Mainboard 

วันที่ 18 พฤศจิกายน 2551 13:23

1. หน้าที่ของ Mainboard

    Mainboard        

   เมนบอร์ดเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญรองมาจากซีพียู เมนบอร์ดทำหน้าที่ควบคุม ดูแลและจัดการๆ ทำงานของ อุปกรณ์ชนิดต่างๆ แทบทั้งหมดในเครื่องคอมพิวเตอร์ ตั้งแต่ซีพียู ไปจนถึงหน่วยความจำแคช หน่วยความจำหลัก ฮาร์ดดิกส์ ระบบบัส บนเมนบอร์ดประกอบด้วยชิ้นส่วนต่างๆ มากมายแต่ส่วนสำคัญๆ ประกอบด้วย

2. ส่วนประกอบของ Mainboard 

     2.1 ชุดชิพเซ็ต 

     

                                                
   ชุดชิพเซ็ต
     ชุดชิพเซ็ตเป็นเสมือนหัวใจของเมนบอร์ดอีกที่หนึ่ง เนื่องจากอุปกรณ์ตัวนี้จะมีหน้าที่หลักเป็นเหมือนทั้ง อุปกรณ์ แปลภาษา ให้อุปกรณ์ต่างๆ ที่อยู่บนเมนบอร์ดสามารถทำงานร่วมกันได้ และทำหน้าที่ควบคุม อุปกรณ์ต่างๆ ให้ทำงานได้ตามต้องการ โดยชิพเซ็ตนั้นจะประกอบด้วยชิพเซ็ตนั้นจะประกอบไปด้วยชิพ 2 ตัว คือชิพ System Controller และชิพ PCI to ISA Bridge
     ชิพ System Controller หรือ AGPSET หรือ North Bridge เป็นชิพที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของ อุปกรณ์หลักๆ ความเร็วสูงชนิดต่างๆ บนเมนบอร์ดที่ประกอบด้วยซีพียู หน่วยความจำแคชระดับสอง (SRAM) หน่วยความจำหลัก (DRAM) ระบบกราฟิกบัสแบบ AGP และระบบบัสแบบ PCI

     ชิพ PCI to ISA Bridge หรือ South Bridge จะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อกันระหว่างระบบบัสแบบ PCI กับอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีความเร็วในการทำงานต่ำกว่าเช่นระบบบัสแบบ ISA ระบบบัสอนุกรมแบบ USB ชิพคอนโทรลเลอร์ IDE ชิพหน่วยความจำรอมไออส ฟล็อบปี้ดิกส์ คีย์บอร์ด พอร์ตอนุกรม และพอร์ตขนาน
      
    ชุดชิพเซ็ตจะมีอยู่ด้วยกันหลายรุ่นหลายยี่ห้อโดยลักษณะการใช้งานจะขึ้นอยู่กับซีพียูที่ใชเป็นหลัก เช่นชุด ชิพเซ็ตตระกูล 430 ของอินเทลเช่นชิพเซ็ต 430FX, 430HX 430VX และ 430TX จะใช้งานร่วมกับซีพียู ตระกูลเพนเทียม เพนเที่ยม MMX, K5, K6, 6x86L, 6x86MX (M II) และ IDT Winchip C6 ชุดชิพเซ็ต ตระกูล 440 ของอิเทลเช่นชิพเซ็ต 440FX, 440LX, 440EX และชิพเซ็ต 440BX จะใช้งานร่วมกับ ซีพียูตระกูลเพนเที่ยมโปร เพนเที่ยมทู และเซลเลอรอน และชุดชิพเซ็ตตระกูล 450 ของอินเทลเช่นชุดชิพเซ็ต 450GX และ 450NX ก็จะใช้งานร่วมกับซีพียูตระกูลเพนเที่ยมทูซีนอนสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับ Server หรือ Workstation นอกจากนี้ยังมีชิพเซ็ตจากบริษัทอื่นๆ อีกหลายรุ่นหลายยี่ห้อที่ถูกผลิตออกมา แข่งกับอินเทลเช่นชุดชิพเซ็ต Apollo VP2, Apollo VP3 และ Apollo mVp3 ของ VIA, ชุดชิพเซ็ต Aladin IV+ และ Aladin V ของ ALi และชุดชิพเซ็ต 5597/98, 5581/82 และ 5591/92 ของ SiS สำหรับซีพียูตระกูลเพนเที่ยม เพนเที่ยม MMX, K5, K6, 6x86L, 6x86MX (M II) และ IDT Winchip C6 ชุดชิพเซ็ต Apollo BX และ Apollo Pro ของ VIA, ชุดชิพเซ็ต Aladin Pro II M1621/M1543C ของ ALi และชุดชิพเซ้ต 5601 ของ Sis สำหรับซีพียูตระกูลเพนเที่ยมทู และเซลเลอรอน ซึ่งชิพเซ้ตแต่ละรุ่น แต่ละยี้ห้อนั้นจะมีจุดดีจุดด้อยแตกต่างกันไป
 

