[Kiến thức] Mainboard là gì ? người ta làm ra nó như thế nào

Có bao giờ bạn nghĩ rằng, bo mạch chủ(mainboard) được làm như thế nào chưa? Hoặc chúng ta suy nghĩ về cách chúng hoạt động ra sao và rất nhiều câu hỏi mà chúng ta muốn có câu trả lời về mainboard.

Ái chà chà, nếu bạn đang đọc bài viết này, thì bạn đang ở đúng nơi rồi đó. Mọi thứ bạn cần biết về bo mạch chủ, từ các thành phần tạo nên bảng mạch in (PCB), đến việc tích hợp các cổng đầu vào / đầu ra, các khe cắm và socket, cho đến cách đóng gói và phân phối bo mạch chủ, sẽ được mình đề cập trong bài viết này.

Mainboard là gì ?

Ở phần này chúng ta sẽ giải thích đơn giản về mainboard(bo mạch chủ). Một bo mạch chủ sẽ kết nối và truyền tín hiệu đến các thiết bị ngoại vi, như bàn phím, chuột và màn hình của bạn. CPU , GPU , RAM và các thành phần khác cũng tương tự như vậy.

Bo mạch chủ về cơ bản là một PCB lớn (bảng mạch in) và bạn thấy ở trên đó là các rãnh đồng được nhúng vào. Các rãnh đồng này chịu trách nhiệm liên kết các bộ phận khác nhau của các linh kiện và cho phép chúng giao tiếp với nhau.

Bạn hãy nghĩ về bo mạch chủ như một ông nhạc trưởng trong một dàn nhạc giao hưởng vậy, có thể điều khiển tiết tấu của nguyên dàn nhạc. Trên bo mạch chủ, bạn có thể thấy các thành phần tiêu chuẩn như các tụ điện, điện trở và VRM…

Xem thêm:
Top 6 mainboard chơi game tốt nhất 2020 ( Amd & Intel )

Mainboard được làm bằng gì ?

Một bo mạch chủ chủ yếu bao gồm hai vật liệu:

• Các lớp sợi thủy tinh để cách nhiệt
• Đồng để hình thành các “con đường” dẫn điện

Nếu bạn đang tự hỏi tại sao bo mạch chủ được làm theo lớp, câu trả lời khá đơn giản: để tiết kiệm không gian. Xếp chồng 4-8 lớp sợi thủy tinh nhúng đồng PCB làm cho bo mạch chủ nhỏ hơn đáng kể. Điều này cũng làm tăng tốc độ xử lý dữ liệu, làm cho các electron có khoảng cách di chuyển ít hơn nên tốc độ xử lý sẽ nhanh hơn.

Nếu bạn là một người rất thích “em yêu khoa học”, nhưng trừ khi bạn biết chính xác những gì bạn đang làm, bạn không bao giờ nên khoan vào bo mạch chủ của mình! Một bo mạch chủ bao gồm các lớp có đồng được nhúng vào giữa sợi thủy tinh. Nếu bạn khoan sâu vào trong thì những “làn đường” bằng đồng rất có thể bị đứt, đó sẽ là điểm cuối của bo mạch chủ của bạn.

Tất nhiên, điều này không có nghĩa là PCB không bao giờ được khoan; PCB được khoan trước khi nó đến nhà máy. Khoan là để gắn lỗ và thông qua các lỗ để gắn và hàn các thành phần linh kiện vào.VIAS hay chúng ta còn gọi là via cũng sẽ được hàn vào bo mạch chủ và về cơ bản là kết nối điện giữa các lớp đồng. Các bạn có thể tham khảo hình dưới đây.

Tạo cơ sở cho mainboard

Bắt đầu với một bảng mạch in hay còn gọi là FCB. Các lớp của các lát sợi thủy tinh rất phức tạp sẽ được xếp chồng lên nhau và dán lại với nhau bằng nhựa để tạo thành một lớp rắn.

