Из чего состоит материнская плата: структура, элементная база?

ODYSSEY-X86J4125 — Intel встречает Arduino и Raspberry Pi

Разъемы GPIO важны для производителей при подключении датчиков, управляющих сервоприводов, двигателей и т. д. Одноплатный компьютер ODYSSEY-X86J4105 от Seeed Studio, который теперь вытесняется ODYSSEY-X86J4125, сочетает в себе мощность процессора Intel Gemini Lake (Refresh) с возможностью работы в режиме реального времени микроконтроллера Microchip SAMD21 Cortex-M0 +, совместимого с Arduino. Помимо этого также доступен разъем Raspberry Pi для еще больших возможностей расширения.

Мы протестировали плату с Windows 10 Enterprise и Ubuntu 20.04, и все работало, как ожидалось, но вентилятор может быть немного шумным, а разъем Raspberry Pi поддерживался только в Ubuntu. Документацию можно найти в Wiki

Несмотря на то, что получить ODYSSEY-X86J4105 SBC должно быть сложно, поскольку процессор постепенно снимается с производства, новый ODYSSEY-X86J4125 SBC с более быстрым процессором и теми же функциями продается за 218 долларов без хранилища или за 269 долларов с флэш-памятью eMMC 128 ГБ и корпусом Re_Computer.

Бенчмарки

PassMarkSingle thread mark	Топ1 CPU Этот CPU	3775 649
PassMarkCPU mark	Топ1 CPU Этот CPU	87767 1132
Geekbench 4Single Core	Топ1 CPU Этот CPU	5311 210
Geekbench 4Multi-Core	Топ1 CPU Этот CPU	36691 686
CompuBench 1.5 DesktopFace Detection	Топ1 CPU Этот CPU	56.680 mPixels/s 3.068 mPixels/s
CompuBench 1.5 DesktopOcean Surface Simulation	Топ1 CPU Этот CPU	741.453 Frames/s 11.336 Frames/s
CompuBench 1.5 DesktopT-Rex	Топ1 CPU Этот CPU	3.237 Frames/s 0.139 Frames/s
CompuBench 1.5 DesktopVideo Composition	Топ1 CPU Этот CPU	49.002 Frames/s 0.508 Frames/s
CompuBench 1.5 DesktopBitcoin Mining	Топ1 CPU Этот CPU	218.231 mHash/s 1.753 mHash/s
GFXBench 4.0T-Rex	Топ1 CPU Этот CPU	12887 Frames 1007 Frames
GFXBench 4.0T-Rex	Топ1 CPU Этот CPU	12887.000 Fps 1007.000 Fps

Название	Значение
PassMark — Single thread mark	649
PassMark — CPU mark	1132
Geekbench 4 — Single Core	210
Geekbench 4 — Multi-Core	686
CompuBench 1.5 Desktop — Face Detection	3.068 mPixels/s
CompuBench 1.5 Desktop — Ocean Surface Simulation	11.336 Frames/s
CompuBench 1.5 Desktop — T-Rex	0.139 Frames/s
CompuBench 1.5 Desktop — Video Composition	0.508 Frames/s
CompuBench 1.5 Desktop — Bitcoin Mining	1.753 mHash/s
GFXBench 4.0 — T-Rex	1007 Frames
GFXBench 4.0 — T-Rex	1007.000 Fps

Скорость числовых операций

31.2
Минимум	Среднее	Максимум
43	Память:  60	67
Память 62.9
22	1 ядро:  28	29
1 ядро 16.2
42	2 ядра:  55	58
2 ядра 17.2

12.1
Минимум	Среднее	Максимум
66	4 ядра:  101	116
4 ядра 16.6
75	8 ядер:  104	117
8 ядер 8.6

1.9
Минимум	Среднее	Максимум
74	Все ядра:  104	117
Все ядра 1.9

Для разных задач требуются разные сильные стороны CPU. Система с малым количеством быстрых ядер и низкими задержками памяти отлично подойдёт для подавляющего числа игр, но уступит системе с большим количеством медленных ядер в сценарии рендеринга.

