메인보드의 종류

[때꾸장]

메인보드란 컴퓨터 내에서 기본회로와 부품들을 담고 있는 가장 기본적이고 물리적인 하드웨어로서,

  마더보드(mother board) 또는 주기판(主基板)이라고도 한다.

PC의 실행 환경을 설정하고 그 정보를 유지해 주며, PC가 안정적으로 구동되게 해주고,

  PC의 모든 장치들의 데이터 입출력 교환을 원활하게 해주는 부분이다.

여기에 포함되는 컴퓨터 부품들은 중앙처리장치(CPU), 마이크로프로세서, 보조프로세서(옵션),

  메모리, 바이오스, 확장슬롯, 접속회로 등이다. 확장슬롯을 통해 그 외의 기능들을 추가할 수 있다.

설계 여하에 따라서 CPU 종류와 메모리 최대용량, 확장슬롯의 수량 등 기본성능이 규정되며,

  시스템의 안정성도 밀접한 관계가 있다.

중심적인 역할은 Chipset 이라는 대규모 집적회로(LSI)가 담당한다.

Chipset란 CPU와 메모리, 확장슬롯 간의 데이터 교환을 관리하는 것인데,

  이 칩세트(Chipset)의 규격이 PC의 기본구성을 결정하게 된다.  

오늘날 데스크톱 컴퓨터용으로 가장 많이 사용되는 메인보드는 IBM의 AT에 기초를 둔 AT보드이며,

  ATX보드는 AT보드를 개선한 것이다.

1. 메인보드 정의

컴퓨터 시스템의 주요 구성 부품들을 설치, 연결, 조절하는 주 회로 기판(main circuit board)을 메인보드

  (main-board)라고 한다. 메인보드를 인체에 비교하면 골격, 신경 조직, 혈관과 같은 역할을 한다.

2. 메인보드의 분류

(1) 형태에 따른 분류

 ◀ AT 방식
AT형이란 최초에 설계된 IBM-PC의 표준 규격으로 XT부터 지금의 펜티엄 이상의 컴퓨터에 이르기까지

  17년 이상 사용되어 온 규격이다.
확장성과 호환성에서 우수하나 너무 오래된 규격으로 CPU의 크기가 과거에 비해 대단히 커지고 방열의 문제와

  외부 인터페이스가 보드에 내장되는 추세에도 불구하고 이를 모두 케이블을 이용하여 연결해야 하는 불편함 등이 있다.

 ◀ ATX 방식
AT형의 불편함을 개선하고자 만든 규격이 ATX 형이다.

AT형에 비해 넓고 짧은 모양으로 키보드, 프린터 포트, 시리얼 포트, PS/2 마우스 포트, USB 포트 등을

  메인보드에 붙박이로 설치하여 연결선을 줄였으며 CPU의 위치 등 기존 부품 설치 위치를 조정하여 발열 문제의 해결이나

  긴 카드의 장착 등을 용이하게 하였다.
또 소프트 방식의 전원 스위치를 채택해 소프트웨어적인 전원 OFF와 외부의 신호(모뎀, 네트 워크의 입력)로

  전원이 켜지는 PS On 기능 등의 편리한 기능도 지원이 된다.

이외에도 많은 장점이 있어 미래의 표준으로 자리 잡을 만한 규격이다.

 

◀ AT 방식과 ATX방식의 차이점

 

1> 가장 큰 차이는 전원관리 부분이다.
  전원을 켤때와 전원을 끌때의 방식이 가장 큰 차이점이라고 할 수 있는데
  AT 방식은 전원을 power supply 에서 제어를 해서 누르면 메인보드를 거치지 않고 전원이 들어오는데 반해
  ATX 방식은 전원을 메인보드에서 제어를 하기 때문에 전원을 켜면 메인보드에서 신호를 인식하고
    power supply를 제어하여 전원이 들어오게 된다.
  종료시에도 AT 의경우 파워버튼을 눌러서 전원을 끄지만,  ATX 의 경우 메인보드에 명령을 내려
   소프트웨어적으로 종료를 할 수 있게 된 것이다.

  이 기술은 486시절에도 있었는데 이것을 제대로 지원해주는 os가 없었다가 윈도우즈95가 대중화 되면서

   ATX 방식이 전원관리방식을 대표하게 되었다.

2> 두번째는 키보드 및 마우스에서 ps/2 방식이 serial 방식을 대신해서 쓰이게 된 것.
   ps/2와 serial 을 비교하면 전기적 신호에서 차이가 나지만,

    일반인들이 쉽게 확인할 수 있는 것은 그 모양에 있다.

