计算机硬件扫盲(主板篇1)

盛夏光年

主板篇！
0.总说
    主板，又称主机板，英文名为Main Board，是安装在主机机箱内的一块方形电路板,上面安装有电脑的主要电路系统。主板上一般具有主控制芯片组、BIOS芯片和各种输入输出接口、指示灯接口、直流电源供电接口、系统开关接口以及各种扩充类型插槽接口等元件。主板的职能相当与人的血管和神经网络，不但负责传输经过滤后的直流电到系统各个部件上，还负责外部设备与CPU之间的信息传递！由于主板职能的特殊性，主板的类型和档次直接决定着整个系统的类型和档次，主板的稳定运行是保证整机稳定运行的重要基础！系统能使用什么CPU，能支持什么内存，能扩展什么外部设备，都是由主板所决定的！
1.芯片组
    如果说CPU的类型决定了整机的总体性能水平的话，那毫无疑问，主板的芯片组就决定了主板的总体性能水平与对系统设备的支持情况！一般来说，一块主板有两个主芯片，分别为北桥和南桥，当然也有南北桥二合一的主芯片了！无论是单芯片还是双芯片，我们都统称为芯片组！
    北桥负责与CPU的联系和对内存进行控制（由于目前AMD的CPU都集成了内存控制器，故支持AMD CPU的主芯片都不需要控制内存，以下提到与内存相关的术语都不适用于支持目前AMD CPU的主芯片）。作用是在CPU与PCI总线、内存、AGP总线、PCI-E总线等和CPU L2高速缓存之间建立通信接口。北桥芯片还提供对CPU类型，主频，前端总线；内存的类型，支持的最大容量，PCI/AGP/PCI-E插槽等设备的支持。整合显示型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。由于北桥与CPU的通信最密切，故通常北桥芯片都会离CPU比较近！北桥的作用非常重要，在系统中起着主导作用，所以又称为主桥。而芯片组通常也会以北桥的芯片型号来命名！
    南桥芯片负责与I/O总线之间的通信，如PCI总线、IDE、SATA、RAID、USB、IEEE1394、网络适配器、音频控制器、PS/2接口、COM口、LPT口、实时时钟控制器、高级电源管理等等！虽然南桥对系统速度性能无太大影响，但却对系统的对外支持性与扩展性有很大关系！不同的南桥芯片对设备提供的支持也是不一样的！一般来说，越新的南桥芯片对新设备的支持度越好，但也可能会对某些很少用到的接口总线不再提供支持！南桥也是主板芯片组的重要的组成部分，一般位于主板上离北桥较远的下方，这是考虑到它所连接的总线较多，放于下方有利于布线。南桥一般不与CPU直接相连，而是通过某些特定的方式与北桥相连！
    单芯片的主板，其实质也就是将南桥的功能整合到北桥上，这样不但能节省生产成本，更能避免南北桥之间连接线路的性能损耗！但也由于南北桥的整合，主板布线会变得更加复杂，北桥的发热量也更高了！
    目前主芯片组的生产商主要有Intel，VIA，nVIDIA，AMD（前身为ATI），SIS，几家公司！其中Intel只会生产支持Intel自家CPU的芯片组，ATI在与AMD合并后也只会生产支持AMD自家CPU的芯片组，而其他几家公司既会生产支持Intel CPU的芯片组，也会生产支持AMD CPU的芯片组！由于芯片组的种类繁多，这里就不作介绍了！主板能支持什么CPU，什么内存，什么设备，功能等，不但需要芯片组支持，有时候还需要详细到某块主板，甚至某个版本的BIOS上！详细信息可上主板生产商的主页上查询，也可上太平洋产品库里查看产品参数！
    芯片组对系统很重要，虽然有人提出IU（Intel CPU）用I板，AU（AMD CPU）用A板的说法，论据是自己生产的CPU只有自己才最熟悉，才能兼具稳定与性能于一体！而实际上很多优秀的芯片组并不一定是出自于自己公司的，VIA，nVIDIA，甚至SIS也曾经生产过风摩一时芯片组。需要购买哪种类型芯片组的主板，具体还是要看实际情况，一般购机时可先确定购买的CPU类型，再根据你的详细要求，确立主板使用的芯片组和详细的品牌型号！
2.对CPU的支持
    在CPU篇中已经详细介绍了CPU的接口类型了，而和CPU相对应的，就是主板上的插槽类型！目前主流的是Intel的LGA775和AMD的Socket AM2，在这里就不再详细介绍了！
    主板除了需要对CPU的接口提供支持之外，还必须对CPU的详细型号提供支持！目前主流的Intel CPU有Prescott,Pentium D,Celeron D,Conroe几类，Prescott其实就是后期推出的Pentium 4简称P4，Pentium D简称PD,Celeron D也就是CD了，Conroe为Intel最新推出的CPU核心，有单核的Conroe-L和双核的 Pentium E、Core 2 Duo几个系列！目前很多LGA775的主板支持Conroe的大量上市场成为主流,而其他几个系列推出已经有一段时间了，在支持上不成问题！详细的CPU支持情况，可查看主板生产商的主页，一般都有主板对CPU支持情况的详细列表！相对的，AMD目前并无新的CPU推出，一般主流的AM2主板都能支持AMD的全系列CPU，包括AM2 Sempron系列，AM2 Athlon64系列，AM2 Athlon64 X2系列！
    另外还有一点，不同的Intel主板会提供不同的前端总线的支持，一般有533MHz,800MHz,1066MHz三种！如果主板不支持1066的前端总线，就不能使用前端总线为1066的CPU了！而由于AMD的CPU内已经集成了内存控制器，故不存在这个问题！
    总的来说，由于Intel新型号CPU的推出，导致主板子新旧混杂比较混乱，购买主板的时候需要特别注意这一点！而AMD因为很久都无推出新产品了，故目前主板对CPU的兼容性都还很好！
3.对内存的支持     
