Papan induk

Papan induk untuk komputer desktop pribadi, menampilkan komponen dan antarmuka khas yang terdapat pada papan induk. Model ini mengikuti faktor bentuk microATX, tata letak papan induk yang umum digunakan di banyak desktop PC.

Papan induk Sistem Dell Precision T3600, digunakan di Workstation CAD profesional. Diproduksi tahun 2012

Sebuah papan induk (juga disebut mainboard, papan sirkuit utama, papan sistem, papan dasar, papan planar, papan logika, dan mobo) adalah papan sirkuit cetak utama (PCB) di komputer tujuan umum dan sistem lain yang dapat diperluas. Ini memegang dan memungkinkan komunikasi antara banyak komponen elektronik penting dari suatu sistem, seperti unit pemrosesan sentral (CPU) dan memori, dan menyediakan konektor untuk periferal lain. Tidak seperti bidang belakang, papan induk biasanya berisi sub-sistem penting, seperti prosesor pusat, pengontrol input/output dan memori chipset, konektor antarmuka, dan komponen lain yang terintegrasi untuk penggunaan umum.

Papan induk secara khusus berarti PCB dengan kemampuan ekspansi. Seperti namanya, papan ini sering disebut sebagai "ibu" dari semua komponen yang menyertainya, yang sering kali mencakup periferal, kartu antarmuka, dan daughtercards: kartu suara, kartu video, kartu jaringan, hard drive, dan bentuk lain dari penyimpanan persisten; Kartu TV tuner, kartu yang menyediakan slot USB atau FireWire ekstra; dan berbagai komponen kustom lainnya.

Demikian pula, istilah mainboard menggambarkan perangkat dengan papan tunggal dan tidak ada ekspansi atau kemampuan tambahan, seperti papan pengendali di printer laser, set televisi, mesin cuci, ponsel, dan sistem tertanam lainnya dengan kemampuan ekspansi terbatas.

Istilah papan logika adalah merek tertentu, yang diciptakan oleh Apple pada awal 1980-an untuk papan induk di komputer Macintosh.

Sejarah

Sebelum penemuan mikroprosesor, komputer digital terdiri dari beberapa papan sirkuit cetak dalam kotak kandang kartu dengan komponen yang dihubungkan oleh bidang belakang, satu set soket yang saling berhubungan. Dalam desain yang sangat tua, kabel tembaga adalah koneksi terpisah antara pin konektor kartu, tetapi papan sirkuit tercetak segera menjadi praktik standar. Unit pemrosesan sentral (CPU), memori, dan periferal ditempatkan pada papan sirkuit tercetak individual, yang dihubungkan ke bidang belakang. Bus S-100 yang ada di mana-mana pada tahun 1970-an adalah contoh dari jenis sistem bidang belakang ini.

Komputer paling populer di tahun 1990-an seperti Apple II dan IBM PC telah menerbitkan diagram skematik dan dokumentasi lain yang memungkinkan papan induk dengan rekayasa balik dan penggantian pihak ketiga yang cepat. Biasanya ditujukan untuk membangun komputer baru yang kompatibel dengan contoh, banyak papan induk menawarkan kinerja tambahan atau fitur lain dan digunakan untuk meningkatkan peralatan asli pabrikan.

Desain

papan induk Octek Jaguar V dari tahun 1993. Papan ini memiliki sedikit periferal terpasang, sebagaimana dibuktikan dengan 6 slot yang disediakan untuk kartu ISA dan kurangnya konektor antarmuka eksternal bawaan lainnya. Perhatikan konektor keyboard AT besar di kanan belakang adalah satu-satunya antarmuka periferal.

Papan induk dari Samsung Galaxy SII; hampir semua fungsi perangkat diintegrasikan ke dalam papan yang sangat kecil

Sebuah papan induk menyediakan sambungan listrik yang digunakan komponen lain dari sistem untuk berkomunikasi. Tidak seperti bidang belakang, ini juga berisi unit pemrosesan pusat dan menampung subsistem dan perangkat lain.

Sebuah Komputer desktop pada umumnya memiliki mikroprosesor, memori utama, dan komponen penting lainnya yang terhubung ke papan induk. Komponen lain seperti penyimpanan eksternal, pengontrol untuk tampilan video dan suara, dan perangkat periferal dapat dipasang ke papan induk sebagai kartu plug-in atau melalui kabel; dalam mikrokomputer modern, semakin umum untuk mengintegrasikan beberapa periferal ini ke papan induk itu sendiri.

Papan induk modern meliputi:

• Soket (atau slot) di mana satu atau lebih mikroprosesor dapat dipasang. Dalam kasus CPU dalam paket array grid bola, seperti VIA C3, CPU langsung disolder ke papan induk.
• Slot memori tempat memori utama sistem akan dipasang, biasanya berupa modul DIMM yang berisi chip DRAM dapat berupa D3 atau D4
• Sebuah chipset yang membentuk antarmuka antara bus sisi depan CPU, memori utama, dan bus periferal
• Cip memori non-volatile (biasanya Flash ROM di papan induk modern) yang berisi firmware atau BIOS sistem
• Sebuah generator jam yang menghasilkan sinyal jam sistem untuk menyinkronkan berbagai komponen
• Slot untuk kartu ekspansi (antarmuka ke sistem melalui bus yang didukung oleh chipset)
• Konektor daya, yang menerima daya listrik dari suplai daya komputer dan mendistribusikannya ke CPU, chipset, memori utama, dan kartu ekspansi. Per 2007, beberapa kartu grafis (misalnya GeForce 8 dan Radeon R600) memerlukan daya lebih dari yang dapat disediakan papan induk, dan dengan demikian konektor khusus telah diperkenalkan untuk memasangkannya langsung ke catu daya.
• Konektor untuk hard drive, biasanya hanya untuk SATA.

