I componenti principali delle maiboard sono i più complicati, i più conosciuti e ne fanno scheda madre di fascia alta, medio o bassa. Questi sono raggruppati in un unico grande nome: Chipset, il quale fà comunicare la cpu con le memorie e con i bus di imput/output. Il chipset fà la differenza di prestazioni tra una scheda madre di fascia alta e una di fascia bassa e stabilisce ad esempio di quante linee PCI-Express la mainboard disporrà. Ma quali sono i componenti e le metodologie di realizzazione di una scheda madre, che contribuiscono alla buona qualità ma di cui nessuno mai parla?

Il PCB

Il Pcb della scheda madre è il vero e proprio circuito stampato, che viene fresato e preparato per ospitare i componenti discreti. I componenti discreti sono tutti quei piccoli componenti che vediamo sparsi sulla mainboard, come condensatori, piccoli integrati e regolatori di tensione.

Il PCB della scheda madre ha numerosi strati, è per questo motivo che montare male la scheda madre, piegarla o farle compiere sforzi di torsione può recare danni imprevedibili e non rigenerabili. Con torsioni forti infatti potrebbero rompersi le piste nei sottostrati della scheda madre compromettendone il funzionamento.

Le piste sono disegnate con strumenti CAD, alcuni in grado di ottimizzare il percorso in funzione di permeabilità magnetica, lunghezza della pista, dissipazione termica. Attenzione però che questi software sono efficenti solo nelle grosse aziende, mentre per le piccole e medie imprese viene spesso utilizzato Orcad, in grado si di ottimizzare il percorso delle piste, ma spesso è necessario l'intervento manuale per evitare soluzioni automatizzate che in realtà sono inrealizzabili.

I layer della mainboard sono solitamente 4 disposti in questo modo:

• Strato di segnale
• Strato di alimentazione
• Strato di terra
• Strato di segnale

Con sottili layer di separazione attorno agli strati di segnale e il nucleo centrale molto più spesso tra lo strato di alimentazione e quello di terra.

L'alta qualità produttiva della scheda madre è necessaria per l'affidabilità della scheda madre e la sua possibile vita. Insieme alla costruzione del PCB è cruciale l'uso di buoni condesatori ed un apparato di alimentazione all'avanguardia

Condensatori

Per una spiegazione di cosa sono rimandiamo a questo indirizzo: http://it.wikipedia.org/wiki/Condensatore_(elettrotecnica)

I condensatori ad alta capacità della mainboard, utilizzati per le fasi di alimentazione e di potenza possono essere di due tipi:

• Allo stato solido
• Allo stato liquido

La differenza è data dal materiale utilizzato come dielettrico. Nei primi questo materiale è solido (TCNQ Polymer), e non può esplodere o fuoriuscire a causa di elevate temperature.

Il secondo tipo di condensatore invece ospita il dielettrico di tipo liquido (Eectrolyte), che se surriscaldato o cortocircuitato può dare origine a vere e proprie rotture irreparabili.

Fasi di Alimentazione

Ogni parte critica della scheda madre, che ha bisogno di potenza, come il processore, la scheda video e la ram ha associata una zona di alimentazione. Queste zone di alimentazione scaldano molto, e nelle schede madri di fascia alta sono ben dissipate, in modo che con il loro calore le apparecchiature di alimentazione non contagino la CPU, la ram o la scheda video. Nelle schede entry level questo non avviene.

Le zone di alimentazione sono costruite con VRM, moduli di regolazione del voltaggio. I Vrm supportano più tensioni, in modo da rendere compatibile una stessa scheda madre a processori con consumi energetici anche molto diversi.

I processori sono il cuore dell'assorbimento del nostro computer, assorbono grossisime correnti che possono anche superare i 110A. E' importante quindi durante la fase di scelta dei componenti di un PC, scegliere un buon alimentatore che fornisca potenza sufficente sulla linea del processore e della scheda video.

Esempio: ponendo il caso che il nostro processore consumi 150W a 1.6v significa che esso assorbe 93.75A.Questa energia viene presa dalla linea a 12v.

Alcuni alimentatori inoltre utilizzano due linee 12v diverse, una per il processore e l'altra per le altre periferiche.

La sezione Vrm è quindi un convertitore multifase, qui sono posti diversi convertitori in parallelo controllati da un chip di controllo che garantisce la giusta tensione e giusta corrente per ogni processore.

Il vantaggio di avere molte fasi differenti è che la potenza dissipata e ripartita su più componenti e più superfice. Inoltre in questo modo si aumenta la frequenza del fenomeno di Ripple (ondulazioni della tensione di alimentazione) che in questo modo sono meno fastidiose per il componente alimentato.

Le moderne schede madri offrono fino a 16 differenti fasi, per supportare diversi processori e diverse modalità di risparmio energetico di queste.