Scheda madre o mainboard cos'è e a cosa serve

Struttura alla base di ogni computer, la scheda madre è lo scheletro, il sistema neurale e quello di alimentazione di ogni componente.

Solitamente elemento più esteso del computer stesso, la scheda madre o mainboard in inglese è un circuito stampato (PCB) che fa da base per tutte le componenti.

Presente in qualsiasi apparecchio elettronico, la scheda madre svolge diverse funzioni fondamentali:

sorregge e sostiene in posizione i vari componenti;

porta alimentazione elettrica agli stessi;

fa comunicare le varie parti installate tra di loro;

è dotata di porte “native” per la connessione di dispositivi esterni.

Probabilmente la componente elettronica “più vecchia” del pc, la scheda madre si è rinnovata di continuo, adattandosi ai nuovi hardware al fine di farli rendere al meglio. Oltre ad adattarsi alle nuove esigenze, la scheda madre si è adattata anche dimensionalmente.

Formati della scheda madre

Ovviamente, la scheda madre non ha sempre la stessa forma o dimensione. Abbiamo infatti alcuni formati, in ambito computer, che possiamo considerare come standard e che “rispecchiano” quanto già indicato e proposto per i case.

In particolare la scheda madre viene solitamente declinata su tre “taglie”:

Formato ATX: creazione di Intel, nasce nel 1995. Frutto di modifiche, correzioni ed implementazioni nel tempo ha ormai raggiunto una forma standard che lo contraddistingue. Sviluppato su un rettangolo con dimensioni pari a 305×244 millimetri, ospita sulla sue superfici un enorme quantità di slot per i banchi di memoria RAM e tanti connettori per le schede. La disposizione è pensata per facilitare il raffreddamento della componentistica. Questo formato di scheda madre è quello più utilizzato comprendendo la quasi totalità dei computer normali;

Formato microATX: formato dedicato ai computer compatti. Il criterio principale nella progettazione di questo formato è quello dimensionale, quindi su questa scheda sono stati limitati gli slot disponibili. Troviamo infatti spazio per solo due slot di memoria e per pochissime schede aggiuntive. Questa scheda, che presenta una dimensione di 243×205 millimetri è pensata per computer da ufficio, PC non impegnativi e senza la necessità di complessi sistemi di raffreddamento.

MiniITX: formato pensato per i micro PC grazie ad una scheda madre minimale con dimensioni di soli 170×10 millimetri. Dedicati a pc a basso consumo e bassa produzione di calore, questa scheda madre non prevede grandi possibilità di upgrade.

Oltre a questi tre formati standard troviamo poi dimensioni speciali, solitamente dedicate ai pc professionali (usi grafici o video editing) o a quelli pensati come “computer gaming“.

scheda-madre

Componentistica presente sulla scheda madre

I componenti principali di una scheda madre sono molti e ciascuno ricopre una funzione specifica. La funzione di questa scheda è quella di sostenerli “fisicamente” e metterli in comunicazione tra loro, permettendo uno scambio continuo di dati tra gli hard disk, la RAM, la CPU e le altri parti hardware presenti nel computer.

Su questa scheda troviamo infatti circuiti stampanti e componentistica elettronica (transistor, condensatori etc.) oltre al alcuni componenti standard della schema madre stessa:

Chipset

Componente fondamentale del computer, il chipset è un insieme di componenti (Bridges) la cui funzione è quella di organizzare e gestire il flusso di dati tra le varie parti. Il primo componente, il northbridge fa da collegamento tra il processore e le periferiche ad alta velocità, come ad esempio la RAM ed il controller video. L’altro, conosciuto tecnicamente come southbridge collega invece la CPU alle periferiche più lente.

Il chipset, centro nevralgico per la velocità e stabilità delle comunicazioni del PC è realizzato dal produttore della CPU. Ecco il motivo per cui quando andiamo a scegliere una scheda madre troviamo già il processore montato o quantomeno una lista di processori supportati da quella specifica configurazione

Socket

Altra componente in cui il produttore della CPU è pesantemente coinvolto è il socket. Vero e proprio contenitore della CPU, ospita la stessa, permettendo un aggancio sicuro dal punto di vista meccanico, elettronico e di alimentazione alla scheda madre.

