Tutto sulla motherboard, il cuore di ogni personal computer: i componenti, le interfacce, le periferiche integrate
aprile 2006 La scheda madre, altrimenti detta motherboard, è un
complesso circuito multistrato adibito alla installazione fisica dei componenti
del computer tramite una serie di slot e socket. La scheda madre, una volta installati
i componenti hardware, provvede a metterli in comunicazione reciproca, ad esempio
il processore con i moduli di memoria RAM, con le unità disco o le schede
poste sugli slot di espansione. Sono altresì gestite anche tutte le comunicazioni
verso periferiche esterne collegate alla scheda madre tramite porte di Input/Output
come le USB, Parallela, Seriali, Firewire.
Il BIOS
Per poter eseguire tutte queste operazioni la motherboard è dotata di
un software di gestione denominato BIOS, la cui sigla sta per Basic Input Output
System. Si tratta di un programma adibito sostanzialmente alla gestione dei
componenti hardware installati e alla memorizzazione delle loro impostazioni
di configurazione.
Fisicamente, le routine software del BIOS sono contenute in un chip di memoria
EEprom (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)
da 2 Megabit installato sulla scheda madre. Affinchè a ogni spegnimento
del computer non venga persa la configurazione dei componenti hardware installati,
i dati di tale configurazione sono memorizzati su una piccola memoria CMOS a
bassissimo consumo. La CMOS è alimentata perennemente da una batteria
a forma di bottone, che ne garantisce l’integrità dei dati per
5-6 anni.
Accensione del computer: il POST
Non appena accendiamo il computer, il primo programma in assoluto avviato dal
processore è il BIOS. A seguito di questa attivazione viene avviata una
routine detta POST (Power On Self Test). Trattasi di una routine
diagnostica che esegue la scansione dei componenti hardware del PC. Se la configurazione
non è la stessa del precedente avvio, ad esempio perché abbiamo
staccato la tastiera, l’avvio del PC viene bloccato e viene generato un
errore a video.
Nel caso che a essere malfunzionante o mancante sia un componente di base del
PC, ad esempio i moduli della memoria RAM o la scheda video, lo schermo ovviamente
rimarrà buio. In questo caso, il BIOS provvede a inviare all’utente
una serie di Beep a codifica del tipo di errore rilevato. Le schede madri più
recenti sono spesso dotate di un display a due caratteri alfanumerico che riporta
la codifica dell’errore o di una serie di quattro led colorati, del quale
va interpretata la sequenza di accensione. Passato il POST, il processore carica
il sistema operativo nella RAM.
Il socket per l’installazione della CPU
Il processore di sistema (CPU) viene installato su un socket (zoccolo), e poi
fissato per mezzo di un sistema a incastro che mette a contatto i suoi pin di
comunicazione con la circuiteria della scheda madre. I primi processori erano
dotati di un numero limitato di pin di contatto.Ad esempio, il 286 di Intel
ne aveva solo 62, nel 386 sono passati a 132, nel 486 a 168, nel Pentium a 273,
quindi a 370 nei Pentium II/III, per arrivare ai 478 dei sistemi Pentium 4.
Una evoluzione simile hanno subito i processori K6 e Athlon di AMD. L’aumento
del numero di pin è dovuto alla aumentata complessità circuitale
delle CPU e alla necessità di ridistribuire meglio le correnti nei microcircuiti
del processore. Attualmente, la piattaforma AMD più recente è
il Socket 939, su cui vanno installati i processori Athlon 64, Athlon X2 e Sempron.
Intel ha invece deciso, dalla fine del 2004, di eliminare i pin dal processore
e integrarli direttamente nel suo più recente Socket 775. Questa scelta
ha reso questo socket abbastanza fragile, ed è nota la sua facilità
di danneggiamento al seguito della estrazione e reinserimento di più
processori.
Il socket definisce la tipologia di processori installabili sulla scheda madre
indipendentemente dal nome dato al processore. Ad esempio, il Pentium 4, nelle
sue diverse versioni evolutive, ha richiesto tre socket diversi, il Socket 423,
il Socket 478 e il più recente Socket 775. Ne segue che tutte queste
versioni di Pentium 4 sono meccanicamente ed elettricamente incompatibili tra
loro, in altre parole, non è possibile installare un Pentium 4 a 478
pin su un Socket 775 o su un Socket 423.
