‌ایست الکترونیکی که سایر قطعات سخت افزاری از جمله CPU، RAM و … را به یکدیگر وصل می‌کند.

مادربرد چیست؟

مادربرد (Motherboard که مادربورد نیز تلفظ می‌شود)، بورد اصلی یا مین بورد (Mainboard) و همه اینگونه اصطلاحات به یک قطعه الکترونیکی اشاره دارند که در داخل کیس، لپتاپ‌ها، گوشی‌های موبایل، ساعت‌های هوشمند و همه این گونه گجت‌های دیجیتالی وجود دارد.

اگر محفظه کیس کامپیوترتان را باز کنید، بزرگترین قطعه داخل کیس را مشاهده خواهید کرد که قطعات کامپیوتری از جمله پردازنده (CPU)، حافظه موقتی (RAM)، هارد دیسک‌ها (HDD)، کارت گرافیک (GPU) و سایر کامپوننت‌ها را به یکدیگر وصل کرده و انرژی الکتریکی و برق مورد نیاز این قطعات را از طریق منبع تغذیه (PSU) فراهم می‌کند. این قطعه مادربرد نام دارد.

برای درک بهتر مادربرد، یک شهر بزرگ را در نظر بگیرید. خیابان‌ها، آزاد راه‌ها و همه مسیر‌ها ارتباطی موجود در شهر (به علاوه چند ساختمان کنترلی که این مسیرها را کنترل می‌کنند) همگی عواملی هستند که که سایر ساختمان‌های مهم مثل ساختمان شهر داری، ترمینال‌ها و … را به یکدیگر وصل می‌کند.

کار مادربرد نیز دقیقاً به این صورت است. روی مادربرد یا برد اصلی همه قطعات سخت افزاری اصلی نصب می‌شوند (مثل ساختمان‌های مهم در مثال بالا) و همه این قطعات با استفاده از مسیرهای الکترونیکی ریز به یکدیگر وصل می‌شوند (مثل راه‌های یک شهر).

اجزای اصلی مادربورد

مادربورد دارای اجزای بسیار متنوعی است با این حال مهمترین این اجزا (کامپوننت‌ها) عبارت اند از:

باس (Bus)

به مسیرهایی که داده‌ها از آن‌ها عبور می‌کنند و یک یا چندین قطعه سخت افزاری را به یکدیگر وصل می‌کنند، به اصطلاح باس (Bus) گفته می‌شود. باس (Bus) مسیرهای ارتباطی بر روی ‌مادربرد است که قطعات را به یکدیگر وصل می‌کند.

هرچقدر این باس‌ها عریض تر و کیفیت ساختشان بهتر باشد، سرعت انتقال داده‌های بیشتری بین قطعات را خواهیم داشت. این سرعت ممکن است توسط جنس مسیر، تنظیمات ‌مادربرد و یا در اکثر موارد، فاکتورهای محدود کننده خود قطعات سخت افزاری، به یک سرعت خاص محدود شوند. درست مثل این که ما جاده‌های بسیار عریضی داشته باشیم اما حداکثر سرعت مجاز ما کم باشد.

از بین این مسیرها، یک باس نقش بسیار مهمی در عملکرد کل سیستم دارد که پردازنده یا همان سی پی یو را به نورث بریج یا پل شمالی (North Bride) بر روی خود ‌مادربرد وصل می‌کند. این باس گذرگاه سمت جلو یا Front Side Bus (یا به اختصار FSB) نامیده می‌شود. FSB فقط از طریق یک باس واحد این انتقال را انجام می‌دهد. سرعت FSB معمولاً یکی از فاکتورهای تعیین کننده قیمت ‌مادربرد به حساب می‌آید.

چیپست Northbridge و Southbridge

اگر یادتان باشد، در مثال اول این پست گفتیم که ‌مادربرد شامل برخی از قطعات کنترل کننده است که مثل عوامل کنترل کننده مسیرهای یک شهر عمل می‌کنند. نورت بریج (پل شمالی) و سوث بریج (پل جنوبی) دو قطعه مهم برای کنترل ارتباط بین اجزای مختلف سیستم هستند.

