Lesson-6 : મધરબોર્ડ ઘટકોનું કાર્ય અને વિવિધ પ્રકારના પ્રોસેસર્સ

મધરબોર્ડ કમ્પ્યુટરનું મુખ્ય પરિપથ (main circuit board) છે, જ્યાં બાકીના બધા હાર્ડવેર ભાગો જોડાય છે અને એકબીજાથી ડેટા વહેંચે છે.

1) CPU Socket (સીપીયુ સોકેટ)

• શું છે? મધરબોર્ડ પરનું વિશેષ સોકેટ જ્યાં પ્રોસેસર બેસે છે.

• પ્રકાર:

  • Intel: LGA 1200, LGA 1700 વગેરે (LGA = Land Grid Array: પિન સોકેટમાં હોય છે).

  • AMD: AM4, AM5 વગેરે (સામાન્ય રીતે પિન CPU પર હોય છે).

• ધ્યાનમાં રાખશો:

  • સોકેટ અને CPU Compatible હોવા જોઈએ (જેમ AM5 CPU AM4 સોકેટમાં નહીં ફિટ થાય).

  • BIOS/UEFI અપડેટ ઘણીવાર નવા CPU માટે જરૂરી પડે.

2) VRM (Voltage Regulator Module)

• શું છે? CPU, RAM જેવી ચીજોને ** સ્થિર અને નિયત્રિત વીજ** આપે છે.

• કાર્ય: હાઇ-પરફોર્મન્સ અથવા ઓવરક્લોકિંગ વખતે વોલ્ટેજ/કરંટ stableness રાખે છે.

• સારું VRM કેમ જરૂરી? ગરમી ઓછું થાય, થ્રોટલિંગ ઓછું, સિસ્ટમ સ્થિર રહે.

3) RAM Slots (DIMM Slots)

• કાર્ય: RAM મેમરી લગાડવા માટે.

• ચેનલ્સ: Single/Dual/Quad Channel—ચેનલ વધે તો મેમરી બેન્ડવિડ્થ વધે.

• સ્પીડ અને ટાઇમિંગ: (e.g., DDR4-3200, DDR5-6000) — MHz જેટલી વધારે, ડેટા ઝડપથી ગયા આવે.

• કમ્પેટિબિલિટી:

  • માધરબોર્ડ અને CPU કઈ maksimal સ્પીડ સુધી સપોર્ટ કરે છે તે જોવું.

  • XMP/EXPO પ્રોફાઇલથી rated સ્પીડ સરળતાથી સેટ થાય.

4) Storage Interfaces: SATA, M.2 (NVMe/SATA)

• SATA Ports: HDD/SSD/Optical Drive માટે. ગતિ ઉ.દા. ~ 6 Gbps.

• M.2 Slots:

  • NVMe (PCIe): બહુ ઝડપી (PCIe 3.0/4.0/5.0 લેન મુજબ).

  • M.2 SATA: SATA જેટલી જ ઝડપ; દેખાવ M.2 જેવો, પણ પ્રોટોકોલ SATA.

• હીટસિંક: NVMe SSD ગરમ થાય, તો M.2 હીટસિંક ઉપયોગી.

5) Chipset (ચિપસેટ)

• ભૂમિકા: CPU, RAM, સ્ટોરેજ, I/O ડિવાઇસિસ વચ્ચે ડેટા ટ્રાફિક મેનેજ કરે.

• લાઇન્સ અને ફીચર્સ: USB સંખ્યાઓ, PCIe લેન્સ, ઓવરક્લોકિંગ સપોર્ટ, RAID વગેરે ચિપસેટ પરથી નક્કી થાય.

• ઉદાહરણ: Intel B760/Z790, AMD B650/X670 — Z/X શ્રેણી સામાન્ય રીતે વધુ હાઈ-એન્ડ ફીચર્સ આપે.

6) BIOS/UEFI Firmware

• શું કરે? પાવર-ઓન Self Test (POST), હાર્ડવેર ચેક, બૂટ ડિવાઇસ સિલેક્શન.

• સેટિંગ્સ: બૂટ ઓર્ડર, RAM XMP/EXPO, CPU ટર્બો/પાવર લિમિટ, ફેન કર્વ્સ.

• અપડેટ: નવા CPU/મેમરી સપોર્ટ માટે જરૂરી—અપડેટ વખતે વીજ પુરી રીતે સ્થિર રાખવી.

