Pci-e + Материнская плата

PCIe, он же PCI-Express, представляет собой очень мощный интерфейс, давайте рассмотрим основные принципы его использования в собственных проектах. Поначалу PCIe может немного пугать, но он всё же достаточно прост для экспериментов и вполне пригоден для применения в рамках хобби. В определённый момент вы можете решить использовать микросхему PCIe в собственных проектах или, например, задействовать подключение PCIe на Raspberry Pi Compute Module, так что лучше быть к этому готовым.

Сегодня PCIe можно встретить повсюду. В каждом современном компьютере присутствует ряд устройств PCIe, выполняющих важнейшие функции, и даже в iPhone этот интерфейс внутренне используется для соединения процессора с флеш-памятью и микросхемой Wi-Fi. Нам доступны всевозможные устройства с PCIe: контроллеры Ethernet, высокопроизводительные платы Wi-Fi, графические ускорители и всяческие дешёвые NVMe-диски. Если вы экспериментируете с ноутбуком или одноплатником и хотите добавить в него устройство с PCIe, то можете получить сигнал PCIe от одного из разъёмов PCIe или просто подключиться к имеющейся линии PCIe, если таковых разъёмов нет. С момента появления устройств PCIe прошло уже два десятилетия — сейчас эта технология достигла ревизии 5.0 и однозначно останется с нами надолго.

PCIe — это шина, которая соединяет два устройства по типу «точка-точка» — в противоположность более древней PCI, которая могла соединять на материнской плате цепочку устройств. На одной стороне этого соединения присутствует устройство PCIe, а другая выступает хостом. К примеру, в процессоре ноутбука есть несколько портов PCIe — один используется для подключения GPU, другой для платы Wi-Fi, третий для Ethernet, а четвёртый для NVMe-диска.

PCI Express ( Peripheral Component Interconnect Express ), официально сокращенно PCIe или PCI-E ,— это высокоскоростной стандарт последовательной шины расширения компьютера , призванный заменить старые стандарты шин PCI , PCI-X и AGP . PCIe имеет многочисленные улучшения по сравнению со старыми стандартами, включая более высокую максимальную пропускную способность системной шины, меньшее количество контактов ввода-вывода, меньший физический размер, лучшее масштабирование производительности для устройств шины, более подробный механизм обнаружения и сообщения об ошибках (Advanced Error Reporting, AER) и собственную функциональность горячей замены . Более поздние версии стандарта PCIe обеспечивают аппаратную поддержку виртуализации ввода-вывода .

Электрический интерфейс PCI Express измеряется числом одновременных полос. (Полоса — это набор линий передачи и приема данных, аналогичных дороге с одной полосой движения в каждом направлении.) Интерфейс также используется во множестве других стандартов — в частности, в интерфейсе карты расширения ноутбука , называемом ExpressCard . Он также используется в интерфейсах хранения данных SATA Express , U.2 (SFF-8639) и M.2 .

Каждая линия PCIe состоит из как минимум трёх дифференциальных пар — одна представляет тактовый генератор 100 МГц, REFCLK, который (почти) всегда необходим для соединения, а две формируют канал PCIe — одна служит для передачи и вторая для получения. Такая схема называется линией 1x — также бывают линии 2х, 4х, 8х и 16х, в которых используется четыре, восемь, шестнадцать и тридцать две дифференциальные пары соответственно плюс, опять же, REFCLK. Чем шире линия, тем выше её пропускная способность.

Ширина линии PCIe представляет интересную тему со многими важными аспектами, но сначала желательно проговорить, что означает «дифференциальная пара» именно в этом контексте.

В чём разница?

Однотактные технологии

В совокупности такие стандарты, как TTL, CMOS и LVTTL, известны как однотактные технологии, и у них есть некоторые общие нежелательные свойства, а именно: шум заземления напрямую влияет на запас по шуму (бюджет допустимого уровня шума), а любой наведенный шум, измеренный относительно земли, также напрямую добавляется к общему шуму.

Увеличивая перепад напряжения до больших значений, мы можем добиться того, чтобы шум выглядел меньше пропорционально, но за счет скорости, поскольку для создания больших перепадов напряжения требуется больше времени, особенно с учетом того типа емкости и индуктивности, которые мы иногда наблюдаем.

Дифференциальные технологии

Говоря простым языком, дифференциальная пара — это два противоположных сигнала, положительный и отрицательный. Вы получаете логический уровень передаваемого бита путём сравнения этих двух сигналов друг с другом — вместо сравнения уровня каждого отдельного сигнала с землёй, как мы обычно делаем. Этот метод называется «асимметричной сигнализацией». В случае дифференциальной пары сигналы находятся близко друг к другу, а в кабелях даже переплетаются. В результате этого помехи воздействуют на них в равной степени — так как сигналы для получения информации сравниваются друг с другом, это означает, что накладываемый на оба этих сигнала шум на итоговую полученную информацию не влияет. Дифференциальные пары также обуславливают взаимное гашение магнитных полей обоих сигналов, что ведёт к уменьшению шумов на линии передачи.

В результате дифференциальные пары позволяют повысить скорость передачи, не создавая лишнего шума и не повышая восприимчивость к нему. По этой причине в подавляющем большинстве высокоскоростных интерфейсов используется именно эта технология: Ethernet, PCIe, HDMI, DisplayPort, LVDS и даже в USB, хотя USB2 всё же псевдодифференциален, а вот USB 3 уже в этом смысле полноценен. В отказоустойчивых интерфейсах вроде RS485 и CAN также используются дифпары. Любителю не составит проблем начать работать с этой технологией при реализации интерфейсов вроде CAN и даже USB2 — на коротких расстояниях они будут функционировать, несмотря ни на что, хотя в теории дифференциальные сигналы требуют особого подхода.

Тем не менее при разводке печатной платы или сборке кабеля дифпарам действительно необходимо уделять больше внимания. Если в таких случаях не проявить достаточно стараний, есть риск получить загадочные глюки или полностью нерабочие интерфейсы. В этой связи далее предлагаю разобрать все необходимые требования.

Относитесь к дифференциальным парам с уважением

Во-первых, вам нужно держать оба сигнала дифпары рядом по всей их длине. Чем ближе они друг к другу, тем меньше воздействие внешних помех и уровень излучаемого ими шума. Учитывая, что зачастую несколько дифференциальных пар пролегают рядом, это также поможет сохранить целостными сигналы других дифпар. Что касается совместного прокладывания нескольких дифпар, их нужно будет отделить друг от друга и прочих компонентов — будь то заливка полигонами на том же уровне или высокочастотные сигналы. Хорошей практикой здесь будет следовать «правилу 5W», согласно которому между центром дифпары и другими сигналами должно быть расстояние, равное ширине минимум пяти дорожек. К сожалению, соблюсти эту рекомендацию не всегда возможно, но желательно к этому стремиться.

