マザーボードはどのように機能しますか？ それは何でできているのか、どのような異なるモデルがあり、コンピューター内部では何のためにあるのか

コンピュータケースを開いて中身を確認すると、最初に気付くのは、いくつかのコネクタと多くのトランジスタが搭載された大きな棚、つまりマザーボードです。

幅木とは何ですか？
マザーボードはプリント回路基板であり、さまざまなコンポーネントが連携してコンピュータを機能させ、その中のさまざまな部品が連携してデータを相互に送信します。
マザーボードを使用すると、コンピューターのすべての部品に電力が供給され、相互に通信できます。
マザーボードは、大企業の本社、意思決定が行われる本社、タスクが従業員に割り当てられる本社と考えることができます。

マザーボード自体は内部機能のない役に立たない部品ですが、それなしではコンピュータが存在しなかった必要な部品でもあります。
マザーボードの主な仕事は、コンピュータのマイクロプロセッサチップを保持し、他のすべてのものをそれに接続できるようにすることです。
コンピュータのパフォーマンスを向上させるものはすべてマザーボードの一部であるか、スロットまたはポートを介してマザーボードに接続します。

マザーボードの問題は、 さまざまなタイプ、さまざまな形状と接続。
さまざまな部品を組み合わせてPCを購入したい場合は、残りの部品と互換性があるように、常にマザーボードから始める必要があります。

コンピュータのマザーボードはどのように作られていますか？

1） フォームファクタ
したがって、マザーボードがどのように機能するかを確認する前に、マザーボードがどのような形状をとることができ、異なるモデル間でどのような違いがあるかを確認することが重要です。
マザーボードの形状とレイアウトはフォームファクターと呼ばれます。
フォームファクターは、個々のコンポーネントの配置とコンピューターケースの形状に影響します。
すべてのマザーボードは同じように動作しますが、マザーボードのモデルが異なれば、ポートの種類、サイズ、取り付け穴も異なります。
最も一般的なフォームファクタは次のとおりです。
ATX：最も一般的な形、大きい（そのほとんどは30 x 30cmです）
microATX：近年非常に人気のある標準ATXの小型バージョン。
ミニATX：マイクロバージョンよりも小さく、ラップトップ用に設計されています。
Mini-ITX：ATXカードよりも小さい（6.7 x 6.7インチ）。
Nano-ITX：スリムデバイス用
Pico-ITX-3.9×2.8インチの寸法で非常に小さい。

2） CPUソケット
フォームファクターは、マザーボードに適用される多くの規格の1つにすぎません。
購入しようとしているモデルを確認するために常に確認する必要があるもう1つの重要な機能は、間違いなく、マイクロプロセッサのソケットです。これにより、次のタイプが決まります。 中央処理装置 （CPU）マザーボードで使用されます。
ソケットはプロセッサまたはアクセサリのスロットであり、ブランド（IntelとAMDは異なるソケットを使用）および世代（古いAMDとIntelプロセッサは現在とは異なるソケットを使用）によって異なります。
CPUは、多くのピンとコネクタを備えた小さな正方形のような形をしたコンピュータの一部であり、チップセットのノースブリッジ部分によって運ばれるデータを解釈して送信するように機能します。
高品質のCPUを搭載することは、コンピューターの全体的な速度と効率にとって重要です。

3） チップセット
チップセットはマザーボードのロジックシステムを構成し、一般的に2つの部分で構成されています。 ノースブリッジ そしてその サウスブリッジ。
これらはマザーボードの2つの最も目に見える重要な部分であり、CPUをコンピューターの他の部分に接続する2つの「ブリッジ」として機能します。
チップセットは、マイクロプロセッサをマザーボードの残りの部分に接続し、したがってコンピュータの残りの部分に接続する「接着剤」です。
ノースブリッジはフロントサイドバス（FSB）を介してプロセッサに直接接続し、メモリコントローラはノースブリッジに配置されており、CPUに高速メモリアクセスを提供します。
ノースブリッジは、AGPまたはPCIExpressバスおよびメモリ自体にも接続します。
サウスブリッジはノースブリッジよりも低速であり、CPU情報はサウスブリッジに到達する前にノースブリッジを通過する必要があります。
他のバスは、サウスブリッジをPCIバス、USBポート、およびIDEまたはSATAハードドライブ接続に接続します。
メーカーが特定のCPUで動作するようにチップセットを最適化するため、チップセットの選択とCPUの選択は密接に関連しています。
チップセットはマザーボードの統合部品であるため、取り外したりアップグレードしたりすることはできません。
これは、マザーボードソケットがCPUに適合するだけでなく、マザーボードチップセットが選択したCPUで最適に動作する必要があることを意味します。
ソケットとチップセットベースのモデルが異なるため、今日マザーボードを購入するときは、マザーボードにマウントするプロセッサの種類と、将来的に行うアップグレードの種類を知る必要があります。