      2.2 หน่วยความจำรอมไบออส และแบตเตอรรี่แบ็คอัพ

   หน่วยความจำรอมไบออส และแบตเตอรรี่แบ็คอัพ
     ไบออส BIOS (Basic Input Output System) หรืออาจเรียกว่าซีมอส (CMOS) เป็นชิพหน่วยความจำชนิด หนึ่งที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูล และโปรแกรมขนาดเล็กที่จำเป็นต่อการบูตของระบบคอมพิวเตอร์ โดยในอดีต ส่วนของชิพรอมไบออสจะประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ชิพไบออส และชิพซีมอส ซึ่งชิพซีไปออสจะทำหน้าที่ เก็บข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นต่อการบูตของระบบคอมพิวเตอร์ ส่วนชิพซีมอสจะทำหน้าที่ เก็บโปรแกรมขนาดเล็ก ที่ใช้ในการบูตระบบ และสามารถเปลี่ยนข้อมูลบางส่วนภายในชิพได้ ชิพไบออสใช้พื้นฐานเทคโนโลยีของรอม ส่วนชิพซีมอสจะใช้เทคโนโลยีของแรม ดังนั้นชิพไบออสจึงไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า ในการเก็บรักษาข้อมูล แต่ชิพซีมอส จะต้องการพลังงานไฟฟ้าในการเก็บรักษาข้อมูลอยตลอดเวลาซึ่งพลังงานไฟฟ้า ก็จะมาจากแบตเตอรี่แบ็คอัพที่อยู่บนเมนบอร์ด (แบตเตอรี่แบ็คอัพจะมีลักษณะเป็นกระป๋องสีฟ้า หรือเป็นลักษณะกลมแบนสีเงิน ซึ่งภายในจะบรรจุแบตเตอรรี่แบบลิเธี่ยมขนาด 3 โวลต์ไว้) แต่ตอ่มาในสมัย ซีพียตระกูล 80386 จึงได้มีการรวมชิพทั้งสองเข้าด้วยกัน และเรียกชื่อว่าชิพรอมไบออสเพียงอย่างเดียว และการที่ชิพรอมไบออสเป็นการรวมกันของชิพไบออส และชิพซีมอสจึงทำให้ข้อมูลบางส่วนที่อยู่ภายใน ชิพรอมไบออส ต้องการพลังงานไฟฟ้าเพื่อรักษาข้อมูลไว้ แบตเตอรี่แบ็คอัพ จึงยังคงเป็นสิ่งจำเป็นอยู่จนถึง ปัจจุบัน จึงเห็นได้ว่าเมื่อแบตเตอรี่แบ็คอัพเสื่อม หรือหมดอายุแล้วจะทำให้ข้อมูลที่คุณเซ็ตไว้ เช่น วันที่ จะหายไปกลายเป็นค่าพื้นฐานจากโรงงาน และก็ต้องทำการเซ้ตใหม่ทุกครั้งที่เปิดเครื่อง เทคโนโลยีรอมไบออส ในอดีต หน่วยความจำรอมชนิดนี้จะเป็นแบบ EPROM (Electrical Programmable Read Only Memory) ซึ่งเป็นชิพหน่วยความจำรอม ที่สามารถบันทึกได้ โดยใช้แรงดันกระแสไฟฟ้าระดับพิเศษ ด้วยอุปกรณ์ ที่เรียกว่า Burst Rom และสามาถลบข้อมูลได้ด้วยแสงอุตราไวโอเล็ต ซึ่งคุณไม่สามารถอัพเกรดข้อมูลลงในไบออสได้ ด้วยตัวเองจึงไม่ค่อยสะดวกต่อการแก้ไขหรืออัพเกรดข้อมูลที่อยู่ในชิพรอมไบออส แต่ต่อมาได้มีการพัฒนา เทคโนโลยชิพรอมขึ้นมาใหม่ ให้เป็นแบบ EEPROM หรือ E2PROM โดยคุณจะสามารถทั้งเขียน และลบข้อมูล ได้ด้วยกระแสไฟฟ้าโดยใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ ได้ด้วยตัวเองอย่างง่ายดายดังเช่นที่เราเห็นกันอยู่ในปัจจุบัน

