Форм-фактор. або типорозмір системної плати, визначає її розміри, тип роз'єму живлення, розташування елементів кріплення (отворів, кліпсів), розміщення роз'ємів різних інтерфейсів і т. д.
LPX. У них плати розширення встановлюються паралельно системній платі, за допомогою перехідника з поверненими на 90 градусів роз'ємами. За рахунок цього виходить дуже плоска конструкція, але число таких роз'ємів невелика (зазвичай не більше трьох), а термічні умови роботи компонентів вельми напружені.
NLX. Системна плата розділена на дві частини. У спеціальний роз'єм (який отримав назву NLXRiserConnector), що безпосередньо примикає до блоку живлення, вставляється процесорна плата (містить процесор, BIOS, слоти для модулів оперативної пам'яті). Крім контактів харчування роз'єм має інформаційну (системну) шину. Інша плата (названа risercaret), встановлена в корпусі комп'ютера стаціонарно (тобто є невід'ємною частиною комп'ютерної системи) і може мати слоти інтерфейсів PCI, USB, IEEE 1394 і будь-яких інших наявних і перспективних стандартів. Таким чином, після установки процесорна плата автоматично виявляється підключеної до харчування і до шин інтерфейсів.
Форм-фактор NLX забезпечує легку установку процесорної плати. Тепер до неї не підведені ніякі кабелі та шлейфи, роз'єми плат розширення розташовані окремо. Завдяки наявності стаціонарної окремої плати з роз'ємами розширення і вбудованими контролерами ліквідується звичайний сьогодні хаос з кабелями.
Процесорний інтерфейс. Зазвичай системний набір створюється конструкторами з орієнтацією на конкретну лінійку процесорів. Тобто, забезпечується підтримка визна-діленого процесорного інтерфейсу. У це поняття включають тип роз'єму (механічні параметри), його електричні параметри (розводка контактів, напруга живлення ядра і блоків введення-виведення процесора), можливості BIOS по підтримці конкретних моделей процесорів.
В даний час більшість сучасних материнських плат комплектується мікросхемами Flash BIOS, код в яких може перезаписуватися за допомогою спеціальної програми. Такий підхід полегшує модернізацію BIOS при появі нових компонентів, яким потрібно забезпечити підтримку (наприклад, нових типів мікросхем оперативної пам'яті). Так як левова частка програмного коду BIOS стандартизована, тобто є однаковою і обов'язковою для всіх комп'ютерів PC, в принципі змінювати його немає особливої необхідності. Перезапис BIOS - вкрай відповідальна і дуже непросте завдання. Братися за неї слід тільки в самому крайньому випадку, коли проблема не вирішується ніякими іншими способами. При цьому треба ясно усвідомлювати необхідність і наслідки кожного кроку цієї операції.
Робота таких стандартних пристроїв, як клавіатура, може обслуговуватися програмами, що входять в BIOS, але такими засобами можна забезпечити роботу з усіма можливими пристроями. Так, наприклад, виробники BIOS абсолютно нічого не знають про параметри наших жорстких і гнучких дисків, їм не відомі ні склад, ні властивості довільної обчислювальної системи. Для того щоб почати роботу з іншим обладнанням, програми, що входять до складу BIOS. повинні знати, де можна знайти потрібні параметри. З очевидних причин їх не можна зберігати ні в оперативній пам'яті, ні в постійному пристрої, що запам'ятовує.
Спеціально для цього на материнській платі є мікросхема "незалежній пам'яті", за технологією виготовлення звана CMOS. Від оперативної пам'яті вона відрізняється тим, що її вміст не стирається під час вимикання комп'ютера, а від ПЗУ вона відрізняється тим, що дані в неї можна заносити і змінювати самостійно, відповідно до того, яке обладнання входить до складу системи. Ця мікросхема постійно підживлюється від невеликої батарейки, розташованої на материнській платі. Заряду цієї батарейки вистачає на те, щоб мікросхема не втрачала дані, навіть якщо комп'ютер не будуть включати кілька років.