Мы считаем, что для бюджетного игрового компьютера подходит минимум 4/4 (4 физических ядра и 4 потока) процессор. При этом часть игр может загружать его на 100%, подтормаживать и фризить, а выполнение любых задач в фоне приведёт к просадке ФПС.

В идеале экономный покупатель должен стремиться минимум к 4/8 и 6/6. Геймер с большим бюджетом может выбирать между 6/12, 8/8 и 8/16. Процессоры с 10 и 12 ядрами могут отлично себя показывать в играх при условии высокой частоты и быстрой памяти, но избыточны для подобных задач. Также покупка на перспективу — сомнительная затея, поскольку через несколько лет много медленных ядер могут не обеспечить достаточную игровую производительность.

Подбирая процессор для работы, изучите, сколько ядер используют ваши программы. Например, фото и видео редакторы могут использовать 1-2 ядра при работе с наложением фильтров, а рендеринг или конвертация в этих же редакторах уже использует все потоки.

Данные получены из тестов пользователей, которые тестировали свои системы как в разгоне (максимальное значение в таблице), так и без (минимальное). Типичный результат указан посередине, чем больше заполнена цветная полоса, тем лучше средний результат среди всех протестированных систем.

Характеристики

Предупреждения
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ по ГО	Повреждения, вызванные разгоном компонентов, в том числе, при использовании входящих в комплект утилит, приводят к снятию платы с гарантии СЦ производителя
Основные характеристики
Производитель	GIGABYTE
Серия	Ultra Durable
Модель	GA-IMB1900TNнайти похожую мат.плату
Тип оборудования	Материнская плата
Назначение	Настольный ПК, HTPC
Чипсет мат. Платы	SoC (System on Chip)
Гнездо процессора	Предустановленный процессор
Формат платы	Mini-ITX с высокой заглушкой (170 x 170 мм)
Поддержка ОС	Windows 10, Windows 8.1, Windows 8, Windows 7
Поддержка процессоров
Макс. кол-во процессоров на материнской плате	1
Энергопотребление процессора	До 10 Вт
Процессор	Установлен процессор Intel Celeron J1900 (2 — 2.41 ГГц, 4 ядра, 10 Вт), замена процессора невозможна
Количество ядер	4
Кэш L2	1024 Кб
Поддержка памяти
Тип поддерживаемой памяти	LV SO-DIMM DDR3, SO-DIMM DDR3
Количество слотов памяти	2
Количество разъемов DDR3 SO-DIMM	2 (2х канальный контроллер памяти)
Максимальные поддерживаемые стандарты памяти	PC3-10600 (DDR3 1333 МГц)
Максимальный объем оперативной памяти	16 Гб
Дисковая система
Количество разъемов M.2 (NGFF)	1 разъем M Key SATA/PCI-E с поддержкой карт Type 2242/2260/2280 (длиной до 80 мм)m.2 SSD
Разъем mSATA	Есть (разделяет место с miniPCI-E)
SATA-II	2 канала
Разъем для подключения FDD	Нет
Коммуникации
Сеть	2x 1 Гбит/с. Сетевые контроллеры Intel i211-AT
Слот для модуля WiFi/BT	miniPCI Express Mini Card slot для установки устройств, предназначенных для использования в ноутбуках.
Интерфейс, разъемы и выходы
USB разъемы на задней панели	4x USB 3.0 (USB 3.1 Gen1)
Клавиатура/мышь	PS/2 клавиатура + PS/2 мышь
Слоты для установки плат расширения
Количество разъемов PCI Express 1x	1 слот 1x
Количество разъемов mini-PCI Express	1 слот (разделяет место с mSATA)
Встроенная видеокарта
Видео M/B	Intel HD Graphics
Максимальное разрешение экрана	1920 x 1200 при подключении HDMI монитора, 1920 x 1200 при подключении D-Sub монитора
Видео разъемы на задней панели	1x HDMI, 1x LVDS, 1x VGA монитор
Макс. кол-во подключаемых мониторов	2
Встроенная звуковая карта
Звук	8-канальный HDA кодек Realtek ALC887
Аудио разъемы на задней панели	Line-in, Mic-in
Охлаждение
Охлаждение	Пассивное охлаждение
Питание
Требования к блоку питания	Поддерживаются только Внешние блоки питания.
Параметры внешнего блока питания	Коннектор: 7.4 x 5.0 мм; Напряжение: 12/19 В; Минимальная мощность: 90 Вт
Прочие характеристики
BIOS	EFI AMI BIOS, 1x 64 Мб
Поддержка OA 3.0	Да
Логистика
Размеры упаковки (измерено в НИКСе)	22.63 x 19.34 x 8.08 см
Вес брутто (измерено в НИКСе)	0.71 кг