Правило 5W/5S

Перекрестные помехи являются фундаментальным аспектом целостности сигнала как в однопроводных, так и в дифференциальных трассах. Расстояние между сигнальными линиями при каждой конфигурации трассировки определяется с использованием типичных эмпирических правил, которые легко можно задать как правила проектирования в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат. Одно из эмпирических правил для определения расстояния между дифференциальными парами - это правило "5S", иногда называемое правилом "5W" в прикладных заметках и других руководствах по проектированию печатных плат.

Правило 5S гласит, что расстояние между двумя линиями дифференциальной пары должно быть в 5 раз больше ширины каждой трассы в паре. Когда требуется плотная трассировка для нескольких дифференциальных пар, перекрестные помехи между дифференциальными парами становятся важным фактором, и нам нужен способ анализа расстояния между дифференциальными парами. Как оказывается, это функция высоты пар относительно ближайшей земляной плоскости. Давайте более подробно рассмотрим этот вопрос и узнаем, как мы можем определить правильное расстояние между дифференциальными парами, чтобы предотвратить дифференциальные перекрестные помехи.

Что такое дифференциальные перекрестные помехи?

Как следует из названия, дифференциальный перекрестный помехи является аналогом однопроводного перекрестного помехи в дифференциальном режиме, относясь к формам перекрестных помех между дифференциальными парами или к перекрестным помехам, генерируемым на однопроводной дорожке дифференциальной парой. Два типа перекрестных помех, обнаруженных между однопроводными парами (NEXT и FEXT), также встречаются между дифференциальными парами. Сильные дифференциальные перекрестные помехи могут быть индуцированы как емкостным, так и индуктивным путем, в зависимости от частоты и геометрии структуры.

Общее поле, наблюдаемое на некотором боковом расстоянии от пары, является суммой полей от двух пар. Поскольку между двумя концами дифференциальной пары есть некоторое расстояние, общее поле, наблюдаемое на некотором боковом расстоянии от дифференциальной пары, не равно нулю. Более того, сила электромагнитного поля вдали от двух дорожек больше, когда расстояние между двумя дифференциальными парами больше.

Это побуждает к формулировке некоторого правила, которое используется для определения расстояния между дифференциальными парами. Исходя из вышеизложенного обсуждения, и просто зная, что сила поля уменьшается по мере удаления от пары, естественно сформулировать следующие требования к размещению дифференциальных пар:

• Расстояние между двумя дифференциальными парами должно быть пропорционально расстоянию между каждой дорожкой в паре.

• Расстояние между двумя дифференциальными парами должно быть в некотором отношении пропорционально расстоянию между каждой парой и ее опорной плоскостью (если таковая присутствует).

Давайте рассмотрим следующую геометрию для двух дифференциальных пар и определим дифференциальное перекрестное воздействие между ними. Вероятно, вы думаете, что вся суть дифференциальных пар заключается в подавлении шумов; хотя это и верно для общего режима шума, разница в силе поля между двумя дорожками в паре-жертве будет производить разные уровни шума в каждой паре, проявляясь как шум дифференциального режима на приемнике.

Differential crosstalk model between two pairs

Модель для изучения дифференциальной перекрестной помехи между двумя парами микрополосковых линий.

Используя параметры расстояния между дифференциальными парами, показанные выше, можно использовать два подхода для количественной оценки дифференциального перекрестного воздействия:

• Модель, основанная на силе поля

Расчет силы дифференциального перекрестного воздействия в модели первого порядка

В вышеупомянутом обсуждении не был рассмотрен еще один аспект: высота следа над его опорной плоскостью и точное расположение следов в паре. Подобные соображения могут быть применены и к дифференциальным парам в стриплайне. Здесь мы хотели бы количественно оценить силу дифференциальной перекрестной помехи как функцию геометрии. Подход, представленный здесь, тесно следует подходу, показанному Дагом Бруксом. Обычно это делается путем определения коэффициента перекрестной помехи из модели цепи. Проблема с этими моделями заключается в том, что они не учитывают силу поля на пострадавшем следе как функцию расстояния между агрессором и жертвой.

В вышеуказанной модели мы можем определить коэффициент перекрестной помехи C как функцию расстояния между следами S и высоты над опорной плоскостью H. Удобно определять коэффициент перекрестной помехи как функцию отношения (S/H). В этом случае коэффициент односторонней перекрестной помехи между двумя следами, разделенными расстоянием S с противоположной полярностью, составляет:

Здесь k является коэффициентом пропорциональности, который связан с временем нарастания сигнала на агрессивной линии, функцией передачи пострадавшей линии и диэлектрической постоянной подложки. Тот, кто проходил курс электромагнетизма, знает, что эта модель основана на силе электрического поля вокруг провода над проводящей плоскостью. Как мы скоро увидим, значение C может быть использовано для определения соотношения общего режима к дифференциальному помеховому шуму, генерируемому на пострадавшем следе для данного соотношения (S/H). Дифференциальный приемник устранит шум общего режима, поэтому мы хотели бы минимизировать шум дифференциального режима.

Дифференциальная перекрестная помеха определяется путем вычисления сумм и разностей в коэффициентах перекрестных помех. Для показанной выше конфигурации перекрестная помеха между одной дифференциальной парой и одним следом в пострадавшей паре является просто суммой их коэффициентов. Заметьте, что для любого значения расстояния между дифференциальными парами, просто примените масштабное преобразование S → S(1+x). Дифференциальная перекрестная помеха является просто разностью коэффициентов перекрестных помех для пострадавших следов:

Если мы построим это как функцию от x для различных значений (S/H), мы обнаружим, что расстояние между двумя парами может быть уменьшено, когда дорожки расположены ближе к земляному слою. Ниже приведен такой график для k = 1; увеличение k просто перемещает эти кривые вверх по оси y. Это делается для удовлетворения определенного требования к дифференциальной перекрестной помехе. Например, предположим, что вам требуется коэффициент дифференциальной перекрестной помехи 0.002; если дорожки находятся дальше от ближайшего земляного слоя, тогда требуется большее расстояние, чтобы убедиться, что вы достигаете этой цели проектирования.