Sau đó lớp sợi thủy tinh đơn mới này được phủ một lớp đồng ở cả mặt trên và mặt dưới. Một hóa chất gọi là photoresist, đây là một vật liệu nhạy cảm với ánh sáng tạo thành vết khắc đồng trên PCB khi tiếp xúc với ánh sáng, sau đó nó tiếp tục được phủ lên trên lớp đồng.

Sau khi phủ đồng bằng chất quang dẫn, một mô hình được bao phủ các phần cụ thể của lớp sau đó, rồi đem toàn bộ tấm cho tiếp xúc với tia UV. Tiếp theo, bo mạch được rửa để loại bỏ các phần chưa được che phủ của lớp đồng, để lộ bo mạch chủ gần như hoàn chỉnh. Khi mọi thứ hoàn thành, quá trình sản xuất bo mạch chủ thực sự bắt đầu.

Quy trình sản xuất mainboard

Quá trình sản xuất bo mạch chủ về cơ bản được chia thành bốn phần:

• Công nghệ Surface Mount (SMT)
• DIP (Gói nội tuyến kép)
• Kiểm tra sản phẩm
• Đóng gói bao bì

Công nghệ Surface Mount (SMT)

Đây là nơi các thành phần nhỏ hơn được hàn vào bo mạch chủ. Quá trình bắt đầu với các PCB được xếp chồng lên nhau và được đẩy từng “miến” một đến một máy in tiên tiến, sau đó tuân theo bố cục được dán nhãn trước khi hàn các bộ phận.

Các bo mạch chủ không được gửi thẳng tới DIP vì trước tiên chúng cần được kiểm tra thủ công và sau đó được đặt trên một máy kiểm tra chip tích hợp để đảm bảo rằng bản in được đặt một cách chính xác. Nếu nó vượt qua bài kiểm tra, thì nó đi đến công đoạn tiếp theo.

DIP (Gói nội tuyến kép)

Quá trình này bắt đầu với các bo mạch chủ được đặt vào một máy lắp đặt các tụ điện nhỏ. Sau đó, các thành phần lớn hơn, chẳng hạn như đầu 24 pin và cổng đầu vào / đầu ra, được gắn hoàn toàn thủ công.

Trước khi một bo mạch chủ sẵn sàng để thử nghiệm, nó phải vượt qua kiểm tra thủ công để đảm bảo rằng các thành phần được cài đặt chính xác.

Sau khi kiểm tra thủ công, chúng được gửi qua một buồng nhiệt được cho là lên đến 509 ° Fahrenheit ( 265 ° C) để củng cố vị trí các bộ phận linh kiện được lắp trên main. 

Kiểm tra

 Đóng gói và phân phối

Các bộ phận của mainboard

Bây giờ các bạn đã hình dung chung về quy trình sản xuất bo mạch chủ rồi, tiếp theo chúng ta sẽ cùng đi đến các bộ phận trên toàn bộ mainboard.

1.BIOS và CMOS

BIOS hoặc CMOS đầu là nơi lưu trữ tất cả thông tin và cài đặt cho bo mạch chủ. Nó có thể được truy cập, cập nhật và sửa đổi thông qua chế độ BIOS.

Pin CMOS (Chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung) là thứ chịu trách nhiệm giữ cho tất cả các thông tin không bị hỏng khi toàn bộ hệ thống bị tắt.

Bạn có thể tháo pin CMOS để thiết lập lại cài đặt BIOS sau khi cập nhật không thành công hoặc nếu bạn ép xung RAM vượt quá khả năng của nó.

2.Các cổng đầu vào/ ra

Các cổng đầu vào /ra cũng thường được gọi là cổng I / O. Các cổng này được đặt ở mặt sau của máy tính và thường được mã hóa màu.

Dưới đây là các cổng I / O cùng với màu sắc mà chúng đại diện.

