Function of Computer Motherboard

 

मदरबोर्ड कैसे काम करता है: कनेक्टिविटी और संचार का सिद्धांत

मदरबोर्ड का कार्य सिद्धांत विद्युत पथों और नियंत्रकों पर आधारित है जो डेटा और बिजली के प्रवाह को सुगम बनाते हैं। यहाँ इसका विस्तृत विवरण दिया गया है:

केंद्रीय केंद्र:

कई महत्वपूर्ण इमारतों (सीपीयू, रैम, जीपीयू, स्टोरेज) वाले एक व्यस्त शहर की कल्पना कीजिए। मदरबोर्ड सड़कों और राजमार्गों के जटिल नेटवर्क की तरह है जो इन सभी इमारतों के बीच यातायात (डेटा और बिजली) को कुशलतापूर्वक प्रवाहित करने की अनुमति देता है।

यह एक बड़ा प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) है, जो अनिवार्य रूप से गैर-चालक सामग्री से बना एक बहु-परतीय बोर्ड है जिसके भीतर जटिल तांबे के "निशान" (विद्युत पथ) जड़े होते हैं।

सॉकेट और स्लॉट: कनेक्शन बिंदु:

मदरबोर्ड को विभिन्न सॉकेट और स्लॉट के साथ डिज़ाइन किया गया है जहाँ विभिन्न घटकों को भौतिक रूप से प्लग इन किया जाता है।

सीपीयू सॉकेट:

यहीं पर सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) स्थापित होता है। इसमें एक विशिष्ट पिन लेआउट होता है जो सीपीयू से मेल खाता है, जिससे उचित विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित होता है।

RAM स्लॉट (DIMM स्लॉट):

 इन स्लॉट में रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) मॉड्यूल होते हैं।

PCIe स्लॉट (एक्सपेंशन स्लॉट):

 ये आपको ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग यूनिट (GPU), साउंड कार्ड, नेटवर्क कार्ड या M.2 SSD जैसे एक्सपेंशन कार्ड लगाने की सुविधा देते हैं।

स्टोरेज कनेक्टर (SATA, M.2):

 हार्ड ड्राइव (HDD) और सॉलिड स्टेट ड्राइव (SSD) को जोड़ने के लिए पोर्ट।

पावर कनेक्टर:

 ये पावर सप्लाई यूनिट (PSU) से पावर प्राप्त करते हैं और इसे मदरबोर्ड के सभी कंपोनेंट्स में वितरित करते हैं।

बसें: डेटा हाईवे:

डेटा कंपोनेंट्स के बीच बसों के माध्यम से यात्रा करता है। ये विद्युत पथों (ट्रेस) का संग्रह होते हैं जो डेटा, एड्रेस और कंट्रोल सिग्नल संचारित करते हैं।

डेटा बस: 

वास्तविक डेटा ले जाती है।

एड्रेस बस:

 मेमोरी या डिवाइस में वह स्थान (एड्रेस) निर्दिष्ट करती है जहाँ से डेटा को पढ़ा या लिखा जाना होता है।

कंट्रोल बस: 

संचालनों के समन्वय के लिए कंट्रोल सिग्नल (जैसे, पढ़ना, लिखना, रीसेट करना) ले जाती है।

चिपसेट: 

ट्रैफ़िक पुलिस:चिपसेट मदरबोर्ड पर एकीकृत सर्किटों का एक महत्वपूर्ण समूह है जो ट्रैफ़िक नियंत्रक की तरह काम करता है। यह CPU और अन्य घटकों के बीच डेटा के प्रवाह का प्रबंधन करता है।

ऐतिहासिक रूप से, मदरबोर्ड में दो मुख्य चिप्स होते है।

1) नॉर्थब्रिज (मेमोरी कंट्रोलर हब):

 CPU, RAM और प्राथमिक ग्राफ़िक्स कार्ड (PCIe) के बीच उच्च गति संचार को नियंत्रित करता था। आधुनिक CPU ने नॉर्थब्रिज के कार्यों (जैसे मेमोरी कंट्रोलर) को मुख्यतः सीधे CPU में ही एकीकृत कर दिया है।

2) साउथब्रिज (I/O कंट्रोलर हब):

 धीमे इनपुट/आउटपुट (I/O) कार्यों को नियंत्रित करता था, USB पोर्ट, SATA पोर्ट, ऑडियो, नेटवर्क और पुराने PCI स्लॉट से कनेक्ट करता था।