Также посмотрите, что происходит, когда (S/H) = 0.5; максимальный коэффициент перекрестной помехи не всегда возникает, когда x = 0. В зависимости от вашей цели проектирования, вы можете расположить дорожки ближе друг к другу и увидеть тот же уровень дифференциальной перекрестной помехи, как если бы дорожки были расположены дальше друг от друга.

Возможно, вы задаетесь вопросом: а что насчет ширины трассы? Ширина трассы важна, поскольку она определяет одиночный и дифференциальный импеданс, емкость и индуктивность. Для заданной спецификации дифференциального импеданса, изменение расстояния между парами дифференциальных трасс и толщины подложки заставляет изменять ширину трассы, чтобы поддерживать одинаковое значение импеданса нечетного режима.

Ещё есть один редко проговариваемый нюанс — согласование импеданса. Если вы проводите дифференциальную пару из точки А в точку В, то нужно обеспечить получение правильного импеданса, и добиться этого проще, чем может показаться.

Импеданс подобен сопротивлению, но относится к изменению сигналов. Каждая часть пути дифпары имеет собственный импеданс: приёмник и передатчик внутри используемой микросхемы, выводы микросхемы, дорожки печатной платы и все разъёмы или кабели между ними, если пара проводится через них. В любой точке, где импеданс сигнала меняется, часть этого сигнала отражается от точки несоответствия, и если изменение окажется достаточно значительным, это приведёт к искажению получаемого сигнала.

Итак, это подразумевает необходимость обеспечения правильного импеданса линии PCIe вдоль всего пути — что на практике означает подбор подходящих разъёмов, а также нужной ширины дорожек и отступов между ними. Оборудование PCIe в основном собирается с учётом импеданса 85 Ом. Такие компоненты, как приёмники, передатчики и соответствующие разъёмы находятся вне нашего контроля, и для получения достаточно однообразного импеданса вдоль всего пути необходимо подстраивать под одно значение те элементы, над которыми контроль у нас есть.

Для начала, если вам для линии PCIe нужны разъёмы, то выбирайте такие, которые будут иметь минимальное несоответствие импеданса. Хорошим вариантом будет использовать высокоскоростные модели или те, что собираются с учётом сигналов PCIe — полноразмерные PCIe, M.2, mPCIe, USB3, USB-C и много высокоскоростных семейств от разных производителей.

Наконец, следует отметить, что в вышеупомянутой модели отсутствует важный параметр: диэлектрическая постоянная. Значение диэлектрической постоянной также важно для влияния на дифференциальные перекрестные помехи, и это одна из причин, по которой конструкции высокой скорости выбирают материалы с более низкими значениями Dk в некоторых слоях. Чтобы увидеть влияние значения Dk на дифференциальные перекрестные помехи, вы могли бы попробовать вернуть значение Dk в вышеуказанную модель коэффициента перекрестных помех, или вам нужно было бы посмотреть на S-параметры для межсоединения, рассчитанные с помощью электромагнитного поля.

Многопортовые S-параметры для дифференциальных перекрестных помех

Когда вы используете решатель полей для расчета дифференциальной перекрестной помехи, вы будете использовать результаты во временной области (показывающие импульсы, поданные на пострадавший соединитель) и S-параметры для количественной оценки широкополосной дифференциальной перекрестной помехи. Первый метод является стандартным подходом к моделированию, который реализован в Altium Designer для однонаправленных трасс, но не для дифференциальных трасс. Второй метод может быть рассчитан только с помощью решателя электромагнитных полей.

На симуляционных результатах ниже я показываю набор кривых S-параметров, полученных с помощью Simbeor для двух коммерческих ламинатов (Megtron 7 и Megtron 8) на тонких слоях. Внутрипарный интервал был установлен равным ширине трасс в паре (S = W). Расстояние между парами по краю варьировалось от 1W, 2W и 3W. Толщина диэлектрика также варьировалась от 1,5 до 3 мил.

Результаты Megtron 7

Результаты Megtron 8

Результаты должны быть очень интересными, поскольку они показывают, что просто приближение земли к дифференциальным парам и сохранение того же краевого расстояния 1W и т. д. между дифференциальными парами не автоматически уменьшает перекрестные помехи. Это связано с тем, что сохранение 1W значительно уменьшает расстояние между парами. Однако переход от 1W/толщины 3 мил к 2W/толщине 1,5 мил всё же уменьшает перекрестные помехи и обеспечивает более высокую плотность трассировки. Это именно то, что нам нужно, если мы разрабатываем HDI-плату с большим количеством высокоскоростных интерфейсов, исходящих от основного процессора.

Мы можем увидеть это из простого расчета ширины трасс/расстояния в паре и значений расстояния между парами для ламинатов толщиной 3 мил и 1,5 мил.

• 3 мил Meg7 @ расстояние 1W, S/H = 0.75, и S = 2.249 мил

  • Изначально Xtalk = 10.84%

• 1.5 мил Meg7 @ расстояние 2W, S/H = 0.51, и S = 0.765 мил

  • Изначально Xtalk = 6.82%

Это означает, что плотность всё же увеличилась на 63%, даже при увеличении расстояния между парами до 2W. Если мы увеличим расстояние между парами до 3W, плотность трассировки всё равно значительно возрастет. Здесь есть еще один очень важный эффект, который хотелось бы подчеркнуть в приведенных выше данных: ограничение полосы пропускания. Определённое выше ограничение полосы пропускания видно на графике обратных потерь для соединений; когда обратные потери достигают -10 дБ, это определяется как предел полосы пропускания для канала. Мы можем видеть, что во всех вышеперечисленных случаях эффект ограничения полосы пропускания в каналах уменьшается при переходе к более низкому значению Dk. Причина этого проста: это вынуждает использовать более широкую ширину трасс, что уменьшает индуктивный вклад в импеданс и снижает реактивную часть импеданса линии передачи.

Полные S-параметры в смешанном режиме для двух дифференциальных пар

В некоторых случаях необходимо знать уровень шума в общей моде, создаваемого в дифференциальной паре из-за входного дифференциального сигнала на паре-агрессоре. Это можно рассчитать с использованием S-параметров в смешанном режиме для нашей указанной выше 4-портовой сети. Это расширяет количество портов в матрице S-параметров до 8-портовой сети, хотя только 4 из этих портов являются физическими входами и выходами. Такой набор S-параметров в дифференциальных каналах называется S-параметрами в смешанном режиме и описывает преобразование режимов внутри одной дифференциальной пары и между двумя дифференциальными парами.

