Emaplaat

Allikas: Vikipeedia
Emaplaat K7T266 firmalt MSI

Emaplaat on elektroonikaseadmetes, eriti mitmesugustes arvutites peamine trükkplaat, mis ühendab elektriliselt omavahel erinevaid arvutikomponente ja millele enamasti kinnituvad pistikud täiendavate komponentide ja lisaseadmete ühendamiseks. Vahepeal kasutatakse emaplaadi kohta ka terminit mobo (tuleneb inglise keelsest terminist motherboard, mis tähendab emaplaati).[1]

Personaalarvutites on emaplaadil arvuti tööks vajalikud elektroonikakomponendid: transistorid, takistid, mikroskeemid ja mitmesugused pistikud. Pistikute ja pesade abil ühendatakse emaplaadiga teised arvuti osad, nagu näiteks toiteplokk, protsessor, mälu, kuvar, klaviatuur, hiir ja muud komponendid.

Üldiseloomustus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Emaplaadil on tavaliselt protsessori, graafikakaardi, mälude, toiteploki ja muude lisade ühendamiseks kindlad pesad ehk socketid.

Protsessori pesasid on väga erinevaid tüüpe. Praegu on kõige levinumad pesad LGA 775 (Intel Core 2 Duo/Quad/Extreme), 1366 ja 1156 (Intel I3/I5/I7), AMD protsessorite pesad AM2, AM2+ ja AM3 ja veidi vanem pesa 939. Iga pesa on ehituselt erinev ning seega ei sobi AMD protsessor näiteks LGA775 pesasse, samuti pole erinevate ajastute protsessorid ja pesad ka sama tootja korral omavahel ühilduvad. Protsessori pesa on tavaliselt asetatud emaplaadi sellesse ossa, mis jääb korpusesse asetatuna ülesse. See hoiab ära teiste arvuti osade ülekuumenemise protsessori tekitatud sooja õhu poolt.

Ka teised pesad, näiteks graafikakaardi pesad on erinevad. Vanemad graafikakaardid käisid ISA või PCI siini (ehk pesasse), veidi hiljem asendus see AGP siiniga ning tänapäeval on kasutusel graafikakaardid, mis kasutavad PCI-Express siini. Nüüdisajal on PCI pesad kasutusel laienduspesadena – sinna saab panna erinevaid kaarte, näiteks TV kaarte (millega saab arvuti kuvarilt televiisorit vaadata), võrgu- või helikaarte. Sageli on graafikakaart emaplaadile integreeritud (sisse ehitatud), seda eriti tekstitöötluseks ja kontorikasutuseks mõeldud arvutites. Sellel juhul saab ilma graafikakaarti ostmata arvutit kasutada, kuid seejuures peab arvestama, et integreeritud graafikakaardid on tavaliselt aeglased, kasutavad seejuures olulisel määral arvutimälu ja protsessori võimsust ning seepärast ei võimalda näiteks efektiivset videotöötlust läbi viia.

Emaplaadil on ka mälu pesad. Need võivad olla DDR, DDR2 või DDR3 mäludele. Mälu pesad on tavaliselt erineva värviga märgistatud, et neid lihtsam eristada oleks. Mälu pesade kõrval on ka väikesed klambrid, mis mälu emaplaadile paigutamisel klõpsuga kinni lähevad – need hoiavad mälu tugevasti paigas.

Tänapäeval on standardiks saanud emaplaadid, millel on integreeritud helikaart. Sellisel juhul ei pea arvutiga ühendama eraldiseisvat helikaarti, et helisid kuulda. Emaplaadi tagapaneelil on kõlarite ja mikrofoni ühendamiseks väikesed pesad. Helipesadele lisaks võivad sellel paneelil asuda printeri ühenduspesa (LPT), USB (Universal Serial Bus) pesad (ühendamaks uuemaid hiiri, klaviatuure ja muid seadmeid), PS/2 pesad, kuhu ühendatakse vanemad hiired ja klaviatuurid, ning ka võrgukaabli pesa, kuhu ühendatakse internetikaabel.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

1980-ndate lõpul ning 1990-ndatel muutus majanduslikult tasuvamaks liigutada järjest enam väliseid funktsioone emaplaadile. Hilistel 1980-ndatel hakkasid emaplaadid sisaldama üksikuid mikrokiipe (Super I/O kiibid), mis suutsid toetada madala kiirusega välisseadmeid: klaviatuuri, hiirt, flopiseadet, jadavärateid ning rööpvärateid. 1990-ndate lõpust toetasid paljud personaalarvutid mitmeid heli-, video-, ladustamis- ning võrgundusfunktsioone vajamata eraldi laienduskaarte. Tipp-klassi süsteemid 3D mängimiseks ning arvuti graafikaks säilitasid tüüpiliselt ainult videokaardi eraldiseisva komponendina.

