全方位玩转主板

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第一章：主板结构与功能
一 主板的板型
我们常说的主板的板型，是指主板上各元器件的布局排列方式。主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板结构，现在已经淘汰。而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种。EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板。ATX是目前市场上最常见的主板结构。Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构。


1．AT结构




AT是最基本的板型，一般应用在586以前的主板上。AT主板的尺寸较大，板上可放置较多元器件和扩充插槽。它是采用直式的设计，键盘插座所处边为上沿，主板的左上方有8个I/O扩充插槽。但是一些外设的接口（如：串口、并行口等）需要用电缆连接后再安装在机箱上，大量的线缆导致计算机内部结构复杂，视线混乱，布局不合理。


2．Baby-AT结构



3．ATX结构（这也是我们最常见的板型）


ATX是目前最常见的主板结构，它在Baby AT的基础上逆时针旋转了90度，这使主板的长边紧贴机箱后部，外设接口可以直接集成到主板上。ATX结构中具有标准的I/O面板插座，提供有两个串行口、一个并行口、一个PS/2鼠标接口和一个PS/2键盘接口，其尺寸为159mm×44.5mm。这些I/O接口信号直接从主板上引出，取消了连接线缆，使得主板上可以集成更多的功能，也就消除了电磁幅射、争用空间等弊端，进一步提高了系统的稳定性和可维护性。另外在主板设计上，由于横向宽度加宽，内存插槽可以紧挨最右边的I/O槽设计，CPU插槽也设计在内存插槽的右侧或下部，使I/O槽上插全长板卡不再受限，内存条更换也更加方便快捷。软驱接口与硬盘接口的排列位置，更是让你节省数据线，方便安装。

4．Micro ATX结构（很多集显板常用的板型）


Micro ATX也称Mini ATX结构，它是ATX结构的简化版。Micro ATX规格被推出的最主要目的是为了降低个人电脑系统的总体成本与减少电脑系统对电源的需求量。Micro ATX结构的主要特性：更小的主板尺寸、更小的电源供应器，减小主板与电源供应器的尺寸直接反应的就是对于电脑系统的成本下降。虽然减小主板的尺寸可以降低成本，但是主板上可以使用的I/O扩充槽也相对减少了，Micro ATX支持最多到四个扩充槽，这些扩充槽可以是PCI-E、PCI或AGP等各种规格的组合，视主板制造厂商而定。


5．Flex ATX结构


Flex ATX也称为WTX结构，它是Intel最新研制的，引入All-in-one集成设计思想，使结构精炼简单、设计合理。Flex ATX架构的最大好处，是比Micro ATX主板面积还要小三分之一左右，使机箱的布局可更为紧凑。

6．BTX结构


BTX是英特尔提出的新型主板架构Balanced Technology Extended的简称，是ATX结构的替代者，这类似于前几年ATX取代AT和Baby AT一样。革命性的改变是新的BTX规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。新架构对接口、总线、设备将有新的要求。重要的是目前所有的杂乱无章，接线凌乱，充满噪音的PC机将很快过时。当然，新架构仍然提供某种程度的向后兼容，以便实现技术革命的顺利过渡。


BTX具有如下特点：

支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑；
针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计；
主板的安装将更加简便，机械性能也将经过最优化设计。

而且，BTX提供了很好的兼容性。目前已经有数种BTX的派生版本推出，根据板型宽度的不同分为标准BT（325.12mm）， microBTX （264.16mm）及Low-profile的picoBTX （203.20mm），以及未来针对服务器的Extended BTX。而且，目前流行的新总线和接口，如PCI Express和串行ATA等，也将在BTX架构主板中得到很好的支持。

值得一提的是，新型BTX主板将通过预装的SRM（支持及保持模块）优化散热系统，特别是对CPU而言。另外，散热系统在BTX的术语中也被称为热模块。一般来说，该模块包括散热器和气流通道。目前已经开发的热模块有两种类型，即full-size及low-profile。

得益于新技术的不断应用，将来的BTX主板还将完全取消传统的串口、并口、PS/2等接口。

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二 北桥芯片

北桥芯片（North Bridge）是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥（Host Bridge）。一般来说，芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的，例如英特尔965P芯片组的北桥芯片是82965P，975P芯片组的北桥芯片是82975P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP，PCI-E数据在北桥内部传输，提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型（SDRAM，DDR，DDR2以及未来的DDR3等等）和最大容量、AGP插槽、PCI-E插槽，ECC纠错等支持，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。通常在主板上靠近CPU插槽的位置，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北桥芯片的数据处理量非常大，发热量也越来越大，所以现在的北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热，有些主板的北桥芯片还会配合风扇进行散热。



摩天轮下就是北桥芯片

AMD从K8处理器开始将内存控制器成在了CPU内部，这点有别于英特尔的芯片组（据说英特尔也准备把内存控制器集成进CPU，从而大幅简化北桥的功能）。

三 南桥芯片


下面躺的就是南桥芯片

南桥芯片（South Bridge）也是主板芯片组的重要组成部分。主要负责I/O总线之间的通信以及IDE设备的控制等。例如英特尔的P35芯片组所搭配的南桥芯片就是ICH9系列，根据不同需要和定位南桥规格略有不同。（有消息说ICH10有可能是INTEL最后一款南桥芯片）

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三 CPU插座

我们知道，CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展，采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口，对应到主板上就有相应的插槽类型。不同类型的CPU具有不同的CPU插槽，因此选择CPU，就必须选择带有与之对应插槽类型的主板。主板CPU插槽类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插。


Socket 775又称为Socket T，支持Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及双核心的Pentium D，Pentium EE和Core架构的Cornoe处理器等CPU，采用触须状针脚，通过与CPU底部对应的触点相接触而获得信号，是Intel平台目前的主流CPU插槽。