   키보드를 입력하는 소켓이 작아졌고 마우스의 경우에 새로운 포트가 생겼다.
   USB 는 AT, ATX 의 구분과는 무관하지만 ATX방식이 대표하게 되었을 때쯤 새로운 규격으로 지원하게 되었다.
   ATX 방식은 대기업에서 먼저 채용을 하게 되는데,

    매직스테이션 초기에(486) ATX 방식을 채택한 적이 있었는데 윈도우즈95 이전에는 큰 반응은 없었다.
   부가적으로 AT 방식에서는 확장슬롯(isa,pci) 끝부분에 cpu가 존재하는 경우가 많았는데,
    ATX 방식에서는 확장슬롯 옆으로 자리가 변동되었다.

   확장슬롯의 길이가 길어지게되면 cpu자리를 침범하기때문에 크기의 제한이 있었기 때문이다.

(2) 칩셋의 종류에 따른 분류
chipset은 메인보드의 핵심 부품이며 프로세서를 설계할 때 칩셋 역시 함께 만든다.

따라서 프로세서마다 사용할 수 있는 칩셋의 종류가 지정되어 있으며 그와 반대로 칩셋에 따라서 사용할 수 있는

  프로세서의 종류가 미리 정해져 있다.

◀ 486 까지의 칩셋
XT부터 486 시스템까지의 메인보드들은 칩셋이 단순한 기능(bus control 등)만 수행하였다.

키보드를 제외한 기본적인 입출력 기능들 (직렬 및 병렬 컨트롤러, FDD 및 HDD 컨트롤러)조차

  별도로 설치한 확장 카드가 그 역할을 담당하였다.

◀ 펜티엄 이후의 칩셋
칩셋의 중요성이 대두된 것은 펜티엄 프로세서를 발표한 이후부터이다.

그 주된 이유는 펜티엄 시스템의 메모리 관리 기능이 대폭 증가 (메모리 bus를 64 bit로 확장)하였고

  디스크 컨트롤 기능을 칩셋에 포함시켰기 때문이다.

[ 펜티엄용 메인보드 ]

각종 입출력 컨트롤러 (super I/O용, drive용) 이외에 Voltage Regulator (프로세서 및 메모리용 전압 조절 장치,

  5V를 3.3 - 2.8V로 낮추어 제공)를 내장하고 있다.

시스템 스피드를 50, 60, 66 MHz로 높였으며,

 처음으로 L2 cache(256-512 KB)를 사용자 옵션으로 메인보드에 설치할 수 있도록 하였다.
메모리 소켓이 30 핀용에서 72 핀용으로 변하고,

 VESA bus용 슬롯을 없애고 PCI bus용 슬롯으로 대치하였다.
오래동안 사용하던 AT형 form factor의 단점을 보완한 ATX형 메인보드가 출현하여

  케이스 및 전원 역시 ATX형으로 바뀌었다.

결국 부품들의 형태가 거의 모두 바뀌어 486 시스템 중 펜티엄에서 계속 사용(업그레이드)할 수 있는 것은

  디스크 드라이브(HDD,FDD, CD-ROM drive 등)와 ISA bus용 확장 카드(사운드, 모뎀, LAN 카드 등) 몇 가지 밖에 없다.

 

펜티엄 1 보드의 발전사 ..
          vx -> tx -> fx(펜티엄 pro, 펜티엄 2 초기모델지원) (Intel chipset)
          vp->vpx->vp2->vp3->mvp3(k6)->mvp4(k6) (via chipset)

[ 펜티엄 Ⅱ용 메인보드 (Slot 1) ] 

펜티엄 II용 메인보드의 특징으로 그래픽 기능 향상을 위한 AGP(가속 그래픽 포트) bus를 새롭게 추가하고

  프로세서 설치용 소켓을 Slot 방식으로 변경하였으며,

  66 MHz와 함께 100 MHz 시스템 버스 스피드를 지원하는 점을 들 수 있다.
펜티엄용은 L2 cache를 메인보드에 설치하지만 펜티엄 II는 L2 cache를 프로세서(또는 카트리지)에 내장하고

  메인보드에는 설치하지 않는다.

440LX, 440BX, 440EX 칩셋을 사용한 메인보드는 대부분 233-450 MHz 펜티엄 II 프로세서와

  266-333 MHz Celeron 프로세서를 지원하며 99년부터의 440BX 메인보드 중에는 600 MHz 이상의

  펜티엄 III 프로세서까지도 지원하는 경우가 있다.