आधुनिक मदरबोर्ड में, इन दोनों चिप्स को अक्सर एक प्लेटफ़ॉर्म कंट्रोलर हब (PCH) में संयोजित किया जाता है, जो आमतौर पर Intel सिस्टम में पाया जाता है, या AMD सिस्टम में भी इसी तरह एकीकृत होता है। चिपसेट घटकों के बीच संगतता सुनिश्चित करता है और मदरबोर्ड की कई विशेषताओं (जैसे USB पोर्ट, SATA पोर्ट और समर्थित PCIe लेन की संख्या) को निर्धारित करता है।

BIOS/UEFI: बूट-अप प्रबंधक:

मदरबोर्ड में एक छोटी, गैर-वाष्पशील मेमोरी चिप होती है जो BIOS (बेसिक इनपुट/आउटपुट सिस्टम) या उसके आधुनिक संस्करण, UEFI (यूनिफाइड एक्सटेंसिबल फ़र्मवेयर इंटरफ़ेस) को संग्रहीत करती है।

यह कैसे काम करता है:

 जब आप अपना कंप्यूटर चालू करते हैं, तो BIOS/UEFI सबसे पहले चलने वाला सॉफ़्टवेयर होता है। यह निम्नलिखित महत्वपूर्ण कार्य करता है:

POST (पावर-ऑन सेल्फ-टेस्ट):

 जाँचता है कि क्या सभी आवश्यक हार्डवेयर घटक (CPU, RAM, GPU) मौजूद हैं और ठीक से काम कर रहे हैं।

हार्डवेयर आरंभीकरण: 

बुनियादी हार्डवेयर उपकरणों को आरंभीकृत और कॉन्फ़िगर करता है।

बूट डिवाइस चयन: 

यह निर्धारित करता है कि ऑपरेटिंग सिस्टम को किस ड्राइव (जैसे, SSD, HDD) से लोड किया जाए।

रनटाइम सेवाएँ प्रदान करता है: 

ऑपरेटिंग सिस्टम और हार्डवेयर के बीच निम्न-स्तरीय संचार सेवाएँ प्रदान करता है।

CMOS बैटरी (एक छोटी कॉइन-सेल बैटरी) कंप्यूटर बंद होने पर भी सिस्टम सेटिंग्स (जैसे दिनांक और समय) को बनाए रखने के लिए BIOS/UEFI चिप को शक्ति प्रदान करती है।

पावर डिलीवरी (VRM):

मदरबोर्ड, PSU से पावर प्राप्त करता है और उसे विभिन्न घटकों में वितरित करता है। CPU और GPU जैसे महत्वपूर्ण घटकों को सटीक और स्थिर पावर डिलीवरी की आवश्यकता होती है।

वोल्टेज रेगुलेटर मॉड्यूल (VRM): 

ये मदरबोर्ड पर लगे सर्किट होते हैं जो PSU से प्राप्त मुख्य 12V पावर को CPU और अन्य घटकों के लिए आवश्यक विशिष्ट, कम वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं। उच्च-गुणवत्ता वाले VRM स्थिर प्रदर्शन के लिए आवश्यक हैं, खासकर ओवरक्लॉकिंग के दौरान।

सारांश: ऑर्केस्ट्रेटर

मदरबोर्ड, CPU की तरह स्वयं डेटा को "प्रोसेस" नहीं करता है। इसके बजाय, यह एक केंद्रीय प्लेटफ़ॉर्म और ऑर्केस्ट्रेटर के रूप में कार्य करता है जो:

कंप्यूटर के सभी घटकों को भौतिक रूप से जोड़ता है।

इन घटकों को विद्युत शक्ति प्रदान करता है।

ट्रेस और बसों के अपने जटिल नेटवर्क के माध्यम से उनके बीच संचार और डेटा स्थानांतरण को सक्षम बनाता है।

चिपसेट और BIOS/UEFI के माध्यम से इन इंटरैक्शन को प्रबंधित और नियंत्रित करता है।

यह वह आधार है जिस पर आपका पूरा कंप्यूटर सिस्टम निर्मित होता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक भाग आपके द्वारा दिए गए कार्यों को पूरा करने के लिए सामंजस्यपूर्ण ढंग से एक साथ काम कर सके।

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