امروزه هر شخصی که با تکنولوژی سروکار دارد حتما کلمه مادربرد را بارها شنیده است. مادربوردها در واقع بخش مهم و حیاتی از سخت‌افزار کامپیوتر را تشکیل می‌دهند. به‌عبارت‌دیگر می‌توان گفت که قلب سیستم کامپیوتری هستند. آن‌ها لوح یا بردی می‌باشند که با ایجاد کردن شرایطی، همه اجزای یک سیستم مانند کارت‌های توسعه، حافظه‌ها، CPU و دیگر اجزا باهم تعامل و اتصال برقرار کنند. در این مقاله به معرفی و بررسی انواع این سخت‌افزار مهم پرداخته‌شده است.
مادربرد چیست؟
مادربوردهای کامپیوتری حکم ستون فقرات را برای کامپیوترها دارند. آن‌ها جزو اصلی‌ترین و قوی‌ترین سخت‌افزارهای کامپیوتری محسوب می‌شوند. مادربورد یک ورق پلاستیکی نارسانا است که مدارهای لازم و نگه‌دارنده‌هایی مانند سوکت/شاخه‌ها برای اتصال اجزا دارد. همچنین لجستیکی را برای همه اجزا فراهم کرده تا به‌صورت هماهنگ کار کنند. لایه‌های باریک نازک آلومینیوم یا مس چاپ‌شده روی ورق پلاستیکی برد، مانند مداری عمل کرده که اجزای مختلف را به هم متصل می‌کند. آن‌ها در واقع یک شاسی هستند که تمام اجزای آن در محل تعیین‌شده قرار گرفته و به‌خوبی با یکدیگر ارتباط دارند.
مادربوردها را می‌توان تقریبا در همه کامپیوترها، مخصوصا کامپیوترهای شخصی رومیزی و لپ‌تاپ پیدا کرد. قطعاتی که از طریق آن‌ها به هم متصل می‌شوند شامل چیپست‌ها، واحدهای پردازش مرکزی (CPU) و حافظه می‌باشند. همچنین تجهیزات جانبی خارجی شامل وای‌فای، اترنت و کارت‌های گرافیکی با واحد پردازش گرافیکی یا GPU نیز از این طریق باهم ارتباط برقرار می‌کنند.
تاریخچه مادربرد و علت نام‌گذاری آن
اولین مادربورد مورداستفاده در کامپیوترهای شخصی، آی بی ام (IBM) نام داشت که در سال 1981 مورداستفاده قرار گرفت. در آن زمان، IBM آن را به‌جای مادربورد “مسطح” نامید. رایانه شخصی آی بی ام و مادربورد داخل آن استانداردی را برای سخت‌افزار رایانه‌ای سازگار با آی بی ام در آینده تعیین کردند.
جالب است بدانید که در دنیای کامپیوترها چیزی به نام دختربرد نیز وجود دارد. دختربردها درواقع بردهایی هستند که همگی به یک برد مدار مرکزی بزرگ‌تر وصل می‌شوند. اگر دقت کنیم متوجه می‌شویم که رابطه برد مرکزی و اصلی با بردهای کوچک‌تر مانند رابطه مادر و دختری است. ازاین‌رو برد اصلی را مادربورد یا برد مادر نامیدند. نام مادر در motherboard به شخصیت آن نسبت داده می‌شود، زیرا نقش رهبری را برای مدیریت تمام اجزای متصل به آن بر عهده می‌گیرد. مادربوردها را بانام‌های دیگر مانند برد منطقی، بیس‌برد، برد سیستم، مین‌برد، برد مدار اصلی، برد مسطح، برد پایه و موبو نیز می‌شناسند.
مادربرد کجاست؟
محل قرارگیری این قطعه در کامپیوترها، در داخل کیس کامپیوتر است. این برد، بزرگ‌ترین برد مدار می‌باشد. همین‌طور در مدارهای الکتریکی داخل لپ‌تاپ‌ها، گوشی‌های هوشمند، تبلت ها، تلویزیون‌های هوشمند و غیره نیز می‌توان مادربوردها را یافت.