Il socket non è altro che una basetta di plastica fissata saldamente sulla scheda madre. Questa basetta permette di montare e smontare ila CPU in maniera rapida e senza rischio di rotture o necessità di attrezzature specifiche.

Slot di espansione

Il concetto di “culla” non è utilizzato esclusivamente per la CPU. Tutti i componenti hardware che si fissano alla scheda madre lo fanno tramite “basette” o “zoccoli”. Veri e propri socket alternativi che sono normalmente indicati come slot di espansione.

Nei pc moderni troviamo tre diverse tipologie di slot:

Slot PCI: (Peripheral Component Interconnect, interconnessione di componente periferica). Bus di comunicazione sviluppato da Intel all’inizio degli anni 90. Utilizzati per tutti i collegamenti standard che vanno dalla scheda madre alle diverse periferiche). Questo tipo di slot ha un limite dal punto di vista della velocità, fissa a 133 Megabyte per secondo e non ulteriormente implementabile;

AGP Slot: (Accelerated Graphic Port, porta di accelerazione grafica). Questo slot è stato considerato per anni come l’evoluzione del PCI. Basato sullo standard PCI 2.1, questo slot veniva dedicato quasi esclusivamente per la connessione della scheda video alla scheda madre. Evoluzione e quindi molto più veloce della PCI è una porta ormai scomparsa, sostituita dall’ennesima evoluzione della PCI;

Slot PCI Express: evoluzione della PCI e standard che ha sostituito quasi completamente lo slot AGP nel collegamento tra scheda madre e scheda grafica. A differenza della PCI (che usava un trasferimento dati “in parallelo”), l’evoluzione Express sfrutta un trasferimento dati in seriale. Questo trasferimento avviene tramite diversi canali in parallelo, con un conseguente aumento della velocità di trasferimento. Standard in continua evoluzione, arrivato alla data odierna alla versione 3.0 che garantisce una velocità di trasferimento pari a 3 Giga Transfer al secondo. In fase di validazione anche l’upgrade successivo, la versione 4, che dovrebbe permettere un ulteriore raddoppio della velocità.

Connettori ausiliari

Oltre a slot e socket sulla scheda madre troviamo una vasta tipologia di connettori. Varietà e numero molto ampio, visto il numero totale di componenti che possono e devono venire collegati alla scheda. Tra i principali troviamo:

I connettori SATA. Posti sul lato o sulla parte inferiore della scheda madre permettono di collegare i dispositivi di archiviazione (SSD ed hard-disk);

Due connettori dedicati alle porte USB presenti sul lato frontale del case. Un connettore è a 10 pin e dedicato alla connessione delle porte USB 2.0, l’altro da 19 pin è invece previsto per la connessione delle porte USB 3.0;

Un connettore audio, anch’esso a 10 pin;

Vari connettori a 3 e 4 pin dedicati alle ventole ed ai sistemi di raffreddamento. Uno di questi connettori è riservato espressamente alla ventola il cui compito è quello di arieggiare il processore. Questo connettore viene infatti indicato come CPU_FAN;

Diversi connettori riservati ai pulsanti presenti sul case ed i relativi led.

Sistema di alimentazione

La scheda madre si occupa anche di fornire alimentazione elettrica alle varie componenti. L’alimentatore, si occupa infatti di convertire la corrente da alternata a continua e di abbassare la tensione, per poi “portarla” alla scheda madre, che tramite diversi canali va ad alimentare la CPU, le memorie RAM, gli hard-disk ed a seguire tutte le altre schede e porte.

Pannello I/O

La scheda madre è dotata anche di un interfaccia verso l’esterno. Questo pannello, denominato I/O è solitamente posto in verticale sul retro del case. Sullo stesso troviamo le connessioni per i device standard e le comunicazioni di rete. Sono presenti solitamente diverse porte USB, i connettori analogici per mouse e tastiera, il connettore di rete, quello della scheda audio ed in base la tipo di pc a volte anche quello della scheda video. La presenza poi di un eventuale scheda dedicata può poi permettere di avere una doppia opzione (schede di rete) o esclude il connettore presente sulla scheda madre (ad esempio per le schede audio e video).