У мікросхемі CMOS зберігаються дані про гнучкі та жорсткі диски, про процесор, про деякі інші пристроях материнської плати. Той факт, що комп'ютер чітко відслідковує час і календар (навіть і в вимкненому стані), теж пов'язаний з тим, що показання системних годин постійно зберігаються (і змінюються) в CMOS.
Таким чином, програми, записані в BIOS, зчитують дані про склад устаткування комп'ютера з мікросхеми CMOS, після чого вони можуть виконати звертання до жорсткого диска, а в разі потреби і до гнучкого, і передати управління тим програмам, які там записані.
Шинні інтерфейси материнської плати. Зв'язок між усіма власними і підключаються пристроями материнської плати виконують її шини і логічні пристрої, розміщені в мікросхемах мікропроцесорного комплекту (чіпсета). Від архітектури цих елементів багато в чому залежить продуктивність комп'ютера.
Для сучасних материнських плат PCI стала "вузьким місцем", так як вона надає (в стандартному варіанті) пропускну здатність до 264 Мбайт / с, поділену між усіма слотами в системі (для 32-розрядних даних). Швидкодія периферійних пристроїв постійно збільшувалася, і все частіше компоненти типу графічних карт, жорстких дисків, контролерів USB і гігабітних мережевих карт Ethernet вступали в битву за пропускну здатність - тому, що дані по шині PCI бажали одночасно передати кілька пристроїв.
FSB. Шина використовується для зв'язку процесора і пам'яті. Вона має назву Front Side Bus (FSB). Ця шина працює на дуже високій частоті 1333/1066/800 МГц. Частота шини FSB є одним з основних споживчих параметрів - саме він і вказується в специфікації материнської плати. Пропускна здатність шини FSB при частоті 100 МГц становить близько 800 Мбайт / с.
AGP. Це шина прискореного графічного порту. Інтерфейс AGP, спеціально розроблений для графічних карт в середині 90-х, забезпечує 2 Гбайт / с в своїй останній версії (AGP 8x)
PCI-Express. Нова шина призначається для заміни як PCI, так і AGP. Однак, незважаючи на схожість назви з PCI, вона не має з нею нічого спільного. PCI Express використовує принцип послідовної передачі. який дозволяє досягти більш високих тактових частот. Шина забезпечує одночасну передачу даних в двох напрямках з однаковою швидкістю.
На даний момент можна говорити про те, що слотом розширення для майбутніх материнських плат стане PCI Express x1. В даному випадку "x1" означає, що слот буде використовувати одну лінію PCI Express, що забезпечує пропускну здатність 250 Мбайт / с (500 Мбайт / с, якщо враховувати пропускну здатність в двох напрямках). Крім того, периферійних пристроїв більше не доведеться конкурувати за пропускну здатність, оскільки кожен слот забезпечує індивідуальні 250 Мбайт / с в одному напрямку.
USB (Universal Serial Вus - універсальна послідовна магістраль). Це одне з останніх нововведень в архітектурі материнських плат. Цей стандарт визначає спосіб взаємодії комп'ютера з периферійним обладнанням. Він дозволяє підключати до 256 різних пристроїв, що мають послідовний інтерфейс. Пристрої можуть включатися ланцюжками (кожне наступне пристрій підключається до попереднього). Продуктивність шини USB відносно невелика і складає до 1,5 Мбіт / с, але для таких пристроїв, як клавіатура, миша, модем, джойстик і т. П. Цього достатньо. Зручність шини полягає в тому, що вона практично виключає конфлікти між різним обладнанням, дозволяє підключати і відключати пристрої в "гарячому режимі" (не вимикаючи комп'ютер) і дозволяє об'єднувати кілька комп'ютерів в найпростішу локальну мережу без застосування спеціального обладнання та програмного забезпечення.
