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Guida PC - Schede Madri

Cos'è un processore senza la sua scheda madre?

SPECIALE di Mattia Comba   —   06/03/2015

Come avevamo scritto in occasione della Guida PC dedicata ai processori, questo particolare componente è soggetto a frequenti cambiamenti riguardanti socket e chipset, che di fatto obbligano coloro che vogliono sostituire una CPU con qualche primavera sulle spalle con un modello nuovo fiammante ad intervenire anche sulla scheda madre. Questa infatti non è altro che un circuito stampato di grandi dimensioni in grado di mettere in comunicazione tutto l'hardware presente nel nostro PC, e proprio per questo è necessaria la sua completa compatibilità con il resto della componentistica, e in particolar modo con il processore. Molto semplicemente la compatibilità si può verificare osservando le specifiche dei componenti per evitare di effettuare acquisti azzardati che poi si rivelano inutilizzabili, ma considerando tutte le variabili in gioco, fare la scelta giusta potrebbe sembrare piuttosto difficile. Come sempre infatti è bene avere chiare in mente quali siano le nostre esigenze, come andremo ad utilizzare il PC, se abbiamo ambizioni di overclocking oppure no e, ultimo ma forse l'aspetto più importante di tutti, il budget a disposizione. Come vedremo in seguito infatti, ci sono decine di motherboard presenti sul mercato con una forbice di prezzo davvero elevata giustificata dalle tecnologie impiegate, ma anche, ad esempio, dalla qualità dei materiali utilizzati e dalla presenza o meno di rivestimenti protettivi per preservare le parti sensibili e aumentarne la solidità. Una freccia all'arco dei questo componente è che avendo un'ampia compatibilità con le schede video necessita di essere sostituita solamente in concomitanza con l'acquisto di un nuovo processore, evento che se analizzato in chiave gaming, capita piuttosto di rado, sicuramente meno frequentemente di quanto accade con le GPU.

Il nuovo appuntamento con la Guida PC di Multiplayer.it è dedicato all'importanza della scheda madre

Un po’ di anatomia

Come detto, la motherboard funge da raccordo tra tutti i componenti del nostro PC e pertanto è alla base del funzionamento stesso della nostra macchina. Innanzitutto permette tramite l'apposita interfaccia BIOS (Basic Input-Output System), oppure la più recente UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), di intervenire direttamente sulle impostazioni dell'hardware. Sarà quindi possibile modificare le frequenze e i voltaggi di RAM e CPU per l'overclocking, ma anche impostare la velocità di rotazione delle ventole e dare priorità alle unità di memoria in fase di avvio. Ogni produttore sviluppa un'interfaccia BIOS o UEFI proprietaria da utilizzare sulle sue schede madri, che offrirà funzionalità più o meno approfondite in base alle specifiche tecniche e al target a cui sono indirizzate: una mobo pensata esclusivamente per un'attività d'ufficio avrà sicuramente meno feature di una costruita appositamente per il gaming o, ancora meglio, per l'overcloking.

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La comunicazione tra i vari componenti hardware avviene attraverso una serie di canali e segnali elettrici definiti BUS, che differiscono per velocità e performance: USB, PCI, PCI-Express, SATA sono solo alcuni esempi che ci fanno capire come tutto, ma proprio tutto, passi irrimediabilmente per i circuiti della scheda madre. Senza entrare troppo nello specifico, il controllo e la direzione dello scambio di informazioni che circolano attraverso i vari BUS è affidata al chipset, che nelle schede madri è scisso in due parti logiche ognuna con compiti differenti. Al Northbridge è affidata le gestione della comunicazione con i dispositivi ad alta velocità come appunto il processore, la memoria RAM e la scheda video mediante PCI-Express, mentre il Southbridge al contrario comunica con dispositivi più lenti come le porte USB o quelle SATA. Come si evince, dunque, è il chipset la vera chiave delle potenzialità di una scheda madre e in tal senso l'introduzione di una nuova interfaccia porta sempre novità piuttosto sostanziali sotto il profilo delle performance e dell'usabilità. Attualmente il chipset più avanzato presente sul mercato è l'X99, lanciato una manciata di mesi addietro da Intel che oltre a supportare gli ultimi processori del colosso di Santa Clara con architettura Haswell-E, porta in dote l'adozione delle memorie RAM DDR4, della nuova interfaccia PCI-Express 2.0, l'aumento del numero di porte USB 3.0 e SATA disponibili, oltre a un miglioramento della velocità di trasferimento dati di quest'ultime. Per poter sfruttare tutte le features di un chipset è dunque necessario avere un processore che sia in grado di gestirle tutte e sia quindi compatibile con la scheda madre utilizzata. Ma non sarà solo il chipset a influenzare la scelta: come detto, il processore è anche caratterizzato da un socket specifico che ovviamente deve combaciare con quello presente sulla scheda madre. Se quindi scegliamo un processore Intel con socket 1150 dovremo scegliere una scheda madre che abbia lo stesso socket per alloggiarlo e, viceversa, se scegliamo una scheda madre con socket FM2, dovremo acquistare per forza un processore AMD con socket FM2. Sbagliare socket vuol dire semplicemente non poter inserire fisicamente il processore nella scheda madre.

