Sebelum kedatangan dari microprocessor, komputer tersebut biasanya dibangun dalam kasus kartu-kandang atau mainframe dengan komponen dihubungkan oleh sebuah backplane terdiri dari satu set slot sendiri terhubung dengan kabel, dalam desain yang sangat tua kabel adalah koneksi diskrit antara konektor kartu pin, tapi papan sirkuit segera menjadi standar praktek. Central Processing Unit, memori dan periferal yang ditempatkan pada papan sirkuit cetak yang terhubung ke backplate. Selama akhir 1980-an dan 1990-an, menjadi ekonomis untuk memindahkan meningkatkan jumlah sekeliling fungsi ke motherboard (lihat di bawah). Pada akhir 1980-an, motherboard mulai termasuk satu ICS (disebut Super I / O chips) mampu mendukung satu set kecepatan rendah periferal: keyboard, mouse, floppy disk drive, port serial, dan port paralel. Pada akhir 1990-an, banyak komputer pribadi motherboard mendukung sejumlah audio, video, penyimpanan, dan fungsi jaringan tanpa perlu untuk setiap kartu ekspansi sama sekali; tinggi akhir-sistem untuk permainan 3D dan komputer grafis biasanya tetap hanya kartu grafis sebagai komponen terpisah.
Para pionir awal manufaktur motherboard yang Micronics, Mylex, AMI, DTK, Hauppauge, Orchid Technology, Elitegroup, DFI, dan sejumlah Taiwan berbasis manufaktur.
Komputer yang paling populer seperti Apple II dan IBM PC telah diterbitkan skema diagram dan dokumentasi yang diizinkan mundur cepat-teknik dan pihak ketiga motherboard pengganti. Biasanya ditujukan untuk membangun komputer baru yang kompatibel dengan exemplars, banyak motherboard yang ditawarkan kinerja tambahan atau fitur lainnya dan digunakan untuk meng-upgrade peralatan asli pabrikan
Istilah mainboard adalah diterapkan ke perangkat dengan satu papan dan tidak ada tambahan atau kemampuan expansions. Dalam istilah modern ini akan mencakup embedded system dan pengendalian papan di televisi, mesin cuci, dll J motherboard khusus merujuk ke papan sirkuit cetak dengan kemampuan ekspansi.[Sunting] Ikhtisar
Sebuah motherboard, seperti backplane, menyediakan sambungan listrik oleh komponen yang lain dari sistem berkomunikasi, tapi tidak seperti backplane, itu juga menghubungkan unit pengolah pusat dan host subsistem lainnya dan perangkat.
Komputer desktop khas memiliki mikroprosesor, memori utama, dan komponen penting lainnya yang terhubung ke motherboard. Komponen lain seperti penyimpanan eksternal, pengendali untuk video layar dan suara, dan perangkat periferal dapat disertakan pada motherboard sebagai plug-in kartu atau melalui kabel, walaupun di komputer modern itu semakin umum untuk mengintegrasikan beberapa periferal ke motherboard itu sendiri .
Salah satu komponen penting dari motherboard adalah chipset mikroprosesor pendukung, yang menyediakan mendukung antarmuka antara CPU dan berbagai bis dan komponen eksternal. Chipset ini menentukan, ke mana, fitur dan kemampuan dari motherboard.
Motherboard modern termasuk, minimal:
soket (atau slot) di mana satu atau lebih mikroprosesor dapat diinstal [2]
slot dimana memori utama sistem akan dipasang (biasanya dalam bentuk modul DIMM berisi chip DRAM)
sebuah chipset yang membentuk sebuah antarmuka antara front-side bus CPU, memori utama, dan bus perifer
non-volatile memori chip (biasanya Flash ROM dalam motherboard modern) yang berisi sistem firmware atau BIOS
sebuah clock generator yang menghasilkan sinyal clock sistem untuk menyinkronkan berbagai komponen
slot untuk kartu ekspansi (ini interface ke sistem melalui bus didukung oleh chipset)
konektor daya, yang menerima daya listrik dari power supply komputer dan mendistribusikannya ke CPU, chipset, memori utama, dan kartu ekspansi. [3]
The OCTEK Jaguar V Motherboard dari 1993 [4]. Papan ini memiliki beberapa peripheral onboard, yang dibuktikan dengan 6 slot yang disediakan untuk kartu ISA dan kurangnya lain built-in konektor antarmuka eksternal.
