แผงวงจรหลัก Main board / Mother Board

แผงวงจรหลัก Main board / Mother Board

เรือนคอมพิวเตอร์ไทย

แผงวงจรหลักคืออะไร

แผงวงจรหลักทำหน้าที่อะไร

สถาปัตยกรรมของเมนบอร์ด

ซ๊อคเก็ต (Socket) สำหรับซีพียู

ไบออส (BIOS)

Socket หรือ Slot สำหรับหน่วยความจำหลัก

IDE / Floppy DISK Connector

Port

Expansion Slot

ข้อมูลเพิ่มเติม

แผงวงจรหลักคืออะไร

ถ้าถามว่าในคอมพิวเตอร์ อะไรสำคัญที่สุด คำตอบที่ออกมาเป็นเสียงเดียวกันก็คือ ซีพียู จริงมั้ยครับ รองลงมาก็คือหน่วยความจำหลัก จะมีสักกี่คนที่นึกถึงความสำคัญของเมนบอร์ดบ้าง สายใยสัมพันธ์แห่งครอบครัวที่ร้อยรัดอยู่ได้มิใช่เพราะมี "บ้าน" หรือครับ ลำพังซีพียูอย่างเดียวจะไปทำอะไรได้

แผงวงจรหลักหรือที่รู้จักกันในชื่อของเมนบอร์ด (Main Board, Mother Board) หรือบางคนอาจเรียกทับศัพท์ภาษาอังกฤษว่ามาเธอร์บอร์ดก็ตามแต่สะดวก ไม่มีข้อห้าม แต่ทั้งหมดนั้นหมายถึงอุปกรณ์ชิ้นเดียวกัน ชิ้นไหนล่ะ ก็ชิ้นที่เป็นแผงรวมวงจรอิเลคทรอนิคส์อยู่ในตัวเคสของคอมพิวเตอร์นั่นอย่างไรครับ ถ้าในเครื่องคอมพิวเตอร์มีแผงวงจรอะไรต่อมิอะไรจิปาถะ สามสี่แผง แล้วจะทราบได้อย่างไรว่าแผงไหนคือ แผงวงจรหลัก คำตอบก็คือให้ดูที่แผงที่ใหญ่ที่สุดนั่นแหละครับ เพราะในคอมพิวเตอร์ แผงวงจรอื่นๆจะใหญ่กว่าแผงวงจรหลักเป็นไม่มี คราวนี้ก็ลองเปิดฝาครอบกล่องคอมพิวเตอร์ออกมาดูสิครับ มองลงไปจะมองเห็นแผงวงจรใหญ่ๆ แผงหนึ่ง วางในลักษณะติดกับพื้นเคส มีสายอะไรระโยงระยาง แล้วก็บอร์ดเล็กบอร์ดน้อยเสียบค้างไว้ นั่นแหละครับ เมนบอร์ด

แผงวงจรหลักทำหน้าที่อะไร

แผงวงจรหลักก็เหมือนกับพื้นที่ชุมชน + เส้นทางการคมนาคม + ศูนย์ควบคุมการจราจร โดยมีกฎหมายว่าด้วยการประมวลผลของคอมพิวเตอร์เป็นตัวบทกฎหมายหลัก และถูกสร้างขึ้นด้วยทฤษฎีการทำงานของคอมพิวเตอร์ เอาละครับ..เจาะลึกลงไปซิว่าบนเมนบอร์ดมีอะไรบ้าง

