ما هي اللوحة الأم Motherboard وما أهم مكوناتها؟

Motherboard او اللوخة الأم، العنصر الأساسي والعنصر الأكبر في جهاز الكمبيوتر الخاص بك، من الأشياء التي لا يفهمها العديد من الناس ما هي وظيفة اللوحة الأم ومكوناتها، أعني هناك الكثير من القطع التي توجد على هذه اللوحة، والكثير منا لا يعرف ما أهمية هذه القطع وما اسمها وما وظيفة كل منها، في هذا المقال نأخذ جولة سريعة في اللوحة الأم، نتحدث عن أهميتها ونتحدث عن كل قطعة من قطعها وأهمية كل قطعة، ليكون هذا المقال مرجعًا لك عن أحد اهم قطع الـHardware في جهازك، فتابع معنا.

ما هي الـ Motherboard اللوحة الأم؟

اللوحة الأم هي القطعة الرئيسية في أي جهاز كمبيوتر، هي العنصر الذي يحمل كل مكونات ومركبات جهاز الكمبيوتر ويقوم بعملية التواصل بينهما، وتنظيم نقل البيانات والمعلومات بين كل قطعة والأخرى، مع التحكم في سائر مكونات الجهاز والتعديل على وظائف سائر الجهاز، يمكن ان تعتبرها هي المتحكم الرئيسي في أداء وسرعة قطع أخرى مثل المعالج وكارت الشاشة، يُطلق عليها أسماء عديدة مثل Mainboard وSystem board او Printed Wire Board وهي أسماء بديهية نظرًا لوظيفة اللوحة في الجهاز، اللوحة الأم هي وسيلة التواصل الأكبر في جهاز الكمبيوتر وهي المسؤولة عن معظم عمليات التواصل بين قطع الجهاز وبعضها البعض سواء بشكل مباشر مثل المعالج والذاكرة، او بشكل غير مباشر مثل الأقراص الصلبة و وحدات الطاقة الرئيسية او الـPSU وباقي الأجزاء الخاصة بها.

أهمية الـ Motherboard

هي وحدة البناء الأساسية في جهاز الكمبيوتر، يتصل بها كل الأجزاء الخاصة ببناء جهاز الكمبيوتر الخاص بك من معالج وكارت شاشة وذاكرة تخزين سواء SSD او HDD او ذاكرة وصول عشوائي، والكثير من المداخل الخاصة باللوحة الأم، كل شيء تستعمله على الجهاز يتصل باللوحة الأم بشكل او بآخر، وهي التي تقوم بتوصيل كل هذه القطع ببعضها البعض وتوصيل البيانات من قطعة لأخرى.

أهمية اللوحة الام في نقاط

• السماح بتبادل البيانات بين جميع أجزاء جهاز الكمبيوتر
• القيام بعمليات الإدخال والإخراج الأساسية من والى القرص الصلب
• تحدد مدى قابلية الجهاز للتحديث واذا كانت القطع المستقبلية ستتوافق مع اللوحة الحالية ام لا ستحتاج الى تجديدها
• تحديد نوع الأجهزة التي يمكن توصيلها بجهاز الكمبيوتر
• تحسين التواصل بين القطع لدرجة ان اللوحات الأم التي تحمل كفائة عالية تكون أسرع من الأنواع الرديئة حتى وان كانت القطع المُركبة متشابهة

مكونات الـ Motherboard

مدخل المعالج CPU Socket

واحدة من أكثر النقاط حساسية في اللوحة الأم هي مدخل او مقبس او سوكيت المعالج سمه كما تسمه، يتكون من مجموعة كبيرة من الـPins او الفتحات ليتصل بها المعالج الأساسي الذي ستوصله بالجهاز، هناك نوعين من الـSockets او من مداخل المعالج بناء على المعالج الذي ستركبه في اللوحة، هناك سوكيت LGA1700 الذي تعتمده intel في معالجات الجيل الثاني عشر الخاصة بها، وسوكيت AM4 الذي تعتمده AMD في الجيل الرابع من معالجات Ryzen الخاصة بها، شركات المعالجات هي من تصنع السوكيت الخاص بها على أي حال، المداخل تنقسم الى 3 انواع باختلاف طبيعة الاتصال او شكل الاتصال بين المعالج واللوحة.