Полная матрица S-параметров для дифференциальной пары, учитывающая сигналы в общей и дифференциальной моде, представляет собой матрицу 8x8, форма которой показана ниже:

Это множество параметров для расчета в симуляции! Современные решатели полей в инструментах EDA могут выполнить этот расчет, анализируя сигнал, индуцированный в пострадавшей дифференциальной паре, путем вычисления вклада от каждой однонаправленной трассы в дифференциальной паре-агрессоре. Матрица выше описывает как FEXT, так и NEXT, наряду с преобразованием режимов (например, FEXT, видимый как общая мода при возбуждении входным дифференциальным сигналом).

• Дифференциальные перекрестные помехи создают шум в дифференциальном режиме и шум в общем режиме на пострадавшей паре

• В некоторых случаях минимизация шума в общем режиме может быть более важной для целей ЭМС

  • Увеличение расстояния между трассами в дифференциальной паре пострадавшей пары наиболее эффективно для обеспечения доминирования перекрестных помех в дифференциальном режиме

• В некоторых случаях минимизация шума в дифференциальном режиме может быть более важной для снижения ИСИ

  • Уменьшение расстояния между трассами в дифференциальной паре пострадавшей пары наиболее эффективно для обеспечения доминирования перекрестных помех в общем режиме

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ...

Перейдём к настройке импеданса дорожек печатной платы. Импеданс дифпары зависит от множества переменных факторов, но если вы начинающий электронщик, то существуют упрощённые калькуляторы — (Например: Impedance-Calculator). Промотайте вниз до пункта «Edge-Coupled Surface Microstrip», для прокладки дифпар на слоях толщиной в 35 мкм укажите высоту дорожки 35, а диэлектрическую константу установите на 4,3, если только производитель платы не рекомендует другое значение.

Затем установите толщину изоляции равной расстоянию от дифпар — чтобы его узнать, загляните в раздел документации платы, где описана структура её слоёв. Предположим, ваши дифпары находятся на верхнем слое, и земля проходит по слою под ними. В таком случае ищите толщину «prepreg» между верхним слоем меди и слоем под ним — это значение и будет высотой изоляции. Далее поиграйтесь с шириной дорожек и отступами между ними, стремясь получить сопротивление 85 Ом. В спецификации допускается диапазон от 70 до 100 Ом.

Вот вам практическое упражнение — давайте заглянем в структуру 4-слойной платы OSHPark. Её диэлектрическая константа (dk) равна 3,6, а минимальная ширина дорожек и отступы равны 5 mil, то есть 0,127 мм, или 127 мкм для калькулятора; толщина препрега равна 202 мкм. Введите диэлектрическую константу и толщину препрега в калькулятор и поэкспериментируйте со значениями.

Вы обнаружите, что увеличение ширины дорожки, равно как и уменьшение отступов, ведёт к уменьшению импеданса — установите его на минимально возможное. Вы увидите, что при стремлении к 85 Ом вам нужно использовать пары 0,3/0,127 (ширина/отступы) — это даст 84,8 Ом. Если же вы не можете позволить себе такую ширину дорожек, то используйте 0,2/0,127 — это даст импеданс 106 Ом, который несколько выходит за допустимый диапазон, но при необходимости тоже сгодится.

И последнее — разводите дифпары без лишних манёвров. По возможности не проводите их через отверстия на другие слои — каждая пара отверстий внесёт в сигнал индуктивность, которая может создать помехи для высокоскоростных сигналов. Как правило, начальная и конечная точки линии PCIe находятся на верхнем слое — желательно так всё и оставить. Если есть необходимость перейти на другой слой, добавьте возле дифференциальных пар заземлённые отверстия. Кроме того, удерживайте другие высокоскоростные, быстро меняющиеся либо шумные сигналы как можно дальше от них. Если в ваших проектах наряду с дифпарами также используются высокомощные и асимметричные соединения, то первыми прокладывайте именно дифпары.

Итак, пять важных моментов — прокладывайте дифпары близко друг к другу, размещайте под ними заземление, используйте подобающие коннекторы, подбирайте ширину их дорожек и отступы для получения нужного импеданса, а также делайте разводку без лишних манёвров. Всё это основы, которым необходимо следовать, если вы хотите, чтобы дифференциальные пары в дальнейшем выполняли свою роль достойно.

Если вам доводилось работать с PCIe, ты вы могли открыть для себя одно тайное знание: оказывается, что на практике всё вышеперечисленное проделывать не обязательно.

Возможно, вы слышали, что PCIe работает даже по «мокрой верёвке» (в оригинале wet string — прим. пер.) — впервые так её охарактеризовали на Всемирном конгрессе хакеров 2016 года, 33c3. Это эдакий хакерский способ описывать работу PCIe — вы можете не соблюсти многие из вышеназванных пунктов при подключении двух устройств PCIe, но соединение всё равно заработает. И, что неудивительно, в этом есть крупное зерно истины — PCIe способен работать в субоптимальных условиях, что подтверждается множеством примеров как в мире электронщиков, так и в среде потребителей.

Пожалуй, наиболее доступный пример — это передача сигнала PCIe 1x с помощью USB3, как в использующихся для майнинга райзерах PCIe. Это означает, что вы можете просто зайти в магазин компьютерных аксессуаров и купить продукт, который появился лишь вследствие нарушения правил эксплуатации технологии PCIe.

Ещё один случай, с которым вы могли столкнуться и забыть как страшный сон — это прокладка линии PCIe 8х с помощью, содрогнитесь, проводов для прототипирования. Таким образом Toble_Miner тестировал идею создания переходника для дешёвых высокоскоростных сетевых карт с серверов HP, несовместимых со стандартными слотами PCIe как по распиновке, так и механически. Такая конфигурация для прототипирования позволила ему спроектировать подходящую версию переходника.

Вы вполне можете наспех проложить линию PCIe через кабель FPC, соединив таким небрежным образом две платы. Аналогичный вариант реализовывался в расширителях eGPU с помощью кабелей HDMI, и его также наверняка можно реализовать с помощью обмоточного провода, в котором расширители PCIe соединяли цепочкой, которая успела достичь 5 метров, пока соединение не начало утрачивать стабильность.

PCIe является более снисходительным интерфейсом в сравнении с некоторыми другими, например, с USB3. В нём присутствует механизм подстройки соединения — после установки подключения PCIe приёмник и передатчик перебирают внутренние параметры, корректируя их до тех пор, пока не достигнут максимально возможной скорости при низком уровне ошибок. Далее найденные параметры используются на протяжении всего времени подключения. Также в этом интерфейсе присутствует повторная передача неполученных пакетов. На практике PCIe отличается исключительной стабильностью.

