บทที่ 2 เรื่องเมนบอร์ด

รูปที่ 1 แสดงรูปเมนบอร์ดของเครื่องคอมพิวเตอร์พีซี

(ที่มา.. http://www.comsimple.com)

2.1 เมนบอร์ดคืออะไร

       เมนบอร์ด  (Main Board)  หรือที่เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า  มาเธอร์บอร์ด  (Mother Board) ถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์ที่เป้นหัวใจสำคัญสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ เนื่องจากเมนบอร์ดเป็นแผงวงจรหลักที่ใช้สำหรับการติดตั้งหรือต่อพ่วงอุปกรณ์ต่างๆ ของคอมพิวเตอร์
      องค์ประกอบที่สำคัญสำหรับเมนบอร์ดนั้น  ก็คือการเชื่อมโยงของสายไฟ ไปยังอุปกรณ์ที่อยู่บน M/B มากมาย หากสังเกตลายทองแดงบนปริ้นของเมนบอร์ดแล้ว ก็จะเป็นในส่วนของทางเดินของสัญญาณแทบทั้งสิ้นเสมือนเป็นถนนสำหรับลำเลียงสิ่งต่างๆ โดยเฉพาะแล้วกับข้อมูลที่เป็นส่วนสำคัญที่สุด ช่องทางเดินของสัญญาณต่างๆ เหล่านี้ รวมเรียกว่า  "ระบบบัส"  ระบบบัสที่เหมาะสมจะต้องเร็วพอที่ะยอมให้อุปกรณ์อื่นๆ รับและส่งข้อมูลผ่านได้ด้วยข้อมูลผ่านได้ด้วยความเร็วเต็มความสามารถของอุปกรณ์นั้น เพื่อจะได้ไม่เป็นตัวคอยถ่วงให้การทำงานของอุปกรณ์อื่นช้าตามลงไปเพราะอุปกรณ์ที่ช้ากว่า

2.2 ความเป็นมาของเมนบอร์ด

       พัฒนาการของเมนบอร์ดมีมาตั้งแต่ครั้งไอบีเอ็มออกแบบพีซีในปี  2524 โดยพัฒนาขนาดรูปร่างของเมนบอร์ดมาใช้กับเครื่องรุ่นพีซี และต่อมายังพัฒนาใช้กับรุ่นเอ็กซ์ที

      ครั้นถึงรุ่นเอที  ก็ได้หาทางสร้างขนาดของเมนบอร์ดใหมีมาตรฐานขึ้น โดยเฉพาะเครื่องทีพัฒนาต่อมาจะใช้ขนาดของเมนบอร์ดเอทีเป็นหลัก
       จนเมื่อพัฒนาการของเทคโนโลยีก้าวหน้ามามาก  สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในเมนบอร์ดยิ่งมีความสำคัญจะกระทั่งถึงประมาณปี พ.ศ. 2538 หรือขณะนั้นพีซีกำลังก้าวสู่รุ่นเพนเทียม บริษัทอินเทลได้เสนอขนาดของเมนบอร์ดแบบมาตรฐานและเรียกว่า ATX ซึ่งใช้งานกันจนถึงทุกวันนี้
       จากขนาดของ ATX ก็มีพัฒนาการต่อเพื่อทำเครื่องให้มีขนาดกะทัดรัดขึ้น โดยลดขนาดของเมนบอร์ดลงและเรียกว่า MicroATX และลดลงอีกรูปที่ชื่อ FlexATX