AMD


Socket AM2是2006年5月底发布的支持DDR2内存的AMD64位桌面CPU的插槽标准，支持AMD Athlon 64 FX/Athlon 64 X2/Athlon 64/Sempron等处理器。Socket AM2具有940个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和1000MHz的HyperTransport总线频率，支持双通道DDR2内存。

AM2


Socket AM2+针脚跟现行AM2完全一样，只是HyperTransport总线提高到3.0标准，支持最高2.6GHz的工作频率，该频率下数据传输带宽将达到5.2GT/s 即20.8GB/s ，是AMD K10处理器的标准插槽，可以兼容AM2。

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四 内存插槽

内存插槽是主板上用来安装内存的地方。需要注意的是不同类型的内存插槽它们的引脚，电压，性能功能都是不尽相同的，不同的内存在不同的内存插槽上不能互相兼容。

SDRAM是Synchronous Dynamic Random Access Memory（同步动态随机存储器）的简称，采用3.3伏工作电压，168Pin的DIMM接口，带宽为64位，有PC66、PC100、PC133等不同规格，SDRAM内存金手指上有两个缺口。

DDR应该叫DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写，采用的是2.5V电压，184pin，内存金手指有一个缺口。


DDR2（Double Data Rate 2）是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，是目前的主流内存类型，电压为1.8V，针脚数量为240pin，虽然和DDR金手指同样有一个缺口，但两者缺口的位置略有不同，所以不可兼容。

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五 PCI插槽

图中整齐排列的四条白色插槽即为PCI插槽

PCI插槽是基于PCI局部总线（Pedpherd Component Interconnect，周边元件扩展接口）的扩展插槽。其位宽为32位或64位，工作频率为33MHz，最大数据传输率为133MB/sec（32位）和266MB/sec（64位）。可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡



六 AGP插槽
AGP即将退出历史舞台

AGP（Accelerate Graphical Port），加速图形接口。随着显示芯片的发展，PCI总线日益无法满足其需求。英特尔于1996年7月正式推出了AGP接口，它是一种显示卡专用的局部总线。严格的说，AGP不能称为总线，它与PCI总线不同，因为它是点对点连接，即连接控制芯片和AGP显示卡，但在习惯上我们依然称其为AGP总线。AGP接口是基于PCI 2.1 版规范并进行扩充修改而成，工作频率为66MHz。

AGP接口的发展经历了AGP1.0(AGP1X、AGP2X)、AGP2.0(AGP Pro、AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等阶段，其传输速度也从最早的AGP1X的266MB/S的带宽发展到了AGP8X的2.1GB/S。





需要说明的是由于AGP3.0显卡的额定电压为0.8—1.5V，因此不能把AGP8X的显卡插接到AGP1.0规格的插槽中。这就是说AGP8X规格与旧有的AGP1X/2X模式不兼容。而对于AGP4X系统，AGP8X显卡仍旧在其上工作，但仅会以AGP4X模式工作，无法发挥AGP8X的优势。

七 PCI-E插槽
简单的说 就是新的显卡插槽

蓝色插槽即为PCI-E 16X插槽，两条较短的白色插槽为PCI-E 1X插槽

PCI-Express是最新的总线和接口标准，简称PCI-E，采用了双单工和点对点串行连接，能提供更高的传输速率和质量，支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据同步传输，为优先传输数据进行带宽优化。PCI-E技术规格允许实现X1（250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道规格，PCI-E X1和PCI-E X16已成为PCI-E主流规格。

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八 IDE插槽


图中绿色的就是IDE插槽

IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，IDE接口有ATA33/66/100/133几种规格，主要用来连接硬盘和光驱等设备。
九 SATA插槽



6个橘红色的SATA插槽

SATA（Serial ATA）采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
十 网卡芯片


板载RTL8111B网卡芯片

主板网卡芯片是指整合了网络功能的主板所集成的网卡芯片，与之相对应，在主板的背板上也有相应的网卡接口（RJ-45）板载网卡芯片以速度来分可分为10/100Mbps自适应网卡和千兆网卡，以网络连接方式来分可分为普通网卡和无线网卡，以芯片类型来分可分为芯片组内置的网卡芯片和主板所附加的独立网卡芯片。部分高档家用主板、服务器主板还提供了双板载网卡。

十一 声卡芯片



板载ALC888声卡芯片

板载声卡一般有软声卡和硬声卡之分。这里的软硬之分，指的是板载声卡是否具有声卡主处理芯片之分，一般软声卡没有主处理芯片，只有一个解码芯片，通过CPU的运算来代替声卡主处理芯片的作用。而板载硬声卡带有主处理芯片，很多音效处理工作就不再需要CPU参与了。

AC'97

AC'97的全称是Audio CODEC'97，这是一个由英特尔、雅玛哈等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。它并不是一个实实在在的声卡种类，只是一个标准。

HD Audio

HD Audio是High Definition Audio(高保真音频)的缩写，原称Azalia，是Intel与杜比(Dolby)公司合力推出的新一代音频规范。HD Audio的制定是为了取代目前流行的AC’97音频规范，与AC’97有许多共通之处，某种程度上可以说是AC’97的增强版，但并不能向下兼容AC’97标准。它在AC’97的基础上提供了全新的连接总线，支持更高品质的音频以及更多的功能。与AC’97音频解决方案相类似，HD Audio同样是一种软硬混合的音频规范。与现行的AC’97相比，HD Audio具有数据传输带宽大、音频回放精度高、支持多声道阵列麦克风音频输入、CPU的占用率更低和底层驱动程序可以通用等特点。