أنواع مداخل المعالج

• LGA في هذا النوع توجد مسامير الإتصال الخاصة بالمعالج في المدخل نفسه والمعالج ما هو الا مستقبل للمسامير، هذا يجعل المعالج أقل عُرضة لأي ضرر يقع عليه ولكن يجب ان تحذر في التعامل مع السوكيت حتى لا ينثني أي مسمار منه وتستعمل Intel هذا النوع من المداخل في مداخلها الخاصة
• PGA (Pin Grid Array) هذا عكس النوع السابق، مسامير الإتصال توجد في المعالج نفسه لكن السوكيت يستقبلها، عكس المدخل السابق فهكذا المعالج هو الأكثر عُرضة للضرر من السوكيت
• ZIF (Zero insertion Force) يمكن ان تعتبر ان هذا النوع ينطبق على النوعين الآخرين، الفكرة هنا في اعتماده على رافعة لفتح وغلق اماكن وحدة الاتصال او اماكن الاتصال ومن ثم يساعد هذا على تركيب المعالج بسهولة واغلاق الرافعة لإحكام غلق المعالج على اللوحة الأم، تستعمل AMD سوكيت من نوع PGA-ZIF لكن هناك اخبار عن نية استعمالها لمقبس LGA في المستقبل

يجب ان تعلم ان المقابس وأجيالها تختلف في ترتيب وشكل توزيع وعدد دبابيس الإتصال Connection Pins لذلك يجب ان تكون حذرًا عند شراء لوحة أم جديدة يجب ان تكون اللوحة متوافقة مع المعالج الذي تشتريه، لأن أي خطأ قد يؤدي الى ثني هذه الـPins والذي بدورها تؤدي الى كارثة في جهازك، وهناك أنواع مخصصة لأجهزة الخوادم والـWokstations الثقيلة لتتحمل قوة المعالجات المرتفعة، مثل الـAMD Threadripper الذي يحمل حجم معالجين بجانب بعضهما البعض.

فتحات الذاكرة

فتحات الذاكرة او مداخل الـRAM توجد على جانبي مدخل المعالج او على يمينه فقط بناء على نوع الـMotherboard، من اسمها فهي تُستعمل لتركيب الـRAM او ذاكرة الوصول العشوائي، تقوم بتثبيت شرائح DIMM او Dual Inline Memory Module بداخلها والتي تتكون من دوائر DRAM او Dynamic Random Access Memory التي تقوم بتخزين البيانات والملفات التي يعمل عليها المعالج ويقوم بمراجعتها ومعالجتها، على عكس ما يزن الكثير من الناس فإن الـRAM ليست المسؤول الرئيسي عن سرعة الجهاز هي من العوامل المساعدة لذلك وقد تحدثنا بشكل تفصيلي عنها في مقالنا عن انواع الـRAM وفائدتها فيمكنك زيارة هذا المقال.

توجد أنواع وأجيال عديدة من ذاكرة الوصول العشوائي ويختلف المدخل باختلاف نوع وجيل الذاكرة، هناك الـDDR والـDDR2 والـDDR3 والـDDR4 والـDDR5 التي ظهرت بشكل مؤخر جدًا، صعب ان تجد نوع رام أقل من DDR4 الآن، كل نوع يختلف مدخله عن النوع الذي يسبقه ولا يمكن تركيب الرام الا في اتجاه واحد.

مجموعة الشرائح – Chipsets

الـChipsets تعمل على توصيل المعالج بباقي أجزاء النظام مثل الـRAM والـGPU وكارت الإنترنت، وتعمل على التوصيل بين المعالج والمكونات الإضافية التي يتم توصيلها في الجهاز مثل الماوس ولوحة المفاتيح والشاشة والطابعة، عملية التوصيل هذه تتم داخل العديد من الدوائر او شرائح التحكم التي تكون مجمعة داخل الشرائح المركزية او الـChipsets، تتكون الـChipset في الوقت الحالي من قسمين، القسم الاول كان متواجدًا في القسم الشمالي من اللوحة ويُسمى بالجسر الشمالي بينما القسم الثاني يوجد في الجنوب ونعم انت حذرت الاسم بشكل صحيح يُسمى بالجسر الجنوبي

وظيفة الجسر الشمالي

الجسر الشمالي يُعرف بإسم GMCH او Graphic and Memory Controller Hub وهو شرائح كانت تحمل المكونات التي تحتاج الى سرعات تواصل مرتفعة، أي انه كان يتحكم في الذاكرة والـPCIe والـIGP ولا تهتم ان لم تفهم شيئًا من هذه المصطلحات الآن، يتم ذلك عن طريق ما يُسمى بالناقل الأمامي او الـFSB، الجسر الشمالي نفسه كمبدأ لازال موجودًا لكنه لم يعد موجودًا بشكل فعلي بل أصبح موجود بداخل المعالجات نفسها، وبداخل بعض الشرائح الأساسية الخاصة بالـ Motherboard حسب جيل اللوحة.