Очевидно, что подстройка соединения PCIe имеет свои уникальные особенности — к примеру, для большего удобства при проектировании платы этот интерфейс также позволяет инвертировать любую дифференциальную пару, за исключением REFCLK, поменяв отрицательный и положительный сигнал местами, что обнаруживается и полноценно компенсируется во время подстройки. Прочие технологии вроде USB3, HDMI или DisplayPort не поддерживают подобные фичи, облегчающие жизнь инженера. В других интерфейсах зачастую требуется, чтобы несколько линий имели одинаковую длину — чтобы данные, передаваемые по одному комплекту дифпар, не прибывали быстрее передаваемых по другому. При этом PCIe отлично работает при расхождении длины дифпар, также обнаруживая и компенсируя это расхождение во время подстройки соединения. И хотя эти особенность больше служат в целях облегчения проектирования печатных плат, нежели отвечают за отказоустойчивость, их наличие определённо помогает.

Помогает ли такая отказоустойчивость электронщикам? Безусловно — эти две особенности используются, по сути, в любой профессиональной схеме PCIe, и если вы находитесь в неидеальных условиях, то можете на свой страх и риск выжать из PCIe ещё больше. С другой стороны, не стоит пренебрегать каждым правилом, только потому что кто-то так делает — приложите усилия к соблюдению пяти описанных пунктов, даже если вы ограничены двухслойной платой и никак не можете получить идеальное значение импеданса.

Следование этим правилам не только научит вас дисциплине использования дифференциальных пар для будущих проектов, но также позволит добиться большей устойчивости сигналов, сократит число ошибок и порадует ваши устройства PCIe. Пренебрежение некоторыми или даже всеми из перечисленных руководств может быть уместным, поскольку в определённых случаях вполне сработает, но затрата лишних тридцати минут на вычисление подобающего импеданса поможет исключить необходимость проектирования второй ревизии вашей платы и обеспечить её исправную работоспособность на протяжении всего срока службы.

Так что вот вам общий принцип: относитесь к дифференциальным парам PCIe с уважением. Если вы используете двухслойную печатную плату и собираете дешёвый прототип, желая поскорее получить результат, не следует просто пренебрегать импедансом из-за того, что для получения 85 Ом дорожки придётся сделать слишком широкими. Откройте калькулятор и просчитайте, насколько можно снизить значение импеданса. Уменьшение толщины изоляции ведёт к снижению импеданса, так что рассмотрите вариант с использованием платы 0,8 мм, если механические особенности проекта это позволяют. Попробуйте разное расположение компонентов в поиске более удачного пути для дорожек PCIe с меньшим уровнем шума. Возможно, подстройка соединения снизит характеристики неидеального подключения на одно-два поколения, но это лучше, чем совсем не получить стабильного соединения. Максимально постарайтесь следовать этим правилам при имеющихся ресурсах, и дифференциальные пары ответят на ваше уважение взаимностью.

Охлаждение жидкостное Deepcool ls720

Блок питания исправный Deepcool PX850G голд

Итак ещё раз в первом слоте PCI 16х система не может обнаружить видеокарту. Bios и сбрасывал и обновлял, пробовал там выставлять насильно на 1 слот pci чтоб было gen3,4,5 без изменений. Попробовал запуститься вообще без ссд, без изменений. Так же вытаскивал батарейку с мат. платы - не помогло.

Третий день не могу понять где обкакался?
(Собирал такой же комп, на том же процессоре, с такой же ОЗУ, все все тоже самое, кроме видяхи, проблем нет все работает по сей день)

Есть мысли что проблема возникла из за:

1. 2 SSD Nvme не дают видеокарте покушать (но странно что был запуск с этими двумя ссд и видеокартой, НО с одной плашкой ОЗУ, в тот момент я смог накатить Винду и поставить все дрова, хмп тогда я не выставлял и никак не трогал Bios)

2. БП хочет меня обмануть. Типа не хватает этой сборке 850 ватт, НО, опять таки уже запуск один был (с 1 ОЗУ) да и у товарища с i7 14700, 4070ti super, с 2мя ОЗУ по 6000мгц и такой же матью, все работает исправно. Подозрения есть так как в третьем слоте под видеокарту система работает исправно. (Мб типа потребления энерджи хватает и все ок?)

3. Процессор шалит. Почитал форумы писали про то что проц был с приколом что не давал питание на 1 слот PCI x16, замена проца решила проблему.

4. Материнка желает чтоб ее починили. Возможно тупо сломанный слот pci express x16? (При установке видеокарты есть не много хруст, хз откуда он. Тем не менее повторюсь очередной раз система запускалась с 1 ОЗУ однажды, (конечно мб просто повезло))

5. Руки из жопы, не отменяю того что я просто что то где то погнул, поцарапал и тд, но я проверил сокет - все ок (мб не заметил конечно) все защёлки закрыты нормально, все стоит плотно, ничего не болтается

Если была подобная проблема (а она как оказалась популярная) подскажите в чем может быть дело? Аппаратная ли она или Биос глючит? По ощущениям я уже все попробовал, но выхлопа ноль.

Скоро дам мать на диагностику посмотрю что скажут, и если что обновлю инфу

Доказательство того что система запускалась с 1 ОЗУ

Дизайн сдержанный, без ярких акцентов, с матовой поверхностью. Правда, на ней остаются следы от рук. Так что если приходится постоянно открывать ноутбук в присутствии клиентов или партнеров, лучше купить прозрачный кейс. Визуально и тактильно устройство ощущается надежно: не выскальзывает и не двигается по столу, благодаря специальным резиновым накладкам на задней части.

Шарнир работает мягко: чтобы открыть крышку даже одной рукой, не нужно придерживать корпус. Чтобы показать коллеге или клиенту презентацию, достаточно раскрыть экран на 180°. Это удобно и для работы лежа, и для подставок, которые требуют определенного угла обзора.

Также отметим 9 портов: USB-A, USB-C, HDMI, слот для карты памяти — можно забыть о переходниках.

В TECNO MEGABOOK K15S предустановлен Windows 11. Ноутбук готов к работе сразу после включения. Никаких лишних установок и обновлений. Все настроено и оптимизировано для вашей многозадачности.

Экран: яркая картинка и комфорт ночью

Экран — 15,6 дюйма, IPS-матрица с разрешением Full HD. Углы обзора отличные: изображение остается четким, даже если смотреть сбоку, цвета не искажаются. Есть антибликовое покрытие. Тестировали ноутбук при разном освещении: можно спокойно работать у окна. Когда солнце бьет прямо в экран, текст по-прежнему остается читаемым, картинки не искажаются. Это редкость в бюджетных моделях.