وظایف مادربرد
مادربورد یک برد مدار چاپی و پایه است که بزرگ‌ترین برد در یک شاسی کامپیوتر به‌حساب می‌آید. این بردها از همه لحاظ جامع هستند و می‌توانند به‌صورت خودکفا تمامی الزامات را برآورده کنند. درواقع می‌توان گفت که این بردها، تمامی عملکردها را مدیریت می‌نمایند. مادربوردها شامل مقرراتی هستند که اتصال هر نوع مولفه را برای برآوردن نیازهای سیستم امکان‌پذیر می‌کنند. آن‌ها همچنین توان را تخصیص می‌دهند و امکان ارتباط بین CPU، RAM و سایر اجزای سخت‌افزاری کامپیوتر را فراهم می‌کنند.
اجزای مادربرد
مادربورد مثل موزاییک بزرگی از اتصالات الکتریکی است که بخش‌های مختلف کامپیوتر را به هم متصل می‌کند. این قطعه برای پشتیبانی از اجزای خاص مانند CPU، حافظه و … طراحی می‌شود. در این بخش به معرفی مختصر اصلی‌ترین اجزای motherboard پرداخته‌شده است.
CPU یا مدار منطقی خود که دستورالعمل‌های برنامه‌ها، سیستم‌عامل و سایر اجزای کامپیوتر را پردازش می‌کند.
حافظه‌ای که در آن دستورالعمل‌ها و داده‌ها به‌طور موقت ذخیره و اجرا می‌شوند.
رابط ذخیره‌سازی برای هارد دیسک جهت ذخیره‌سازی مداوم داده‌ها و برنامه‌ها.
ROM BIOS حافظه غیر فراری را فراهم می‌کند که سیستم‌عامل را ذخیره می‌کند، مانند سیستم ورودی/خروجی اصلی یا BIOS.
چیپست پل شمالی یا Northbridge کهCPU ، حافظه، ذخیره‌سازی و سایر اجزا را به هم متصل می‌کند.
چیپست پل جنوبی یا Southbridge که عناصر جانبی را به مادربورد متصل می‌کند و به Northbridge متصل می‌شود.
فن‌های خنک‌کننده که دمای عملیات داخلی را به شکل مناسب حفظ می‌کند.
اسلات کانکتورهای جانبی برای کارت‌های جانبی پلاگین، مانند آداپتورهای گرافیکی و ارتباطی.
اتصالات برای دستگاه‌های جانبی مانند پورت‌های USB و سایر اتصالات برای دستگاه‌های خارجی.
باتری پشتیبان که تضمین می‌کند داده‌های پیکربندی کلیدی سیستم در زمانی که برق اصلی در دسترس نیست حفظ می‌شود.
کانکتور برق، اتصال به منبع برق خارجی.
انواع مادربرد
همان‌طور که در بخش‌های قبل اشاره شد، پایه اصلی سیستم دستگاه‌هایی مانند لپ‌تاپ، دسکتاپ، گوشی‌های هوشمند و غیره را مادربورد تشکیل می‌دهد. این مادربوردها اجزا و عملکرد یکسانی دارند، اما با توجه به در دسترس بودن فضا، اندازه قطعات و نحوه قرار گرفتن آن‌ها متفاوت هستند.
در دسکتاپ‌ها یا کامپیوترهای رومیزی و شخصی، سوکت‌هایی روی برد وجود دارد که بیشتر قطعات در داخل آن‌ها روی مادربوردشان نصب می‌شوند. همچینن به‌راحتی می‌توان آن‌ها را جدا و جابه‌جا یا تعویض کرد. اما در دستگاه‌هایی مانند گوشی‌های هوشمند و غیره، به دلیل کمبود فضا، بعضی از قطعات روی برد لحیم می‌شوند. در این صورت تعویض یا ارتقا آن‌ها سخت‌تر می‌شود.
انواع مختلفی از مادربوردها وجود دارد که متناسب با انواع و اندازه‌های مختلف دستگاه‌ها طراحی‌شده‌اند. هر نوع از این مادربوردها مناسب کار با انواع خاصی از پردازنده‌ها و حافظه‌ها است. مادربوردهای مختلف، ویژگیها، قابلیت‌ها و شکل فیزیکی (فرم فاکتور) متفاوتی دارند. اما در دسته‌بندی مادربوردها فقط فاکتور شکلشان ملاک واقع می‌شود. برای خرید مناسب‌ترین مادربورد باید ابتدا انواع آن را بشناسیم.
برخی از بهترین انواع motherboard عبارت‌اند از:
مادربردهای AT
این نوع از بردها در دهه 1980 مرسوم بودند و اندازه‌ای بزرگ‌تر از صدها میلی‌متر دارند. اندازه آن‌ها باعث شده است که برای استفاده در کامپیوترهای رومیزی شخصی مینی مناسب نباشند. در این بردها نمی‌توان درایورهای جدید نصب کرد، زیرا اندازه‌شان بزرگ است. برای این بردها، برای کانکتور برق باید از سوکت و دوشاخه شش پین استفاده کرد.