7) Expansion Slots (PCIe)

• પ્રકાર: PCIe x16 (ગ્રાફિક્સ કાર્ડ), x4/x1 (NVMe કાર્ડ, કૅપ્ચર કાર્ડ, Wi-Fi, USB expansion).

• જનરેશન: PCIe 3.0/4.0/5.0—જન જેટલું ઊંચું, બેન્ડવિડ્થ વધારે.

• લેઆઉટ: મોટા GPU માટે ટોપ x16 સ્લોટ મજબૂત સ્ટીલ-રીન્ફોર્સ્ડ હોય છે.

8) Power Connectors

• 24-pin ATX મુખ્ય કનેક્ટર: સમગ્ર બોર્ડને વીજ પૂરવઠો.

• 8-pin/4-pin EPS CPU પાવર: CPU માટે dedicated. હાઇ-એન્ડ CPU માટે 8+4 પણ દેખાય.

• GPU માટે PCIe કેબલ્સ (SMPSમાંથી) માધરબોર્ડથી જુદા લાગે છે.

9) Fan Headers & Pump Headers

• CPU_FAN, CHA_FAN, PUMP: ફેન્સ/લિક્વિડ પંપ જોડવા.

• PWM/DC કંટ્રોલ: BIOS/UEFIમાં તાપમાન પ્રમાણે ફેન સ્પીડ વક્ર (fan curve) સેટ કરો—શાંતિ + ઠંડક.

10) I/O Ports (પાછળ અને ફ્રન્ટ પેનલ)

• USB: 2.0/3.2 Gen1/Gen2/Gen2x2 Type-A/Type-C.

• Display: HDMI/DP (ફક્ત Integrated Graphics હોય ત્યારે કામે આવે).

• Audio: 3.5mm jacks, S/PDIF.

• LAN: 1GbE/2.5GbE/10GbE.

• Wi-Fi/BT Antenna: Wi-Fi મોડ્યુલ હોય તો.

• Front Panel Headers: કેબિનેટના Power SW, Reset SW, Power LED, HDD LED માટે પિન.

11) Onboard Audio & Network Controllers

• Audio Codec: શ્રવણ ગુણવત્તા, SNR, એમ્પ્લિફાયર, અલગ PCB લેયર Noise isolation.

• LAN/Wi-Fi ચિપ: ગતિ, स्थिरતા, ડ્રાઇવર સપોર્ટ.

12) CMOS Battery (RTC Battery)

• કાર્ય: તારીખ/સમય, BIOS સેટિંગ્સ જાળવે.

• લક્ષણ: બેટરી કમજોર થાય તો બૂટ વખતે સમય રીસેટ/“CMOS checksum error” જેવી ભૂલો.

---

🧠 પ્રોસેસર (CPU) – વિગતવાર સમજ

1) CPU શું કરે છે?

• પ્રોગ્રામની સૂચનાઓ (instructions) વાંચે, ડિકોડ કરે, ગણતરી/તર્ક (ALU) કરે, પરિણામ મેમરી/રજીસ્ટર્સમાં લખે.

• સિસ્ટમનો ગતિશીલ “મગજ”.

2) CPUના મુખ્ય ઘટકો

• ALU (Arithmetic Logic Unit): ઉમેરા/બાદબાકી/ગુણાકાર/તર્ક (AND, OR, NOT, XOR).

• CU (Control Unit): કોણ શું કરશે અને ક્યારે કરશે—આદેશનું સંકલન.

• Registers: ખૂબ જ ઝડપી આંતરિક સ્મૃતિ (જેમ કે Program Counter, Accumulator).

• Cache Memory (L1/L2/L3): અત્યંત ઝડપી મેમરી જે વારંવાર વપરાતા ડેટાને સાચવે—RAMથી ઘણી ઝડપી.

  • L1 સૌથી નાનો પણ ઝડપી; L3 મોટો પણ થોડો ધીમો.

3) Cores, Threads, IPC, Clock

• Cores: એક CPUમાં અનેક “નાનાં CPU”. વધુ core = વધારે પારલલ કાર્ય.

• Threads (SMT/Hyper-Threading): દરેક core એક કરતાં વધુ થ્રેડ ચલાવી શકે—મલ્ટીટાસ્કિંગ સુધરે.

• IPC (Instructions Per Cycle): એક સાયકલમાં કેટલા કાર્ય; આર્કિટેક્ચર પર આધારિત.