Что умеют Alder Lake

Процессоры Alder Lake не только станут новым поколением чипов Core, но и будут отличаться от всех существующих CPU Intel. Главная их особенность заключается в новой для Intel компоновке ядер – теперь они, как и во всех современных процессорах с ARM-архитектурой, будут делиться на кластеры.

Alder Lake-S заметно больше Rocket Lake-S

В Alder Lake будут присутствовать кластеры высокопроизводительных и энергоэффективных ядер. Впервые об этих процессорах Intel рассказала в первой половине 2021 г. В начале февраля 2021 г. инженерный образец одного из процессоров Intel Alder Lake был протестирован в популярном бенчмарке GeekBench. CNews писал, что результаты существенно превысили показатели современных десктопных процессоров в ассортименте не только AMD, но также Apple и даже самой Intel.

Интернет вещей пришел в аккумуляторы: что от этого получит бизнес
Инфраструктура

В марте 2021 г. выяснилось, что чипы Alder Lake способны обеспечить двукратный рост производительности в сравнении со своими предшественниками – Rocket Lake. Это коснется лишь многопоточного режима, а в однопоточном Alder Lake будут быстрее Rocket Lake на 20%.

В начале мая 2021 г. произошла утечка новых подробностей об Alder Lake. Стало известно, что как минимум один из процессоров этой серии поддерживает оперативную память DDR5-4800 и новый интерфейс PCIe Gen5. Этот чип получит восемь мощных вычислительных ядер класса Core (кодовое название Golden Cove) с поддержкой многопоточности и восемь экономичных ядер класса Atom (кодовое название Gracemont) – в сумме 24 логических ядра.

Базовая частота процессора – 1,8 ГГц, однако при разгоне двумя ядрами Core его тактовая частота будет повышаться до 4,6 ГГц, четырьмя ядрами – до 4,4 ГГц, и шестью ядрами – до 4,2 ГГц. В полном режиме турбо-ускорения тактовая частота ядер Core составляет 4 ГГц, при этом у ядер Atom она увеличивается только до 3,4 ГГц, но лишь у половины из восьми подобных, имеющихся у Core-1800.

Khadas VIM3 Pro SBC — Cortex-A73 для новейшего программного обеспечения

Khadas VIM3 Pro SBC может показаться неуместным в этом списке, поскольку оснащен шестиядерным процессором Cortex-A73 / A53 Amlogic A311D в сочетании с ничтожными 4 ГБ ОЗУ и 32 ГБ флэш-памяти eMMC. Но, это все еще мощная платформа по сравнению с Raspberry Pi 4 8 ​​ГБ. SBC также она включает в себя NPU с 5 TOPS, предлагает хорошую сеть с Gigabit Ethernet и 802.11ac WiFi 5 с поддержкой RSDB, а более высокая емкость и более быстрое хранение возможно через M.2 NVMe SSD. Также имеется 40-контактный разъем расширения, широкий вход питания (от 5 до 20 В) с портом USB-C, акселерометр и многое другое.

Аппаратное обеспечение довольно крутое, к тому же, многие разработчики приложений и инженеры программного обеспечения, похоже, используют платформу Khadas VIM3 Pro или даже её младшего брата Khadas VIM3 Lite, для разработки последней версии своего программного обеспечения/приложения. Например, Khadas VIM3 является официальной эталонной платой Android, а Collabora разрабатывает графический драйвер с открытым исходным кодом Panfrost / PanVk на этой маленькой плате.

Khadas VIM3 Pro можно приобрести за 139,99 долларов на таких сайтах, как Amazon или Aliexpress.

Итак, вот список на первую половину 2021 года, и мы надеемся, что к концу года в него добавятся новые платы, особенно с запуском процессора Rockchip RK3588. Если вы не согласны с предложенным нами списком и включили бы другие платы, оставляйте комментарии под обзором.

Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.

Обзор материнской платы и установка Xubuntu

Материнская плата порадовала нас своей аппаратной ревизией, но не обошлось и без нареканий. В сети Интернет мы натолкнулись на описание проблем связанных с пуском материнской платы без монитора, но данная проблема не подтвердилась — компьютер без каких либо проблем стартует без подключенного монитора и работает в нормальном режиме. Так же хотели бы отметить возможность автопуска компьютера при подаче питания на материнcкую плату в 3-х режимах: запускать если компьютер был запущен до потери питания в цепи; всегда запускать при подаче питания; не запускать при подаче напряжения. Ниже приведен список, выделенные нами, плюсов и минусов:

Плюсы отмеченные нами:

• 2-х ядерный процессор с частотой 2.5 Ггц и современным графическим ядром
• Оперативная память DDR3 1333 Мгц
• 2 слота под оперативную память
• 8 портов USB из которых 1 USB 3.0
• Гигабитный Ethernet порт
• Наличие HDMI и VGA: возможность одновременного подключения 2-х дисплеев
• Наличие mini-PCI. Дает возможность установки Wi-Fi адаптера и антен в корпусе
• Наличие PCI-E
• Энергопотребление материнской платы 17w
• Воспроизведение видео с разрешением Full HD
• 8-ми канальная аудиокарта
• Безкуллерное охлаждение процессора
• Отсутствие шума при работе
• Автопуск при восстановлении питания материнской платы
• Пуск без подключенного монитора

Минусы отмеченные нами:

• 2 порта SATA 2
• 3 аудиопорта. Хочется 6 аудиопортов для простой интеграции многоканальной стереосистемы.
• Недостаточная производительность процессора для сложных и мощных вычислительных систем.
• Видео-процессор не поддерживает разрешение 4К: D-Sub 2560×1600; HDMI 1920×1080

Не смотря на недостатки базовой аппаратной конфигурации, отмеченные нами, материнская плата оснащена достаточным количеством портов расширения, что бы решить большинство задач. При использовании переходников или адаптеров можно добавить дискретную видеокарту, аудиокарту и sata контроллер.

Установка Xubuntu на мат. плату GIGABYTE GA-J1800N-D2H

На стадии знакомства с материнской платой по отзывам и тех описанию встречались отзывы о проблемах установки linux на ПК с использованием материнской платой GIGABYTE GA-J1800N-D2H. Подобные проблемы были характерны для BIOS версии F2 и ниже. Данные проблемы не подтвердились на BIOS версии F4. Установка системы Xubuntu 14.04 64bit прошла по стандартной схеме — при помощи загрузочного USB диска. Процесс создания загрузочного диска мы, в данной статье, рассматривать не будем. Подобных инструкций масса в просторах интернета. Мы рассмотрим процесс установки Xubuntu 14.04 64bit на компьютер под управлением материнской платы  GIGABYTE ga-j1800n-d2h и процессора Intel Celeron J1800.

Процесс установки не вызвал абсолютно никаких трудностей. Ошибок в процессе установки не возникало. По итогам установки ОС Xubuntu мы получили полностью рабочую машину с драйверной поддержкой всего периферийного оборудования — сеть, видеоадаптер и прочая периферия заработала сразу после установки системы.

Вопросы вызвал аппаратный ускоритель графического процессора. При просмотре видео онлайн в разрешении Full HD загрузка ЦПУ доходила до 100% и видео начинало «заикаться» и подвисать, что вызывало недоумение, при производительности данного процессора и наличию современного видео-процессора. Подробнее эту проблему мы решаем в разделе ниже. И переходим непосредственно к фото-отчету по установке Xubuntu 14.04.

1) Корпус в сборе подключен к периферии и сети 220 вольт.

2) Материнская плата GIGABYTE ga-j1800n-d2h установлена в корпусе.

3) Установка Xubuntu 14.04 на GIGABYTE ga-j1800n-d2h. Все проходит без запинок и ошибок.

4) Система установлена. Нас приветствует фирменная заставка Xfce и рабочий стол Xubuntu 14.04.