สถาปัตยกรรมของเมนบอร์ด

สถาปัตยกรรมของเมนบอร์ดในที่นี้หมายถึงบัส (BUS) เนื่องจากในคอมพิวเตอร์นั้น การประมวลผลต่างๆเกี่ยวพันกับการเดินทางการส่ง การโอนถ่ายข้อมูลเป็นสำคัญ ดังนั้น สิ่งที่สำคัญเป็นอันดับแรกก็คือ เมนบอร์ดนั้นจะต้องใช้สถาปัตยกรรมแบบไหน เมื่อกำหนดได้ว่าจะใช้แบบไหนแล้ว ก็เหมือนกับได้ "แผนการสร้างเมือง" มาโดยคร่าวๆ ต่อไปก็จะได้ออกแบบวางตำแหน่งที่ตั้งของอาคารสำนักงาน หรือในทางคอมพิวเตอร์ก็คือตำแหน่งที่ตั้งของซีพียู หน่วยความจำหลักนั่นเอง ปัจจุบันเป็นที่เห็นพ้องต้องกันว่า PCI BUS เป็นระบบบัสที่มีประสิทธิภาพสำหรับการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ ในอดีตมี ISA BUS มี MCA BUS ปัจจุบัน ISA BUS ก็ยังคงมีใช้อยู่ในคอมพิวเตอร์ เนื่องจากมีอุปกรณ์ต่อพ่วงจำพวกการ์ดอีกหลายยี่ห้อยังต้องการใช้งานอยู่ แต่เท่าที่ดูมีแนวโน้มว่าความต้องการ ISA BUS ในแผงวงจรหลักจะลดน้อยลงเรื่อยๆ สังเกตได้จากเมนบอร์ดรุ่นใหม่ อาจจะมีสล๊อตสำหรับ PCI 5 ช่อง สำหรับ ISA เพียง 2 ช่อง

สำหรับระบบการควบคุมการแสดงผลของจอภาพ สมัยที่คอมพิวเตอร์ 80486 อาจจะเคยได้ยิน VL-BUS หรือ VESA Local BUS ซึ่งกำหนดให้ซีพียูและการแสดงผลของคอมพิวเตอร์มีบัสเฉพาะที่มีความกว้าง 32 บิต ต่อมาอินเทลเห็นว่า VL BUS ไม่สามารถสนับสนุนการทำงานของเพนเทียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงได้ออกแบบบัสแบบใหม่ที่ชื่อว่า PCI BUS ซึ่งไม่ได้ใช้เฉพาะการควบคุมการแสดงผลของจอภาพหรือสำหรับการ์ดวีจีเอเท่านั้น แต่ออกแบบให้ใช้กับอุปกรณ์ทั่วๆ ไปได้ด้วย และในตอนปลายของปี 2540 AGP BUS (Accelerator Graphic Port) ซึ่งออกแบบโดยอินเทลเช่นเดียวกัน ออกมาในลักษณะเดียวกับ VLBUS คือ เพื่อใช้งานกับการ์ดควบคุมการแสดงผลของคอมพิวเตอร์โดยเฉพาะ

ซ๊อคเก็ต (Socket) สำหรับซีพียู

เมื่อดูที่เมนบอร์ดสิ่งแรกที่จะพูดถึงก็คือ ซ็อคเก็ต (Socket) สำหรับใส่ซีพียู ซึ่งในเมนบอร์ด 486 และเพนเทียมเรียกว่า ZIF Socket ย่อมาจาก Zero Insert Force เวลาจะใส่ซีพียูลงบนซ๊อคเก็ตดังกล่าวก็เพียงแต่วางไปยังตำแหน่งของซ๊อคเก็ต ให้ขาของซีพียูตรงกับรูซ็อคเก็ตเท่านั้นเอง เรียกว่าแทบไม่ต้องออกแรงเลยทีเดียว เอาละ นี่คือหัวใจที่ถูกติดตั้งลงไปแล้ว ปกติเมนบอร์ดสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วๆ ไปจะมีซ๊อคเก็ตสำหรับใส่ซีพียูเพียงตัวเดียว เว้นเสียแต่มีบางเมนบอร์ดที่ใส่ได้มากกว่า 1 ตัว เช่น 2 ตัว และเมนบอร์ดสำหรับเซิร์ฟเวอร์บางรุ่นใช้ได้ถึง 4 ตัว ตัวของ Socket เองยังแบ่งออกไปเป็นหลายๆรุ่น เช่น Socket 3 Socket 5 Socket 7 โดยดูตามขนาดของขา (PIN) และใช้กับซีพียูต่างชนิดกัน และเมื่อมาถึงสมัยของซีพียูเพนเทียม II, Celeron อินเทลก็ออกแบบที่ใส่ซีพียูใหม่ โดยให้ชื่อว่า Slot 1 ซึ่งมีลักษณะเป็นช่องแนวยาวเหมือนช่องเสียบการ์ด PCI ตัว Slot 1 นั้นเวลาติดตั้งซีพียูต้องใช้กลไกช่วยยึดซีพียูด้วย ข้อดีของ Slot 1 คือ ไม่ต้องกังวลเรื่องการหักงอของขาซีพียู และการติดตั้งง่ายกว่า แต่ได้จดลิขสิทธิ์สำหรับ Slot 1 จึงทำให้มีเฉพาะซีพียูเท่านั้นที่สามารถใช้ Slot 1ได้

