Che cos'è La Scheda Madre

[palli.90]

La scheda madre (motherboard) è una parte fondamentale di un moderno personal computer.Raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica di interfaccia fra i vari componenti principali e fra questi e i bus di espansione e le interfacce verso l'esterno. È responsabile della trasmissione e temporizzazione corretta di molte centinaia di segnali diversi, tutti ad alta frequenza e tutti
sensibili ai disturbi: per questo è di fondamentale importanza la scelta di una scheda madre di buona fattura.
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COMPOSIZIONE
È composta di un circuito stampato estremamente complesso, ricavato da un sandwich di strati di vetronite e rame: generalmente una scheda madre può avere da quattro a sei strati di rame. In questi sono ricavate le piste che collegano i componenti, che devono essere calcolate con molta cura: alle frequenze normalmente adoperate dalle CPU e dalle memorie RAM in uso oggi, infatti, la trasmissione dei segnali elettrici non si può più considerare istantanea ma deve tenere conto dell'impedenza propria della pista di rame e delle impedenze di ingresso e di uscita dei componenti connessi, che influenzano il tempo di volo dei segnali da un punto all'altro del circuito.

Su questo circuito stampato vengono saldati una serie di circuiti integrati, di zoccoli e di connettori; gli integrati più importanti sono il chipset, ossia l'insieme del chip principali, che svolge la gran parte del lavoro di interfaccia fra i componenti principali e i bus di espansione, la ROM, il Socket del processore e i connettori necessari per il montaggio degli altri componenti del PC e delle schede di espansione. La struttura attuale delle schede di sistema dei computer è il frutto di un'evoluzione tecnologica che ha portato a definire una architettura di sistema valida, in linea di massima, per tutti i sistemi di classe personal computer.

FORMATI
Naturalmente la schede madri in commercio seguono degli standard di misure, così da dare all'acquirente finale una facile utilizzo e applicazioni secondo le sue esigenze. Questi formati sono nati principalmente non per certificazioni ISO, ma per una continua adozione di un determinato standard di dimenzioni da parte di grandi compagnie come la IBM, la quale ha sviluppato per prima lo standard PC/XT, il quale poi si è evoluto nel AT, Baby AT per diventare attualmente lo standard ATX, il più usato nel mondo.
I formati più comuni in commercio oggi sono:
-ATX
-mini ATX e micro ATX, formati leggermente più piccoli dell'ATX originale
-BTX, formato creato da Intel in alternativa a quello ATX
-Mini ITX, micro ITX e pico ITX, formato introdotto da Via, caratterizzato da un formato ridottissimo e ad alta tecnologia
-WTX, formato creato per le piattaforme server e workstation multi-processore

PARTI PRINCIPALI
-Socket: è lo zoccolo che accoglie la cpu, oggi le versioni più diffuse sono LGA 775, LGA 1366 le quali possono accogliere cpu Intel. Questo modello di zoccolo è considerato rivoluzionario in quanto è il primo a possedere dei piedini che vanno a diretto contatto con la cpu e non viceversa. Altri modelli altrettanto diffusi che stanno ultimamente riscontrando un gran successo nel mercato sono i socket, AM2+ e AM3, i quali supportano cpu Amd, sprovvisti di piedini, ma di viceversa di fori sui quali vanno inseriti i 1207 piedini presenti sulla cpu.
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-La ROM, che contiene il BIOS della scheda madre; è un tipo di firmware dalle funzionalità molto limitate. Le sue funzioni sono essenzialmente tre: eseguire il controllo dell'hardware all'accensione ( POST, Power On Self Test), caricare il sistema operativo e mettere a disposizione di questi alcune primitive per il controllo dell'hardware stesso. Ultimamente le schede madri di fascia alta sono dotate di Bios con funzioni tipiche del sistema operativo o dedicati (overclock).

-Northbridge, un circuito integrato che connette il processore con la memoria RAM e con i bus di espansione principali. È l'elemento più importante del chipset e il suo buon funzionamento è cruciale per la stabilità e la velocità della macchina. Un eccezione a questa descrizione è data dalle cpu Amd che possiedono al loro interno il controller dell Ram, così da rendere questo chip meno complesso e costo e proprio questo dettaglio fà si che le schede madri con socket AM2+ e AM3 siano molto più economiche rispetto a quelle dotate di socket LGA.

-Southbridge, è il secondo componente del chipset e il suo compito è quello di gestire tutte le interfacce a bassa velocità: è connesso al north bridge tramite il bus di espansione e gestisce le porte seriali e parallele, l'interfaccia per la tastiera e il mouse, l'interfaccia Ethernet, le porte USB e il bus SMB.

-Una batteria al litio in grado di alimentare per anni l'orologio di sistema e una piccola quantità di memoria RAM in tecnologia CMOS in cui il BIOS memorizza alcuni parametri di configurazione dell'hardware come ad es. il boot per all'avvio del s.o.

-Gli slot d'alloggiamento della Memoria RAM, che possono essere di diversi tipi quanti sono i tipi di RAM. Attualmente (2006) le schede madri in commercio adottano slot DDRAM, ovvero slot per ram DDR, DDR2 e DDR3.

-Il bus di espansione. Si tratta di un collegamento dati generico punto-multipunto, progettato per permettere di collegare alla scheda madre delle altre schede di espansione alloggiate su connettori (slot), che ne estendono le capacità. Attualmente il tipo di bus più diffuso è il bus PCI, PCI Express, più veloce e più semplice elettricamente. In linea di principio ad un bus può essere collegato hardware di ogni tipo: schede video aggiuntive, schede audio professionali, schede acquisizione dati, unità di calcolo specializzate, coprocessori: nella pratica si ricorre ad una scheda di espansione su slot interno solo per hardware che ha bisogno di una collaborazione estremamente stretta con la CPU o con la memoria RAM; per le espansioni hardware meno critiche si sfruttano le connessioni "lente" (USB, seriali ecc.). Fa parte del bus PCI anche lo slot AGP, dedicato alla scheda video, che è uno slot PCI dotato di alcuni comandi aggiuntivi separati e di una trasmissione dati privilegiata; anche le interfacce AGP sono destinate ad essere sostituite dagli slot PCI Express.

-Una serie di interfacce standard: seriali RS232, parallela Centronics, PS/2 per mouse e tastiera, USB per altri dispositivi

-interfacce: ATA, SATA e/o SCSI per la gestione delle unità a disco: cd, dvd, hard disk, ssd, ecc...

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DISSIPAZIONE
Come tutti i chip, l'apparato del chipset produce calore, il quale deve essere smaltito per non provocare mal funzionamenti o disturbi nella scheda madre. Normalmente questi dispositivi sono solamente applicati sui chip principali quali northbridge e southbridge, ma nelle schede di fascia alte, le quali sono sottegge a maggiori carichi di lavoro questi semplici dispositivi non sono sufficienti. Per risolvere tale aumento di calore quindi viene esteso un dispositivo di dissipazione a tutto il sistema, il quale oltre a compiere un compito puramente funzionale, fornisce una certa estetica alla semplice e nuda scheda. Su questo elemente stanno facendo molti affidamente le ditte più importanti.
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[Justoverclock]