Tutte le guide hardware

L'articolo che state leggendo è il quinto di una serie che ci accompagnerà nel corso dei prossimi mesi e che tratterà ogni aspetto della scelta delle componenti per montare un nuovo PC oppure aggiornare una macchina esistente. Se volete vedere il programma delle pubblicazioni e restare sempre aggiornati, vi consigliamo di raggiungere questa pagina.

Mobo per tutte le esigenze

Basta quindi pensare a tutte le possibili combinazioni tra chipset e socket per farsi un'idea di quanto sia vasta l'offerta in ambito motherboard, senza contare che ogni combinazione viene poi offerta sul mercato in fasce di prezzo differenti per accontentare le esigenze del maggior numero di utenti possibile. Oltre alle connessioni interne, un aspetto importantissimo riguarda il pannello input/output, l'unica zona della scheda madre accessibile esteriormente che permette la connessione con tutte le periferiche esterne quali stampanti, mouse, tastiera, modem, monitor, hard disk aggiuntivi e quant'altro. Più una scheda madre è performante e più questa zona sarà ricca di porte e connessioni veloci come ad esempio le porte UBS 3.0 per un trasferimento dei dati sempre più celere. Un altro criterio nella scelta della scheda madre è il form factor che può variare in funzione del tipo di PC che vogliamo assemblare. Il più comune, diffuso ed acquistato è l'ATX, che presenta una predisposizione dei componenti standard studiata appositamente per favorirne il raffreddamento tramite il flusso d'aria ascendente all'interno del case. Nello specifico la CPU andrà ad incastonarsi nella parte superiore leggermente spostata verso destra, mentre gli slot per schede aggiuntive e PCI-Express sono allocati nella parte inferiore, ben distanziati dagli altri componenti che potrebbero produrre un calore eccessivo.

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In termini di dimensioni parliamo di 305 × 244 mm, compatibile con la maggior parte dei case presenti in commercio. Scendendo troviamo le Micro-ATX che non sono altro che una variante ristretta della ATX di forma quadrata più corta all'incirca del 25%. A differenza del modello maggiore presenza dimensioni di 244 × 244 mm e la parte "tagliata" toglie alcuni slot di connessione per le schede aggiuntive. Le più piccole sono le Mini-ITX, soluzioni indirizzate prevalentemente per l'assemblaggio di Home Theatre PC (HTPC) e caratterizzate da dimensioni ridotte e da un'alta integrazione tra le componenti. In queste mobo lo spazio è contato, tutto l'hardware deve essere alloggiato in un case dalle dimensioni limitate e per questo è necessario scendere a qualche compromesso: si possono utilizzare CPU provviste di dissipatore stock (quello che viene fornito nella stessa scatola del processore) oppure di radiatori orizzontali dalle dimensioni contenute, al massimo due banchi di RAM e si ha a disposizione un solo slot per una scheda video dalla lunghezza non superiore ai 170 mm. I Mini PC sono soluzioni ideali per crearsi una postazione da salotto poco ingombrante da utilizzare come media center per la riproduzione di file in streaming o in remoto. Visti i vari formati, quando si decide che case comprare è bene leggere tra le sue specifiche tecniche se è o meno compatibile con la dimensione della scheda madre che vogliamo utilizzare, anche se i fori di montaggio su schede più piccole rimangono comunque allineati con quelli dei case più grandi. Per completare la panoramica, in ultimo citiamo le Nano-ITX e le Pico-ITX entrambe dalle dimensioni molto ridotte, ma altrettanto poco utilizzate in ambito consumer perché rappresentano soluzioni davvero estreme che difficilmente trovano posto nell'utilizzo giornaliero.

