Tại sao các bo mạch chủ lại cần có pin? Pin CMOS là gì

Nếu đang sử dụng những chiếc máy tính desktop đời cũ hay một chiếc laptop, bạn sẽ nhận thấy bên trong bo mạch chủ có chứa một viên pin nhỏ. Nhưng không giống như viên pin thông thường cho laptop, cục pin trên bo mạch chủ không cung cấp năng lượng cho máy tính, dù rằng bạn vẫn đang sử dụng nó.

Thực tế, viên pin này được gọi chung là pin CMOS, có kích thước cực nhỏ và chỉ hoạt động khi bạn không sử dụng máy tính.

Vậy, tại sao lại có pin trên bo mạch chủ và tác dụng của nó là gì? Một viên pin CMOS sử dụng được trong bao lâu?

Pin CMOS là gì?

CMOS là từ viết tắt của “Complementary Metal-Oxide-Semiconductor”, tạm dịch là bán dẫn kim loại ô-xít bù. Vào thời điểm sơ khai của máy tính cá nhân, các cài đặt BIOS sẽ được lưu trữ trên một loại bộ nhớ khả biến có tên là RAM CMOS.

RAM CMOS cần một viên pin để hoạt động, nếu không, các thiết lập BIOS sẽ bị mất ngay khi PC tắt đi.

Các chiếc máy tính hiện tại không sử dụng RAM CMOS nữa. Chúng lưu trữ các cài đặt trên bộ nhớ điện tĩnh, đồng nghĩa rằng những thiết lập này sẽ không cần một nguồn liên tục để lưu trữ.

Trong khi đó, các bo mạch chủ UEFI đời mới lưu trữ những cài đặt này trên bộ nhớ flash hoặc ổ cứng của máy tính. Rõ ràng, những hệ thống này không cần đến pin, nhưng bạn vẫn sẽ thường thấy nó xuất hiện trong cỗ máy của mình.

UEFI là gì?

Mục đích của UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) chính là thay thế BIOS. Tiêu chuẩn này được các nhà sản xuất chip như Intel hay AMD, cùng Microsoft và những nhà sản xuất PC khác chấp thuận, bởi UEFI là một cải tiến dựa trên BIOS.

Do có nguồn gốc từ kỷ nguyên máy tính cá nhân của IBM trong những năm 1980, BIOS có một số hạn chế và không còn phù hợp với hiện tại. UEFI sinh ra để khắc phục những điều này. Chẳng hạn, hỗ trợ những ổ cứng có lớn hơn 2,2TB, chế độ 32-bit và 64-bit cũng như Secure Boot.

Secure Boot là một phương pháp bảo mật cho PC. Tính năng này đảm bảo malware không thể khai khác quá trình khởi động (boot) của máy tính. Để thực hiện điều này, nó sẽ thực hiện kiểm tra chữ ký số hợp lệ có trong bất kỳ mã thực thi nào khi khởi động.

Các tính năng khác của UEFI bao gồm lựa chọn khởi động, ép xung và thiết lập các cài đặt dành riêng cho bo mạch chủ.

BIOS là gì?

Thay vì UEFI, các chiếc máy tính đời cũ sử dụng BIOS (Basic Input/Output System), được lưu trữ trong một con chip có trên bo mạch chủ máy tính.

Khi chiếc máy tính được bật lên, BIOS sẽ khởi động, thực hiện khả năng tự kiểm tra lúc nguồn bật (POST) và khởi chạy phần cứng máy tính. Sau đó, BIOS sẽ chuyển khả năng điều khiển đến bộ tải khởi động (boot loader), thường là ổ cứng. Boot loader cũng có thể khởi động từ thiết bị USD hay ổ đĩa quang.

Tiếp đến, boot loader sẽ thực hiện tải hệ điều hành của bạn, có thể là Windows, Linux, macOS hay bất cứ thứ gì có trên bộ lưu trữ. BIOS chịu trách nhiệm cho những tác vụ hệ thống thấp cấp. Bạn có thể truy cập vào màn hình cài đặt của BIOS bằng cách nhấn một phím nào đó (phụ thuộc vào thiết lập từ nhà sản xuất bo mạch chủ) khi khởi động.

Màn hình BIOS sẽ cho phép bạn thiết lập các cài đặt thấp cấp cho phần cứng máy tính của bạn. Chúng có thể khác nhau giữa các bo mạch chủ từ nhiều nhà sản xuất, nhưng một số tùy chọn lại là cơ bản, bắt buộc phải có. Chẳng hạn như khả năng thay đổi thứ tự khởi động trong máy tính, đây chính là thứ tự mà máy tính sẽ ưu tiên để tải hệ điều hành từ các thiết bị lưu trữ đã được kết nối.

Intel dự định sẽ thay thế BIOS bằng UEFI trên tất cả các chipset của mình trong năm 2020.

Tại sao bo mạch chủ lại cần đến pin?

Nếu nhiều chiếc máy tính đã lưu giữ những thiết lập BIOS trong bộ nhớ điện tĩnh, vậy tại sao các bo mạch chủ lại cần đến pin? Lý do đơn giản là: Các bo mạch chủ vẫn đi kèm với một Đồng hồ Thời gian Thực (Real Time Clock – RTC).

