اللوحة الأم : شرح شامل عن أهم أنواعها

اللوحة الأم بالإنجليزية Motherboard تعتبر أيضًا لوحة الدارات المطبوعة Printed Circuit Board يرمز لها PCB.

وبذلك تعمل اللوحة الأم بمثابة نقطة الاتصال الأساسية والمركزية لأجهزة الكمبيوتر إذ من خلالها يتم وصل جميع مكوناته.

لا سيّما إمكانية توصيل الأجهزة الطرفية بالإضافة إلى الملحقات الأخرى المتعلقة بالكمبيوتر.

جميع اجهزة الحاسوب تحتوي على لوحة معالجة على سبيل المثال أجهزة سطح المكتب والأجهزة المحمولة.

تضم اللوحة الام مجموعه من الشرائح التي تتفاعل ببعضها البعض ولديها بلا شك مركز وحدة المعالجة CPU.

بالاضافه الى  امكانيه توصيل بطاقة الرسومات GPU وأيضًا بطاقات الشبكة Ethernet.

تاريخ MotherBoard

تم صناعة وتطوير أول لوحة مطبوعة من قبل شركة IBM عام 1981.

إذ كان يطلق عليها Planar مع ذلك فقد اقتصر استخدامها على أغراض محدودة للغاية.

لدى اللوحة الأم Planar وحدة معالجة CPU و ذاكرة رام .

بالتالي فقد تكونت من شرائح موصلة ببعضها البعض مع منافذ أساسية للفأرة ولوحة المفاتيح.

ويمكن اعتبار لوحة Planar بمثابة حجر الأساس في وصول معايير لوحات المعالجة إلى ما هي عليه.

وحدة بناء أولية

لا يمكن اعتبار اللوحة ذاتها حاسوبًا إنما هي وحدة تكوين تسمح لبقية عتاد الكمبيوتر العمل معا.

بالتالي فإن وحدة المعالجة هي من تتولى مهام التفاعل بين مكونات اللوحة وغيرها.

ما يعني أن المعالج هو الذي يقرر ما يجب فعله وما يمكن التغاضي عنه.

مع ذلك فإن جودة شطيرة الألياف الزجاجية والأسلاك النحاسية هي التي تحدد كفاءة التشغيل لوظائف الحاسوب.

المكونات الرئيسية

• مقبس المعالج.
• منافذ ذاكرة RAM.
• منافذ I/O.
• مزودات الطاقة.
• بطارية CMOS.

مقبس وحدة المعالجة

يحتوي مقبس أو مكدس المعالج Socket على سلسلة منظمة من المسامير القادرة على توصيل الطاقة.

عموما فإن المعالجات منفصلة عن اللوحة الأم ويمكن توصيلها من خلال المقبس.

يسمى المقبس أيضا بمآخذ المعالج وهي الأكثر شيوعًا في توصيل وحدات المعالجة المركزية منذ نشأة لوحات المعالجة.

منافذ الذاكرة RAM

تسمح فتحات ذاكرة RAM بتدفق بيانات الذاكرة الأقرب للمعالج.

البعض من لوحات المعالجة ذات فتحتين رام (الأكثر شيوعًا).

بينما البعض الآخر يدعم منافذ RAM متعددة تصل إلى 4 أو أكثر وخاصة في الخوادم المركزية.

تعتبر ذاكرة SDRAM الأكثر شيوعًا في اللوحة الأم.

ومع ذلك فقد سمحت للحواسيب العمل بوحدات ديناميكية بسرعات أفضل مما كانت عليه سابقًا.

وحدة الإدخال والإخراج I/O

منفذ الإدخال والإخراج هو مقبس يسمح بتوصيل الأسلاك من وإلى اللوحة الأم.

على سبيل المثال تعمل وحدة I/O على مضاعفة عمليات المعالجة من خلال التوصيل بملحقات الشبكة والأجهزة الأخرى.

أمثلة على وظائف وحدة الإدخال  : HDMI Cable , USB ,PS2 Ethernet Cable.

مصدر الطاقة

ويسمى أيضًا بالإنجليزية Power Supply وهو جهاز كهربائي مسؤول عن تحويل التيار من المصدر إلى فرق الجهد والتيار المتجدد.

بالتالي فإن كل مزود طاقة Power Supply يحتوي على آلية محددة من معدل الجهد يتم من خلالها تحويل الطاقة الكهربائية.

على الرغم من أن مصادر الطاقة عبارة عن قطعة منفصلة إلا أن بعضها الآخر مدمج في الأجهزة.