3. วิธีการเลือกซื้อ

   สิ่งสำคัญในการเลือกซื้อ  

   สิ่งสำคัญในการพิจารณาเลือกซื้อเมนบอร์ดสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์นั้น คุณจะต้อง พิจารณาในส่วนต่าง ๆ ที่มีส่วนสำคัญและเกี่ยวข้องกับการทำงานให้เกิดประสิทธิภาพมากที่สุด อาทิเช่น ความคอมแพตทิเบิลของเมนบอร์ดกับซีพียู, ซิพเซต, ไบออส,I/O chips, พอร์ตต่าง ๆ รวมทั้งรูปแบบหรือโครงสร้างของเมนบอร์ดด้วย ฯลฯ นอกจากนี้สิ่งหนึ่งที่สำคัญอีกประการก็คือ ยี่ห้อและรุ่นของเมนบอร์ดที่จะนำมาใช้กับการทำงานที่ต้องการและประสิทธิภาพในการทำงาน ที่ได้รับ 

   เมนบอร์ดในปัจจุบัน

   เริ่มจากอดีตจนถึงปัจจุบันหน้าตาของเมนบอร์ดและประสิทธิภาพในการทำงานของเมนบอร์ด มีการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงให้มีประสิทธภาพในการทำงานมากขึ้น ซึ่งในปัจจุบันนี้เมนบอร์ด ที่กำลังเป็นที่นิยมกันก็คงจะหนีไม่พ้นเมนบอร์ดเพนเทียมที่แซงหน้าเมนบอร์ดรุ่น 486 ที่กำลัง จะกลายเป็นเมนบอร์ดที่ถูกทอดทิ้ง เนื่องจากประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของเมนบอร์ด เพนเทียม อีกทั้งแนวโน้มที่กำลังมาแรงของเมนบอร์ดเพนเทียมโปรที่มีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ออกมามาก ขึ้น จึงเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ให้ความสนใจและจับตามองความเคลื่อนไหวอย่าง ต่อเนื่อง

       เมนบอร์ดที่มีคุณลักษณะที่เรียกว่า ATX Form Factor นั่นก็คือการจัดองค์ประกอบหรือวงจร ต่าง ๆ บนเมนบอร์ดให้มีความกระชับ และเสันทางเดินวงจรใกล้ที่สุด นอกจากนี้ยัง built-in พวกพอร์ตต่าง ๆ ไว้ เช่น Com1, Com2, PS/2 Keyboard, Mouse และ Parallelไว้บน เมนบอร์ดอีกด้วย

   คุณลักษณะสำคัญ ในการเลือกซื้อ

   คุณลักษณะ ATX

   เมนบอร์ดในปัจจุบันมีการปรับเปลี่ยนและพัฒนารูปแบบให้มีความกระชับและมีความสามารถ เพิ่มขึ้น ซึ่งเมนบอร์ด ATX นั่นก็คือ เมนบอร์ดที่ออกแบบวงจรให้มีความกะทัดรัดมากขึ้น ซึ่ง จะทำให้มีความเร็วในการทำงานเพิ่มขึ้นประมาณ 10% รวมทั้งส่วนของ I/O Controler ที่มีอยู่ บนเมนบอร์ด และพวกพอร์ตต่าง ๆ เช่น Com1, Com2, PS/2, Parallel port, Mouse, มีติดอยู่กับบอร์ดให้เลย

