La carte mère

Examinons une carte mère

Le circuit imprimé

La carte mère est un circuit imprimé multicouche que parcourent des centaines de pistes pour alimenter et interconnecter les connecteurs et les composants électroniques soudés sur la face supérieure de la carte.

La mère est fixée au boîtier par des entretoises qui maintiennent un écart de quelques millimètres entre la face inférieure du circuit imprimé et le châssis métallique. Les positions des trous de montage sont standardisées de sorte à permettre l'installation de la carte mère dans des boîters de diverses origines.

Identification des composants montés à la surface de la carte-mère

• Les chips ou puces électroniques
  • Le socket muni de nombreux contacts pour y enficher le processeur
  • le système de fixation du "ventirad" (système de refroidissement du processeur)
  • Le chipset : composants contrôlant les signaux qui transitent sur la carte
  • Les mémoires : mémoire vive (barrettes RAM) et mémoire morte (contenant le BIOS)
• Les micro-interrupteurs ou micro-switches et les cavaliers ou jumpers. Ils étaient nombreux sur les cartes anciennes mais tendent à disparaître sur les carte récentes car la configuration de la carte se fait le plus souvent exclusivement par le setup du BIOS.
• Les connecteurs
  • Connexions internes au boîtier
    • Les slots ou connecteurs pour cartes d'extensions (PCI, AGP, PCI express).
    • Connecteur(s) pour l'alimentation de la carte
    • Connections des disques : IDE ou SATA
    • Connecteurs pour les accessoires : ventilateur, haut parleur, bouton reset, leds
  • Connexions vers l'extérieur
    • Port PS/2 pour souris et/ou clavier
    • Port(s) Série (COM1,COM2, COM3, COM4)
    • Port parallèle (LPT1, PRN)
    • Ports USB (Bus série universel ou Universal Serial Bus)
    • Port IEEE1394 = FireWire
    • Connecteurs pour le son : micro, écouteurs
    • Pour l'affichage : VGA, S-Video, ...

Critères de choix d'une carte mère

Le choix de la carte mère est un compromis entre le prix que vous avez l'intention de consacrer à votre matériel informatique, les performances que vous en attendez et les possibilités de mises à niveau pour que votre hardware ne soit pas trop vite obsolète.

Critères à considérer :

-   le support du processeur et donc le type de processeur que vous pourrez y mettre

-   le chipset qui détermine les caractéristiques du proceseur, de la mémoire, les caractéristiques du connecteur (slot) de la carte graphique et les possibilités d'extensions.

-   le format de la carte ou facteur d'encombrement (form factor)

-   les fonctions intégrées ( carte vidéo, carte réseau, carte son ... )

-   le type et nombre d'emplacements disponibles pour les barrettes RAM

-   la présence de connecteurs AGP ou PCI express

-   le nombre de connecteurs PCI

-   le nombre de ports USB ou Firewire

-   le type de disques pris en charge ( Ultra DMA 100/133, SATA, SCSI ... )

-   le type de BIOS

-   la disponibilité de la documentation

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Facteur d'encombrement

Les formats des cartes mères ont évolué au cours du temps. Ils sont caractérisés par ce qu'on appelle parfois le "facteur d'encombrement" ou " form factor ".  Il détermine les dimensions physiques de la carte et les positions des points de fxation.

Formats anciens (se rencontrent encore parfois dans de vieux PC) Les formats AT et AT Baby dérivés de celui des cartes mères des premiers PC XT ont fait leur temps. Le format LPX avait été conçu pour faire des PC de bureau surbaissés. La carte mère intègre de nombreux ports mais les connecteurs d'extension sont reportés sur une carte élévatrice fixée perpendiculairement au centre de la carte mère. Les cartes d'extension se placent donc parallèlement à la carte mère. Ce format était utilisé par des PC de marques pour obtenir des PC de bureau dits "Low profile". Il a connu de nombreuses variantes et est aujourd'hui abandonné, faute de ne pas avoir été standardisé.

Format LPX - Cliquez sur l'image pour l'agrandir

Le format NLX utilise lui aussi une carte élévatrice. Ce format a des dimensions standardisées qui font que toutes les cartes de ce format sont théoriquement interchangeables. Contrairement au format LPX, c'est cette fois la carte mère qui est enfichée dans la carte élévatrice. Généralement les cartes NLX sont montées dans des "desktop" mais sont aussi parois utilisées dans des tours comme le montre la figure ci-contre. La carte mère se retire facilement après avoir ôté le panneau latéral et sans même devoir déconnecter les cartes d'extension de la carte élévatrice qui elle aussi reste en place. Remarquez la position des cartes d'extension, parallèles à la carte mère.

Formats plus récents :

Le format ATX créé par Intel en 1995 est encore actuellement le plus utilisé, il nécessite un boîtier lui aussi de format ATX. De nombreux ports sont intégrés à la carte et les connecteurs sont regroupés à l'arrière sur deux niveaux .
Cette particularité permet d'identifier le format de la carte ATX sans même ouvrir le boîtier.

Les cartes ATX existent maintenant en quatre tailles différentes. Ce qui permet de les placer dans des boîtiers de plus en plus petit avec des alimentations elles aussi plus petites.

- L'ATX possède 7 connecteurs pour cartes d'extensions. Les dimensions de la carte sont de 12'' * 9,6'', soit 350 mm * 244 mm. (1 pouce = 2,54 cm)

- L'ATX mini est moins encombrante (11,2'' * 8,2'' = 284 * 208 mm) mais possède 6 connecteurs d'extension.

- L'ATX micro de dimensions plus réduites encore ( 9,6'' * 9,6'' soit 244 mm * 244 mm) a moins de connecteurs d'extension mais peut être placés dans des mini-tours.

Exercice :

- L'ATX Flex est encore moins encombrante 9.0''x 7,5'' soit 229 x 191mm. Les emplacements des points des fixations sont standardisés si bien que toutes ces carte ATX peuvent être placées dans un boîtier ATX de taille normale.

Cliquez sur l'image pour l'agrandir

Exercices

Identifiez les composants de ces cartes mères :

Liens externes

Étude de la carte mère vue en classe

ASUS P5GC-MX/1333

Liens vers le site du constructeur et ses manuels au format pdf : •   Quick Start Guide •   Users guide •   Guide utilisateur •   Guide d'installation de la carte mère

Quelques constructeurs

Abit   Aopen   Asus   ECS   Giga-Byte   Intel   MSI  

et d'autres sites encore

Spécifications relatives aux différents facteurs d'encombrement :  form factors.org

Série de liens vers des tests et comparatifs sur Tom's Hardware

Autres pages dédiées aux cartes mères
  http://www.motherboards.org/
  http://www.choixpc.com/cartemer.htm
  How Motherboards Work