认识主板01

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主板  
打开机箱后会看见一块很大的电路板，上面连接着许多板块和元件，这块电路板就是主板。主板（MainBorad）上安装有CPU、内存、显卡、声卡、网卡等设备，通过主板上的连线，CPU控制着电脑中的其他部件协同工作。
主板按各种电器元件的布局与排列方式和在不同机箱上的配套模式，可以分为AT/Baby AT、ATX、Micro ATX等型号。
AT主板
ATX主板
Micro ATX主板
AT主板首先应用在IBM PC机上，后来发展为Baby AT结构，相对AT主板来说，增大了主板面积，整个元器件的布局也更合理、更紧凑，还同时支持AT/ATX电源。AT主板结构如图2-1所示。
ATX主板广泛应用于家用电脑，比AT主板设计更为先进、合理，与ATX电源结合得更好，ATX主板比AT主板要大一点，软驱和IDE接口都被移到了主板中间，键盘和鼠标接口也由COM接口换成了PS/2接口，并且直接将COM接口、打印接口和PS/2接口集成在主板上。ATX主板结构如图2-2所示。
Micro ATX主板是ATX规格的一种改进，它已成为市场主板结构的主流。该主板尺寸更小，降低了主板的制造成本，但也相应减少了主板上的I/O扩展槽。它采用了新的设计标准，减少了电源消耗，从而节约能源。Micro ATX主板结构如图2-3所示。
主板结构图解
CPU插座
主板芯片组
AGP总线扩展槽
ISA总线扩展槽
PCI总线扩展槽
内存插槽
BIOS芯片
IDE接口
PS/2接口
USB接口
从外观上看，主板是一块矩形的印刷电路板，在电路板上分布着各种电容、电阻、芯片、插槽等元器件，包括BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘接口、面板控制开关接口、各种扩充插槽、直流电源的供电插座、CPU插座等。有的集成主板上还集成了音效芯片或显示芯片等，如图2-4所示。
CPU插座又称为CPU的接口，是用于连接CPU的专用插座，而且还是连接CPU的惟一桥梁，没有它，电脑就不能工作。对应于不同架构的CPU，与主板连接的插座类型各不相同。主板上安装CPU的插座类型可分为ZIF（Zero Insering Form零插拔力式）插座、Slot架构、Socket、Socket A架构等。
ZIF插座即Socket 7插座，如图2-5所示，其外形就是方形多针角零插拔力插座，插座上有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU。
Slot架构又分为Slot 1、Slot 2和Slot A 3种，Slot 1、Slot 2用于早期的Intel CPU，Slot A用于AMD公司的K7（Athlon）CPU。如图2-6所示为Slot 1架构的主板。
Socket系列中的Socket 370主板可搭配Intel Pentium Ⅲ铜矿、新赛扬系列等类型的CPU。Socket 478主板适于搭配Intel Pentium 4、Celeron 4系列等类型的CPU。如图2-7所示为Socket 370架构的主板。
AMD Athlon家族中的Duron和Athlon XP采用的就是Socket A接口。
另外，还有双CPU插座的主板，只不过这类主板比较少见，大多应用在工作站或低端服务器上面。如图2-8所示为双CPU插座的主板。
芯片组（Chipset）由南桥（South Bridge）芯片和北桥（North Bridge）芯片组成。CPU通过主板芯片组对主板上的各个部件进行控制，控制芯片的不同，主板的性能就不同，因此，主板芯片组是区分主板的一个重要标志。如图2-9所示为主板芯片组。
北桥芯片是CPU与外部设备之间联系的纽带，负责控制主板支持CPU的种类、内存类型和最大容量等；南桥芯片则负责控制设备的中断、各种总线和系统的传输性能等，其作用是让所有的数据都能有效传递。北桥芯片的集成度较高，工作量较大，而且速度也较快，因此发热量比南桥芯片要大，所以现在多数主板生产厂商在北桥芯片上都加装了散热片或风扇，以免因过热而损坏。
AGP（Accelerated Graphics Port）意思是“图形加速端口”，用于在主存与显卡的显示内存之间建立一条新的数据传输通道，不需经过PCI总线就将影像和图形数据直接传送到显卡。AGP总线扩展槽如图2-10所示。
ISA（Industry Standard Architecture）意思是“工业标准体系结构”，该插槽颜色为黑色，位于主板边侧，紧挨着PCI插槽的地方，16位ISA总线频率为8MHz。一般情况下，一些较老的设备，如ISA声卡、解压卡、网卡等都插在ISA扩展槽中。目前ISA总线扩展槽已经被淘汰。ISA总线扩展槽如图2-11所示。
PCI（Peripheral Component Interconnect）意思是“外设部件互连总线”，它是一个先进的高性能局部总线（支持多个外设）。同ISA扩展槽相比，PCI插槽的长度更短，颜色一般为白色，通常工作频率为3MHz，目前最快的PCI 2.0总线速度是66MHz。常见的PCI卡有显示卡、声卡、PCI接口的SCSI卡和网卡等。PCI总线扩展槽如图2-12所示。