The BIOS、または基本入出力システムチップ。コンピュータの基本機能を制御し、電源がオンになり、バッテリーがオンになるたびにセルフテストを実行します。 CMOS、基本設定をメモリに保持し、コンピュータの電源がオフの場合でもシステム時刻を最新の状態に保ちます。
一部のシステムにはデュアルBIOSがあり、他のシステムに障害が発生した場合や更新中にエラーが発生した場合のバックアップとして機能します。

他のマザーボードスロット攻撃については、次のように言及できます。
– メモリスロット/DIMM：RAMメモリを格納するために使用されます
– PCI：ビデオカード、ネットワークカード、サウンドカードなどの拡張カードを接続します。
– PCIe：ほとんどすべてのタイプの拡張カードで動作できる異なるインターフェイスを備えた最新バージョンのPCI。
– USB：USBコネクタに使用されます。
– SATA：オプティカルドライブ/ハードドライブ/ソリッドステートドライブに使用

4） データバス
上記のすべてのコンポーネントは、必要なデータバスがすべてを接続していなければ、一斉に機能しません。
BUSについて話すとき、マザーボードのある部分を別の部分に接続する回路を単に指します。
バスが同時に処理できるデータが多いほど、情報の移動速度は速くなります。
メガヘルツ（MHz）で測定されるバス速度は、バス上を同時に移動できるデータの量を指します。
バスの速度は一般的にの速度を指します フロントサイドバス（FSB）、CPUをノースブリッジに接続する回路。
FSBの速度は、66MHzから800MHz以上の範囲です。
CPUはノースブリッジを介してメモリコントローラーに到達するため、FSBの速度はコンピューターのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。

マザーボード上にある他のバスのいくつかは次のとおりです。
– リアバス CPUをレベル2（L2）キャッシュ（セカンダリキャッシュまたは外部キャッシュとも呼ばれます）に接続します。
– メモリバス ノースブリッジをメモリに接続します。
– IDEまたはATAバス サウスブリッジをドライブに接続します。
– AGPバス ビデオカードをメモリとCPUに接続します。
– PCIバス PCIスロットをサウスブリッジに接続します。

5） 羊
マザーボードのもう1つの重要な機能は、RAMメモリ用のスロットを提供することです。
プロセッサクロックがコンピュータの思考速度を制御し、チップセットとバスの速度がコンピュータの他の部分との通信速度を制御することを確立しました。
一方、RAM接続の速度は、コンピューターが命令やデータにアクセスする速度を直接制御し、システムのパフォーマンスに大きな影響を与えます。
現在利用可能なメモリの多くは「ダブルデータレート」（DDR）メモリですが、DDRにはいくつかの世代があります。
したがって、RAMを選択するときは、マザーボードと互換性のあるRAMのタイプ（互換性の異なるDDR3またはDDR4）にも注意を払う必要があります。

6） 結論
すべてを一緒に入れて： マザーボードはどのように機能しますか？
一言で言えば、コンピュータの電源を入れると、電源からマザーボードに電気が送られ、チップセットのノースブリッジとサウスブリッジを通過するデータバスを介して最初のデータ転送が開始されます。
ノースブリッジ部分はCPU、RAM、およびPCIeデータを接続し、RAMはCPUへの入力の送信を開始し、CPUはこれらのアクションを出力として「解釈」します。
次に、PCIeデータは、そのタイプに応じて拡張カードに転送されます。
サウスブリッジ部分は、データをBIOS、USB、SATA、およびPCIに接続します。
BIOSからの信号により、コンピューターを起動できますが、SATAソケットに送信されたデータは、光学ドライブ、ハードドライブ、およびSSDを「ウェイクアップ」します。
SATAからのデータは、画面をオンにし、ネットワーク接続とオーディオをアクティブにするために使用されます。

要するに、マザーボードはデータバスを介して各部品にデータを送信するコンピュータ本部として機能し、CPUとともにコンピュータ自体をより適切に識別するハードウェアコンポーネントであるため、マザーボードまたはCPUを変更することで実際に使用できます。コンピュータのすべてを変えることを意味します。
そのため、現在を考え、将来を見据えて、新しいコンピュータのマザーボードとCPUを適切に選択することが不可欠です。

PCの組み立て、部品の組み立て、コンピューターのゼロからの構築方法