Selain itu, hampir semua motherboard menyertakan logika dan konektor untuk mendukung perangkat input yang umum digunakan, seperti PS / 2 konektor untuk mouse dan keyboard. Awal komputer pribadi seperti Apple II atau IBM PC hanya termasuk perangkat ini dukungan minimal pada motherboard. Sesekali video antarmuka hardware juga diintegrasikan ke dalam motherboard, misalnya, pada Apple II dan jarang pada IBM-kompatibel komputer seperti IBM PC Jr Peripheral tambahan seperti kontroler disk dan serial port disediakan sebagai kartu ekspansi.
Mengingat tinggi desain daya thermal berkecepatan tinggi CPU dan komponen komputer, motherboard modern hampir selalu menyertakan heat sink dan titik mount untuk para penggemar untuk mengusir panas yang berlebih.[Sunting] CPU socketArtikel utama: CPU socket
Sebuah soket CPU atau slot adalah komponen listrik yang melekat pada papan sirkuit cetak (PCB) dan dirancang untuk rumah CPU (juga disebut mikroprosesor). Ini adalah jenis khusus soket sirkuit terpadu yang dirancang untuk pin dianggap sangat tinggi. Sebuah soket CPU menyediakan banyak fungsi, termasuk struktur fisik untuk mendukung CPU, dukungan untuk heat sink, memfasilitasi penggantian (serta mengurangi biaya), dan yang paling penting, membentuk sebuah antarmuka listrik kedua dengan CPU dan PCB. CPU soket pada motherboard dapat paling sering ditemukan di komputer desktop dan server yang paling (biasanya menggunakan laptop permukaan gunung CPU), terutama yang didasarkan pada arsitektur Intel x86. Sebuah soket CPU jenis dan chipset motherboard harus mendukung seri CPU dan kecepatan.[Sunting] Terpadu peripheralBlok diagram motherboard modern, yang mendukung banyak on-board fungsi perifer serta beberapa slot ekspansi.
Dengan terus menurun biaya dan ukuran sirkuit terpadu, sekarang mungkin untuk menyertakan dukungan untuk banyak periferal pada motherboard. Dengan menggabungkan berbagai fungsi dalam satu PCB, ukuran fisik dan biaya total sistem dapat dikurangi; sangat terintegrasi motherboard dengan itu terutama populer dalam faktor bentuk kecil dan anggaran komputer.
Misalnya, ECS RS485M-M, [5] yang khas anggaran motherboard modern untuk komputer berbasis prosesor AMD, memiliki on-board dukungan untuk rentang yang sangat besar periferal:
kontroler disk untuk floppy disk drive, hingga 2 PATA drive, dan hingga 6 SATA drive (termasuk RAID 0/1 dukungan)
kontroler grafis terintegrasi mendukung grafis 2D dan 3D, dengan VGA dan TV output
kartu suara terintegrasi mendukung 8-channel (7.1) audio dan S / PDIF output
Fast Ethernet controller untuk jaringan jaringan Mbit 10/100
USB 2.0 Controller mendukung sampai 12 port USB
IrDA untuk komunikasi data inframerah (misalnya dengan telepon selular IrDA-enabled atau printer)
suhu, tegangan, dan kecepatan kipas sensor yang memungkinkan perangkat lunak untuk memantau kesehatan komputer komponen
Kartu ekspansi untuk mendukung semua fungsi ini akan memiliki biaya ratusan dolar bahkan satu dekade lalu, namun hingga April 2007 yang sangat terintegrasi motherboard tersebut tersedia untuk sebagai sedikit sebagai $ 30 di Amerika Serikat.[Sunting] slot kartu Peripheral
Sebuah motherboard yang khas 2009 akan memiliki nomor yang berbeda dari koneksi tergantung pada standar.
Sebuah motherboard ATX standar biasanya akan memiliki satu PCI-E 16x sambungan untuk kartu grafis, dua slot PCI konvensional untuk kartu ekspansi berbagai, dan satu PCI-E 1x (yang pada akhirnya akan menggantikan PCI). Sebuah motherboard EATX standar akan memiliki satu PCI-E 16x sambungan untuk kartu grafis, dan berbagai jumlah PCI dan PCI-E 1x slot. Kadang-kadang dapat juga memiliki slot PCI-E 4x. (Ini bervariasi antara merek dan model.)