• Micrô – Cổng giắc cắm 3,5 mm
• Loa và tai nghe / tai nghe / Tai nghe – B cũ cổng jack 3.5mm màu xanh lá cây
• Màn hình – Các bo mạch chủ cũ hơn được trang bị cổng VGA màu xanh ở phía sau, nhưng các bo mạch chủ mới hơn sử dụng cổng HDMI và cổng màu đen hoặc trắng làm tiêu chuẩn
• Cáp mạng Ethernet – Cổng rj 45
• Bàn phím và Chuột – Cổng PS / 2 (Bàn phím-  màu tím; Chuột-  màu xanh)
• Thiết bị USB – Cổng không màu USB 2.0; Cổng màu xanh đặc USB 3.0 / 3.1 ( cổng VGA có màu tương tự, nhưng điều này chỉ thể hiện mức độ lỗi thời của VGA)
• Một số bo mạch chủ hiện đại có cổng USB C

3.Đầu nối IDE và SATA (Đầu nối các thiết bị lưu trữ)

Các đầu nối thiết bị lưu trữ nội bộ là nơi bạn sẽ kết nối các thiết bị lưu trữ của mình, chẳng hạn như ổ cứng cơ học HDD và ổ đĩa trạng thái rắn SSD. Các thiết bị lưu trữ này cần được kết nối với bo mạch chủ để dữ liệu được gửi và truy xuất.

IDE được sử dụng để kết nối các ổ đĩa, đĩa mềm và ổ cứng. Đây là một đầu nối nam có 40 chân kết nối. Khi công nghệ tiến bộ, các đầu nối IDE trở nên lỗi thời. Bây giờ, cổng kết nối SATA là cổng kết nối tiêu chuẩn có giao diện 7 chân. Mặc dù có ít hơn 33 chân, nhưng điều này nhanh hơn các đầu nối IDE.

4.Cổng kết nối nguồn

Cổng ATX là cổng có 20 hoặc 24 chân. Đây là cổng lớn nhất trên bo mạch chủ, vì nó lấy điện trực tiếp từ nguồn điện và cung cấp cho toàn bộ hệ thống.

5.Các cổng I/O phía trước

6.Socket CPU

Socket CPU là nơi CPU (bộ xử lý) của bạn được lắp tại đây. Đây là nơi xử lý và chuyển dữ liệu. CPU của bạn là một trong những thành phần quan trọng nhất của máy tính, vì vậy bạn thường chọn bo mạch chủ của mình dựa trên khả năng tương thích với CPU bạn định sử dụng. CPU cần phải tương thích 100% với socket mainboard để nó hoạt động.

7.Các khe cắm mở rộng

8.Khe cắm ram

Chip cầu bắc(Northbridge) và chip cầu nam(Southbridge)

Chip cầu bắc được kết nối trực tiếp với CPU và xử lý thông tin liên lạc nhanh chóng giữa CPU và các thành phần hoạt động “nhạy cảm” như card đồ họa và bộ nhớ hệ thống.

Nó cũng được kết nối với chip cầu nam (Southbridge) hoạt động như một trung tâm truyền thông. Tuy nhiên, cầu nam giao tiếp với các thành phần ít “nhạy cảm” với hiệu năng hơn như cổng USB, thiết bị lưu trữ, cổng mạng, cổng âm thanh.

Ngày nay, các CPU hiện đại điều tích hợp chip cầu bắc vào bên trong CPU, đó là lý do tại sao bạn không thể tìm thấy các chip cầu bắc trên bo mạch chủ hiện đại. Nó giúp hệ thống nhanh hơn, phản ứng nhanh hơn và làm giảm độ trễ khi so sánh với cầu bắc cũ, trên các dòng mainboard cũ.

Còn chip Southbridge nằm trên bo mạch chủ vật lý nhưng thường được gắn một bộ tản nhiệt có khắc logo của thương hiệu mainboard đó.

Các bộ phận khác của mainboard và chức năng của chúng

Chip ROM

ROM hoặc Bộ nhớ chỉ đọc là nơi lưu trữ thông tin quan trọng cần thiết để khởi động máy tính. Rất khó (nếu nói là không thể) bạn sửa đổi được nội dung của ROM.