5) Температура процессора при максимальной нагрузке не поднимается выше 52 градусов по цельсию — это радует. Безкуллерный радиатор справляется с охлаждением на 100%.

По результатам тестирования мы заметили плохую оптимизацию работы видео процессора при просмотре видео онлайн в Linux, не работало аппаратное ускорение графического процессора.

Решаем проблему с аппаратным ускорение видео на процессорах Bay Trail:

Включаем аппаратное ускорение в flash player в случае, если не работает:

Если файл отсутствует — создаем:

Добавляем строки:

По результатам проделанных операций Full HD(1080р) видео с носителя ПК воспроизводит без торможений и заиканий — загрузка цпу 50% при участии аппаратного ускорения. Видео онлайн в разрешении Full HD(1080р) воспроизводит так же без заиканий и тормозов средствами Flash player и HTML5 — загрузка цпу 50-80% при участии аппаратного ускорения.

Эти ненавистные перемычки!

Последние разъемы, о которых мы поговорим, – это те, которые управляют основной работой материнской платы и подключают дополнительные устройства. На рисунке ниже показан основной блок разъёмов для выключателей, индикаторов и системных динамиков:

Здесь мы имеем:

• 1 разъём кнопки мягкого выключения
• 1 разъём кнопки ресета
• 2 разъёма LED-индикации
• 1 разъём системных динамиков

«Мягким» выключение питания называется потому, что при нем не происходит простого включения и отключение всей материнской платы. Вместо этого, при замыкании контактов этого разъёма, специальные «недремлющие» узлы платы включают или отключают основное питание платы в зависимости от текущего состояния. То же относится и к кнопке ресета, только в этом случае материнская плата будет всегда выключаться и тут же снова включаться.

Строго говоря, кнопка ресета, индикация и системный динамик не являются критически важными, но они традиционно обеспечивают самое базовое управление и информацию о состоянии системы.

Большинство материнских плат имеют подобный дополнительный блок разъемов, как показано выше. Тут мы имеем следующее (слева направо):

• Разъем аудиопанели – если корпус компьютера оснащен дополнительной фронтальной панелью с разъёмами для наушников и микрофона, то с помощью данных разъёмов на плате они подключаются к встроенному аудиоконтроллеру. § Разъем цифрового аудио – то же, что и обычный аудиоразъём, только в стандарте S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface), обеспечивающем строго цифровую передачу аудиосигналов без промежуточной аналоговизации.
• Перемычка (джампер) сброса BIOS – она позволяет сбросить все настройки BIOS к заводским. За ней также спрятан разъем термозонда. § Разъем криптопроцессора TPM (Trusted Platform Module) – он используется для повышения безопасности материнской платы и системы. § Разъем последовательного порта (COM) – древний интерфейс. Интересно, его кто-нибудь использует вообще? Хоть кто-нибудь?

Остальные подобные разъёмы на этой плате предназначены для подключения кулеров и дополнительных USB портов. Не обязательно каждая материнская плата должна поддерживать все это, но на большинстве из них они есть, как и есть на некоторых платах дополнительные разъёмы, которых на нашей рассматриваемой плате нет – скажем, разъём для RGB-подсветки (VDG).

Платформа Qualcomm RB5 Robotics

В то время как комплект для разработки мобильного оборудования на базе Snapdragon 888 лучше всего подходил для мобильных приложений под управлением Android, платформа Qualcomm RB5 Robotics нацелена на робототехнику с поддержкой 5G и искусственного интеллекта.

Плата оснащена восьмиядерным процессором Qualcomm QRB5165 Kryo 858 (Cortex-A77) с частотой до 2,84 ГГц, 16 ГБ оперативной памяти LPDDR5, 128 ГБ памяти UFS3.0, 15 TOPS вычислительной мощности ИИ, поддерживает камеры глубины 3D и предлагает множество расширений ввода/вывода.

Платформа может работать под управлением Linux, Ubuntu и операционной системы роботов (ROS) 2.0 и поддерживает API OpenCL и OpenGL ES, а также OpenCV для приложений компьютерного зрения.

«Базовый комплект» с материнской платой, QRB5165 SoM, блоком питания и USB-кабелем , также есть «комплект Vision Kit» с датчиками слежения и камерой за 695 долларов.