مادربردهای ATX
در دهه 1990 شرکت اینتل توانست نسخه‌ای جدید از مادربورد را ارایه دهد. نام این مادربوردها ATX گذاشته شد که به معنای توسعه فناوری پیشرفته است. این نسخه درواقع نسخه‌ای اصلاح‌شده و بهبودیافته از مادربوردهای قبلی بود. در این نسخه سایز و اندازه کاهش‌یافته و جنبه‌های اتصال اصلاح‌شده بود. در این برد می‌توانستند اجزای متصل را جدا و جابه‌جا کنند.
مادربردهای LPX
با پیشرفت علم و تکنولوژی مادربوردهای LPX به میدان آمدند. این مادربوردها نسبت به دو نسخه قبلی پیشرفته‌تر شده بودند. این پیشرفت و اصلاح را از دو جنبه می‌توان بررسی کرد. اولین نکته اینکه درگاه‌های ورودی و خروجی به قسمت پشت برد منتقل شدند. دومین جنبه در مورد کارت Riser است. در مادربوردهای LPX، این کارت وجود داشت تا اسلات‌ها و اتصالات راحت‌تر انجام گیرد. اما متاسفانه یکی از عیوب این بردها فقدان اسلات‌های پورت AGP یا پورت گرافیکی تسریع شده بود که باعث اتصال مستقیم به PCI می‌شد.
مادربردهای BTX
معنای کلمه BTX، توسعه متوازن فناوری است. در این مادربوردها تغییراتی را در محل قرارگیری سوکت CPU و سایر اجزا روی motherboard شاهد هستیم. این نوع از انواع مادربورد دارای شیارهای توسعه PCI Express است. خود مادربوردهای BTX نیز به دسته‌بندی‌های BTX، MicroBTX و PicoBTX طبقه‌بندی می‌شوند. مادربوردهای BTX مخصوص کیس‌های BTX ایستاده است و امکان نصب حداکثر امکانات جانبی و تجهیزات روی آن‌ها وجود دارد.
مادربردهای pico BTX
همان‌طور که از اسمشان پیدا است، مادربوردهای pico BTX اندازه کوچکی دارند. این مادربوردها بهترین مورد برای کامپیوترهای کوچک یا مینی کامپیوترها هستند. از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این مادربورد، پشتیبانی از کارت‌های رایزر Riser است.
مادربردهای Mini ITX
مادربوردهای Mini ITX ابعادی 17*17 سانتی‌متر دارند و در اوایل دهه 2000 معرفی و تولیدشده‌اند. ابعاد این نوع مادربورد درواقع مینیاتوری محسوب می‌شود. این بردها نسبت به سایر بردهای قبلی مصرف انرژی به‌مراتب کمتر و سرعت خنک‌کنندگی به‌مراتب بالاتری دارند. به خاطر این ویژگیها مناسب‌ترین کاربرد برای مادربوردهای Mini ITX در موارد زیر می‌باشد.
کامپیوترهای کوچک یا مینی کامپیوترها.
در دستگاه‌های با فاکتور فرم کوچک یا SFF یا Small Form Factor.
در حوزه سینمای خانگی (به دلیل کم بودن صدای فن).
فاکتور فرم و اندازه مادربوردها فاکتوری بسیار مهم است. ازاین‌رو آن‌ها را مطابق اندازه‌شان طبقه‌بندی می‌کنند. از ابتدا تاکنون تغییر و تحولات گسترده‌ای در نوع و اندازه و قابلیت‌های مادربوردها صورت گرفته است. درنتیجه ماهیت و اندازه مادربوردها در روزهای آینده نیز دستخوش تغییرات مداوم خواهد شد.
مادربردهای بازی یا گیمینگ
مادربوردهای بازی برای کامپیوترهای با کارایی بالا ساخته‌شده‌اند. آن‌ها نسبت به مادربورد کامپیوترهای رومیزی و لپ‌تاپ قدرتمندتر هستند و ویژگی‌های بیشتری دارند.