99년부터 인텔이 i810 chipset을 발표함에 따라서 소켓형 Celeron 프로세서를 위한 전용 메인보드가 출시되었다.
소켓형 Celeron은 프로세서의 핀 수가 370 개로써 기존의 소켓 7(321핀, 펜티엄용)보다 핀 수가 더 많은 점이 특징이다.

이 보드는 저가로 복합형 기능을 부가할 수가 있도록 설계 하였다.

AGP 포트 대신에 AMR(Audio/Modem Riser) 포트를 갖추어 모뎀 라이저(MR) 카드 또는 오디오/모뎀 라이저(AMR) 카드를

  AMR 포트에 설치하면 해당 기능을 쓸 수 있게 된다.

소켓형 셀러론 프로세서와 i810 메인보드를 이용하여 싼 값으로 업무용 시스템을 구축한다는 목표는 좋으나

  현실적으로 빠르게 변화하는 하드웨어 세계에서 단 한가지의 특정 프로세서(소켓형 셀러론)만을 위한

  메인 보드의 성공 가능성은 매우 낮은 편이다.

[ 펜티엄 Ⅲ (133MHz FSB)용 i820 메인보드 ]

펜티엄 2,3 메인보드의 발전사..
          lx -> bx -> i810(e) -> i820 -> i815(e,ep,epb), ex(lx저가형), zx(bx저가형) (Intel chipset)
          via691, 692, 693a, 694x, 694t (via chipset)

펜티엄 4 메인보드의 발전사..
          i850(e,rdram) , i845(p,b,e,pb,g,ge, sdram,ddr) (인텔칩셋)
          p4x266a(ddr), p4x266(sdram) p4m266, p4x266e, p4x333(ddr), p4x400(ddr) (비아칩셋)

99년 말에 나온 133MHz FSB 펜티엄 III용 메인보드에는 i820 chipset이 사용된다.

현재의 440BX 메인보드도 펜티엄 III 프로세서를 지원하고는 있지만 펜티엄 III의 본래 설계목표에 부합하는 것이

  아니며 단지, 경쟁사인 AMD Kx 프로세서를 의식하여 인텔사가 성급하게 발표하였을 뿐이다.

133MHz FSB를 사용하는 펜티엄 III용 메인보드로 는 i820 chipset이 가장 적합하다.

물론, 440BX 메인보드도 133MHz FSB를 지원하지만 direct RDRAM을 지원하지는 못한다.

133MHz FSB 시스템 구축을 위하여 시스템 메모리 역시 PC-133용이라야 하는데,

  현재의 SDRAM은 기술적으로 100MHz의 벽에 도달한 상태이다.

Direct RDRAM은 133MHz 이상의 높은 주파수로 동작할 수 있어 차세대 시스템 메모리로 적합하다.

i820 메인보드는 칩셋이 Ultra DMA/66을 지원하므로 Ultra ATA/66 지원 HDD의 성능을 제대로 발휘하게 만든다.

이를 기점으로 현재의 32GB HDD 용량 한계를 TB(Tera Bytes, 1,000GB) 수준으로 높인 BIOS가 탑재된다.
i820 메인보드는 AGP 4x를 지원하므로 그래픽 처리 속도를 더 빠르게 한다.

PCI 슬롯은 현재 4개까지 Bus Mastering을 지원하고 있으나 i820부터 6개의 PCI 슬롯 모두가 Bus Mastering을

  지원하고 그대신 ISA 슬롯은 모두 없앴다.

[ i815 메인보드 ] 

i815 칩셋은 i810 칩셋의 후속 모델이다.

i820 칩셋의 부진으로 인한 공백을 '잠시 메워 주기 위한' 제품에 불과하며 i815 칩셋은 인텔의 허브 아키텍처를

  그대로 계승하면서 PC133 SDRAM과 AGP 4X를 지원하고 울트라 ATA 66 등을 지원함으로써

  사실 694X 칩셋에 빼앗겼던 하이엔드 데스크톱의 시장을 탈환하려는 전략적 칩셋이다.

그래픽 코어가 직접 내장되어 있고 810 칩셋과 마찬가지로 인텔 i752 칩셋의 코어를 내장하고 있으며,

  그 결과 별도의 그래픽 카드 없이도 동작한다.
다만 810 칩셋과 달라진 점은 AGP 4X 슬롯을 가지고 있다는 점인데, 여기에 AGP 카드를 꽂으면

  내장된 i752 코어는 정지하고 외부 AGP 카드만 동작한다

 

 i815 board

 [ Slot Ⅱ 프로세서용 메인보드 ]
Slot II를 사용하는 메인보드는 Zeon 프로세서와 같이 서버 시스템을 위한 멀티 프로세서용으로 쓰인다.