Сравнение характеристик

	Intel Celeron J4105	Intel Celeron J1900
Название архитектуры	Gemini Lake	Bay Trail
Дата выпуска	11 December 2017	1 November 2013
Цена на дату первого выпуска	$107	$82
Место в рейтинге	1842	2494
Цена сейчас	$107
Processor Number	J4105	J1900
Серия	Intel Celeron Processor J Series	Intel Celeron Processor J Series
Status	Launched	Launched
Соотношение цена/производительность (0-100)	7.27
Применимость	Desktop	Desktop
Поддержка 64 bit
Base frequency	1.50 GHz	2.00 GHz
Кэш 2-го уровня	4 MB	2 MB
Технологический процесс	14 nm	22 nm
Максимальная температура ядра	105°C	105°C
Максимальная частота	2.50 GHz	2.42 GHz
Количество ядер	4	4
Количество потоков	4	4
Кэш 1-го уровня		224 KB
Максимальное количество каналов памяти	2	2
Максимальный размер памяти	8 GB	8 GB
Поддерживаемые типы памяти	DDR4/LPDDR4 upto 2400 MT/s	DDR3L 1333
Device ID	0x3185
Количество исполняющих блоков	12
Graphics base frequency	250 MHz	688 MHz
Graphics max dynamic frequency	750 MHz	854 MHz
Объем видеопамяти	8 GB
Интегрированная графика	Intel UHD Graphics 600	Intel HD Graphics
Максимальная частота видеоядра		854 MHz
Intel Flexible Display Interface (Intel FDI)
Технология Intel InTru 3D
Intel Quick Sync Video
DisplayPort
eDP
HDMI
MIPI-DSI
Максимально поддерживаемое количество мониторов	3	2
Поддержка WiDi
Поддержка разрешения 4K
DirectX	12
OpenGL	4.4
Low Halogen Options Available
Максимальное количество процессоров в конфигурации	1	1
Package Size	25mm x 24mm	25mm X 27mm
Поддерживаемые сокеты	FCBGA1090	FCBGA1170
Энергопотребление (TDP)	10 Watt	10 Watt
Thermal Solution	105 deg C
Встроенная LAN
Integrated Wireless	Intel Wireless-AC MAC
Количество линий PCI Express	6	4
Максимальное количество портов SATA 6 Gb/s	2
Количество USB-портов	8
Ревизия PCI Express	2.0	2.0
PCIe configurations	1×4 + 1×2 or 4×1 or 2×1+1×2 + 1×2	X4, X2, X1
Общее количество SATA-портов	2
UART
Ревизия USB	2.0/3.0
Технология Anti-Theft
Execute Disable Bit (EDB)
Технология Intel Identity Protection
Intel Memory Protection Extensions (Intel MPX)
Intel OS Guard
Технология Intel Secure Key
Intel Software Guard Extensions (Intel SGX)
Технология Enhanced Intel SpeedStep
General-Purpose Input/Output (GPIO)
Idle States
Intel 64
Intel AES New Instructions
Технология Intel Hyper-Threading
Intel Optane Memory Supported
Технология Intel Smart Response
Технология Intel Turbo Boost
Intel vPro Platform Eligibility
Speed Shift technology
Thermal Monitoring
Flexible Display interface (FDI)
Технология Intel Rapid Storage (RST)
Intel Stable Image Platform Program (SIPP)
Physical Address Extensions (PAE)		36-bit
Intel Virtualization Technology (VT-x)
Intel Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d)
Intel VT-x with Extended Page Tables (EPT)

Питание

Для обеспечения материнской платы и многих подключенных к ней устройств необходимыми напряжениями, блок питания (PSU, Power Supply Unit) имеет несколько стандартных разъёмов. Главным из них является 24-пиновый разъём ATX12V версии 2.4.

Выдаваемые напряжения зависят от блока питания, но промышленными стандартами являются напряжения +3,3, +5 и +12 вольт.

Центральный процессор основную часть питания берёт с 12-вольтных контактов, но для современных мощных систем этого недостаточно. Чтобы эту проблему решить, предусмотрен дополнительный 8-пиновый разъем питания, несущий ещё четыре 12-вольтных линии.