Selain itu, hampir semua papan induk menyertakan logika dan konektor untuk mendukung perangkat input yang umum digunakan, seperti USB untuk perangkat mouse dan keyboard. Komputer pribadi awal seperti Apple II atau IBM PC hanya menyertakan dukungan periferal minimal ini pada papan induk.

Soket CPU

Sebuah Soket CPU (unit pemrosesan sentral) atau slot adalah komponen listrik yang dipasang ke Papan Sirkuit Cetak (PCB) dan dirancang untuk menampung CPU (juga disebut mikroprosesor). Ini adalah jenis soket sirkuit terintegrasi khusus yang dirancang untuk jumlah pin yang sangat tinggi. Soket CPU menyediakan banyak fungsi, termasuk struktur fisik untuk mendukung CPU, dukungan untuk penyekat panas, memfasilitasi penggantian (serta mengurangi biaya), dan yang terpenting, membentuk antarmuka listrik baik dengan CPU maupun PCB. Soket CPU pada papan induk paling sering ditemukan di sebagian besar desktop dan server komputer (laptop biasanya menggunakan CPU dudukan permukaan), terutama yang berbasis pada arsitektur Intel x86. Jenis soket CPU dan chipset papan induk harus mendukung seri dan kecepatan CPU.

Periferal terintegrasi

Diagram blok dari papan induk modern, yang mendukung banyak fungsi periferal on-board serta beberapa slot ekspansi

Dengan biaya dan ukuran sirkuit terintegrasi yang terus menurun, sekarang mungkin untuk menyertakan dukungan untuk banyak periferal pada papan induk. Dengan menggabungkan banyak fungsi pada satu PCB, ukuran fisik dan biaya total sistem dapat dikurangi; papan induk yang sangat terintegrasi dengan demikian sangat populer dalam faktor bentuk kecil dan komputer anggaran.

• Pengontrol disk untuk drive floppy disk, drive PATA, dan drive SATA
• Pengontrol grafis terintegrasi yang mendukung grafik 2D dan 3D, dengan output VGA dan TV
• Kartu suara terintegrasi yang mendukung audio 8-channel (7.1) dan output S/PDIF
• Pengontrol jaringan Ethernet untuk koneksi ke LAN dan untuk menerima Internet
• Pengontrol USB
• Pengontrol IrDA untuk komunikasi data inframerah (misalnya dengan telepon seluler atau printer berkemampuan IrDA)
• Sensor suhu, voltase, dan kecepatan kipas yang memungkinkan perangkat lunak memantau kesehatan komponen komputer.

Suhu dan keandalan

Papan induk laptop seri Vaio E (kanan)

Papan induk microATX dengan beberapa kapasitor rusak

Artikel utama: Pendingin komputer

Papan induk umumnya berpendingin udara dengan penyekat panas yang sering dipasang pada chip yang lebih besar di papan induk modern. Pendinginan yang tidak memadai atau tidak tepat dapat menyebabkan kerusakan pada komponen internal komputer, atau menyebabkan crash. Pendinginan pasif, atau kipas tunggal yang dipasang pada catu daya, cukup untuk banyak CPU komputer desktop hingga akhir 1990-an; sejak saat itu, sebagian besar memerlukan kipas CPU yang dipasang di penyekat panas, karena kecepatan clock dan konsumsi daya yang meningkat.

Sebuah studi tahun 2003 menemukan bahwa beberapa crash komputer palsu dan masalah keandalan umum, mulai dari distorsi gambar layar hingga kesalahan baca/tulis I/O, tidak dapat dikaitkan dengan perangkat lunak atau perangkat keras periferal, tetapi karena kapasitor yang menua pada papan induk PC. Pada akhirnya ini terbukti sebagai hasil dari formulasi elektrolit yang salah, sebuah masalah yang disebut wabah kapasitor.

Papan induk standar menggunakan kapasitor elektrolitik untuk menyaring daya DC yang didistribusikan ke seluruh papan. Kapasitor ini menua pada tingkat yang bergantung pada suhu, karena elektrolit berbasis airnya perlahan menguap. Hal ini dapat menyebabkan hilangnya kapasitansi dan kegagalan fungsi papan induk berikutnya karena ketidakstabilan tegangan. Sementara sebagian besar kapasitor diberi nilai untuk 2000 jam operasi pada 105°C (221° F), umur desain yang diharapkan kira-kira dua kali lipat untuk setiap 10°C (18°F) di bawah ini. Pada 65°C (149°F) masa hidup 3 sampai 4 tahun dapat diharapkan. Namun, banyak pabrikan memberikan kapasitor di bawah standar, yang secara signifikan mengurangi harapan daya kerja. Pendinginan casing yang tidak memadai dan suhu yang tinggi di sekitar soket CPU memperburuk masalah ini. Dengan blower atas, komponen papan induk dapat disimpan di bawah 95 ° C (203°F), yang secara efektif menggandakan masa pakai papan induk.

Pranala luar

• "true"area&tid=wh11_008 papan induk Form Factors - Artikel Silverstone
• Motherboards di Curlie (dari DMOZ)
• Daftar produsen papan induk dan tautan ke pembaruan BIOS
• What is a papan induk?
• The Making of a papan induk: Tour Pabrik ECS
• The Making of a papan induk: Tour Pabrik Gigabyte
• Panduan Desain Konektivitas Panel Depan I/O - v1.3 (file pdf)