นอกจากนี้ในส่วนของ IR (infrared) Com Port ยังป็นอีกส่วนบนเมนบอร์ดซึ่งจะช่วยในเรื่อง ของการส่งรับข้อมูลโดยผ่านอุปกรณ์ที่สนับสนุนระบบอินฟราเรดอย่างพวกคีย์บอร์ด และ เครื่องพิมพ์ เช่น เครื่องพิมพ์เลเซอร์รุ่นใหม่ ๆ ของ HP ทุกรุ่นจะสนับสนุนการทำงานระบบ อินฟราเรด

    USB (Universal Serial Bus)

    ช่องต่อ I/O ที่สามารถต่ออุปกรณ์เพิ่มเติมแบบ Plug & Play ซึ่งมีความเร็วในการส่งผ่าน ข้อมูลสูงสุด 12 Mbและต่ำสุด 1.5 Mb (ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ต่อเชื่อม)

เมนบอร์ดที่พร้อมด้วยเทคโนโลยี USB (Universal Serial Bus ) ซึ่ง USB ที่ว่านี้เป็น I/O ที่เพิ่มเติมเข้ามาบนเมนบอร์ด สำหรับต่ออุปกรณ์ Plug and Play โดยในส่วนของ USB นี้ จะเป็นการเสริมประสิทธิภาพในการใช้งานเมนบอร์ดเพิ่มมากขึ้น ช่วยให้ผู้ใช้สามารถต่อ เชื่อมอุปกรณ์ต่าง ๆ เข้ากับพีซีได้อย่างง่ายดาย เช่น การเชื่อมต่อจอภาพ, เครื่องพิมพ์, โมเด็ม, สแกนเนอร์, กล้องดิจิตอล,จอยสติกซ์, ลำโพงดิจิตอล ฯลฯ USB มีความเร็ว (data rate) สูงสุด 12 Mbps และต่ำสุด 1.5 Mbps (ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ต่อเชื่อม) นับว่า USB ที่พัฒนาออกมานี้เป็น การประชันกับการ์ด SCSI ซึ่งคาดว่าในอนาคตคงจะเป็นที่นิยมกันมากขึ้น และอาจจะเป็น อีกออปชันหนึ่งที่ถูกพิจารณาเลือกซื้อเมนบอร์ดในอนาคต

    Pipelined Burst Cache

    เมนบอร์ดนับว่าเป็นหัวใจหลักเลยทีเดียวในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์เพราะเป็นแผง วงจรที่รวบรวมหน้าที่ของชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ในการทำงานไว้อย่างครบถ้วน ดังนั้นอีกสิ่งหนึ่งที่ผู้ใช้ควรพิจารณาด้วยก็คือส่วนที่เรียกว่า Pipelined Burst Cache ซึ่งในส่วนนี้ เพิ่งจะมีการพัฒนาขึ้นใช้บนเมนบอร์ดเพนเทียมเป็นครั้งแรกเมื่อไม่นานมานี้ ในระยะแรก ๆ นั้นจะเป็นเพียงโมดุลที่แยกย่อยให้ติดตั้งเพิ่ม แต่ในปัจจุบันได้มีการ built-in ลงบนเมนบอร์ดเลย

      Pipelined Burst Cache นี้เป็นแคชที่เร็วกว่าแคชธรรมดา และมีหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ใน การรับส่งข้อมูลระหว่าง CPU กับ RAM ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้สามารถทำงานได้รวดเร็วขึ้น

I/O chips

      สิ่งสุดท้ายที่จะกล่าวถึงความสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเลือกซื้อเมนบอร์ดก็คือ I/O chips อาทิเช่น ชิพ UART16550 ซึ่งเป็นชิพที่ช่วยในการควบคุมการ Input และ Output ของ อุปกรณ์ที่ต่อเข้ากับเครื่องคอมพิว เตอร์ที่เป็น Com Ports โมเด็มความเร็วสูงในปัจจุบัน จะต้องการส่วนนี้ ซึ่งส่วนใหญ่จะมีอยู่แล้วบนเมนบอร์ดปัจจุบันทุกรุ่น นอกเหนือจากสิ่งต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้นที่เป็นปัจจัยต่อการพิจารณาเลือกซื้ อเมนบอร์ดแล้ว ยังมีสิ่งที่ควรจะพิจารณา เพิ่มเติมร่วมด้วยนั่นก็คือการปรับ Voltage ซึ่งบนเมนบอร์ดจะมีตัว Regulator สำหรับแปลง ไฟโดยสามารถเซตได้ที่จัมเปอร์