ومع ذلك فإنها تحقق مستوى عالٍ من الأمان والحماية للحد من دخول تيار مرتفع إلى اللوحة الأم.

بطارية CMOS

وهي مزود محدود الطاقة يعمل في فترات إغلاق الحاسوب حيث أنه يحافظ على الوقت والتاريخ و اعدادات اللوحة المخصصة.

على سبيل المثال , إعدادات BIOS التي يشترط عليها المستخدم عدد الأنوية وسرعة الترددات بالإضافة إلى الساعة القصوى للمعالج.

مع ذلك يمكن رؤية بطارية CMOS ذات الحجم الصغير على كافة لوحات الحاسوب القديمة والجديدة.

كيف تعمل اللوحة الأم ؟

تتكون PCB  الخاصة بـ اللوحة الأم من 6 الى 14 طبقة تحتوي على الألياف الزجاجية والآثار الأخرى من توصيل النحاس وعزل الطاقة.

على سبيل المثال يتم إضافة أي مكون على اللوحة من خلال فتحات التوسعة.

وأبرز الأمثلة على تلك الفتحات مكدس Socket أو مآخذ المعالج  ووحدة الذاكرة رام ووحدات التوصيل الأخرى PCI Express.

بالإضافة إلى مأخذ SATA لأقراص التخزين و M.2 وكذلك الأمر بالنسبة لإمدادات الطاقة .

مستلزمات التبريد

تتولى كل من المشتتات الحرارية عملية التخلص من الطاقة الحرارية وتفريغها خارج الكمبيوتر.

على سبيل المثال المشتت الحراري المدمج على شريحة Southbridge ومشتت North Bridge قديمًا.

ذاكرة RAM

يتم توفير المآخذ المتعلقة بمعدلات نقل البيانات المزدوج لـ ذاكرة رام DDR بأنواعها.

وبالتالي تقوم التوصيلات البينية من نقطة الى نقطة مثل HyperTransport في تولي مهام نقل الذاكرة في اللوحة الأم.

بينما تحدد خيارات اللوحة العديد من الميزات التي سوف يدعمها الكمبيوتر وفقا لحاجة المستخدم.

اشكال تصميم اللوحة الأم

• ممتدة ATX.
• ميني ATX.
• مصغرة Micro ATX.
• لوحة BTX.
• BTX المصغرة.
• ITX بأنواعها.

اللوحة ذات التقنية المتقدمة (AT)

وهو نوع من اللوحات التي تشغل أبعاد ومساحة كبيرين إذ يمكن قياسها بمئات مليمترات.

وبالتالي لا يناسب هذا النوع من لوحات الطباعة العمل وفقًا لأجهزة الكمبيوتر المكتبية صغيرة الحجم.

ونظرًا لحجمها الكبير أصبح من الممكن أن يشكل عائقًا في  في تثبيت ملحقات الأجهزة الاخرى.

تتضمن موصلات الطاقة في هذه اللوحة مقابس  ذات 6 شوكات ويعتبر من إحدى الطرق المزعجة في وصل الطاقة.

على سبيل المثال قد يواجه المستخدمون بعض المشكلات اثناء عملية توصيلها وتشغيلها.

مع ذلك فقد راج هذا النوع  كثيرًا وخاصة في فترة الثمانينيات إذ استمر انتاجها حتى عام 2000.

اللوحات القياسية ATX

ATX وهي نسخة مطورة عن AT قامت بتطويرها شركة إنتل في التسعينيات.

بالتالي هي اختصار لكلمة Advanced Technology أو بالعربية التكنولوجيا المتقدمة.

حيث تعتبر اللوحة الأم ATX  اكثر هندسة ودقة من نظيرتها AT.

فهي توفر تبادلاً عالي الكفاءة مع المكونات المرتبطة بها ومع ذلك شهدت عناصر الاتصال بها تحسينات كبيرة.

اللوحة الأم مايكرو ATX

تتفاوت مقاييس الحجم بحسب الشركة المصنعة لهذه اللوحة حيث تحتوي على منافذ وفتحات أقل فعليًا من لوحة ATX.

تساعد لوحة Micro ATX  المستخدمين الباحثين عن منافذ اضافية وترقيات محتملة في المستقبل.

وبالتالي يمكن اضافة المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي أو توصيل بطاقة GPU إضافية.

وبحسب الأحجام القياسية تتضمن اللوحة مساحة 244 ملم  تضم معها كافة القطع المثبتة والقابلة للفك.