เมนบอร์ดแบบ  ATX     ลักษณะสำคัญของ  ATX เมนบอร์ด ATX มีขนาด 12 นิ้ว x 9.6 นิ้ว เป็นขนาดที่มาตรฐานที่สามารถถอดใส่เปลี่ยนกันได้  และเพื่อให้เมนบอร์ดถอดเปลี่ยนกันได้  การออกแบบเมนบอร์ดจึงต้องคำนึงถึงขนาดและตำแหน่งของรูที่ยึดติดกับแท่น  และการวางลงในตำแหน่งตัวเครื่อง (กล่อง) ได้อย่างพอดี ขนาดของ ATX ได้รับการออกแบบมาเพื่อมีขนาดพอเหมาะที่จะใส่ของที่สำคัญและจำเป็นได้ครบ ตั้งแต่ซีพียู สล็อตขยายระบบการจัดวางอุปกรณ์ต้องให้ตำแหน่งได้ลงตัวและไม่ยุ่งยากในเรื่องสายเคเบิ้ลที่จะเชื่อมบนบอร์ด
       ความคล่องตัวของการใส่อุปกรณ์ลงในสล็อต ใส่ซีพียู ติดพัดลม และช่องขยายพอร์ต มีพอร์ตที่จำเป็นพร้อมขยายเพิ่มได้ เช่น พอร์ตอนุกรม พอร์ตขนาน พอร์ตมาตรฐานต่างๆ พอร์ต USB พอร์ต TV in/out
       ผู้ออกแบบจะต้องคำนึงถึงช่องทางการไหลของอากาศเพื่อระบายความร้อน และลดเสียงที่เกิดขึ้น โดยเฉพาะเมื่อมีการใส่อุปกรณ์ต่างๆ ลงไปบนบอร์ด เช่น พัดลม บนบอร์ดรับสายเชื่อมรองกับแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงซึ่งปัจจุบันใช้มาตรฐาน + - 5  โวลต์  + - 12 โวลต์ และ 3.3 โวลต์ อีกทั้งระยะห่างจะต้องเหมาะสมเพื่อการประกอบได้ง่าย

เมนบอร์ดแบบ  Micro  ATX     เป็นเมนบอร์ดที่ลดขนาดลงโดยมีขนาดเพียง  9.6  นิ้ว x 9.6 นิ้ว จุดประสงค์คือ  ต้องการให้ตัวกล่องบรรจุมีขนาดเล็กลง  แต่จากที่ขนาดเล็กลงจำเป็นต้องลดพื้นที่ในส่วนของจำนวนสล็อตต่างๆ ทำให้เครื่องที่ใช้เมบบอร์ด  แบบ MicroATX มีขีดความสามารถในการขยายระบบได้จำกัด และในปี  พ.ศ. 2542 อินเทลได้พัฒนารุ่นเมนบอร์ดใหม่ที่มีขนาดเล็กลงไปอีก โดยใช้ชื่อรุ่นว่า FlexATX  โดยมีขนาดเมนบอร์ดเพียง 9 นิ้ว x 7.5 นิ้ว เพื่อให้มีขนาดเครื่องพีซีมีขนาดเล็กลงไปอีก


2.3 ส่วนประกอบของเมนบอร์ด

รูปที่ 2 ส่วนประกอบของเมนบอร์ด

(ที่มา.. http://www.comsimple.com)

 1.ซ็อกเก็ตซีพียู

รูปที่ 2.1 ซ็อกเก็ตซีพียู

(ที่มา.. http://www.comsimple.com)

ซ็อกเก็ตซีพียู เป็นที่ติดตั้งของตัวซีพียูเองจะมีลักษณะตามรุ่นตามยี่ห้อ หรือตามซีพียูที่เราจะใส่  ดังนั้นเราควรที่จะเลือกให้ตรงกันด้วย