Dù máy tính có bật hay tắt, pin vẫn luôn chạy. RTC thực chất vẫn là một chiếc đồng hồ Quartz, tương tự như một chiếc đồng hồ đeo tay cổ điển.

Khi máy tính tắt, viên pin này sẽ cung cấp năng lượng cho đồng hồ thời gian thực chạy. Đây là cách để máy tính của bạn luôn biết thời gian chính xác khi bạn bật nguồn.

Thời điểm thay thế pin trên bo mạch chủ là khi nào?

Như chúng ta đã biết, pin không tồn tại mãi mãi. Vì vậy, pin CMOS chắc chắn sẽ có thời điểm ngừng hoạt động và thường kéo dài đến 10 năm.

Nếu bạn sử dụng máy tính thường xuyên, pin CMOS bên trong sẽ hoạt động lâu hơn. Và ngược lại, viên pin bên trong máy tính sẽ hết nhanh hơn nếu chiếc máy tính luôn ở trạng thái tắt nguồn bởi bo mạch chủ sẽ sử dụng pin nhiều hơn.

Nếu viên pin trên những chiếc máy tính cũ vốn lưu trữ thiết lập BIOS trên CMOS đã cạn kiệt hoặc gặp lỗi nào đó, bạn sẽ thấy các thông báo lỗi như:

– CMOS Battery Failure

– ACPI BIOS Error

– CMOS Read Error

– CMOS Checksum Error

– New CPU Installed

Thông báo cuối cùng có vẻ khó hiểu, nhưng về cơ bản, nó rất đơn giản. Khi không có viên pin cấp nguồn cho BIOS, bo mạch chủ không thể nhớ rằng CPU đã được lắp đặt vào trước đó. Điều này khiến cho nó luôn nghĩ rằng có một CPU mới được lắp vào mỗi khi bạn khởi động máy tính.

Trên những chiếc máy tính mới với khả năng lưu trữ thiết lập BIOS trên bộ nhớ điện tĩnh, chúng có thể khởi động rất bình thường, nhưng khả năng theo dõi thời gian theo thời gian thực có thể bị ngừng khi tắt nguồn. Điều này có thể dẫn đến xảy ra một số lỗi về kết nối cũng như những vấn đề liên quan đến việc tải bản cập nhật. Thế nên, nó vẫn là một điều cần khắc phục sớm.

Cách thay pin CMOS trên bo mạch chủ

Để khắc phục vấn đề này, bạn sẽ cần thay viên pin CMOS. Đây là một viên pin dạng đĩa nhỏ màu bạc, được đặt trên bo mạch chủ. Chúng thường là những viên pin CR2032 vốn được sử dụng trong các chiếc máy tính cầm tay, đồng hồ hay nhiều thiết bị điện tử kích thước nhỏ khác.

Trước khi thực hiện, bạn nên tắt nguồn máy tính và rút cáp cấp nguồn. Nếu là laptop, hãy ngắt kết nối với viên pin. Cẩn thận làm theo các bước bảo trì PC tiêu chuẩn khi mở chiếc PC và nhớ cẩn thận với tĩnh điện.

Lưu ý: có một số bo mạch chủ hàn sẵn pin vào bên trong. Điều này bắt buộc bạn phải thay thế hoàn toàn bo mạch chủ hoặc thực hiện sửa chữa thông qua nhá sản xuất.

Tháo pin CMOS để khắc phục các sự cố PC

Tháo và lắp lại pin CMOS cũng có thể được sử dụng như một cách để khắc phục sự cố trên các chiếc máy tính cũ.

Chẳng hạn, nếu một chiếc máy tính có mật khẩu BIOS, chỉ cần tháo và thay thế pin CMOS, mật khẩu sẽ bị xóa sạch. Dĩ nhiên, các thiết lập BIOS cũng bị xóa theo.

Nếu máy tính cua bạn lưu trữ mật khẩu trên bộ nhớ điện tĩnh, điều này sẽ không giúp ích được gì nhiều. Bạn chỉ có thể thiết lập lại mật khẩu bằng một jumper có trên bo mạch chủ.

Bạn cũng có thể cài đặt lại các cài đặt BIOS từ bên trong BIOS trong trường hợp máy tính khởi động bình thường. Để làm điều này, trong màn hình BIOS, bạn cần tìm đến tùy chọn có tên là Clear CMOS hoặc Reset to Defaults.

Kết luận

Như vậy, các lý do có pin trên bo mạch chủ bao gồm:

– Trên các hệ thống cũ, pin CMOS được sử dụng để lưu trữ các thiết lập BIOS.

– Đối với những cỗ máy gần đây, pin CMOS lại được sử dụng để cấp năng lượng cho đồng hồ của PC.

Pin CR2032 xuất hiện rất nhiều trên thị trường, thế nên, quá trình thay thế pin CMOS trên bo mạch chủ rất đơn giản và bạn cũng chẳng tốn quá nhiều chi phí cho điều đó.