ไบออส (BIOS)

ไบออส (BIOS) ย่อมาจาก Basic Input Output System แต่ในเมนบอร์ดแล้วหมายถึง โปรแกรมที่บรรจุอยู่ใน ROM (Read only Memory) หน้าตาของ ROM นั้นจะมีลักษณะแบบตัวไอซี สี่เหลี่ยมจตุรัส/สี่เหลี่ยมผืนผ้า ขนาดไม่ใหญ่โตนัก บนตัว ROM เองก็มักจะมีป้ายบอกว่านี่เป็นของ Awards, AMI, Phonix หรือของผู้ผลิตรายใด BIOS เป็นเสมือนศูนย์บัญชาการบนเมนบอร์ดที่จะสอดส่อง ดูแล ตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ Input/Output ขั้นพื้นฐาน และแจ้งให้ทราบกรณีพบว่าเกิดความผิดพลาดขึ้นแล้ว สิ่งที่แจ้งให้ทราบนั้นเรียกกันว่า POST (Power On Self Test) หรือบางครั้งจะแจ้งให้ทราบโดยการส่งสัญญาณบี๊บทางลำโพงของคอมพิวเตอร์ก็มี

ไบออสนั้นถูกโปรแกรมให้มีความสัมพันธ์กับคุณลักษณะของเมนบอร์ด เช่น ใช้กับซีพียูรุ่นไหน ชิปเซ็ตรุ่นไหน หน่วยความจำแบบใด และใช้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงพื้นฐาน เช่น ฮาร์ดดิสก์ ไดรฟ์ฟล๊อปปี้ พอร์ตขนาน พอร์ตอนุกรมแบบใด ดังนั้นจึงเป็นเหตุที่ว่า ทำไมต้องเซ็ตไบบอส (BIOS Setup) ก็เพื่อกำหนดให้ไบออสรู้จักอุปกรณ์ต่างๆที่มีในคอมพิวเตอร์และสามารถใช้งานได้นั่นเอง

ปัจจุบันเนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ทำให้ชิ้นส่วนภายในคอมพิวเตอร์เปลี่ยนแปลงไปเร็วมาก และตัวไบบอสเองก็เป็นเพียงโปรแกรมเท่านั้น จึงอาจจะมีข้อบกพร่องได้ จึงมีการออกแบบไบออสที่สามารถนำมาใส่โปรแกรมลงไปทีหลังได้ เรียกว่าการแฟลช (Flash) ไบออส หรือการล้างแล้วใส่โปรแกรมลงไปใหม่

