Comprende l'alloggiamento per

• il Processore (CPU),
• il BIOS (Basic Input Output System),
• il Clock,
• la RAM,
• connettori IDE e SATA,
• le schede di espansione (Slot),
• il chipset che si incarica di gestire e coordinare il funzionamento di tutti gli altri componenti.
• una batteria lenticolare, in grado di mantenere aggiornati alcuni dati di configurazione essenziali (ad esempio la data e l'ora) anche quando il computer spento.

Vediamo quindi i formati principali disponibili per le Motherboard.

• PC/XT - E' Il formato originale creato da IBM per il suo primo personal computer, l'IBM-PC. È stato adottato dalle schede madri di un gran numero di cloni, poiché non era coperto da copyright, e divenne per questo uno standard de facto.

• AT (Advanced Technology) - Anche questo secondo formato divenne molto popolare, soprattutto per le schede madri 386 (modello di processore ormai datato). Ora è obsoleto, ma è stato la base per lo sviluppo dell'ATX.

• Baby AT - Il successore IBM del formato AT. Funzionalmente del tutto equivalente, era però molto più piccolo e guadagnò seguito rapidamente; le schede madri che lo adottavano non avevano interfaccia AGP (slot per schede video).

• ATX - nato a partire dal Baby AT, è a tutt'oggi il formato di scheda madre più comune in commercio. Per accedere all'interno di un PC con case e piastra madre ATX basta sfilare un lato del case, mentre per un PC con scheda madre AT è obbligatorio smontare l'intera parete esterna del case;
  L'interno di un PC con piastra madre e case ATX è più ordinato e spazioso rispetto a quello di un PC AT dato che le porte di I/O principali sono integrate nella piastra madre e non causano la presenza di ulteriori cavi volanti all'interno del case;

  Case AT	Case ATX

  Inoltre le piastre madri ATX supportano la funzione di autospegnimento e quelle di Wake-On-Modem (avviamento del computer da un impulso che arriva via modem) e Wake-On-LAN (avviamento del PC da un impulso proveniente da una rete LAN);

• WTX (Workstation Technology Extended) - un formato grande, molto più dell'ATX, ideato per schede madri di server e workstation multiprocessori di fascia alta.

• BTX (Balanced Technology Extended) - uno standard recente, proposto da Intel come possibile successore dell'ATX.
  BTX (Balanced Technology Extended) è un nuovo formato le cui specifiche furono rilasciate da Intel nel Settembre 2003. Già nel Febbraio 2004 fu rilasciata la versione 1.0A delle specifiche con alcune "correzioni" e nel Luglio 2005 sono state aggiornate con la versione 1.0B. Il formato BTX fu progettato per sostituire il formato ATX e prevede maggiore potenza per i componenti su scheda, una migliore comunicazione fra i circuiti, un sistema di raffreddamento migliorato e chassis più flessibili. Il formato BTX prevede che tutti i componenti che generano maggior calore (CPU, chipset, memorie, scheda video) siano posizionati in linea nella stessa "zona". In questo modo è possibile utilizzare un singolo modulo per il raffreddamento e ridurre il numero di ventole necessarie e, di conseguenza, anche il rumore. Il modulo per il raffreddamento prevedere un dissipatore per la CPU, una ventola con alta efficienza e un condotto per dirigere il flusso d'aria attraverso il sistema.
  
  

Vediamo ora le componenti principali presenti sulla motherboard. Useremo come riferimento la piastra madre: AsRock x58 Extreme3

• 4) Socket:  {A} è il connettore sul quale viene montato il processore. E' bloccato per mezzo di una leva di bloccaggio (in figura il socket 1366). Solitamente sopra il processore viene posto un dissipatore di calore dotato di ventola di raffreddamento
  
  
   
• 42) North bridge del chipset {B}: nelle nuove motherboard questo componente è raffreddato da un dissipatore di calore e in questo caso anche da una ventola {B2} , per via dell'elevata temperatura che raggiunge durante il suo funzionamento, in quanto deve gestire un'elevata mole di dati da e per il processore, la memoria centrale (RAM) e il bus PCIexpress (nelle vecchie motherboard verso il bus AGP).
   