Цветная маркировка проводов от блока питания позволяет определить, где какой провод. Но на разъёме материнской платы никаких маркировок нет. Ниже приведена распиновка обоих разъёмов на плате:

Линии +3,3, +5 и +12В обеспечивают питанием различные компоненты самой материнской платы, а также процессор, DRAM и любые устройства, подключенные к разъемам расширения, таким как порты USB или слоты PCI Express. Все, что использует порты SATA, требует электропитания непосредственно от блока питания, а слоты PCI Express не могут предоставить своим устройствам более 75 Вт. Если какому-то устройству недостаточно этой мощности (например, многим видеокартам), то его тоже следует запитать напрямую с блока питания.

Но есть более серьезная проблема, чем наличие достаточного количества линий 12В: процессоры на этом напряжении не работают.

К примеру, процессоры Intel, совместимые с нашей материнской платой Asus Z97, имеют рабочее напряжение от 0,7 до 1,4 вольт. Это не фиксированное напряжение, потому что для экономии энергии и уменьшения нагрева современные процессоры умеют регулировать входное напряжение в зависимости от своей нагрузки. При простое процессор может отключиться,

потребляя при этом менее 0,8 вольт. А затем, при полной нагрузке всех ядер, потребление возрастет до 1,4 или более вольт.

Блок питания предназначен для преобразования переменного тока сети (110 или 220 В, в зависимости от страны) в фиксированные напряжения постоянного тока, поэтому нужны дополнительные элементы цепи для регулировки этих фиксированных напряжений. Они так и называются – модули регулирования напряжения (VRM, Voltage Regulation Modules) и их легко можно найти на любой материнской плате.

Каждый VRM (выделен красным) обычно состоит из 4 деталей:

• 2 мощных управляющих MOSFET-транзистора (синим);
• 1 дроссель (фиолетовым);
• 1 конденсатор (жёлтым). Глубже познакомиться с их работой можно на Wikichip, мы лишь кратко рассмотрим несколько моментов. Каждую VRM принято называют фазой, и чтобы обеспечить достаточное питание современному процессору, таких фаз необходимо несколько. К примеру, наша материнская плата имеет 8 VRM, называемых 8-фазной системой.

VRM обычно управляются специальной микросхемой, которая переключает модули в соответствии с требуемым напряжением того или иного устройства. Такая микросхема называется многофазным ШИМ-контроллером; Asus называет ее EPU (Energy Processing Unit). Транзисторы и чип довольно сильно нагреваются при работе, поэтому часто оснащаются общим радиатором для отвода тепла. Даже стандартный процессор, такой как Intel i7-9700K, может потреблять ток более 100А при полной загрузке. VRM очень эффективны, но они не могут изменять напряжение без некоторых потерь. Нетрудно догадаться, куда лучше всего положить тост, если у вас сломался тостер.

Снова взглянув на полную фотографию нашей платы, можно увидеть и пару модулей VRM для DRAM, но так как там нет таких напряжений, как на ЦП, эти VRM греются не сильно и в радиаторе не нуждаются.

Соединение соединений

Прежде чем мы закончим наше «вскрытие» материнской платы, кратко поговорим о том, как все эти устройства и разъемы соединены воедино. Мы уже упоминали о проводниках на плате, но что они из себя представляют?

Простым языком, это тонкие медные полоски. На фото ниже они окрашены для красоты в черный цвет со всей платой. Но это лишь маленький фрагмент проводников из тысяч подобных. Видимые нам проводники – лишь проводники на внешнем слое печатной платы, а плата состоит из нескольких слоёв и каждый из них испещрён такими кружевами проводников.

Простые, дешевые или старые материнские платы могут иметь только 4 слоя, но большинство современных плат имеют 6 или 8. Увеличение количества слоев не обязательно автоматически должно означать улучшение. Суть лишь в том, чтобы грамотно расположить все необходимые проводники на достаточном расстоянии друг от д

Разработчики материнских плат используют специальные программы для проектирования монтажа и, соответственно, оптимального вытравливания проводников. Опытные инженеры затем вручную корректируют компьютерный результат, основываясь на имеющейся практике. Это видео наглядно демонстрирует процесс проектирования сети проводников между элементами на печатной плате.