تنظیمات بایوس در مادربوردهای گیمینگ نسبت به مادربوردهای معمولی پیشرفته‌تر است. همین امر باعث می‌شود که برای مواردی مثل اورکلاک کردن CPU این امکان فراهم شود که سایر ویژگی‌های بازی راحت‌تر اجرا شوند. مادربوردهای بازی یا گیمینگ قطعات مدل‌بالاتر، قدرتمندتر و سریع‌تری دارند (مانند رم DDR4 و DDR5، پردازنده‌های گرافیکی PCIe 4 و غیره). این ویژگیها باعث ایجاد یک تجربه لذت‌بخش از بازی می‌شود.
دلیل وجود شکاف‌ها و اتصالات با رنگ‌های متفاوت روی مادربورد
مادربورد محل اتصال و به هم پیوستن تعداد زیادی اسلات، پورت و اتصالات است. برای شناسایی آسان‌تر این اجزا، شکاف‌ها و اتصالات و کدهای رنگی روی مادربوردها قرار دارند. مثلا، کانکتورهای IDE را با رنگ‌های متفاوت مشخص می‌کنند تا کانکتورهای اولیه و ثانویه از هم افتراق داده شوند. یا مثلا اگر رنگ اسلات‌های حافظه باهم فرق داشته باشد، نشانگر این است که این اسلات‌ها دو کاناله هستند. در این مواقع باید هر دو روی یک رنگ یا کانال نصب شوند.
چگونگی اتصال مادربرد به کیس کامپیوتر
یک مادربورد کامپیوتر با استفاده از قاب‌های جداکننده به یک کیس کامپیوتر رومیزی متصل می‌شود. هنگامی‌که مادربوردها به کیس متصل می‌شوند، تمام دستگاه‌های دیگر به خود برد یا یک کارت توسعه متصل می‌شوند.
وجود مادربرد در لپ‌تاپ، گوشی هوشمند و تبلت
باید بدانیم که در دستگاه‌هایی مانند لپ‌تاپ، گوشی هوشمند و تبلت نیز قطعه‌ای با عملکرد مادربورد وجود دارد. اما نام آن به‌جای motherboard، برد منطقی است. در واقع عملکرد برد منطقی بسیار مشابه مادربوردهای کامپیوتر می‌باشد. اما ازآنجایی‌که این دستگاه‌ها نسبت به کامپیوتر کوچک‌تر هستند و نیاز است که بردشان نیز کوچک باشد، برخی از اجزا (رم، پردازنده و …) روی برد لحیم می‌شوند. لحیم کردن این اجزا باعث می‌شود که امکان جابه‌جایی و ارتقا در آن‌ها مانند کامپیوترهای رومیزی و شخصی فراهم نباشد.
تعداد اتصالات، پورت‌ها یا اسلات‌ها روی یک مادربرد
باید اظهار داشت که هیچ استاندارد خاصی برای این قضیه وجود ندارد. هر مادربوردی مشخصات خاص خود را دارد و در اسناد هر مادربوردی این تعداد قیدشده است. این اسناد را می‌توان به‌صورت نسخه PDF رایگان را از وب‌سایت سازنده دانلود کرد.
قیمت مادربرد
همان‌طور که در این مقاله ذکر شد، مادربوردها انواع مختلفی دارند که ازنظر سایز، قابلیت‌ها و غیره باهم فرق می‌کنند. هرکدام از این مادربوردها موارد مصرف خاص خود را دارند و نمی‌توان قیمت واحدی را برای آن‌ها در نظر گرفت. قیمت مادربورد با توجه به نوع آن و نوسانات ارز در بازار تعیین می‌شود. هنگام خرید مادربورد بهتر است با یک فرد ماهر صحبت کنید تا بتوانید مناسب‌ترین و پرفروش‌ترین نوع مادربورد موردنیاز خود را انتخاب کنید.
جمع‌بندی
motherboard اصلی‌ترین برد مدار چاپی (PCB) در کامپیوتر می‌باشد. مادربوردها نقطه اتصال و ستون فقرات ارتباطی کامپیوترها هستند که از طریق آن همه اجزا و تجهیزات جانبی خارجی به یکدیگر متصل می‌شوند. مادربوردها انواع مختلفی دارند که از روی فاکتور فرم یا شکل ظاهری و اندازه‌شان به مادربوردهای AT، ATX، LPX، BTX، Pico BTX، mini ITX، مادربوردهای بازی یا گیمینگ و غیره طبقه‌بندی می‌شوند. هرکدام از این مادربوردها خصوصیات و قابلیت‌های مختلفی دارند که در هنگام خرید بهترین و مناسب‌ترین گزینه باید انتخاب شود.