الجسر الجنوبي

الجسر الجنوبي يُعرف بإسم الـinput/output Controller او الـExpansion Controller وهو مسؤول عن توصيل كل شيء آخر تقريبًا، أجهزة تخزين او وحدات ادخال واخراج او مقابس PCIe أيضًا او USB او SATA ففي هذه الحالة لا يتطلب الأمر سرعات هائلة وعملاقة عكس الجسر الشمالي، لذلك فالمسؤول عن عملية نقل البيانات هنا تكون نواقل أقل سرعة وتتصل مع المعالج بشكل غير مباشر عن طريق الجسر الشمالي.

ساعة المعالج

ساعة المعالج او ساعة وحدة المعالجة المركزية مسؤولة عن مزامنة تشغيل جميع أجزاء الكمبيوتر، مع بعضها وتوفير اشارة التوقيت الأساسية لوحدة المعالجة المركزية، باستخدام بلورة من الكوارتز تساعد الساعة هذه على احياء المعالج عن طريق تقديم نبضات مستمرة الى المعالج، فعلى سبيل المثال معالج بسرعة 2MHz سيستقبل 2 مليون نبضة في الثانية، معالج آخر بسرعة 2GHz يستقبل 2 مليار نبضة في الثانية الواحدة، يمكن استعمال هذه الساعة لمزامنة نبضات البيانات بين المرسل والمستقبل كما تُستعمل فيما يُسمى بساعة النظام او ساعة الوقت الفعلي، وهي وظيفتها تثبيت الوقت الفعلي على جهاز الكمبيوتر واتاحة هذه البيانات على الجهاز.

فتحات بطاقات التوسعة Expansion Slots

الكثير منكم يعرف مصطلح PCI الذي يُستعمل في كل مكان، هو اختصار لكلمة Peripheral component interconnect ويُعتبر وسيلة توصيل المكونات بالحاسب، وظيفة هذه المداخل تركيب مكونات اضافية مثل كروت الشاشة ومحولات الشبكة، او بطاقات الصوت الإضافية، الـPCI بشكل عام عبارة عن ناقل توسعة يُستخدم لنقل البيانات بين الكمبيوتر او المعالج والأجهزة الإضافية المُتصلة، مداخل PCIe أيضًا تطورت على مدار الزمن وحصلت على عدة أجيال، في الوقت الحالي هناك مدخل PCIe 5.0 الذي يحمل سرعات تصل الى 63GB/s وهو ضعف الجيل الرابع PCIe 4.0

موصلات وحدات التخزين

هناك نوعين من الموصلات، النوع الأول يُسمى SATA او Serial ATA وهي وسيلة التوصيل التي تُستعمل في توصيل محركات الأقراص الصلبة Hard Drive او محركات الأقراص الضوئية CD و DVD او بعض وحدات التخزين الصلبة SSD، توجد إصدارات مختلفة منها الـSATA 3.2 والـmSATA والـeSATA، يختلف استعمال المدخل على حسب نوع التخزين الذي يتم استعماله، او نوع المركب الذي سيتم تركيبه، يتم استخدام mSATA او mini-SATA لوحدات التخزين من نوع SSD او أقراص HDD بحجم 2.5 بوصة (تلك الموجودة في أجهزة اللابتوب) لأنها أصغر حجمًا وأقل استهلاكًا للطاقة.

النوع الآخر هو نوع M.2 والتي يتوفر منها نوع SATA 3 لتركيب الـSSD، او الأفضل NVMe لتركيب SSD من فئات أسرع بكثير جدًا، الذي توصل سرعته الى 7000MB/s وأكثر مع الجيل الجديد الذي سيدعم سرعات PCIe 5.0، تحدثنا كثيرًا عن الـSSD و وحدات التخزين في مقالات كثيرة سابقة يمكنك قراءة مقالات قديمة من موقعنا عنهم لتعرف المزيد

‎موصلات الطاقة

كل جهاز كمبيوتر به وحدة تزويد طاقة رئيسية PSU او Power Supply Unit وهو بدوره يقوم بتوصيل الطاقة لكل المكونات الموجودة على اللوحة الأم، بالطبع يكون هناك مشكلة ان تقوم بتوصيل كل وحدات الجهاز بشكل مباشر بسلك واحد فيتم استعمال أكثر من مدخل لكابلات الطاقة التي تصل من الـPSU الى الـ Motherboard، فيكون هناك مدخل خاص بالـRAM ومدخل خاص بالمعالج والتبريد الخاص به، ومدخل آخر خاص بالـChipsets، تقريبًا كل ما يُركب على اللوحة الأم يتم توصيله بالطاقة عن طريق اللوحة الأم عدا كروت الشاشة الكبيرة والحديثة تحصل على طاقتها بشكل منفصل من خلال الـPSU.