Socket หรือ Slot สำหรับหน่วยความจำหลัก

หลังจากนั้นมองถัดไป จะเห็นช่องสำหรับติดตั้งแผงหน่วยความจำหลัก (RAM) เรียกว่า BANK หรือ Slot กษณะช่องก็แตกต่างกันไปตามแต่ประเภทของหน่วยความจำหลักที่จะใช้ เช่น SIMM 32 ขา, SIMM 72 ขา, หรือ DIMM 168 ขา ปกติบนเมนบอร์ดมีช่องใส่ RAM เฉพาะแบบใดแบบหนึ่ง แต่ก็มีเมนบอร์ดส่วนหนึ่งที่มีช่องสำหรับใส่ RAM 2 ชนิดรวมกัน เช่น SIMM 32 + SIMM 72 หรือ SIMM 72 + DIMM 168 แต่ในการใช้งานจริงๆ แล้วอาจจะต้องเลือกใช้ RAM แบบใดแบบหนึ่งเท่านั้น ทั้งนี้เนื่องจากความไม่เข้ากันในเรื่องของแรงดันไฟฟ้า โดยมีประมาณ 2 - 6 ช่อง ถ้ามองให้ละเอียดอีกหน่อยจะเห็นว่าบริเวณระหว่างซีพียูและหน่วยความจำหลักนั้น มีเส้นลายทองแดงเรียงร้อยเป็นแนวระเบียบทีเดียว นั่นเป็นทางเดินของข้อมูล และเมนบอร์ดก็จะเต็มไปด้วยลายทองแดงแบบนี้ทั้งหมด

IDE / Floppy DISK Connector

หัวต่อฟล็อปปี้ดิสก์ หรือหัวต่อ (Connector) ประการนี้บางแห่งเรียกทับศัพท์ว่าคอนเนคเตอร์เลยก็มี หัวต่อนั้นมีไว้สำหรับต่ออุปกรณ์หลายประเภทด้วยกัน อย่าเพิ่งสับสนครับ วิธีการที่จะจำได้อย่างแม่นยำว่าหัวต่ออะไรใช้สำหรับอะไรแล้ว ให้นับจำนวนขา (PIN) ของ Connector เป็นสำคัญ ถ้านับได้ครบ 40 ขา ที่จริงไม่ต้องนับหรอกครับ สังเกตดูว่าเป็นคอนเนคเตอร์ขนาดใหญ่ที่สุดในเมนบอร์ด จะมี 1-2 อัน เรียกว่า IDE Connector ทั้งสองอันจะมีชื่อเรียกแตกต่างกัน คือ ตัวหลักเรียก Primary Controller ตัวรองเรียก Secondary Controller ทั้งหมดนี้สำหรับต่ออุปกรณ์ที่เป็นไปตามมาตรฐาน IDE ได้แก่ฮาร์ดดิสก์และไดรฟ์ซีดีรอม ใกล้ๆกันจะมีคอนเนคเตอร์ขนาดเล็กลงไปแต่มี 40 ขาเหมือนกัน ก็เป็น Floppy Disk Connector เอาไว้สำหรับต่อกับไดรฟ์ฟล๊อปปี้ซึ่งมีอยู่เพียงหัวเดียว เมนบอร์ดรุ่นปัจจุบันจะมีคอนเนคเตอร์เหล่านี้อยู่บนบอร์ด ที่เรียกกันว่า On Board นั่นเอง แต่ถ้าเป็นเมนบอร์ดสมัยก่อนที่ออกแบบสำหรับซีพียู 80386 80486 จะมีแผงวงจรเล็กๆแยกออกต่างหาก สำหรับต่อฮาร์ดดิสก์ ไดรฟ์ฟล๊อปปี้ พอร์ตขนาน พอร์ตอนุกรม เรียกแผงวงจรนั้นว่า Multi I/O Board หรือแผงสำหรับอุปกรณ์ Input/Output นั่นเอง เป็นแผงเสียบลงบน Slot ISA 16 BIT