• Clock Speed (GHz): સેકન્ડ દીઠ સાયકલ—બૂસ્ટ ક્લોક ટૂંકા સમય માટે ઉંચે જાય.

• TDP/પાવર લિમિટ: ઊંચી પાવર = વધુ પરફોર્મન્સ + વધુ ગરમી.

4) Integrated Graphics (iGPU) vs Dedicated GPU

• iGPU: CPUમાં જ ગ્રાફિક્સ—બેઝિક ડિસ્પ્લે/લાઇટ ગેમિંગ/મલ્ટીમીડિયા.

• Dedicated GPU: PCIe કાર્ડ—હાઇ-એન્ડ ગેમિંગ, 3D, CUDA/AI વર્કલોડ.

5) Instruction Set & Process Node

• ISA: x86-64 (Intel/AMD), ARM (મોબાઇલ/Apple Silicon).

• Process Node (nm): 7nm/5nm/4nm…—નાના નોડ = ઓછું power, વધુ efficiency (ટેકનિકલ અર્થમાં “અસલ માપ” જુદું હોઈ શકે).

6) Thermal Management

• થ્રોટલિંગ: ગરમી વધી જાય તો ગતિ ઘટાડે.

• કૂલિંગ: યોગ્ય એરફ્લો, હીટસિંક/લિક્વિડ કૂલિંગ, ગુણવત્તાવાળું થર્મલ પેસ્ટ.

---

🔢 પ્રોસેસરના પ્રકારો

A) Intel Core Series

• Core i3: બ્રાઉઝિંગ, ઓફિસ, લાઇટ કામ.

• Core i5: મિડ-રેન્જ ગેમિંગ/એડિટિંગ/કોડિંગ.

• Core i7/i9: હાઇ-એન્ડ ગેમિંગ, 3D રેન્ડર, વીડિયો એડિટિંગ, હેવી મલ્ટીટાસ્કિંગ.

• વિશેષ: ઉચ્ચ ક્લોક, મજબૂત સિંગલ-કોર, iGPU વેરિએન્ટ્સ, થંડરબોલ્ટ ઈકોસિસ્ટમ.

B) AMD Ryzen Series

• Ryzen 3/5/7/9: Intel Core જેવી જ પોઝિશનિંગ, ઘણીવાર વધુ કોર/થ્રેડ રેશિયો.

• વિશેષ: મલ્ટીકોર પરફોર્મન્સ, ઉન્નત efficiency, AM4→AM5 ટ્રાન્ઝિશન, EXPO મેમરી પ્રોફાઇલ.

C) ARM Processors (મોબાઇલ/એમ્બેડેડ)

• વિશેષ: ઓછી પાવર, ઓછી ગરમી, સ્માર્ટફોન/ટેબ્લેટ/IoTમાં વ્યાપક.

• પરફોર્મન્સ/વોટ: ઉત્તમ મોબાઇલ બેટરી લાઇફ.

D) Apple Silicon (M-Series)

• આર્કિટેક્ચર: ARM-based, High-Performance + High-Efficiency cores (big.LITTLE).

• વિશેષ: ઊંચી efficiency, શક્તિશાળી મીડિયા એન્જિનો, મજબૂત ઇન્ટિગ્રેટેડ GPU/NPUs.

---

🧪 સામાન્ય Troubleshooting Tips

• POST ન થાય: 24-pin/EPS કનેક્શન ચેક, RAM સાચા સ્લોટમાં, GPU/ડિસ્પ્લે કેબલ યોગ્ય પોર્ટમાં.

• RAM ડીટેક્ટ ન થાય: RAM સાફ કરીને ફરી લગાવો, યોગ્ય ચેનલમાં, XMP/EXPO બંધ રાખીને બૂટ કરો.

• ગરમી વધારે: કૂલર માઉન્ટ, થર્મલ પેસ્ટ, ફેન દિશા, કેબિનેટ એરફ્લો તપાસો.

• સ્ટોરેજ ન દેખાય: BIOSમાં NVMe/SATA મોડ, M.2 સ્લોટ શેરડ લેનથી કોઈ SATA પોર્ટ ડિસેબલ તો નથી?

• BIOS અપડેટ: યોગ્ય વર્ઝન/મોડલ ખાતરી—અપડેટ દરમિયાન પાવર કટ નહિ થાય તે સુનિશ્ચિત કરો.