الموسّعة ATX

تحمل طابع مايكرو ATX من ناحية المعمارية لكنها ذات بعد وحجم يصل حتى 344 ملم مربع.

على سبيل المثال فهي تدعم وحدة المعالجة المركزية كالمعتاد بالاضافة الى فتحات إضافية لذاكرة الوصول العشوائي.

كما تم أيضًا دمج أعداد أكبر من فتحات PCIe  تعمل بوظيفة Express.

لا تناسب هذه اللوحة الأم مجموعة كبيرة من أجهزة الحاسوب بل تقتصر محدودية استخدامها على محطات العمل والخوادم وحواسيب قادرة على استخدام برامج التشغيل فقط.

لوحة Flex ATX

لا تتمتع هذه اللوحة بشعبية كبيرة مقارنة بنظيرتها ATX.

وعلى الرغم من كونها تتشابه مع عائله ATX  إلا أن تصميمها يشغل مساحة قليلة وسعر معقول.

على سبيل المثال يمكن مقارنتها بلوحة Mini ATX التي قامت شركة إنتل بتطويرها عام 1999.

الموسّعة قليلة الأداء LPX

من أبرز التطورات التي حازت عليها هذه اللوحة هو نقل منافذ IO  الى الجزء الخلفي من الكمبيوتر.

بالاضافة الى دمج بطاقة Riser  المساعدة على تأمين فتحات إضافية ووصل بقية المكونات.

وبالتالي فإن من أشهر عيوب LPX هو عدم وجود أي منفذ AGP  الخاص بتسارع الرسوم.

ما يؤدي الى الاتصال مباشره بــ PCI.

كما تعتبر من اللوحات منخفضة المستوى على الرغم من أن نظيرتها NLX قامت فيما بعد بحل  المشكلات الموجودة فيها.

أمثلة على اللوحة الأم

• أسوس روج.
• MSI x 470.
• MSI B450M.

أسوس روج

خضعت لوحة ASUS ROG إلى العديد من تحسينات الصنع وخاصة على ذاكرة RAM.

بالتالي فقد أصبحت تسمح بــ 128 بدلا من 64 جيجا بايت مع ذاكرة من نوع DDR5.

فضلاً عن دعمها المكثّف للعديد من معالجات AMD RYZEN .

ومع ذلك فقد توفر ASUS ROG Strix B450-F للمستخدم تحديثات على مستوى VRM (مخزن طاقة المعالج).

إذ أنها تحتوي على 12 مرحلة في تخزين الطاقة للمعالج.

تدعم معالجات ذات ثمانية نواة من فئات تصميم 4 + 2 . بالإضافة الى دعم RGB معنون مع الإصدارات القديمة من 12v RGB.

بالتالي فقد تم تصميم مشتت حراري VRM بنظام تبريد مستقل تحتوي كل قطعة منه على وحدة تبريد مشتركة مع بقيّة المراحل الأخرى.

سعة الذاكرة العشوائية

تم زيادة حجم الرام في هذا الإصدار عن إصدارات سابقة حيث وصلت حتى 128 جيجابايت DDR4.

إذ  وصل تردد نقل السرعة إلى 4400 ميجا هيرتز في الثانية.

التوافقيّة

تتوافق لوحة ASUS ROG Strix B450-F مع معالجات Ryzen 5000, بالإضافة الى دعمها معالجات Ryzen 3x.

سيتسنّى لها أيضًا دعم الجيل القادم من Ryzen وخاصة أنها متوافقة العمل مع معالجات Ryzen .

تستطيع هذه اللوحة دعم الإصدارات القديمة من Ryzen حيث يحظى المستخدم ببنيةٍ جيدة من ناحية التصنيع.

لا تحتاج الى اجراء تحديثات Bios عند الاقتناء إذ تدعم معالجات Ryzen الجيل الأول وحتى الجيل السادس.

الملحقات

ستحصل عند الشراء على كوابل SSD عدد 4 وكابل RGB Extension مع كافة الملحقات ومرشد استخدام.

توفر ASUS للمستخدم فور عملية الشراء شهادة الضمان وتعريف ملفات السواقة بالإضافة لمسامير في الكيس المخصص.

لوحة MSI x 470

تدعم MSI Gaming Plus Max x 470 الجيل الثاني من معالجات Ryzen. MSI x 470

كما يمكن  كسر سرعة المعالج مع الجيل الثاني.

حيث صمّمت خصيصًا لمعالجات تحتوي على 8 نواة و16 خيط معالجة.