• 20) South Bridge del chipset {L}: gestisce tutte le parti della piastra madre dalle quali non transitano grandi quantità di dati come i bus PCI e ISA, le porte seriali e parallele e il controller IDE.
   

• 7,12) Slot memoria {C}: nella motherboard (AsRock x58 Extreme3) analizzata abbiamo 6 slot DDR3 DIMM 240 pin. Nella figura sottostante 4 slot DIMM {A} e il connettore di alimentazione ATX {B}
  
  
   

• 8) Connettore di alimentazione ATX {D}
   

  Connettore ATX femmina su Motherboard	Connettore ATX Maschio

  
   

• 3) Connettore ATX a 12V.
• 15) Connettore EIDE primario {M} gestito dal south bridge del chipset.
• 13, 14,17,18,19) Connettori SATA {G} per connettere memorie di massa come HD e DVD (gestiti anch'essi dal South Bridge)
  
  
   

  connettori SATA	piattina con connettore EIDE

   

• 41,38,34) Slot PCI express {F}  Questo tipo di espansione è l'evoluzione del Bus PCI. Si tratta di un'architettura più rapida rispetto ai bus AGP e PCI.
  
  
  
  
   

• 39) Slot PCI {E}: connettore ancora presente nelle motherboard per via della retrocompatibilità. Su tali slot aggancio differenti tipologie di periferiche (schede video, controller SCSI, schede audio, ecc..). Questo tipo di espansione trova nel connettore PCI Express (Peripheral Component InterConnect Express) il suo erede naturale.
  
  
   

• 31) Connettore porte COM (seriale)

• 32) Connettore Floppy Disk {H}
  
  
   

• 16) Batteria (W) per salvare il contenuto della memoria CMOS gestito dal BIOS (Y). Il Jumper di reset (K) è il Generatore di clock (X). Questo chip fornisce la frequenza di bus utilizzata dalla scheda madre.
  
  

Nelle vecchie motherboard possono essere presenti altre componenti oramai obsolete:

• Slot AGP: era il connettore utilizzato per la scheda video. (A) {si noti il connettore PCI identificato con (B)}
  
  
   
• Slot ISA: vecchio connettore per periferiche praticamente introvabile. Risulta essere molto lento e funziona a 16 bit (A). Nella figura sottostante due slot ISA sono affiancati da uno slot PCI (B).
  
  

Sulla Motherboard troviamo una componente estremamente importante: il CHIPSET

• North Bridge: controlla il funzionamento di tutti i bus e il corretto funzionamento del processore, della memoria centrale e del'adattatore video, installato su bus AGP o PCIexpress; E' chiamato anche Memory Controller Hub (MCH)
  

• South Bridge: gestisce i dati che sono indirizzati a tutte le periferiche presenti che non sono indispensabili per il funzionamento del sistema, come il controller per sistemi di memorizzazione di massa, le porte seriali e parallela, le porte USB, PS/2 (Mouse e tastiera) le porte infrarossi, il controller Floppy Disk, i bus PCI e ISA.
  
  
  
  Riassumendo lo schema complessivo del chipset è il seguente (a sinistra quello semplificato):
  
  
  
  FSB (Front side Bus) è un nome alternativo per i bus dati ed indirizzi. Il FSB collega la CPU al resto dell'hardware attraverso un chipset. A questo, poi, si collegano tutti gli altri bus della scheda madre, come il bus PCI e il bus AGP. Questi bus secondari, di solito, hanno una velocità che dipende dal FSB e non sono necessariamente sincroni ad esso.