2. พอร์ตที่ใช้ในการเชื่อมต่อทางด้านหลังของเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นจะมีพอร์ตที่ใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ  ที่อยู่ภายนอก  ซึ่งแต่ล่ะพอร์ตจะมีรูเสียบเฉพาะของอุปกรณ์ที่ต่อนั้นจะไม่ค่อยต่อผิดกัน มาดูตัวอย่างกันว่าแต่ล่ะพอร์ตนั้นใช้ต่อกับอะไรบ้าง รูปที่ 2.2 พอร์ตที่ใช้ในการเชื่อมต่อ (ที่มา.. http://www.comsimple.com) 1 .PS/2 เป็นพอร์ตไว้สำหรับการเชื่อมต่อ เมาส์และคีย์บอร์ด  โดยทั่วไปแล้วเมาส์จะเป็นสีเขียว  และคีย์บอร์ดจะเป็นสีม่วง ซึ่งในปัจจุบันนี้จะมีการเปลี่ยนมาใช้ USB แต่ก็ยังมี PS/2 มีใช้อยู่เป็นจำนวนมาก2. Firewire เป็นพอร์ตการเชื่อมต่อที่มีลักษณะคล้ายกับ USB ซึ่งมีอัตราความเร็วกว่า  ด้วยมาตรฐาน IEEE 1394a มีอัตราการเชื่อมต่อรับ/ส่งข้อมูล  400MB/s อุปกรณ์ที่มีการเชื่อมต่อเช่น ฮาร์ดดิสก์แบบภายนอก 3.eSATA เป็นการเชื่อมสำหรับ ฮาร์ดดิสก์แบบภายนอก เช่นกัน 4. USB เป็นการเชื่อมต่อภายนอกแบบต่างๆ  แล้วจะมีพอร์ตนี้มากเป็นพิเศษเพราะว่ามีอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อได้หลากหลาย  อย่างเช่นเครื่องพิมพ์ เมาส์ และอื่นๆอีก รวมถึงเฟรตไดร์ด้วย สำหรับความเร็วแล้วอยู่ที่ 480MB/s5.LAN ช่องการเชื่อมต่อแลน  ใช้สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายที่อยู่ในระบบ6. ช่องต่อเสียง ไว้สำหรับการเชื่อมต่อเสียง ทั้งเสียง Input และ Output ทั้งลำโพง  ทั้งไมค์3.สล็อต์ AGPใช้สำหรับการเชื่อมต่อของการ์ดแสดงผล  มีทั้ง AGP และ PCI Express  เพื่อเชื่อมต่อให้กับมอนิเตอร์ใช้ในการแสดงผล4.สล็อต PCIใช้สำหรับการเชื่อมต่อการ์ดต่างๆที่ไม่ต้องการความเร็วสูงมากนัก เช่นการ์ดเสียง  การ์ดแลน และโมเด็มใช้สำหรับการเชื่อมต่อ5.ตัวอ่านแผ่นดิสก์ซึ่งปัจจุบันไม่ได้ใช้แล้วแต่ให้สำหรับการเชื่อมต่อ Memory Card ต่างๆ แต่ต้องชื้อตัวมาเพิ่ม6.ซิปเซตถือได้ว่าเป็นมีความสำคัญ  เพราะทำหน้าที่ควบคุมการทำงานต่างๆบนเมนบอร์ด  โดยจะมีซิปเซตอยู่ 2 ส่วนด้วยกันคือ-   North  Bridge จะทำหน้าที่คอบควบคุม ซีพียู แรม และการ์ดแสดงผล-   South  Bridge  จะทำหน้าที่ควบคุมสล็อตต่างๆ7.หัวต่อ SATAซึ่งใช้ในการเชื่อมต่อฮาร์ดดิสก์  แบบ SATA ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบอนุกรม  ซึ่งมีข้อดีทั้งประหยัดพลังงานและประหยัดพื้นที่  อีกทั้งยังทำให้ระบายความร้อนภายในเคสได้ดีอีกด้วย8.หัวต่อแบบ IDE  ใช้ในการเชื่อมต่อแบบ IDE ทั้งแบบที่เป็นฮาร์ดดิสก์ และ CD/DVD ROM 9.ต่อแหล่งจ่ายไฟ รูปที่ 2.3 ต่อแหล่งจ่ายไฟ (ที่มา.. http://www.comsimple.com) ที่ใช้สำหรับในการต่อแหล่งกระแสไฟฟ้า  จากพาวเวอร์ซับพราย  โดยจะมีทั้งรุ่นเดิมที่ใช้ 20 Pin และในปัจจุบัน 24 Pin โดยจะมีทั้งหมด อยู่ 2 แถว10.ซ็อกเก็ตแรม รูปที่ 2.4 ซ็อกเก็ตแรม (ที่มา.. http://www.comsimple.com) โดยใช้สำหรับใส่แรม โดยมีทั้งแบบ Dual Channel และ Triple Channel11.ตัวเชื่อมปุ่มควบคุมใช้ในการเชื่อมต่อปุ่ม Power ปุ่ม รีสตาร์    และแสดง ไฟของการทำงานฮาร์ดดิสก์ และไฟขณะทำงาน12.ตัวต่อ USBใช้ในการเชื่อมต่อ USB ภายในเคส  เพื่อเพิ่มในการเชื่อมต่อ USB ที่มากขึ้น 2.4 การเลือกใช้งานเมนบอร์ด               สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการเลือกใช้งานเมนบอร์ดมีดังนี้       2.4.1  การรับประกันของตัวเมนบอร์ด       ควรพิจารณาระยะเวลารับประกันเมนบอร์ดเป็นหลัก  เนื่องจากว่าเมนบอร์ดเป็นอุปกรณ์ที่ได้รับความเสียหายง่ายเพราะต้องรับพลังงานจากไฟฟ้าโดยตรงและต้อ แจกจ่ายพลังงานไฟฟ้าไปให้กับอุปกรณ์ตัวอื่นๆอยู่ตลอดเวลาที่ใช้งาน การพิจารณาการรับประกันต้องดูด้วยว่ารับประกันทั้งเมนบอร์ดหรือไม่หรือรับประกันเฉพาะส่วน (มีบางบริษัทรับประกันเมนบอร์ดเฉพาะส่วนเช่น ชิปเซต หรือ สล็อต ต่างๆ เท่านั้น) ระยะเวลาในการรับประกันเมนบอร์ดส่วนใหญ่จะอยู่ที่ 5-7 ปี เป็นต้น ควรเลือกเมนบอร์ดที่มีการรับประกันนานที่สุดเท่าที่จะทำได้ (บางทีเงื่อนไขในการรับประกันอาจจะต้องจ่ายเงินเพิ่มในกรณีที่ต้องการระยะเวลารับประกันเพิ่ม)      2.4.2  มีการรองรับกับเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่จะเกิดขึ้น      