Неважно, работаете вы ночью или играете, выручит клавиатура с регулируемой четырехуровневой подсветкой. При среднем уровне в темноте все видно, глаза не устают. Из плюсов для тревожных людей: включали ноутбук в самолете и электричке, никто вокруг не жаловался на яркость. Все регулируется кнопками, не нужно лишний раз заходить в настройки.

Стеклокерамический крупный тачпад — 15 см. Он не залипает, не промахивается, срабатывает с первого касания. Не возникает дискомфорта, даже если несколько часов редактировать документы без мышки. После перехода с других устройств немного непривычно, что тачпад работает в двух направлениях: нижняя часть отзывается нажатием, верхняя — касанием.

В кнопку питания встроен сканер отпечатка пальцев. К нему можно быстро привыкнуть, особенно если сидишь в опенспейсе или работаешь в дороге. Один легкий тап пускает в систему даже с мокрыми руками. Безопасно, удобно и не нужно постоянно вводить пароли.

Производительность: рендерим видео, открываем вкладки

Ноутбук работает на AMD Ryzen 7 5825U (опционально можно выбрать версию техники Intel Core i5-13420H). Восьмиядерный AMD с поддержкой 16 потоков подходит для ресурсоемких операций вроде рендеринга или работы с большими массивами данных. Встроенная графика Radeon справляется с редактированием видео в Full HD или играми.

Во время монтажа 30-минутного ролика в DaVinci Resolve и параллельной работе в Photoshop с несколькими большими PSD-файлами система сохраняла стабильность. Не было ни зависаний, ни заметного падения производительности. Ноутбук уверенно держит в фоне 10 приложений одновременно. Если запущены браузер с 20 вкладками, видеозвонок в Telegram, Excel с объемной таблицей и софт для монтажа, система не тормозит и не перегревается. Переход между окнами остается плавным, ничего не «проседает», даже при одновременном скачивании файлов и редактировании видео.

Базовая комплектация включает 16 ГБ оперативной памяти в двух слотах. При необходимости можно легко увеличить этот показатель до 32 ГБ, заменив стандартные модули на более емкие. Помимо установленного SSD на 1 ТБ предусмотрен дополнительный слот, поддерживающий диски объемом до 2 ТБ.

Чтобы во время нагрузки системы охлаждения не выходили из строя, в ноутбук встроен эффективный вентилятор, способный рассеивать до 35 Вт тепла. Устройство не греется, его спокойно можно держать на коленях. Это решение дополнено тремя режимами работы, которые переключаются простой комбинацией клавиш Ctrl+Alt+T. Тихий режим идеален для работы ночью или в общественных местах, сбалансированный подходит для повседневных задач. Производительный, на котором запускали рендеринг видео и игры, практически не шумит.

Автономность: 15 часов без подзарядки

Протестили автономность MEGABOOK K15S в условиях, знакомых каждому деловому путешественнику. Утром перед вылетом зарядили ноутбук до 100% и взяли его в рейс Москва — Калининград. В зале ожидания провели созвон, потом три часа смотрели сериал и в дороге до отеля редактировали документы. К моменту приезда оставалось 40% заряда: хватило бы еще на пару часов продуктивной работы.

MEGABOOK K15S может автономно работать до 15 часов и позволяет не оглядываться на индикатор заряда. Заявленное время достигается при типичном офисном использовании: одновременная работа с документами в Word и Excel, ведение переписки, видеоконференции, веб-серфинг.

Если все же понадобится, за  час восполняется до 70% батареи. Компактный адаптер мощностью 65 Вт на базе нитрида галлия поместился даже в карман пиджака. Один блок питания заряжает и ноутбук, и смартфон, и наушники. Экономия места: не нужно никаких дополнительных проводов.

Звук, который реально слышно

В TECNO MEGABOOK K15S установлены два мощных динамика по 2.5 Вт. Звук с глубокими низами, без пластикового дребезжания, объемный. Благодаря DTS можно смотреть видео даже в шумном помещении. В тестах специально включали сцены с шагами и выстрелами: локализация настолько точная, что в наушниках нет необходимости.

Та же стабильность и в микрофоне. Благодаря AI-шумоподавлению голос передается чисто. Во время тестовых звонков из оживленного кафе собеседник не услышал ни разговоры за соседним столом, ни городской шум. И все это — на расстоянии до пяти метров.

Кстати, о созвонах. В ноутбуке встроена обновленная камера. Она отслеживает положение лица, а еще есть физическая шторка приватности. Например, можно закрыть шторку для комфортных видеоконференций.

Для тех, кто предпочитает гарнитуру, идеально подойдут беспроводные наушники TECNO FreeHear 1 из экосистемы бренда. Когда не хотелось делиться разговорами с окружающими, подключали их. Чистый звук с акцентом на средние частоты, 11-мм драйверы, которые выдают неожиданную детализацию. Музыку слушать приятно: и фоновый плейлист на телефоне, и вечерний сериал на ноутбуке. Автономно работают наушники 6 часов, с кейсом — до 30 часов. 

Bluetooth 5.4 обеспечивает стабильное соединение на расстоянии до 10 метров. Удобная C-образная форма разработана специально для длительного ношения — после восьмичасового рабочего дня в ушах не возникает дискомфорта. Наушники поддерживают одновременное подключение к ноутбуку и смартфону. Переключение между устройствами происходит быстро и без заминок.

Через фирменное приложение Welife можно выбрать один из четырех эквалайзеров и отследить местоположение гарнитуры в случае утери. А еще кастомизировать виджет для управления наушниками. Функция настройки персонализированного дизайна доступна для устройств на Android и позволяет гибко изменить внешний вид окна подключения: вплоть до установки фоновой картинки или собственного фото.

Первые пару использований может потребоваться время, чтобы привыкнуть к нестандартной форме вкладышей, но уже с третьего раза они надеваются вслепую за секунду. Что особенно приятно:  собеседники отмечают, что звук от микрофона более приятный и четкий, чем у дорогих известных моделей.

Бесшовная синхронизация со смартфоном

Благодаря функции OneLeap ноутбук синхронизируется со смартфоном TECNO. Подключение происходит за пару секунд: достаточно один раз подтвердить сопряжение. После этого открывается доступ к бесшовному переключению между устройствами — объединенному буферу обмена, дублированию экранов и передаче файлов без кабелей и пересылок в мессенджерах.

Функция выручила, когда нужно было открыть приложение, у которого нет веб-версии. Удобно работает и буфер обмена: скопировал текст на одном устройстве — вставил на другом. Например, код, полученный в сообщении на телефоне, вводится в браузере на ноутбуке. Экономит минуты, а иногда и нервы. А когда в дороге пропал Wi-Fi, ноутбук сам подключился к мобильному интернету через смартфон.