Le scelte Budget e Mini PC

Prima di fare una carrellata sui modelli di scheda madre più interessanti, ribadiamo ancora una volta che è fondamentale avere ben chiaro il processore che andremo ad utilizzare in modo tale da acquistare un modello con socket e chipset compatibili.

Gigabyte GA-H61N-D2V
Gigabyte GA-H61N-D2V

Tra i socket, quelli attualmente utilizzati da Intel sono il 1150, 1155, 2011 e il più recente 2011-v3, l'unico compatibile con il chipset X99. Sul fronte AMD troviamo i socket AM3+, FM1, AM1, FM2+. Tra i produttori hardware, i più importanti sono ASUS, ASRock, MSI, Gigabyte con modelli che vanno da pochi euro a parecchie centinaia. Se puntate ad assemblare un PC dal costo contenuto, senza ambizioni di overlocking o configurazioni multischeda, ma che offra comunque una buon quantitativo di feature, prendete in considerazione le micro-ATX come la ASUS H81M che per circa 50 euro vi permette di portarvi a casa una scheda madre per processori Intel versatile e dall'ottimo rapporto qualità prezzo. Supporta tutte le CPU con socket 1150 (architettura Haswell), è fornito di due banchi di RAM per un totale di 16GB di memoria DDR3, ha due porte USB 3.0, quattro 2.0, due porte SATA da 6 GB/s e due da 3GB/s e uno slot per la scheda video. Tutto quello di cui si ha bisogno per giocare, senza spendere cifre da capogiro. Rimanendo nell'ambito delle schede madri dalle dimensioni ridotte, tra le Mini-ITX il range di prezzo è piuttosto elevato e si va da soluzioni molto economiche come la Gigabyte GA-H61N-D2V che costa meno di 50 euro, a soluzioni top di gamma prodotte da MSI e ASRock che costano cento euro in più e sono dotate di chipset Z97, un abbondante numero di porte USB e modulo Wi-Fi perfetto se si ha in mente di mettere in piedi un media center per lo streaming in remoto utilizzando una rete casalinga. Come al solito, il parametro maggiormente incisivo è il budget a disposizione, ma i modelli tra cui scegliere non mancano sicuramente.

Utilizzo Gaming

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Passando al gaming, com'è naturale alziamo l'asticella del prezzo e contemporaneamente si amplia anche il ventaglio di modelli presenti sul mercato. Tutti i produttori offrono molteplici incarnazioni delle loro schede madri a prezzi differenti che differiscono prevalentemente per la qualità dei materiali e per la predisposizione più o meno marcata all'overclocking. È molto comune infatti che chi si dedica ai videogiochi sia propenso a trafficare con frequenze e voltaggi di processore e memorie, non in maniera estrema, ma quel tanto che basta per richiedere da parte del produttore l'adozione di accorgimenti specifici atti a non usurare anzitempo la componentistica. La differenza principale rispetto a una scheda entry level è che quella da gaming ha più fasi di alimentazioni a cui è demandato il compito di trasformare la tensione proveniente dall'alimentatore in tensione utilizzabile da processore, GPU e memorie RAM.