Beberapa motherboard memiliki dua PCI-E 16x slot, untuk memungkinkan lebih dari 2 monitor tanpa hardware khusus, atau menggunakan teknologi grafis khusus bernama SLI (untuk nVidia) dan CrossFire (untuk ATI). Ini memungkinkan 2 kartu grafis yang akan dihubungkan bersama, untuk memungkinkan kinerja yang lebih baik dalam tugas komputasi intensif grafis, seperti game, video editing dll
Pada 2007, hampir semua motherboard dengan datang setidaknya empat port USB pada bagian belakang, dengan setidaknya 2 sambungan pada papan internal untuk kabel tambahan depan pelabuhan yang dapat dibangun ke dalam kasus komputer. Ethernet juga disertakan. Ini adalah standar jaringan kabel untuk menghubungkan komputer ke jaringan atau modem. Sebuah chip suara selalu disertakan pada motherboard, untuk memungkinkan output suara tanpa perlu untuk setiap komponen tambahan. Hal ini memungkinkan komputer menjadi jauh lebih multimedia berbasis daripada sebelumnya. Beberapa motherboard berisi output video pada bagian belakang untuk solusi terpadu grafis (baik tertanam dalam motherboard, atau dikombinasikan dengan mikroprosesor, seperti Intel HD Graphics). Sebuah kartu yang terpisah masih dapat digunakan.[Sunting] Suhu dan kehandalanArtikel utama: pendinginan Komputer
Motherboard biasanya udara didinginkan dengan heat sink sering dipasang pada chip yang lebih besar, seperti Northbridge, di motherboard modern. Pendingin tidak memadai atau tidak benar dapat menyebabkan kerusakan pada komponen internal komputer dan menyebabkannya crash. Pendinginan pasif, atau satu fan terpasang pada listrik, telah cukup untuk komputer desktop CPU banyak sampai akhir 1990-an, sejak itu, sebagian besar diperlukan CPU fans terpasang pada heat sink, karena meningkatnya kecepatan clock dan konsumsi daya. Kebanyakan motherboard memiliki konektor tambahan untuk hal juga. Baru motherboard telah terintegrasi sensor untuk mendeteksi suhu motherboard dan CPU, dan konektor kipas yang dikontrol BIOS atau sistem operasi dapat digunakan untuk mengatur kecepatan kipas. Beberapa komputer (yang biasanya memiliki kinerja tinggi mikroprosesor, sejumlah besar RAM, dan kinerja tinggi kartu video) menggunakan sistem pendinginan air, bukan banyak fans.
Beberapa faktor bentuk kecil komputer dan home theater PC dirancang untuk bermegah operasi yang tenang dan hemat energi kipas desain. Ini biasanya membutuhkan penggunaan CPU rendah daya, serta hati layout motherboard dan komponen lainnya untuk memungkinkan heat sink penempatan.
Sebuah studi tahun 2003 [6] menemukan bahwa beberapa komputer crash palsu dan keandalan isu umum, mulai dari layar distorsi gambar ke I / O membaca / menulis kesalahan, tidak dapat diberikan ke perangkat lunak atau perangkat keras, tetapi untuk aging kapasitor pada motherboard PC. Pada akhirnya hal ini terbukti hasil dari salah elektrolit formulasi [7].Sebuah microATX motherboard dengan beberapa kapasitor yang rusak.
Untuk informasi lebih lanjut tentang kapasitor kegagalan prematur pada motherboard PC, lihat kapasitor tulah.
