A Motherboard Tour

Een moederbord is zo complex en heeft zoveel onderdelen en (kabel)aansluitingen dat het overweldigend kan zijn voor iemand die niet gewend is om aan pc's te werken. Zoals bij veel dingen geldt echter: de makkelijkste manier om de werking van het geheel te begrijpen, is door de werking van de individuele onderdelen te begrijpen. Laten we daarom een rondleiding van $2 langs een modern moederbord maken, waarbij je de functies van elk belangrijk onderdeel leert kennen en leert hoe je die onderdelen visueel kunt herkennen.

Laten we om te beginnen een blokdiagram van een chipset bekijken. Figuur 4-4 toont de belangrijkste onderdelen en functies van de Intel 925XE-chipset. (Andere moderne chipsets zijn vergelijkbaar.) De 925XE-chipset maakt gebruik van twee fysieke chips. De north bridge-chip, die Intel de MCH (Memory Controller Hub) noemt, is het blauwe vakje met het label 82925X MCH. De MCH regelt en coördineert de communicatie tussen de processor, het geheugen en de PCI Express-videoadapter. De MCH biedt kanalen met een zeer hoge bandbreedte: 6,4 GB/s tussen de MCH en de processor; 8,0 GB/s tussen de MCH en de videoadapter; en 8,5 GB/s tussen de MCH en het geheugen.

Figuur 4-4: Blokdiagram van de Intel 925X-chipset (afbeelding met dank aan Intel Corporation)

De south bridge-chip, die Intel de ICH (I/O Controller Hub) noemt, is het blauwe vakje met het label ICH6RW. De ICH verwerkt I/O-functies, die met veel lagere datasnelheden werken dan de processor-, geheugen- en videokanalen. Deze kanalen omvatten vier 150 MB/s Serial ATA-(kabel)aansluitingen, zes PCI-sloten met een gezamenlijke bandbreedte van 133 MB/s, acht USB 2.0-(kabel)aansluitingen met elk 60 MB/s bandbreedte en vier 500 MB/s PCI Express x1-sloten. De ICH verwerkt ook functies zoals ingebouwde audio, de interface met het systeem-BIOS en draadloze netwerken.

Figuren 4-5a en 4-5b brengen deze chipsetfuncties in kaart met de lay-out van de onderdelen op een moederbord in de praktijk. Ter illustratie hebben we een Intel D925XECV2-moederbord gebruikt, maar elk recent moederbord heeft vergelijkbare functies en lay-out. Niet alle getoonde onderdelen zijn op elk moederbord aanwezig en de exacte positie van sommige onderdelen kan verschillen, maar de essentie blijft hetzelfde.

Figuur 4-5a: Lay-out van onderdelen op een typisch moederbord (afbeelding met dank aan Intel Corporation)

Figuur 4-5b: Lay-outsleutel

Het linkerachterkwadrant van het moederbord, getoond in Figuur 4-6, wordt gedomineerd door uitbreidingssloten: twee paren witte PCI-sloten die een paar PCI Express x1-sloten flankeren, met een zwart PCI Express x16-videoadapter-slot helemaal rechts. De witte extra (kabel)aansluiting voor de achterventilator is zichtbaar in het midden boven het linkerpaar PCI-sloten. De gele (kabel)aansluiting in het midden bovenaan is de audio-(kabel)aansluiting voor het voorpaneel, met de audiocodec-chip linksboven ervan. De Gigabit Ethernet-controllerchip is zichtbaar in het midden tussen de twee montagegaten rechtsboven. Het ronde object onder de PCI Express x1-sloten is de systeemluidspreker. De grote chip in het midden onderaan is de FireWire-controller en de twee blauwe header-pin-(kabel)aansluitingen rechts daarvan zijn de FireWire-interface-(kabel)aansluitingen voor het voorpaneel.

Figuur 4-6: Linkerachterkwadrant van het D925XECV2-moederbord (afbeelding met dank aan Intel Corporation)

Het rechterachterkwadrant van het moederbord, getoond in Figuur 4-7, wordt gedomineerd door de processorsocket (rechtsonder), het koellichaam voor de north bridge-chip (linksonder) en een bovenaanzicht van het I/O-paneel aan de achterzijde (bovenaan). De groep van drie witte (kabel)aansluitingen linksboven zijn, van links naar rechts, de (kabel)aansluiting voor de ventilator in de achterzijde van de behuizing, de alternatieve voedings-(kabel)aansluiting die wordt gebruikt om het moederbord van extra stroom te voorzien als de voeding een 20-pins hoofdvoedings-(kabel)aansluiting heeft in plaats van een 24-pins (kabel)aansluiting, en de ATX12V-voedings-(kabel)aansluiting. De CPU-ventilator-(kabel)aansluiting is zichtbaar in de rechterbenedenhoek van de afbeelding.