Технічні характеристики USB 1.1:
висока швидкість обміну - 12 Мбіт / с
низька швидкість обміну - 1,5 Мбіт / с
- максимальна довжина кабелю для низької швидкості обміну - 5 м
- максимальна довжина кабелю для високої швидкості обміну - 3 м
- максимальна кількість підключених пристроїв (включаючи розмножувачі) - 127
- можливе підключення пристроїв з різними швидкостями обміну
- напруга живлення для периферійних пристроїв - 5 В
- максимальний струм споживання на один пристрій - 500 мА
USB 2.0 відрізняється від USB 1.1 тільки більшою швидкістю і невеликими змінами в протоколі передачі даних для режиму Hi-speed (480 Мбіт / сек). Існують три швидкості роботи пристроїв USB 2.0:
Low-speed, 10 ÷ 1500 Кбіт / c (використовується для інтерактивних пристроїв: клавіатури, миші, джойстики)
Хоча в теорії швидкість USB 2.0 може досягати 480 Мбіт / с (60 МБайт / с), пристрої типу жорстких дисків і взагалі будь-яких носіїв інформації в реальності ніколи не досягають такої швидкості обміну по шині, хоча і можуть розвивати її. Це можна пояснити досить великими затримками шини USB між запитом на передачу даних і власне початком передачі. Наприклад, інша шина FireWire хоча і забезпечує максимальну швидкість в 400 Мбіт / с, що на 80 Мбіт / с менше, ніж у USB, в реальності дозволяє досягти великих швидкостей обміну даними з жорсткими дисками і іншими пристроями зберігання інформації.
IEEE 1394 (FireWire, i-Link) - послідовна високошвидкісна шина, призначена для обміну цифровою інформацією між комп'ютером і іншими електронними пристроями. Бурхливий розвиток IEEE 1394 додало поява аматорських DV камер. І сьогодні IEEE 1394 практично монополізував цей швидко розвивається ринок. Сьогодні будь-яка, вироблена сьогодні DV камера в обов'язковому порядку оснащується IEEE 1394 інтерфейсом.
Головні особливості IEEE 1394:
- Цифровий інтерфейс - дозволяє передавати дані між цифровими пристроями без втрат інформації
- Невеликий розмір - тонкий кабель замінює купу громіздких проводів
- Простота у використанні - відсутність термінаторів, ідентифікаторів пристроїв або попередньої установки
- Гаряче підключення - можливість переконфігурувати шину без виключення комп'ютера
- Невелика вартість для кінцевих користувачів
- Різна швидкість передачі даних - 100, 200 і 400 Мбіт / с (800, 1600Мбіт / с IEEE 1394b). Висока швидкість дає можливість обробки мультимедіа-сигналу в реальному часі
- Гнучка топологія - рівноправність пристроїв, що допускає різні конфігурації (можливість "спілкування" пристроїв без комп'ютера)
- Відкрита архітектура - відсутність необхідності використання спеціального програмного забезпечення
- Наявність харчування прямо на шині (малопотужні пристрої можуть обходитися без власних блоків живлення). До півтора ампер і напруга від 8 до 40 вольт
- Підключення до 63 пристроїв
- Послідовна шина замість паралельного інтерфейсу дозволила використовувати кабелю малого діаметра і роз'єми малого розміру.
- Харчування зовнішніх пристроїв через IEEE 1394 кабель
- Простота конфігурації і широта можливостей. Через IEEE 1394 може працювати саме різне обладнання, причому користувачеві не доведеться мучитися питанням, як це все правильно підключити
- Підтримка асинхронної і синхронної передачі даних
Асинхронна передача означає, що дані обов'язково будуть доставлені в цілості й схоронності, нехай і не завжди в строк. Отримання кожного пакета перевіряється і підтверджується, якщо пакет не дійшов, передача буде повторена заново.
Синхронна передача означає, що швидкість і безперервність потоку важливіше, ніж збереження даних. Якщо пакет прийшов з помилкою, або не прийшов взагалі, це навіть не перевіряється, не кажучи вже про те, щоб переслати пакет заново. Цей тип передачі відмінно підходить для мультимедійних додатків, де втрата будь-якої частини інформації менш критична, ніж велика затримка.