Varased teerajajad emaplaatide valmistamises olid Michronics, Mylex, AMI, DTK, Hauppauge, Orchid Technology, Elitegroup, DFI ning mitmeid Taiwani tootjaid.

Populaarseimad arvutid nagu Apple II ning IBM PC olid avaldanud jooniseid ning muud dokumentatsiooni, mis lubasid kiiret vastupidist ehitamist ning kolmandate osapoolte asendus emaplaate. Tavaliselt mõeldud uute arvutite ehitamiseks, mis oleks eeskujudega ühilduvad, pakkusid paljud emaplaadid lisajõudlust või muid omadusi ning neid kasutati uuendamaks tootjate originaalset varustust.

Üldine osa[muuda | redigeeri lähteteksti]

Emaplaat tagab elektrilised ühendused, mille abil ülejäänud süsteemi komponendid suhtlevad. Samuti ühendab ta protsessori ning hostib teisi alamsüsteeme ning seadmeid.

Tüüpilisel personaalarvutil on mikroprotsessor, põhimälu ning muud vajalikud komponendid ühendatud emaplaadiga. Teised komponendid nagu näiteks välissalvesti, video ja heli kontrollerid ning välisseadmed võivad olla ühendatud plug-in kaartidena või kaablitega, aga tänapäevastes arvutites on tavaliseks saanud osade välisseadmete integreerimine otse emaplaadile endale.

Tähtis emaplaadi komponent on mikroprotsessorit toetav kiibistik, mis tagab CPU ja erinevate siinide ning väliste seadmete vahelise liidesetoe. Kiibistik määrab teatavas ulatuses emaplaadi omadused ning suutlikkuse.

Tänapäevased emaplaadid omavad vähemalt järgmisi:

Võttes arvesse tänapäevaseid kiireid arvutiprotsessorite ja komponentide suurt jahutusnõudlikust, omavad kaasaegsed emaplaadid üldiselt jahutusradiaatoreid ning paigalduskohti ventilaatoritele, et hajutada eralduvat soojust.

CPU pesad[muuda | redigeeri lähteteksti]

CPU Socket 775 T

CPU pesa või sokkel on elektriline komponent, mis kinnitub trükkplaadile (PCB) ning on mõeldud CPU majutamiseks. See on spetsiaalne mikroskeemi sokkel, mis on disainitud väga suurte jalgade arvu jaoks. CPU sokkel omab mitut funktsiooni. Selle füüsiline struktuur hoiab CPU-d ja kandetuge jahutussüsteemile, hõlbustab protsessori vahetamist (samuti vähendab hinda) ning moodustab elektriühenduse nii CPU-ga kui ka PCB-ga. CPU sokleid leidub kõige rohkem lauaarvutites ning serverites, eriti sellistes, mis põhinevad Inteli x86 arhitektuuril. Sülearvutid kasutavad tavaliselt pinnale kinnituvaid CPU-sid. CPU sokli tüüp ning emaplaadi kiibistik peavad toetama CPU seeriat ning kiirust.

Integreeritud lisaseadmed[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tänu mikroskeemide pidevale maksumuse ja suuruse kahanemisele on võimalikuks muutunud mitmete lisaseadmete tugi emaplaadil. Kombineerides mitmeid funktsioone ühele PCB-le on võimalik süsteemi füüsilist suurust ning kogumaksumust vähendada; seega on integreeritud lisavõimalustega emaplaadid eriti populaarsed väiksemõõtmelistes ning odavamates arvutites.

Näiteks ECS RS485M-M, tüüpiline kaasaegne odavam emaplaat AMD protsessoriga arvutitele, omab järgmisi integreeritud lisaseadmeid:

  • kettakontrollerid flopiseadmele, kuni 2 PATA ketast ning kuni 6 SATA ketast (kaasaarvatud RAID 0/1 tugi)
  • graafikakontroller, mis toetab 2D ja 3D graafikat ning VGA ja TV väljundit
  • helikaart, mis toetab 8-kanalist (7.1) heli ja S/PDIF väljundit
  • kiire Etherneti võrgukontroller (10/100 Mbit/s)
  • USB 2.0 kontroller, mis toetab kuni 12 USB porti
  • IrDA kontroller infrapuna andmeside jaoks
  • temperatuuri, pinge ja ventilaatori kiiruse sensorid, mis võimaldavad tarkvaral jälgida arvutikomponentide tervist

Laienduskaardid, mis toetaks kõiki neid funktsioone, oleks maksnud sadu dollareid isegi veel aastakümmend tagasi, kuid alates 2007. aasta aprillist on nii kõrgelt integreeritud emaplaadid saadaval USA-s 30$ eest.