Поскольку материнские платы – это просто большие печатные платы, можно создать свою собственную, и если вы хотите получить представление о том, как это делается, прочитайте это превосходное руководство по изготовлению печатных плат.

Конечно, производство материнских плат в промышленных масштабах – это совсем другая история, поэтому, чтобы представить весь объём этого сложного процесса, посмотрите два видео ниже. Первое – в общих чертах о том, как проектируются и производятся печатные платы; на втором показан основной процесс сборки типичной материнской платы.

Подробности о процессоре Baikal-M

Дебют чипа Baikal-M, как сообщал CNews, состоялся в начале октября 2019 г. Он представляет собой выпускаемую по техпроцессу 28 нм так называемую систему на кристалле (system on chip, SoC), в основе которой лежит восемь 64-битных ядер ARM Cortex-A57 (ARMv8-A) с поддержкой векторных расширений NEON, а также восьмиядерный графический процессор Mali-T628 MP8 с аппаратным ускорением воспроизведения видео в форматах H.264/H.265.

Baikal-M

Вычислительные ядра процессора разделены на четыре кластера по два ядра и работают на частоте до 1,5 ГГц. Тактовая частота видеоядра достигает 700 МГц, а энергопотребление чипа не превышает 30 Вт.

Блок-схема процессора

Каждый кластер ядер получил по 1 МБ кэша второго уровня, тогда как суммарный объем кэш-памяти третьего уровня равен 8 МБ. Процессор исполнен в корпусе FCBGA размером 40х40 мм. По данным «Байкал электроникс», Baikal-M, также известный под названием BE-M1000 – это современный высокопроизводительный процессор, предназначенный для широкого диапазона целевых устройств потребительского и B2B сегментов.

Сравнение бенчмарков

CPU 1: Intel Celeron J4105CPU 2: Intel Celeron J1900

PassMark — Single thread mark	CPU 1 CPU 2	1103 649
PassMark — CPU mark	CPU 1 CPU 2	2957 1132
Geekbench 4 — Single Core	CPU 1 CPU 2	412 210
Geekbench 4 — Multi-Core	CPU 1 CPU 2	1365 686
CompuBench 1.5 Desktop — Face Detection (mPixels/s)	CPU 1 CPU 2	3.374 3.068
CompuBench 1.5 Desktop — Ocean Surface Simulation (Frames/s)	CPU 1 CPU 2	30 11.336
CompuBench 1.5 Desktop — T-Rex (Frames/s)	CPU 1 CPU 2	0.261 0.139
CompuBench 1.5 Desktop — Video Composition (Frames/s)	CPU 1 CPU 2	1.281 0.508
CompuBench 1.5 Desktop — Bitcoin Mining (mHash/s)	CPU 1 CPU 2	2.947 1.753
GFXBench 4.0 — T-Rex (Frames)	CPU 1 CPU 2	2229 1007
GFXBench 4.0 — T-Rex (Fps)	CPU 1 CPU 2	2229 1007

Название	Intel Celeron J4105	Intel Celeron J1900
PassMark — Single thread mark	1103	649
PassMark — CPU mark	2957	1132
Geekbench 4 — Single Core	412	210
Geekbench 4 — Multi-Core	1365	686
CompuBench 1.5 Desktop — Face Detection (mPixels/s)	3.374	3.068
CompuBench 1.5 Desktop — Ocean Surface Simulation (Frames/s)	30	11.336
CompuBench 1.5 Desktop — T-Rex (Frames/s)	0.261	0.139
CompuBench 1.5 Desktop — Video Composition (Frames/s)	1.281	0.508
CompuBench 1.5 Desktop — Bitcoin Mining (mHash/s)	2.947	1.753
GFXBench 4.0 — Car Chase Offscreen (Frames)	722
GFXBench 4.0 — Manhattan (Frames)	1384
GFXBench 4.0 — T-Rex (Frames)	2229	1007
GFXBench 4.0 — Car Chase Offscreen (Fps)	722
GFXBench 4.0 — Manhattan (Fps)	1384
GFXBench 4.0 — T-Rex (Fps)	2229	1007