TECNO CAMON 40 и сам по себе — мощный рабочий инструмент.  Смартфон выделяется камерой высокого качества 50 Мп, ярким AMOLED-экраном 120 Гц и множеством функций, которые упрощают процесс мобильной съёмки и использование искусственного интеллекта TECNO AI.

Телефон работает на HIOS 15.0.1 на базе Android 15.В фирменную оболочку встроен искусственный интеллект:

• Голосовой помощник Ella. Отвечает на вопросы, помогает с задачами и управлением устройством.

• Решение задач. Наводите камеру на задачу, ИИ решает ее.

• AI Редактор фотографий. Интеллектуальная обработка в одно касание.

• Быстрый поиск. Находит адрес на экране и запускает навигацию, распознает объекты и события, автоматически добавляет их в календарь.

Технические характеристики

• Процессор и память. 8 ядер, 16 потоков, Кэш L3 16 МБ, частота до 4.5 ГГц Графический процессор AMD Radeon™ graphics SSD 512 ГБ или 1 ТБ, М.2, 2280, PCle 3.0 Nvme DDR4 16 ГБ, 3200 МГц.

• Дисплей. 15.6", TFT, Full HD (1920×1080), 16:9, 280нит, 45% NTSC, 16.7 млн цветов, 60 Гц, 141 ррі.

• Веб-камера. 1 Мп, шторка приватности.

• Порты. 9 портов: 1*TF Card (microSD), 1*HDMI 1.4, 1*USB-A 3.1,

  1*USB-A 3.2, 1*3.5mm аудиовход, *Ethernet RJ45 до 1 Гбит, 2*Туре-С (Full Function), 1*слот для замка Kensington.

• Другое. Сканер отпечатка пальца в кнопке питания. Клавиатура с подсветкой (4 уровня яркости). Тачпад с поддержкой одновременно 4 касаний.

• Батарея. 70 Вт∙ч (6150 мА∙ч), Li-Pol, 11.55 B 65 Вт Type-C GaN, 20 В, 3.25 А, кабель 1.8 м (Туре-С-Type-C).

• Габариты. 17.3 мм (высота), 359.5 мм (ширина), 236 мм (глубина).

• Вес. 1,7 кг.

Если хотите создать собственную экосистему, в которой технологии подстроятся под ритм дня, попробуйте технику TECNO. Мощный ноутбук, быстрый смартфон и наушники соединяются в единое пространство. Быстрое переключение между устройствами, синхронизация файлов и стабильное соединение без лишних настроек.

КУПИТЬ НОУТБУК TECNO

Материнская плата - важная часть компьютера (ЭВМ), так как это основная плата, к которой подключаются все основные компоненты, такие как процессор, оперативная память, видеокарта, накопители и прочие устройства.

Она обеспечивает взаимодействие всех подключаемых к ней устройств, а представляет из себя многослойную печатную плату, на которой тонким слоем нанесены дорожки и установлены различные радио-элементы и разъемы.

Лишь небольшая часть проводников находится снаружи, большая их часть скрыта внутри самой платы, так как она состоит из множества слоев, и включает в себя слой заземления, несколько силовых и сигнальных слоёв. Снаружи плата покрыта диэлектрическим лаком, который защищает дорожки от короткого замыкания и внешних воздействий.

Сбоку платы находится 24-контактный разъём ATX, через него от блока питания, плата получает основные напряжения 12, 5 и 3,3 вольта, эти напряжения получают различные компоненты на самой материнской плате и подключённые через разъёмы, например USB или PCI Express

Чуть выше центра платы находится сокет, это разъём для установки процессора, состоящий из большого массива контактов и прижимной пластины.

(Определенные процессоры могут работать только с определенным типом сокетов)

Рядом с сокетом располагается 4(ATX12V) или 8(EPS12V) контактный разъём для питания процессора. На материнских платах предназначенных для установки мощных CPU, устанавливаются несколько таких разъёмов.

Но через них подаётся 12 вольт, а современные процессоры работают с напряжением чуть выше 1 вольта и это не фиксированное напряжение, в зависимости от нагрузки, оно может немного меняться, например: в простое, для экономии энергии и уменьшения нагрева, на процессор подаётся менее 0,8 В, а когда все ядра полностью загружены, оно возрастает до 1,4 в.

Поэтому вокруг процессорного сокета находятся модули регулирования напряжения или сокращённо VRM, они нужны для преобразования 12 вольт в напряжение необходимое процессору.

Один такой модуль или фаза, состоит из конденсатора, дросселя, двух мосфетов и драйвера. В современных платах драйвер и два мосфета объеденены в один корпус.

Драйвер управляет процессами открытия-закрытия транзисторов с частотой, задаваемой ШИМ-контроллером, а катушка и конденсатор сглаживают напряжение с транзисторов.

Для получения более стабильного напряжения на процессор используют несколько фаз питания, импульсы которых смещены друг относительно друга. Управляет ими ШИМ-Контроллер, который находится рядом.

Обычно устанавливают от 4 до 8 реальных фаз, так как используют столько же фазный ШИМ-контроллеры. Если на плате установлено к примеру 16 фаз, то производитель использует делители, то есть сигнал с одного канала ШИМ-контролера распределяется на два драйвера.

Физически фаз больше, но работают они синхронно и поэтому они не сглаживают пульсации, а лишь позволяют установить более мощный процессор и уменьшить тепловыделение элементов.

Так же рядом с процессорным сокетом размещаются слоты для установки модулей оперативной памяти. У современных модулей рабочее напряжение 1.1 в, поэтому рядом со слотами тоже есть цепи питания, которые преобразовывают напряжение, но для DRAM используют одну или две фазы.

Количество слотов на материнской плате, зависит от контроллера памяти, который находится в процессоре или в северном мосте. Обычно это двухканальный контроллер, то есть шина памяти у него разделена на два канала, что позволяет осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два.

На каждый канал можно установить до двух модулей DRAM, что даёт возможность установить 4 модуля оперативной памяти, если на материнской плате есть для них слоты.
(Многие контроллеры памяти позволяют осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два. Двухканальный режим означает, что два канала памяти будут работать параллельно, это повышает производительность)

В более мощных системах используется четырёхканальный контроллер и к плате можно подключить 8 модулей.

Есть несколько вариантов разводки шины DRAM: обычно используется Прямая, T-образная топология или Daisy Chain.