نورت بریج قطعه‌ای بر روی مادربورد است که کنترلر حافظه RAM در آن وجود داشته و مثل یک چهار راه برای کنترل ترافیک و رساندن داده‌ها از سی پی یو به سایر قطعات مثل RAM و کارت گرافیک و برعکس است. این کامپوننت قطعاتی مثل کارت گرافیک و حافظه رم را نیز به یکدیگر وصل می‌کند. Northbridge با FSB به پروسسور اصلی وصل می‌شود.

با این حال بر روی مادربوردهای مدرن باس FSB را نمی‌توانید پیدا کنید! چون اصلاً باسی به نام اف اس بی وجود ندارد. در CPU های مدرن با طراحی جدید بجای این که به نورت بریج متکی باشد، کنترلر حافظه (Memory Controller) و برخی از کنترلرهای دیگر در طراحی‌های مختلف، قرار داده می‌شوند. بدین صورت پردازنده به صورت کاملاً مستقیم می‌تواند به حافظه‌ها دسترسی داشته باشد که سرعت و عملکرد سیستم را به صورت چشمگیری افزایش می‌دهد.

قطعه Soutbridge به صورت مستقیم به قطعه Northbridge وصل بوده و از طریق آن به پردازنده وصل می‌شود. Southbridge کارهای ضعیف تری را نسبت به نورت بریج انجام می‌دهد.
در داخل Southbridge کنترلرهای مختلفی برای ورودی/خروجی‌ها (I/O Controllers) در نظر گرفته شده و یکی از وظایف اصلی آن مرتبط کردن Northbridge (رابط CPU و RAM و PCI-E هایی مثل کارت گرافیک) با ورودی/خروجی‌هایی مثل درگاه USB، هارد دیسک، سیستم پایه‌ای خروجی ورودی یا بایوس، کارت‌های PCI، کنترلرهای صدا و … است.

سوکت پردازنده (CPU Socket)

“هر CPU ای به هر مادربردای نمیخوره”. ممکنه این حرف را چندین بار شنیده باشید. هر نسل مدل از مادربوردی تنها پردازنده‌هایی را قبول می‌کنند که با آن‌ها سازگار باشند. سازگار بودن از لحاظ تکنولوژی بکار رفته در پردازنده، نحوه ارتباط آن با سایر اجزا، سرعت‌هایی که پشتیبانی می‌کنند و … . اولین فاکتور سازگار بودن پردازنده با برد اصلی، نوع سوکت‌های پردازنده است.

منظور از سوکت، آرایش پین‌هایی است که در محل قرار گیری سی پی یو بر روی مادربورد قرار دارند.

برای مثال در تصویر زیر می‌توانید سوکت ۷۷۵ LGA اینتل را مشاهده کنید:

بایوس (BIOS)

پست اصلی: بایوس (BIOS) چیست؟

بایوس یک سفت افزار (Firmware) است که در داخل یک تراشه (Chip) بر روی همه مادربرد (Motherboard) در کامپیوترهای شخصی سازگار با IBM قرار می‌گیرد. سفت افزار یا فریم ویر به برنامه‌های سطح پایین تقریباً ثابتی (البته طی شرایطی قابل تغییر هستند) گفته می‌شود که در چیپ‌های الکتریکی ذخیره شده و معمولاً کنترل آن دستگاه را بر عهده می‌گیرند.

سفت افزار BIOS فقط خواندنی است به همین دلیل به آن ROM BIOS نیز گفته می‌شود. توجه کنید که حافظه فقط خواندنی هم تحت شرایطی مانند آپدیت کردن و … قابل عوض شدن است. زمانی که کامپیوتر را روشن می‌کنید، بایوس وارد عمل شده و همان طور که از نامش پیداست، انواع خروجی‌ها و ورودی‌ها را تشخیص داده، مدیریت کرده و آن‌ها را تست می‌کند. پس از تست کردن نوبت به آن می‌رسد که سیستم عامل را راه اندازی کند. این کار با تشخیص دادن رکورد راه انداز اصلی (MBR) روی حافظه تنظیم شده (حافظه‌ای که در بایوس تنظیم می‌شود تا بوت از طریق آن حافظه انجام گیرد. مثل هارد دیسک ها، فلش مموری‌ها و …) انجام می‌گیرد.

پ.ن: چون تلفظ Motherboard هم “مادربورد” نوشته می*شود و هم “مادربرد”، در عنوان این پست از هر دو کلمه استفاده کردیم تا نتایج بهتری در جستجوهای مربوط به هر دو کلمه داشته باشد.