Laienduskaardi pesad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tüüpilisel emaplaadil (2009. aastal) on erinev arv laienduskaartide pesasid sõltuvalt emaplaadi standardist.

ATX standardile vastav emaplaat omab tüüpiliselt üht PCI-E 16x pesa videokaardile, kaht PCI pesa, ning üht PCI-E 1x pesa (mis tulevikus hakkab täielikult asendama PCI standardi pesasid). EATX standardile vastav emaplaat omab tüüpiliselt üht PCI-E 16x pesa videokaardile, ning sõltuvalt tootjast ja mudelist erinevat arvu PCI või PCI-E 1x pesasid (mõnel emaplaadil on ka PCI-E 4x pesa).

Mõnel emaplaadil on kaks PCI-E 16x pesa, et toetada kahe monitori kasutamise võimalust ilma spetsiaalse riistvarata. Ka mastabeeritav ühendusliides ja ATI CrossFireX nõuavad kaht PCI-E 16x pesa, et kaks videokaarti saaks võimaldada jõudsamat videotöötlust või mängukogemust.

Praeguseks on pea kõigil emaplaatidel vähemalt 4 USB ühenduspesa tagapaneelil, ning lisaks 2 täiendavat ühendust plaadil endal (esipaneeli USB pesade jaoks, mis tihti on korpusesse integreeritud). Samuti ei puudu Etherneti pesa, ühendamaks arvuti võrku või modemi külge. Helikaart on reeglina integreeritud emaplaadile, et tagada võimalus heli väljutamiseks täiendava riistvarata. Mõnel emaplaadil on ka integreeritud videokaart.

Temperatuur ja usaldusväärsus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Emaplaadid on enamasti õhkjahutusega (jahutamiseks kasutatakse jahutusradiaatoreid). Kui emaplaati pole nõuetekohaselt jahutatud, võib see põhjustada arvuti kinnijooksmise. Passiivne jahutus või siis üksiku ventilaatori paigaldamine toiteplokile oli arvuti protsessori jaoks piisav kuni 1990. aastate lõpuni. Hiljem on enamik protsessoreid vajanud eraldi ventilaatoreid, kuna arvutite voolutarbimine ja kellakiiruse tõstmine (inglise keeles clocking) on kasvanud. Uuematel emaplaatidel on juba integreeritud temperatuuriandurid, mis mõõdavad protsessori ja emaplaadi temperatuuri ja mille abil saab BIOS või operatsioonisüsteem seadistada ventilaatorite tööd. Mõnedel väga headel arvutitel on paljude ventilaatorite asemel kasutuses juba vesijahutus.

Mõned kodukinoarvutid (inglise keeles home theater PCs) on projekteeritud nii, et nad võtaksid vähe voolu ja oleksid vaiksed, sellepärast ei ole neile paigaldatud ka eraldi ventilaatoreid. Selline kujundus vajab väikese voolutarbimisega protsessorit ning väga hoolikat emaplaadi ja selle komponentide paigutust.

Kujutegur[muuda | redigeeri lähteteksti]

MicroATX kujuteguriga emaplaat

Emaplaate toodetakse mitmes erinevas suuruses ning kujus, mida kutsutakse arvuti kujuteguriks, mõni neist on eriomane ühele kindlale tootjale. Alates 2007. aastast kasutavad enamik emaplaate ühte neist standardsetest kujuteguritest – isegi need, mis leiduvad Macintoshi ja Suni arvutites, mis pole traditsiooniliselt ehitatud tarbekomponentidest. Hetkel on lauaarvutis enimkasutatav kujutegur ATX. Korpuse, emaplaadi ja toiteploki kujutegur peavad klappima, kuigi mõned sama perekonna väiksema kujuteguriga emaplaadid mahuvad ka suuremasse korpusesse. Näiteks ATX korpus suudab tavaliselt majutada microATX emaplaati.

Sülearvutid kasutavad üldiselt kõrgeltintegreeritud, vähendatud ning kohandatud emaplaate. See on üks põhjustest, miks sülearvuteid on raske uuendada ning kallis parandada. Tihti nõuab sülearvuti ühe komponendi rike terve emaplaadi väljavahetamist, mis on tavaliselt mitmete integreeritud komponentide tõttu kallim kui lauaarvuti emaplaat.

Tuntuimad emaplaaditootjad on hetkel Asus, ASRock, Gigabyte, MSI, Biostar ja DFI.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. "mobo". Webopedia. Vaadatud 23.10.2008.
  2. In the case of CPUs in BGA packages, such as the VIA C3, the CPU is directly soldered to the motherboard.
  3. 2007. aasta seisuga, some graphics cards (e.g. GeForce 8 and Radeon R600) require more power than the motherboard can provide, and thus dedicated connectors have been introduced to attach them directly to the power supply. (Note that most disk drives also connect to the power supply via dedicated connectors.)

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]