الذاكرة الثابتة ROM

كل Motherboard تحتوي على ذاكرة ثابتة او Flash ROM هي عبارة عن نوع من الذاكرة غير المتاطيرة تستخدم في تخزين تعليمات الـBIOS الخاصة بالنظام، الـBIOS هو النظام الأساسي لأي Motherboard وهو اختصار لـBasic input and output System وهو ما يربط كل عتاد الجهاز ببعضه البعض، الـBIOS بالطبع يختلف من نوع motherboard وأخرى يتم تطويره من الشركة المصنعة للوحة الأم، ويُخزن في الـFlash ROM بإسم firmware وفي الغالب يكون قابلًا للتحديث.

بطارية CMOS

تشمل اللوحات الأم أيضًا مجموعة من ذاكرة الوصول العشوائي تُسمى بالـCMOS او Complimentary Metal Oxide Semiconductor وهي تعمل بشكل مستمر في الكمبيوتر لا تتوقف، وتعمل ببطارية اسمها CMOS أيضًا، هذه الذاكرة تعمل بلا توقف تحافظ على عمل الذاكرة حتى لو قطعت الكهرباء عن الكمبيوتر مما لا يعيد ضبط معلومات الكمبيوتر عند اعادة تشغيله مرة أخرى، صُنعت هذه الذاكرة من وحدات CMOS لأنها تتطلب قدرًا ضئيلًا جدًا من الطاقة لتعمل، وتخزن كل المعلومات الأساسية الخاصة بالجهاز، مثل انواع الأقراص المرنة ومحركات الأقراص الثابتة ومعلومات حول وحدة المعالجة المركزية، ومعلومات المداخل وغيرها.

مكونات أخرى

• مداخل USB: غنية عن التعريف لتوصيل أي أجهزة خارجية والآن مداخل USB تستعمل تقريبًا لتوصيل أغلب الأجهزة من طابعات وماوس وكيبورد وبعض انواع السماعات
• USB Type-C: نوع خاص من مداخل الـUSB أضافته كل الشركات حديثًا الى مداخلها لتوحيد المداخل التي تُستعمل في الأجهزة ويوجد منه أنواع متقدمة بإسم Thunderbolt تلك التي تستطيع توصيل أي شيء في الجهاز حتى ان كان شاشة كاملة
• مداخل VGA/HDMI/DP/DVI وغيرها: مداخل لتركيب الشاشات، بالرغم ان مداخل DVI وVGA غير منتشران الآن والاستعمال الأكبر لمداخل HDMI وDP
• النواقل Busses: هي خطوط نحاسية موزعة على سائر اللوحة الأم تقوم بنقل التيار الكهربي بين عناصر اللوحة الأم
• المكثفات: مسؤولة عن توزيع الإشارات الكهربية خاصة الإشارات الكهربية التي تصل الى المعالج وتقاس قوتها بالفاراد

انوع اللوحات الأم Motherboard

AT Motherboard

هي اختصار لجملة Advanced Technology Motherboard وهي اكثر اللوحات انتشارًا من عام 1980 حتى 1990 وأنتجتها شركة IBM، كانت تحتوي على منافذ من نوع ISA الا ان الأنواع الحديثة منها تحمل منافذ PCI، ابعاد اللوحة هي 8.66×13 انش مع وجود نوع بأبعاد 12×13 انش، ليس منتشرًا هذا النوع الآن هناك أنواع أحدث ظهرت على الساحة.

ATX Motherboard

نوع متقدم من الـAT، هي اختصار لجملة Advanced Technology Motherboard Extended وهي نوع متقدم ظهر بعد عام 1996، وهو النوع المُستعمل الآن تقريبًا معظم اللوحات الأم التي ستراها في حياتك من نوع ATX، هناك نوع خاص منها باسم mini AT لأجهزة الكمبيوتر الأصغر حجمًا لا تختلف كثيرًا عنها غير انها تكون أصغر في الحجم ولا تحمل نفس حرية إضافة المكونات في اللوحة مثل هذه.

NLX Motherboard

New Low-Profile EXtended motherboard نوع مشابه للوجات ATX وهي على عكس كل أجهزة الكمبيوتر مقدمة لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة والرفيعة جدًا، وطريقة تركيب الملحقات في هذه اللوحات يختلف عن أي لوحة أخرى، قدمت في بداية عام 1987 لككن لم نراها بشكل قوي غير بعد عام 1996.