Không giống như RAM, nơi thông tin bị mất khi tắt nguồn, ROM vẫn giữ nguyên nội dung ngay cả khi máy tính bị tắt. Đây là lý do tại sao RAM được coi là “dễ toang”, trong khi ROM là ” khó toang” hơn.

VRM (Module ổn áp)

VRM còn được gọi là mô-đun năng lượng bộ xử lý (PPM), nó hoạt động rất giống với bộ cấp nguồn máy tính (PSU). Nó cắt giảm điện áp, một quá trình thực sự xảy ra nhiều lần trước khi điện đến “nhà bạn”, để cung cấp cho CPU lượng điện áp chính xác mà nó cần. VRM được tạo thành từ MOSFE và cuộn cảm. 

Một mainboard tốt cần những gì ?

VRM (Module ổn áp)

Trước khi bạn biết một mainboard có VRM tốt, bạn cần làm quen với một vài thành phần tạo nên toàn bộ VRM, cụ thể là MOSFET và Chokes:

• MOSFET, hoặc Transitor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại, là các “cục” hình chữ nhật phẳng thường nằm xung quanh socket CPU của bạn. Chúng chịu trách nhiệm cung cấp cho CPU với điện áp chính xác mà nó cần
• Cuộn cảm thường được đặt bên cạnh MOSFET và chịu trách nhiệm ổn định dòng điện và tụ điện nếu có sự đột biến điện áp đột ngột xảy ra.
  
  
  

Chipset

Bạn nên chú ý đến chipset của bo mạch chủ, bởi vì các chipset ra lệnh tương thích với các thành phần khác nhau, đáng chú ý nhất là bộ xử lý. Trong thực tế, chipset chỉ hoạt động trong một bộ xử lý cụ thể. Ví dụ, chip Ryzen 3000 mới sẽ chỉ tương thích với mainboard x470 và x570.

Những chipset này có các tính năng khác nhau, chẳng hạn như khả năng ép xung tốt hơn và thêm một pha năng lượng. Vì vậy, nếu bạn sẽ không thực hiện bất kỳ việc ép xung nào, có lẽ bạn nên tìm các mainboard rẻ hơn để tiết kiệm chi phí.

Nếu bạn cần một bo mạch chủ hỗ trợ SLI và khả năng ép xung, bạn cần tìm một bo mạch chủ phù hợp với nhu cầu của mình. Tập trung vào các VRM tốt và một chipset đáng tin cậy, nhưng bạn hãy nhớ – đắt tiền không phải lúc nào cũng tốt nhất.  

Tụ điện

Bạn không nên chọn một mainboard với các tụ điện điện phân nhôm hay còn gọi là tụ hoá, bởi vì chúng thường được nạp với chất lỏng dẫn điện. Nếu mainboard của bạn sử dụng tụ điện giá rẻ( thường xài tụ hoá) thì rất dễ gặp sự cố, chẳng hạn như rò rỉ hoặc vỡ.

Đây là lý do tại sao bạn luôn sử dụng một mainboard full tụ rắn, bởi vì, không giống như các tụ điện có chứa chất lỏng dẫn điện, chúng chỉ có chứa một loại polymer hữu cơ rắn.

Các tụ điện rắn có thể chịu được dòng điện gợn cao hơn, có nghĩa là chúng làm cho mainboard bạn ổn định hơn. Những loại tụ rắn này cũng có thể chịu được lượng nhiệt cao hơn, làm tăng tuổi thọ cho mainboard của bạn.

Lời kết

Như vậy là bạn đã biết quy trình sản xuất một chiếc mainboard như thế nào, cũng như các thành phần quan trọng để chọn một mainboard tốt rồi phải không nào, nếu có phản hồi gì về nội dung, thì các bạn để lại bình luận phía dưới nhé.