พอร์ต

พอร์ต เป็นคำทับศัพท์ในทางคอมพิวเตอร์ไปแล้ว เรียกกันจนเคยชิน พอร์ตขนาน พอร์ตอนุกรม ข้อเท็จจริงมาจาก ในเมนบอร์ดนั้นถูกสร้างด้วยสถาปัตยกรรมเรียกว่า BUS เป็นเมนบอร์ด BUS แบบไหน PCI /ISA BUS ก็คือ ช่องทางเดินของข้อมูล เพราะสัญญาณหรือข้อมูลจะวิ่งผ่านลายทองแดงตลอดเวลา แต่เมื่อไรก็ตามที่ข้อมูลเหล่านั้นวิ่งไปสุดถนน หรือสุดชายฝั่ง จะต้องมี "ท่า" เช่น "ท่ารถ" "ท่าเรือ" สำหรับขนส่งโดยอุปกรณ์ชนิดอื่นต่อไป เช่นไปที่ "Air Port" ท่าอากาศยานเพื่อส่งไปทางเครื่องบิน ในคอมพิวเตอร์ก็เช่นเดียวกัน ข้อมูลที่จะต้องถูกลำเลียงออกโดยเครื่องพิมพ์จะต้องถูกส่งไปที่ Parallel Port หรือ Printer Port หรือข้อมูลที่จะต้องถูกนำไปยังปลายทางโดยทางโมเด็มก็จะต้องถูกส่งไปที่ Communication Port (หรือเรียกกันว่า COM Port เรียกสั้น ความหมายที่แท้จริงก็คือ พอร์ตสำหรับสื่อสาร)

คอนเนคเตอร์สำหรับ LTP 1, COM 1 COM2, PS/2, Keyboard

ถัดมาตอนหลังของบอร์ด จะมองเห็นหัวต่ออีก 3- 4 หัวต่อ สำหรับพอร์ตขนาน LTP 1 ช่อง สำหรับพอร์ตอนุกรม COM1 COM2 อีก 2 ช่อง และสำหรับเมาส์แบบ PS/2 อีก 1 ช่อง นอกจากนี้ยังมีช่องสำหรับเสียบคีย์บอร์ดอีก 1 ช่อง ปกติถ้าเป็นเมนบอร์ดแบบ AT ละก็ จะต้องเอาสายแพที่มีพอร์ตมาต่อกับหัวต่อเหล่านี้ แต่ถ้าหากเป็นมนบอร์ดแบบ ATX ล่ะก็ ไม่ต้องต่อ เพราะพอร์ตจะถูกสร้างไว้บนเมนบอร์ดแล้ว เรียกว่า Built In ลงไปแล้ว

สล๊อตขยาย (Expansion Slot)

สืบเนื่องมากจากความต้องการของอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ในยุค 486 และเพนเทียมต้นๆ มาตรฐานของคอมพิวเตอร์คือ เมนบอร์ด ซีพียู การ์ด I/O ฮาร์ดดิสก์ ไดรฟ์ฟล๊อปปี้ การ์ดแสดงผล ทำให้ผู้ผลิตเล็งเห็นว่าเพื่อลดต้นทุนการผลิต จึงออกแบบเมนบอร์ดที่มีสล๊อตขยาย เพื่อให้ผู้ใช้งานมีโอกาสที่จะเลือกอุปกรณ์สำหรับคอมพิวเตอร์ของตนเองประการหนึ่ง และอีกประการหนึ่งคือ เพื่อเป็นการลดต้นทุนของคอมพิวเตอร์ทั้งชุดลงไป สล๊อตขยายจึงได้ถูกออกแบบเพื่อรองรับวัตถุประสงค์ดังกล่าว หน้าตาของ Slot ขยายจะมีลักษณะเป็นช่องเสียบ สำหรับเสียบอุปกรณ์ ซึ่งเรียกว่า Add on Card หรือการ์ด หรือที่รู้จักกันในชื่อของ Daughter Board หรือบอร์ดลูกนั่นเอง ปัจจุบันสล๊อตขยายทางคอมพิวเตอร์ มีทั้งที่สนับสนุนมาตรฐานแบบ ISA และ PCI สังเกตได้ว่า สล๊อตสำหรับ ISA จะมีสีดำและขนาดใหญ่กว่า PCI สล๊อตแบบ PCI จะมีสีขาวและมีขนาดเล็กกว่า

ข้อมูลในเรือนคอมพิวเตอร์ไทย

ข้อมูล Link จากเวบไซต์

come.to/pcthai

23 ตุลาคม 2541