Motherboard menggunakan electrolytic capacitors untuk menyaring daya DC didistribusikan di sekitar papan. Kapasitor ini usia pada tingkat yang bergantung pada suhu, sebagai air berbasis electrolytes perlahan lenyap. Hal ini dapat mengakibatkan hilangnya capacitance Motherboard kerusakan fungsi dan kemudian karena ketidakstabilan tegangan. Sementara kapasitor kebanyakan adalah nilai untuk tahun 2000 jam operasi pada 105 ° C, [8] desain diharapkan mereka hidup kira-kira dua kali lipat untuk setiap 10 ° C di bawah ini. Pada 45 ° C seumur hidup 15 tahun dapat diharapkan. Hal ini tampak masuk akal untuk komputer motherboard. Namun, banyak produsen telah disampaikan di bawah kapasitor, [9] yang secara signifikan mengurangi harapan hidup. Memadai kasus pendinginan dan temperatur ditinggikan dengan mudah memperuncing masalah ini. Hal ini dimungkinkan, tapi membosankan dan memakan waktu, untuk mencari dan mengganti kapasitor gagal pada PC motherboard.[Sunting] Formulir faktorArtikel utama: Perbandingan faktor bentuk komputer
Motherboard diproduksi dalam berbagai ukuran dan bentuk disebut komputer faktor bentuk, beberapa di antaranya khusus untuk produsen komputer individu. Namun, motherboard yang digunakan dalam IBM-kompatibel sistem dirancang untuk memenuhi berbagai hal ukuran. Pada 2007, kebanyakan komputer desktop motherboard menggunakan salah satu [yang] bentuk standar faktor-bahkan yang ditemukan di Macintosh dan Minggu komputer yang belum dibangun dari komponen komoditas. Sebuah motherboard kasus dan faktor PSU bentuk semua harus cocok, meskipun beberapa motherboard faktor bentuk yang lebih kecil dari keluarga yang sama akan cocok kasus yang lebih besar. Sebagai contoh, kasus ATX biasanya akan menampung motherboard microATX.
Laptop komputer umumnya menggunakan sangat terintegrasi, miniatur dan disesuaikan motherboard. Ini adalah salah satu alasan bahwa laptop komputer sulit untuk meng-upgrade dan mahal untuk memperbaiki. Seringkali kegagalan satu komponen laptop memerlukan penggantian seluruh motherboard, yang biasanya lebih mahal daripada desktop Motherboard karena banyaknya komponen terpadu.[Sunting] Bootstrap menggunakan BIOSArtikel utama: bootingInformasi lebih lanjut: BIOS
Motherboard berisi beberapa non-volatile memori untuk initialize sistem dan memuat sistem operasi dari beberapa perangkat eksternal pinggiran. Microcomputers seperti Apple II dan IBM PC chip ROM yang digunakan, dipasang di soket pada motherboard. Pada power-up, pusat prosesor akan memuat program counter dengan alamat boot ROM dan mulai menjalankan instruksi ROM. Instruksi-instruksi yang ditampilkan sistem informasi pada layar, berlari memeriksa memori, dan kemudian dimuat sebuah sistem operasi dari perangkat eksternal atau perifer (disk drive). Jika tidak tersedia, maka komputer akan melakukan tugas-tugas dari toko lain atau memori menampilkan pesan kesalahan, tergantung pada model dan desain dari komputer dan versi BIOS.
Desain motherboard paling modern menggunakan BIOS, disimpan dalam sebuah chip EEPROM disolder atau socketed ke motherboard, untuk bootstrap sebuah sistem operasi. Bila daya pertama kali diterapkan pada motherboard, tes firmware BIOS dan memori mengkonfigurasi, sirkuit, dan peripheral. Ini Power-On Self Test (POST) mungkin termasuk pengujian beberapa hal berikut:
video adaptor
kartu dimasukkan ke slot, seperti PCI konvensional
floppy drive
termistor, tegangan, dan kecepatan kipas untuk hardware monitoring
CMOS digunakan untuk menyimpan konfigurasi BIOS setup
keyboard dan mouse
jaringan pengontrol
optik drive: CD-ROM atau DVD-ROM
SCSI hard drive
IDE, EIDE, atau hard disk SATA
keamanan perangkat, seperti pembaca sidik jari atau keadaan saklar latch untuk mendeteksi intrusi
USB perangkat, seperti perangkat penyimpanan memori
Pada motherboard baru, BIOS juga dapat menambal microcode prosesor pusat jika BIOS mendeteksi bahwa CPU yang terpasang adalah satu di errata yang telah diterbitkan. Banyak perangkat di atas dapat disimpan dengan instruksi kode mesin untuk memuat sistem operasi atau program.