Figuur 4-7: Rechterachterkwadrant van het D925XECV2-moederbord (afbeelding met dank aan Intel Corporation)

Figuur 4-8 toont de I/O-(kabel)aansluitingen op het achterpaneel. Oude PS/2-muis-(kabel)aansluitingen (bovenaan) en toetsenbord-(kabel)aansluitingen zijn helemaal links zichtbaar. De tweede groep (kabel)aansluitingen bevat een parallelle poort (LPT) bovenaan en een 9-pins seriële poort linksonder. Rechtsonder in deze groep bevinden zich coaxiale (ronde) en optische (vierkante) digitale audio-uitgangspoorten. De derde groep (kabel)aansluitingen zijn allemaal audio-(kabel)aansluitingen, die kunnen worden geconfigureerd voor verschillende functies. De vierde groep (kabel)aansluitingen heeft een FireWire-(kabel)aansluiting aan de bovenkant, met daaronder twee USB 2.0-(kabel)aansluitingen. De vijfde groep (kabel)aansluitingen heeft een Gigabit Ethernet-(kabel)aansluiting aan de bovenkant, met daaronder nog twee USB 2.0-(kabel)aansluitingen.

Figuur 4-8: I/O-(kabel)aansluitingen achterpaneel (afbeelding met dank aan Intel Corporation)

Kleurcodes voor I/O-(kabel)aansluitingen

Het duurde langer dan nodig was, maar de I/O-(kabel)aansluitingen op veel moederborden gebruiken nu een min of meer gestandaardiseerde kleurcode, getoond in Tabel 4-3. Uiteraard maken fabrikanten per geval uitzonderingen. De coaxiale digitale audio-uitgang-(kabel)aansluiting op dit moederbord is bijvoorbeeld oranje, wat een luidspreker-/subwooferuitgang zou moeten zijn. Op dezelfde manier is een van de audio-(kabel)aansluitingen felgeel, wat een video-uitgang zou moeten zijn. Ach ja.

Tabel 4-3: Kleurcodes voor I/O-(kabel)aansluitingen

Het linker-voorkwadrant van het moederbord is getoond in Figuur 4-9. Het ronde object rechtsonder is de batterij. De grote chip direct links daarvan is de Firmware Hub (FWH), met daaronder het oranje jumperblok voor de BIOS-configuratie. Het witte object links van het jumperblok is de voedings-(kabel)aansluiting voor de voorste behuizingsventilator. Boven die voedings-(kabel)aansluiting bevindt zich de TPM-chip (Trusted Platform Module) en links van de TPM-chip en de voedings-(kabel)aansluiting verschijnt een groep van vier Serial ATA-interface-(kabel)aansluitingen. Het grote zilveren object in het midden rechts is het koellichaam voor de ICH6 south bridge-chip. De zwarte header-pin-(kabel)aansluiting links van het south bridge-koellichaam is één USB-(kabel)aansluiting voor het voorpaneel, met daaronder een tweede identieke (kabel)aansluiting. Het veelkleurige jumperblok aan de onderste rand in het midden van het moederbord is de (kabel)aansluiting voor het voorpaneel.

Figuur 4-9: Linker-voorkwadrant van het D925XECV2-moederbord (afbeelding met dank aan Intel Corporation)

Figuur 4-10 toont het rechter-voorkwadrant van het moederbord, met de twee Channel A-geheugensloten bovenaan en twee Channel B-geheugensloten daaronder. De grote chip rechtsonder is de aanvullende I/O-controllerchip, met links daarvan de witte ATX-hoofdvoedings-(kabel)aansluiting. De zwarte ATA-interface-(kabel)aansluiting bevindt zich aan de linkeronderrand van deze afbeelding, met de interface-(kabel)aansluiting voor de diskettestation direct rechts daarvan.

Figuur 4-10: Rechter-voorkwadrant van het D925XECV2-moederbord (afbeelding met dank aan Intel Corporation)

Meer over moederborden voor computers