따라서 일반 개인용 컴퓨터(PC)가 Slot II 프로세서용 메인보드를 사용하는 경우는 극히 드물다.

 [ VIA 메인보드 ] 

VIA의 694X North Bridge와 686A South Bridge를 장착한 제품으로 Dual 기능을 지원하는 제품.

FSB 133MHz로 동작하는 Pentium III를 지원하며, Slot 1을 2개 장착하고 있다. DIMM 슬롯은 4개가 장착이 되어 있으며,

  PCI 슬롯은 4개가 지원되고, 2X 및 4X AGP 카드를 모두 지원하는 Universal AGP 슬롯이 지원된다.

ISA 슬롯은 없다.
특이한 점으로는 Mainboard의 PCB 기판위에 SCSI 컨트롤러 및 SCSI 커넥터용 회로와 LAN 컨트롤러 회로가

  배치되어 있다는 점이다.

Apollo Pro133A 칩셋을 탑재한 Dual Mainboard는 133MHz의 FSB로 동작하는 Pentium III 를 지원하는

  저가격 Dual 환경으로서 주목되고 있다. 또한, Intel사에서 제작 되는 칩셋에서는 지원이 불가능한 VC-SDRAM을

  지원하는 등, 여러 측면에서 좀 더 낳은 Dual 환경을 제공한다고 볼 수 있다.

비아칩셋을 사용하여 애슬론 프로세서를 지워하는 제품으로 PC133, AGP 4X, UDMA 66등을 지원하는 스펙상으로

  아주 뛰어난 제품이다. 하지만 KX133보드의 초기 제품으로 이 주요기능들에 대해 안정성이나 호환성등이

  자세히 입증되고 있지 않은 상태라 여러 매체를 통해 잘 따져보고 구입할 필요가 있는 KX133보드이다

850MHz까지와 이 이상의 Athlon 프로세서를 지원하며 200MHz의 FSB를 사용한다.
3개의 DIMM을 제공하여 최고 768MB의 메모리를 지원하며 PC100/PC133/VCM SDRAM을 지원한다.

VIA Apollo Pro KT- 133칩셋 AMD 최신형 썬더버드와 듀론을 완벽지원하고

  266MHz의 FSB까지 오버 클럭킹이 가능하다.
AGP 4배속과 U-DMA 66MHz 지원하고 AMD 썬더버드 프로세서 750/800/850/900/950MHz,1GHz,

  1.1GHz 지원 AMD 듀론 프로세서 600/650/700MHz와 차후 프로세서를 지원 한다.

SDRAM(133MHz)를 지원하며, 최대 1.5GB까지 메모리를 늘릴 수 있다.

5개의 32bit PCI슬롯과 1개의 ISA 슬롯, 1개의 AGP슬롯, 1개의 AMR슬롯을 제공한다.

컴퓨터를 구성하는 주요 부품들(CPU, 램, 그래픽카드 등)은 메인보드에 직접 설치하며

  시스템 내의 다른 부품들(P/S, HDD, FDD, CD-ROM drive )과 시스템 외부의 장치들(키보드, 마우스, 프린터)이

  메인보드에 연결되어 있다.

컴퓨터의 모든 장치는 직접적이든 간접적이든 간에 메인보드에 연결된다.

모니터 역시 그래픽카드를 통하여 메인보드에 연결되었고 스피커나 마이크도 사운드카드를 통하여

  메인보드에 연결된 상태이다.

컴퓨터의 모든 장치는 메인보드에 거미줄처럼 연결된 버스를 통하여 정보를 교류하며

  그 흐름을 적절히 조정하는 역할을 메인보드가 맡고 있다.
전원 장치가 공급하는 전력은 메인보드에서 다시 조절(Voltage Regulator로 전압을 조절)하여 프로세서에 공급하며

  메인보드에 설치된 각종 장치에 분배하고 또한 외부 장치(키보드, 마우스, 조이스틱 등)에 보낸다.
메인보드는 컴퓨터 중에서 프로세서 다음으로 중요한 역할을 수행하며 가장 많은 부품들로 이루어진 장치이고

  그 핵심 부품은 chipset이다.

또한 메인보드는 시스템의 안정성과 호환성에 영향을 주는 장치이기도 하다.