Szara Eminencja komputera
Płyta główna to najmniej doceniany z elementów komputera PC, może poza obudową. Wiadomo, że musi być, wiadomo również, że do jej konstrukcji wykorzystywane są tzw. chipsety, i to jest przeważnie wszystko, co przeciętny użytkownik czy nabywca PC wie o płycie głównej. Jeśli szczególnie interesuje się tematem, to wie również, jaki chipset ma płyta główna jego komputera, ale na tym zwykle kończy się jego wiedza. Tymczasem prawda jest taka: jeżeli procesor nazywamy czasem sercem komputera, to płyta główna jest jego kręgosłupem i układem nerwowym. Płyty główne pierwszych PC służyły głównie połączeniu ze sobą poszczególnych elementów - ot, zwykła rola płytki z obwodami drukowanymi.
Płyta główna od wewnątrz
Architektura współczesnej płyty głównej zawiera w sobie podsystem zasilania procesora i pamięci cache, blok pamięci RAM wraz z jej obsługą, interfejsy szyn ISA, PCI i złącza AGP, interfejsy peryferyjne, a także "drobiazgi", jak sterownik klawiatury, zegar czasu rzeczywistego z kalendarzem i podtrzymywaną bateryjnie pamięć konfiguracji. Ponadto, w płytach o architekturze Socket 7, dochodzi jeszcze pamięć podręczna cache i układy nią zarządzające. Całość logiki płyty głównej zawarta jest w jednym lub częściej w dwu układach scalonych, tworzących tzw. chipset core logic.
Chipset ten determinuje działanie całej płyty, jej podstawowe zalety i wady. Nic dziwnego w tym, że często używa się określeń "płyta z takim a takim chipsetem" jako wystarczającej charakterystyki danej konstrukcji.
Czy taka charakterystyka jest naprawdę wystarczająca? Przecież różni producenci mogą różnie wykorzystać ten sam zakres możliwości konstrukcyjnych. Poza tym, oprócz chipsetu, płyta główna to również BIOS, czyli "wokółsprzętowa" warstwa systemu operacyjnego, a także, umieszczony w tej samej pamięci ROM, tzw. Setup, czyli program konfiguracyjny, od którego zależy, czy i w jakim stopniu będziemy mogli wykorzystać możliwości, jakie stawia do dyspozycji sama konstrukcja płyty.
Zatem płyta płycie nierówna, nawet z tym samym chipsetem. Różnice między płytami tworzy również ich konstrukcja mechaniczna - zarówno sam standard konstrukcyjny (AT, ATX, micro ATX czy NLX), jak i konkretna realizacja, tj. na przykład liczba gniazd poszczególnych szyn i wzajemna ich relacja (tzn. możliwość równoczesnego korzystania z ISA i PCI), a także wynikające z rozmieszczenia elementów na płycie ograniczenia wymiarów kart, jakie można włożyć w poszczególne gniazda. To także mniejszy lub większy stopień poprawności implementacji najrozmaitszych funkcji dodatkowych, od których co prawda nie zależy bezpośrednio zdolność naszego PC do wykonywania różnych programów, natomiast zależy od niego nasza wygoda.
Przyjrzyjmy się dokładniej zadaniom, jakie mają do spełnienia poszczególne podsystemy płyty głównej. Zasilanie elementów i podzespołów to rzecz niby prosta i oczywista - ale od czasu powstania pierwszego PC warunki zasilania elementów znacznie się zmieniły: napięcie 5 V, dostarczane przez standardowy zasilacz, jest coraz mniej użyteczne, ponieważ nowsze technologie wymagają zdecydowanie niższego napięcia zasilania. Tutaj dobrym przykładem może być procesor - jeszcze w czasach 486 zrezygnowano z początkowego napięcia zasilającego 5 V, redukując je do wartości 3,3 V. Ale nie koniec na tym, w miarę wzrostu częstotliwości zegara procesora, nawet 3,3 V okazało się zbyt wiele - obecnie większość procesorów zasilanych jest dwoma napięciami: 3,3 V zasila "zewnętrzną warstwę" procesora, czyli te jego układy, które bezpośrednio komunikują się z otoczeniem, natomiast jądro układu, realizujące jego funkcje przetwarzania danych, zasilane jest niższym napięciem, w zakresie 2-3 V. Również pamięć cache L2 w najnowszych technologiach wymaga niższego od 5 V napięcia zasilania, podobnie coraz częściej realizowane są moduły pamięci. Płyta główna musi zatem mieć wydajny zasilacz przetwarzający dostarczane do niej napięcie 5 V na całą gamę napięć, służących do zasilania poszczególnych bloków funkcjonalnych.
Oprócz tak prozaicznej funkcji, jak zasilanie, płyta główna to całość systemu szyn i synchronizacja wymiany danych pomiędzy nimi. Rolę elementów synchronizujących pełnią mostki międzyszynowe, a ich konstrukcja w dużym stopniu determinuje sprawność działania płyty, zwłaszcza w przypadku niestandardowych częstotliwości zegara FSB. Na czym polega problem synchronizacji? W standardowej konstrukcji płyty przystosowanej do pracy z zegarem FSB 66 MHz szyna PCI jest taktowana zegarem 33 MHz, przewidzianym jako standardowy. Ale ostatnio coraz częściej stosuje się wyższe częstotliwości zegara FSB, niekoniecznie stanowiące wielokrotność 33 MHz.
Może to pociągać za sobą pewne problemy - jeśli zegary szyn są bezpośrednio przeliczane z zegara FSB, ustawienie np. 75 MHz może spowodować, zależnie od konstrukcji mostków, obniżenie częstotliwości zegara PCI do 25 MHz lub jego podwyższenie do 37,5 MHz.