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Ogni fase inizia dai VRM (Voltage Regulation Module) che trasformano la corrente e la rendono utilizzabile dagli altri componenti, e si sviluppa attraverso induttanze e condensatori che ne stabilizzano la tensione prima di essere erogata alle varie componenti. Va da sé che utilizzando materiali di alta qualità diminuisce il pericolo di sbalzi improvvisi di tensione che potrebbero bruciare i componenti rendendoli inutilizzabili. Da segnalare che un sistema ad 8 fasi non è necessariamente in grado di erogare più potenza di uno a 4, ma questo può accadere solamente se è maggiormente efficiente e stabile. In questo modo si può intervenire sulla regolazione di frequenza e voltaggi in tutta sicurezza. Tra i modelli gaming uno dei più interessanti è l'ASRock Z97 Extreme 4, una motherboard da circa 150 euro compatibile con socket 1150 particolarmente incline all'overclocking e capace di ospitare configurazioni CrossFire e SLI. Un'alternativa nella stessa fascia di prezzo è la MSI Z97 Gaming 5 che presenta specifiche tecniche analoghe alla precedente nonché un'ottima resa in overclocking. Ha un firmware molto intuitivo che permette di intervenire in modo facile e veloce sui setting dei vari componenti. Ultima, la Gigabyte GA-Z97X-UD5H un pochino più cara delle precedenti ma molto completa sul fronte delle connessioni e anch'essa ottima in OC. Dotata di connettori fino a sei ventole, 8 porte SATA 3, 6 porte USB 3.0 accessibili sul retro e doppia porta ethernet per connessioni LAN. Peccato per la mancanza di un modulo Wi-Fi integrato, ma quello è facilmente integrabile con una scheda aggiuntiva.

Anima OC

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Il meglio della tecnologia viene espresso in ambito overclocking, dove la motherboard gioca un ruolo fondamentale nel raggiungimento di determinate performance da parte di processore, scheda video e memoria RAM. Senza badare a spese quindi vi proponiamo alcuni dei modelli più estremi e accessoriati, che non spiccano solamente per meriti tecnologici ma anche per un design ricercato e accattivante. Visti anche i costi elevati, abbiamo deciso di evitare di inserire motherboard con chipset X99 nel paragrafo dedicato alle soluzioni dedicate al gaming, citandole solamente in ambito overclocking dove il costante inseguimento dei risultati migliori porta gli appassionati ad adottare le nuove soluzioni tempo prima di quanto richiesto in ambito videoludico. L'ASUS Rampage V Extreme è una delle mobo più complete per l'overclocking, con chipset X99, compatibilità con processori Intel su socket LGA 2011-3, RAM DDR4 e materiali di assoluta qualità. Il VRM è a 8 fasi di alimentazione, ha un doppio connettore per la CPU (8+4 pin) e un imponente heatsink raffredda la sezione di alimentazione maggiormente esposta a surriscaldamento nelle fasi di overclocking.

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Ha 10 porte USB 3.0, Wi-Fi integrato, 12 SATA da 6Gb/s e ben otto alloggiamenti per le RAM. Tra le caratteristiche più interessante vi è senza dubbio l'OC Panel, una periferica esterna che funge da centro di comando per l'overclock e permette un monitoraggio in tempo reale del sistema grazie al suo display da 2.6 pollici. Importante anche la presenza dei pulsanti SafeBoot e ReTry per forzare il riavvio o avviare il PC direttamente in modalità provvisoria se qualcosa è andato storto. Allo stesso modo la MSI X99S XPower AC offre prestazioni all'avanguardia sorrette dalla giusta componentistica: il rivestimento termico delle parti più sensibili garantisce una perfetta dissipazione del calore, una serie di pulsanti e interruttori posti direttamente sul corpo della scheda permettono modifiche dirette dei parametri e uno stand extra per la ventole permette di posizionare un flusso d'aria addizionale all'interno del case direzionato direttamente sulla mobo per mantenerla fresca. Supporta i processori Intel con socket LGA 2011-3 come la precedente scheda madre, è pronta per configurazioni multischeda in SLI e CrossFire con fino a 4 GPU e ha componenti Military Class 4 resistenti e duraturi nel tempo. Il tutto per circa 400€. Se invece volete rimanere in ambito OC ma lavorando su chipset Z97, l'ASUS Sabertooth Z97 Mark 1 è ottima per centrare lo scopo, soprattutto se cercate una scheda madre dal sicuro impatto estetico da esibire all'interno di un case moddato o con finestra laterale. L'armatura termica che che ne riveste quasi completamente la struttura oltre ad avere una funzione di dissipazione irrobustisce la scheda che sorreggerà meglio il peso degli altri componenti. Il costo è di circa 200€.