تدعم مساحة RAM قد تصل الى 128 جيجابايت مع قفل مفتوح لتردد النقل , إذ يصل حتى 4133 ميجا هيرتز .

التصميم

من ناحية التصميم فقد جاءت هذه اللوحة بتطوير من PWM مع العديد من مراحل VRM لموارد الطاقة.

ليدعم بذلك ما يزيد عن 12 مرحلة,  إذ أنها متاحة بذلك لــ جميع معالجات Hexa أو حتى Deca.

على صعيد الطاقة أجرت MSI العديد من التحسينات على هذه اللوحة.

فهي بدورها تدعم مزوّد طاقة إضافي ذات 8 شوكات و 4 شوكات الطاقة DC بأنواعها 12 فولت وثماني فولت.

أنظمة الصوت

مع تطوير تقنية Audio Boost أصبح لدى MSI رقائق معزولة عن بقية الأجزاء.

فهي تمنح بذلك تأثيرات صوتيّة شاملة ومفصّلة اثناء اللعب.

بالإضافة إلى تزويدها بأكثر من 3 برمجيات Nahimic لتعمل على دمج الأصوات مع خاصيّة الإحاطة Binaural للتجربة المتقدمة.

وبذلك تمنح المستخدم ضبط Equalizer متنوع مع طبقات الصوت.

منافذ إضافيّة

دعمت MSI x 470 تقنية NVMe لوسائط تخزين SSD. M.2 slot.

حيث تمّ تزويدها بعدد 6 مداخل SATA والإصدار الحديث من USB3.1 الجيل الثاني من تقنية النّقل عبر USB.

لوحة MSI B450M

تعد اللوحة الأم B450M PRO-VDH المقدمة من MSI من لوحات ذات أداء متوسط.

تحمل B450  مزايا مخفّضة إلى متوسطة في الأداء.

  بالتالي تدعم ذاكرة RAM قد تصل الى 128 جيجابايت بتردد سرعة 3866 ميجا هيرتز بتقنية DDR4.

الذّاكرة

تدعم Dual Memory DDR4 في ذاكرة RAM لتقبل حتى 128 جيجابايت .

على سبيل المثال فهي توفّر تردّد يصل حتى 3866 ميجا هيرتز أثناء كسر السرعة و 2667 ميجا هيرتز في الوضع المثالي.

التوافقيّة

تدعم معالجات Rizen 9 وأيضًا العديد من معالجات الجيل الثالث.

مع ذلك تعتبر متواضعة الأداء. حيث لا تزوّد المعالج بمراحل طاقة كافية (6 مراحل فقط).

ومع ذلك فهي لا تمنح أداء مضاعف لعوامل عدة أهمها ضعف التبريد في فترات الضغط.

منافذ متعدّدة

تدعم B450M PRO-VDH منافذ PS2 القديمة وتم تزويدها أيضًا بــ USB3.2 الجيل الأول.

تعتبر لوحة مايكرو ATX وتناسب المستويات المتوسّطة لأجهزة الحاسوب.

بالتالي لا تدعم بطاقة WIFI مدمجة أو حتّى نظام صوتي معقّد.

إعدادات BIOS

تناسب  كسر السرعة على معالجات الجيل الثاني فقط, ولا تتيح لك إعدادات BIOS مفتوحة على أكمل وجه.

فقد تحد المستخدم من كسر السرعة في معالجات الجيل الخامس وذلك بسبب محدوديّة مخزنات الطاقة .

الأداء العام

هي الأنسب للاقتناء لطالما أنها من منتجات MSI متوسطة الأداء ثم بعد ذلك يمكن إجراء تعديلات لاحقة عليها.

على سبيل المثال , ستحتاج الى بطاقة صوت خارجيّة إن كنت تريد الحصول على أداء جيد في الصّوت.

بينما يمكنك الاكتفاء برقائق ALC897 Codec المدمجة من Realtek .

الخلاصة

• اللوحة الأم هي بنية أساسية في تكوين أجهزة الكمبيوتر.
• لوحات ATX هي الأكثر شيوعا في الأسواق.
• جودة لوحات المعالجة لها تأثير مباشر في أداء مهام الكمبيوتر.

المراجع

1. ^ What is a motherboard?.
2. ^ What Is a Motherboard? Definition, Types, Components, and Functions.
3. ^ What is a Motherboard and What Does it Do?.
4. ^ What Is a CPU Socket? A Basic Definition.
5. ^ Memory slot.
6. ^ I/O port.
7. ^ Power supply wiki.
8. ^ CMOS battery.