Прямая топология используется в ITX платах с двумя слотами памяти. С ней можно добиться высоких частот памяти при заполнении 2 слотов. (Электрические характеристики наилучшие)

Т-образная, оптимизированна для заполнения всех слотов памяти, у неё длина проводников до двух модулей одинаковая и с ней можно добиться хороших частот памяти при заполнении всех слотов, но стабильность работы при заполнении 2 слотов будет хуже.

Daisy Chain оптимизированна для установки одного модуля на канал, у неё длина проводников меньше чем с Т-образной и с ней можно добиться больших частот памяти, но стабильность работы при заполнении всех слотов, хуже.

Ниже слотов памяти, в левой части платы размещают разъемы PCI Express. Эти разъёмы предназначены для установки плат расширения.

Они бывают несколько типов, с разным количеством выделенных линий. X16 используются в основном для установки видеокарт, а остальные слоты для установки других плат расширения, например звуковых карт.

Маломощные карты получают питание от самого слота. В качестве силовых линий используются выводы на левой части разъема. Через них подключаемое устройство получает +12 и +3.3 вольта.

Так как пикабу не разрешил вставлять картинки в более длинный пост,  продолжение во второй части

С помощью контактов на правой стороне происходит обмен данными. 8 контактов формируют одну линию PCI-E. 2 контакта используются на приём, два на передачу и 4 контакта земли. (Обмен сигналами производится с помощью дифференциальных сигналов по двум проводам, за один цикл передается 1 бит данных. При этом одновременно используется два сигнальных пина и два контакта земли.)

Скорость передачи данных через слот зависит от количества задействованных линий и версий PCIe. Их существует 5 версий и все они полностью совместимы. То есть при установке устройства с интерфейсом PCI Express 5.0 в плату с версией 4.0 устройство будет работать, но на скорости старой версии.

(Чем больше выделенных линий тем больше высокоскоростных устройств можно подключить к плате.)

Так же, рядом с разъемами PCI Express, иногда устанавливают разъём PCI — он нужен для подключения старых плат расширения и сейчас практически не используется.

Ещё на плату устанавливают один или несколько разъёмов М. 2(NGFF). Этот разъём используется для подключения специальных SSD и карт расширения. Их бывает 2 типа, с «B» и «M» ключом.

Правее, под радиатором находится главный элемент материнской платы, это чипсет. Именно от него зависит какой процессор и какой тип оперативной памяти можно установить, сколько устройств можно подключить и как быстро, и стабильно все они будут работать.

Если посмотреть на блок схему, то видно что чипсет, состоит из двух микросхем: Северного моста и Южного.

Северный мост обеспечивает работу самых быстрых узлов компьютера. Он управляет работой шины процессора, контроллера ОЗУ и шины PCI Express. Именно он определяет какой тип памяти можно установить, её максимальный объём и в каких режимах она может работать. В некоторых случаях северный мост может содержать встроенный графический процессор.

(Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы

Северный мост соединён с южным мостом посредством специальной шины или через несколько каналов из шины PCI Express.)

Южный мост обеспечивает работу медленных устройств: накопителей, портов ввода/вывода, сетевых интерфейсов и многих других. Он управляет связью между медленными компонентами

Северный и южный мост это классическая схема, в современных системах функции северного моста переносят в центральный процессор, из-за чего уменьшаются задержки и увеличивается производительность всей системы.

Поэтому чипсет в новых платах представлен одной микросхемой — южным мостом.

Так же важна микросхема BIOS. BIOS — это базовая система ввода-вывода, программа записанная во флэш-память, которая отвечает за проверку работоспособности контроллеров, встроенных в материнскую плату и большинства подключённых к ней устройств. Именно BIOS устанавливает базовые параметры работы, например, частоту работы системной шины, контроллера памяти, процессора.

(Иногда используют две микросхемы, для хранения текущей версии и резервная)

Рядом находится 3х вольтовая батарейка, она питает схему часов и память CMOS. Без неё бы сбрасывалось системное время и параметры работы некоторых устройств.

(CMOS-энергозависимая память с настройками BIOS)

На правом краю платы размещают SATA порты, они служат для подключения накопителей с интерфейсом SATA. Обычно с помощью чипсета реализуют 4 порта, а остальные с помощью внешних дополнительных контроллеров.

(Существует три версии SATA, это SATA 1.0, SATA 2.0 и SATA 3.0. Все эти версии полностью совместимы и отличаются только скоростью передачи данных. Для SATA 1.0 скорость составляет 1.5 Гбит/с, для SATA 2.0 – 3 Гбит/с, а для SATA 3.0 – 6 Гбит/с.)

На левом краю материнской платы размещают Мультиконтроллер (Super i/o).

Он следит за состоянием платы, мониторит напряжения, следит за показаниями температурных датчиков и задает скорость вращения подключенных вентиляторов. В некоторых платах отвечает за устаревшие порты ввода-вывода, такие как COM порт и PS/2.

Под мультиконтроллером обычно находится звуковая подсистема состоящая из аудиокодека, резисторов и твердотельных конденсаторов. Кодек содержит в своём корпусе ЦАП и АЦП, что позволяет воспроизводить и принимать звук всего одной микросхемой.

Если посмотреть на схему, то легко понять как работает интегрированный звук. Центральный процессор полностью кодирует сигнал, а южный мост обеспечивает обмен данными.

В современных платах для уменьшения помех и наводок, аудиотракт изолируют от остальной части платы, а левый и правый канал размещают на разных слоях текстолита.

Так же в левой части платы находится панель с разъёмами для подключения внешних устройств – клавиатуры, мыши, флешек и многого другого.

Сбоку панели находятся микросхемы, которые обеспечивают работу этих портов, обычно устанавливают Ethernet и usb Контроллеры.

Помимо этих микросхем, есть много дополнительных элементов обеспечивающие работу платы. Например, ре-драйверы - это усилители сигнала шины. Есть свитчи PCI Express, помогающие процессору и Южному мосту управлять слотами PCIe, распределяя линии по устройствам.

Есть несколько кварцевых резонаторов, задающие базовые частоты. Так же есть внешние генераторы частот и специальные контроллеры, которые задают и управляют частотами шин.

В самой нижней части платы, размещают разъёмы для подключения помп СЖО, термодатчиков, аудиокабеля, есть колодка для кнопок и индикаторов передней панели корпуса, есть кнопки или перемычки для сброса настроек BIOS и переключения режимов работы.

Устройство материнской платы показано на примере форм фактора EATX, существует множество стандартов плат с разным размером из-за чего их устройство может показаться разным, но отличаются они лишь плотностью компонентов, расположением и количеством разъёмов,

так что на этом всё.