ควรอ่านคู่มือเมนบอร์ดก่อนซื้อทุกครั้ง เพราะจะทำให้ทราบถึงสเปกที่แท้จริงของเมนบอร์ด ไม่ควรฟังจากพนักงานขายเท่านั้น เพราะเทคโนโลยีของเมนบอร์ดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ควรพิจารณาเลือกซื้อเมนบอร์ดที่รองรับกับเทคโนโลยีที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้      2.4.3  ตระกูลของซีพียูที่จะเลือกใช้งาน      เมนบอร์ดในปัจจุบันนี้แบ่งแยกค่ายของการทำงานกับพีซียูอย่างชัดเจน เช่น ถ้าหากเลือกใช้งานซีพียูของอินเทล ก็ต้องใช้งานซีพียูนั้นตลอดไปไม่สามารถจะใช้งานซีพียู ยี่ห้ออื่นได้      2.4.4  จำนวนของพอร์ต และสล็อต      เมนบอร์ดแต่ละยี่ห้อนั้นจะมีพอร์ต และสล็อตไม่เท่ากัน ถ้าเลือกซื้อเมนบอร์ดที่มีสล็อตไม่พอเพียงกับความต้องการอาจจะเป็นปัญหาในการเพิ่มการ์ดต่างๆ ได้      2.4.5  ควรเลือกใช้เมนบอร์ดมือหนึ่งเท่านั้น      ไม่ควรใช้เมนบอร์ดเก่าหรือเมนบอร์ดมือสองถ้าไม่จำเป็นจริงๆ เนื่องจากเมนบอร์ดเป็นอุปกรณ์ที่เสียง่าย และมีอายุการใช้งานจำกัด หากนำมาใช้อาจจะทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานผิดพลาดได้ ถ้าเลี่ยงไม่ได้จริงๆ ควรจะหาเมนบอร์ดมือสองที่มีอายุรับประกันนานที่สุดเท่าที่จะทำได้ 2.5 เพาเวอร์ซัพพลาย พาวเวอร์ซัพพลาย(Power Supply) รูปที่ 3 เพาเวอร์ซัพพลาย (ที่มา...http://computerdodee.blogspot.com)  เป็นอุปกรณ์หลักที่คอยจ่ายไฟให้กับชิ้นส่วนและอุปณ์ต่างๆทั้งหมดภายในเครื่อง มีรูปร่างเป็นกล่องสี่เหลี่ยมติดตั้งอยู่ภายในตัวเคส (สามารถถอดเปลี่ยนได้) ทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ตามบ้านจาก 220 โวลต์ให้เหลือเพียงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) 3 ชุดคือ 3.3 และ 5 โวลต์ เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่างๆ และ 12 โวลต์ เพื่อจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ของอุปกรณ์ดิสก์ไดรว์ต่างๆรวมถึงพัดลมระบายอากาศด้วย ปัจจุบันเพาเวอร์ซัพพลายที่จะนำมาใช้ควรมีกำลังไฟตั้งแต่ 400 วัตต์ขึ้นไป ทั้งนี้ก็เพื่อให้เพียงพอกับ ความต้องการของชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่างๆทั้งหมดที่อยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์นั่นเอง สำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ตามบ้าน (ประเทศไทย) โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 200-250 VAC พร้อมกระแสไฟประมาณ 3.0-6.0 A และความถี่ที่ 50Hz ดังนั้นเพื่อให้ชิ้นส่วนอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ เพาเวอซัพพลายจะต้องแปลงแรงดันไฟ AC ให้เป็น DC แรงดันต่ำในระดับต่างๆ รวมถึงปริมาณความต้องการของกระแสไฟฟ้าที่จะต้องจ่ายให้กับชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่างๆด้วย โดยระดับของแรงดันไฟ (DC Output) ที่ถูกจ่ายออกมาจากเพาเวอร์ซัพพลายแต่ละรุ่น/ยี่ห้อจะใกล้เคียงกัน แต่ปริมารสูงสุดของกระแสไฟ (Max Current Output) ที่ถูกจ่ายออกมานั้นอาจไม่เท่ากัน (แล้วแต่รุ่น/ยี่ห้อ) ซึ้งมีผลต่อการนำไปคำนวลค่าไฟโดยรวม (Total Power) ที่เพาเวอร์ซัพพลายตัวนั้น จะสามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆได้ด้วย โดยในที่นี้จะยกตัวอย่างรายละเอียดจากเพาเวอร์ซัพพลายยี่ห้อ Enermax ตะกูล Coolergiant รุ่น EG701AX-VH(W) ที่ให้กำลังไฟโดยรวมประมาณ 600 วัตต์ (Watt) ซึ่งมีข้อมูลต่างๆดังนี้ แรงดันไฟ(DC Output) +3.3V ปริมาณกระแสไฟ (Current Output) 34 A ใช้กับ เม็นบอร์ด และการ์ดจอ เป็นหลัก แรงดันไฟ(DC Output)+5V ปริมาณกระแสไฟ (Current Output) 34 A ใช้กับ เม็นบอร์ด, แรม และอุปกรดิสก์ไดร์รวมถึงพอร์ต ต่างๆ แรงดันไฟ(DC Output)+12V1และ +12V2 ปริมารกระแสไป (Current Output) 18A ใชั้กับ ซีพียู, เม็นบอร์ด, มอเตอร์ของอุปกรณ์ดิสก์ไดรว์ต่างๆรวมถึงระบบระบายความร้อนต่างๆ ในที่นี้มาให้ 2 ชุด แรงดันไฟ(DC Output) -12V ปริมารกระแสไฟ (Current Output) 0.8 A ใช้ร่วมกับไฟ +12V เพื่อจ่ายให้กับอุปกรร์ต่างๆ แรงดัน(DC Output) +5VSB ปริมารกระแสไฟ(Current Output) 2.5 A เป็นแรงดันไฟสำรอง (Standby Voltage) ที่ใช้เปิดหรือปลุกการทำงานของเครื่องให้ตื่นขึ้นจากสภาวะเตรียมพร้อม (Stanby)