  Nelle immagini qui sopra sono riprodotti il North Bridge (sinistra AMD RS690) e il South Bridge (destra: ATI SB600) del chipset AMD 690G

  Il chipset Intel® X58 Express è utilizzato nella famiglia di processori Intel® Core™ i7. Ecco lo schema (a partire dalla fine del 2008, Intel ha iniziato a spostare il controller della memoria RAM dal northbridge del chipset all'interno delle proprie CPU {si veda la figura}, in modo da ridurre al minimo la latenza di accesso); Nelle piattaforme per i processori Core i7 Bloomfield sono comunque presenti sia il northbridge che il southbridge, commercializzati con il nome di X58
  
  

Le caratteristiche da principali che caratterizzano il chipset sono:

• ACPI: l'ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) è un'interfaccia di programmazione che gestisce le modalità di risparmio energetico della motherboard;

• memoria massima supportata: quantitativo massimo di memoria RAM che il chipset può gestire;

• tipi di memoria supportata:
  - SIMM FP (Fast Page); SIMM EDO (Extend Data Output);
  - DIMM DDR SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory); DIMM DDR2 SDRAM; DIMM DDR3 SDRAM;
  - RIMM (Rambus o RDRAM)

• tipologia e dimensione massima della cache Livello2: quindi la modalità di gestione della cache L2 e il quantitativo massimo di memoria cache L2 che può essere gestita dal chipset.  - La memoria cache è una tipologia di memoria utilizzata dalla CPU di un computer per ridurre il tempo medio d'accesso alla memoria. La cache è un tipo di memoria piccola, ma molto veloce, che mantiene copie dei dati ai quali si fa più frequentemente accesso in memoria principale. La memoria cache di primo livello è implementata direttamente all'interno del processore, mentre quella di secondo livello non è integrata nella CPU ma utilizza il bus per l'accesso a quest'ultima. La cache di secondo livello è comunque molto più veloce della memoria centrale (RAM) e quindi avrà una risposta più veloce di questa.
  La memoria cache di primo livello è detta L1 mentre quella di secondo livello L2. La memoria L3  (terzo livello) invece è innestata sulla MotherBoard.

• n^ cpu gestibili: indica quante cpu, dello stesso tipo, il chipset può gestire (configurazioni mono, bi, quadri processore)
  
  
   

• USB: supporto all'Universal Serial Bus, bus di comunicazione tra scheda madre e periferiche di controllo e visualizzazione come: tastiere, mouse, monitor, altoparlanti, ecc...;

• supporto PCIexpress

• plug & play: supporto al plug & play per il riconoscimento automatico delle periferiche installate da parte del sistema operativo;

• Presenza o meno di controller AUDIO o VIDEO integrati: per ridurre i costi di produzione di PC. Ormai tutte le motherboard integrano schede audio e schede video. La memoria grafica di queste schede video è una frazione (di quantitativo regolabile da bios) della memoria RAM di sistema. Essendo questo tipo di memoria più lento, le prestazioni saranno ridotte rispetto allo stesso modello di scheda video su BUS AGP o PCI.

Un altra caratteristica dei chipset è il tipo di processori che esso può supportare. Questa caratteristica è definita dal tipo di collegamento del processore (socket)

LE PORTE DI I/O INTEGRATE

Il formato ATX prevede delle porte di I/O integrate in piastra madre:

• {1} porta ps/2 per il mouse (verde)

• {2} una porta parallela (LPT1) femmina 25 pin di colore viola,

• {3} game port - Microsoft a partire da Win Vista ha cessato di supportare questa tipologia di connettore

• {4} connettore microfono (4 rosa), Ingresso Audio analogico (4 azzurro). Uscita audio analogica (4 verde).

• {5} 2 porte seriali maschi 9 pin di colore blu,

• {6} 2 porte USB che possono collegare al PC qualsiasi tipo di periferica esterna

• {7} porta ps/2 per la tastiera (viola)
   

 

 

 

 

  

Nei nuovi modelli troviamo inoltre:

• - connettori E-Sata {11}

• - Porta FireWire IEEE 1394 {12}

• - Porte di rete Ethernet  {13}

• - Connettore Audio digitale ottico (optical SPDIF) {15}

• - Connettore Audio digitale coassiale (coaxial SPDIF color arancio) {16}.

Il pulsante rosso {14} è quello di reset

 

 

 

 

 

 

Inoltre abbiamo le porte video:

• Porta VGA

• Porta HDMI {33} (connettore {34})

• Porta DVI {32} (connettore {35})