    主板对内存的支持，一是对内存类型和速度的支持，二是对内存最大容量和最多条数的支持，三是对双通道和不同内存间的兼容性支持！
    对内存类型和速度的支持，目前常见的内存类型有SD、DDR、DDR2三大类，其中SD内存基本上已经淘汰了，只有几年前购买的电脑才会用到；而DDR内存也逐渐稀少了，只有旧机升级才会用到，常见的速度标准有266，333，400几类；而目前真正主流的内存类型是DDR2，基本上现在能买到的LGA775，AM2主板都能支持DDR2，常见的速度标准有533，667，800几类！虽然DDR3在未来不久之后将会推出市场，但要完全取代DDR2，还是需要一段时间的！另外需要补充一下，主板支持什么类型的内存，就只能插那种类型的内存，绝对不能插其他内存或将内存插反，这样会导致主板或内存烧毁的！即使主板能提供2组DDR,2组DDR2,也不能一起用，要么2条DDR,要么2条DDR2，不能将不同类型的内存混插！但如果内存类型相符，只是最高速度上与主板不合，还是可以使用的，那么内存将会强制运行于两者的最高速度间的较低一个速度下！（对内存超频的情况例外）
    对于能支持内存的最大容量，关键是要看芯片组对内存的支持情况的，不同的芯片组能对内存提供不同程度的支持，而目前大多芯片组都能提供高达8G的内存容量支持！至于能插多少条内存，关键就是看主板提供多少条内存插槽了，一般都能提供2条到4条不等！但实际上在XP下由于32位寻址问题超过2G多少有点问题.
    双通道内存技术其实是一种内存控制和管理技术，它依赖于内存控制器发生作用，在理论上能够为两条同等规格的内存提供一陪的带宽增长。在台式机上，最早使用这种技术的是Intel早几年推出的I820芯片组，专为RDRAM提供双通道支持，可惜价格太高，很快就被淘汰了，现在我们常说的双通道，主要是指DDR或DDR2的双通道！目前主流的芯片组都已经能够支持双通道技术了。要实现双通道，按照Intel的标准是需要两条完全一样的内存方能实现，但其他芯片组生产商却都推出了不需要如此严密要求的双通道技术支持，只需要两条容量相同的内存，就已经能实现双通道了！当然，为确保系统的稳定运行，由两条完全一样的内存组双通道还是很必要的！支持双通道的主板一般都会在内存插槽是标上特定的颜色，以“红蓝红蓝”为例，要实现双通道，则需要将两条完全相同的内存插入2个红色（或2个蓝色）的插槽内，或将四条完全一样的内存插入！实现双通道后，在开机时候的内存自检上面一般会有Dual字样显示，内存的运行带宽将提高一倍。虽然现在的主板对各种内存的兼容性都已经很好，但还是不建议使用不同品牌，内存颗粒的内存混用，这样也容易引起不稳定的内存出错！
    现在购买的主板基本上都能支持DDR2和双通道了，但有很多都只支持DDR2 667，只有比较高端的主板才提供对DDR2 800的支持。基于价格因素，如非玩家，一般人购买支持DDR2 667的主板就足够了，当然，800价格比较低也可以考虑；至于主板需要多少个内存插槽，正常情况下，一般2个也就够了，当然越多还是越好的，特别是想组双通道的用户，建议还是找有4个内存槽的板吧！
4.主板架构
    由于主板是电脑中各种设备的连接载体，而这些设备不但实现的功能不一，形状大小也完全不同，而且主板本身也有芯片组，各种I/O控制芯片，扩展插槽、接口，电源插座等元器件，因此制定一个标准以协调各种设备的关系是必须的。所谓主板的架构就是根据主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板生厂商都必须遵循。
    主板架构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等多种。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板结构，由IBM于1984年公布，现在基本上已经被淘汰了；而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内很少见；EATX和WATX则多用于服务器或工作站主板；ATX是目前市场上最主流、最常见的主板架构，由Intel于1995年公布，并于1997年推出了ATX2.01标准，ATX对比AT架构有很多优越之处，公布之后，大多数主板都采用此架构，即使经过了十多年的时间，电脑的性能得到巨大飞跃，但ATX架构仍然占据着绝对的统治地位；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，多用于配备小型机箱的电脑系统；而BTX则是Intel于2004年发布的最新一代主板架构，是ATX的替代者，这类似于十几年前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，新架构对主板的接口、总线、设备将有新的要求，并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，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。
    目前能买到的主板基本上都还是以ATX架构为主，虽然BTX发布已经有一段时间了，但由于多种原因，一直得不到电脑用户，特别是电脑玩家们的青睐。而且使用BTX架构的主板，也必须使用BTX的机箱和支持BTX的电源（与ATX12V 2.0兼容）。虽然到目前为止，ATX还是主流，特别是酷睿系列CPU推出后，更低的功耗与发热量，使得ATX架构的生命力依然旺盛，但BTX架构无疑更为先进，更具前瞻性，而Intel也已表示不会放弃BTX架构！依目前情况来看，BTX能否完全取代ATX尚是未知之数，BTX的命运如何，相信只有未来的我们才能知道了!