สรุปท้ายบท
      เมนบอร์ดเป็นอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนมาก  หากเมนบอร์ดมีปัญหาก็จะทำให้อุปกรณ์อื่นๆในระบบทำงานผิดพลาดไปด้วย  การเลือกซื้อเมนบอร์ดควรจะมีการวางแผนไว้ล่วงหน้า เช่น ในอนาคตจะมีการเพิ่มอุปกรณ์อะไรบ้าง หรือจะใช้ซีพียูยี่ห้อใด  ควรมีการประมาณการไว้ล่วงหน้าจะทำให้สามารถใช้เมนบอร์ดได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพราะการเปลี่ยนเมนบอร์ด เป็นเรื่องยุ่งยากมาก เช่น หากใช้เมนบอร์ดที่รองรับซีพียู อินเทล แล้วจะเปลี่ยนไปใช้ซีพียู เอเอ็มดี ก็ต้องเปลี่ยนทั้งเมนบอร์ดและซีพียู จะเปลี่ยนแต่ซีพียูไม่ได้เพราะเมนบอร์ดไม่รองรับ เป็นต้น
      เพาเวอร์ซัพพลายทำหน้าที่แปลงไฟฟ่้าจากไฟ 220V เป็นไฟฟ้าขนาด 250-400W และจ่ายกระแสไฟให้กับคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ หากเพาเวอร์ซัพพลายจ่ายกระแสไฟฟ้าผิดพลาดหรทอจ่ายให้น้อยเกินกว่าที่ระบบต้องการก็จะทำให้อุปกรณ์ในระบบคอมพิวเตอร์เสียหายได้  จะให้ดีควรติดตั้งระบบสำรองไฟ เช่น UPS เอาไว้ในเขตที่ไฟฟ้าดับหรือไฟตกบ่อยๆ ก็จะช่วยยืดอายุของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ได้ดีทีเดียว