PCI总线扩展槽的下一代升级标准已经推出，即PCI Express。PCI Express总线采用点对点技术，能够为每一块设备分配独享通道带宽，不需要在设备之间共享资源，这样充分保障了各设备的带宽资源，提高数据传输速率。
PCI Express总线具有灵活的扩展性和低电源消耗，并有电源管理功能、支持设备热拨插和热交换、支持QoS链接配置和公证策略、支持同步数据传输，同时具有数据包和层协议架构，每个物理链接含有多点虚拟通道，可保持端对端和链接级数据完整性。具有错误处理和先进的错误报告功能、使用小型连接节约空间、减少串扰、在软件层保持与PCI兼容等特点。
主板上用来固定内存条的插槽主要有两种形式，最新型的叫DIMM插槽，还有稍老一点的叫SIMM插槽。以前曾有过DIP和SIP型的内存，它们都是插拔式的，容易造成损伤，现在已被淘汰。DIMM插槽和SIMM插槽如图2-13所示。
内存插槽有EDO、SDRAM、RDRAM和DDR等标准。不同插槽的引脚数量、额定电压和性能也不尽相同，可分为72线和168线内存插槽等几种。目前市场上主板的SDRAM内存插槽为168线，通常这种插槽的颜色为黑色且较长，位于CPU插座的下方，它可支持PC 100或PC 133（PC 150和PC 166是PC 133内存的延伸）内存规范。而DDR内存插槽为184线，可支持DDR 200、DDR 266、DDR 333、DDR 400内存规范。BIOS（Basic Input/Output System）即“基本输入输出系统”，它保存着电脑系统中最重要的基本输入/输出程序、系统信息设置、POST自检和系统自举程序，并反馈诸如设备类型、系统环境等信息。现在的BIOS中还加入了电源管理、CPU参数调整、系统监控、PnP（即插即用）、病毒防护等功能，BIOS的功能也因此变得越来越强大。
在启动系统时，系统要对电脑内部的设备进行自检，检查是否存在错误，这些便由BIOS程序来完成。BIOS程序是一个用于电脑启动时检测和初始化各个硬件的特殊程序。一旦BIOS正常检测和初始化完后就能正常进入工作状态，否则电脑会将错误信息将显示在屏幕上或通过喇叭报警。打开电脑电源后，屏幕上将显示BIOS程序中的有关信息，该信息包括BIOS的名称、版本号、BIOS检测到的CPU
类型以及提示进入BIOS设置等信息。
通常在主板中，BIOS被固化在一块芯片中，称作BIOS芯片，如图2-14所示。目前，主板上BIOS芯片采用的是Flash ROM（闪存）芯片，这是一种电可擦写式的芯片，使用电脑中的5V~12V之间的电压就可以擦除存储在芯片中的内容，并能重新装入新的BIOS内容，所以使用这种BIOS芯片可以使BIOS程序升级十分方便。不过，也让CIH之类的病毒有机可乘，直接攻击主板。
IDE接口一般用来连接硬盘和光驱等IDE接口的设备，其连接线为40针扁平数据线。
PS/2接口是用于连接鼠标和键盘等设备的接口，通过PS/2接口，鼠标和键盘能获得主板为其提供的电力，并将输入信息传递到电脑中。USB接口（Universal Serial Bus）即通用串行总线，是由Intel、IBM、Microsoft、Compaq、Digital、NEC、Northern Telecom7家公司共同开发的一种新型接口总线标准，用于弥补传统总线的不足。USB接口如图2-15所示。
USB接口也是一种输入/输出接口，用于连接键盘、鼠标、数码相机等一些外部设备。它的作用是将这些接口不同的外部设备统一成标准的4针插头接口，它具有如下特点。
连接简单，并能支持热插拔技术，在不关闭电脑电源的情况下，可直接插入USB设备，真正实现“即插即用”功能。 具有更高的数据传输率，支持1.5Mbit/s低速传送和12Mbit/s全速传送两种传送方式，远远超过现有标准的串行口和并行口的传送速度。
能同时支持多种设备的连接，采用菊花链形式扩展端口，最多可在一台电脑上连接127种设备。
为USB设备提供电源，USB接口可为USB设备提供5V电源，USB接口为4针连接口，其中两根为电源线，另外两根为信号线。
另外，主板上还有软驱接口、CMOS电池、主板电源插座等部件，有的集成主板上还有音频输入/输出接口等。
主板芯片组
Intel
VIA
SiS
NVIDIA
主板芯片组是主板上最核心的部分，固化在芯片组内的数据决定了主板的参数和性能。目前市场上主要有Intel、VIA、SiS、NVIDIA等芯片制造商。随着市场上出现的芯片组产品不断增加，性能也越来越强。
Intel公司是世界上最大的CPU制造商，同时也是最大的芯片制造商。目前，市面上比较流行的芯片组有i815、i845、i850、i865、i875及衍生的芯片组等。
Intel i845芯片组（如图2-16所示）及其衍生的i845E、i845G等芯片组是目前市场上支持Pentium 4 CPU的主流芯片组。Intel i845芯片组包含两个控制器集线器，通过Intel的高带宽枢纽架彼此相连。82845内存控制器枢纽（MCH）支持400MHz系统总线，使Pentium 4处理器和平台的其他部件之间实现高带宽连接。MCH中还具有性能增强的创新架构，如数据路径拓宽、写入缓存和灵活的内存刷新技术，以发挥PC 133 SDRAM的最佳性能。它拥有AGP 4X接口的最新图形设备，图形带宽可达1GB/s。82801BA I/O枢纽（ICH2）可以提高在内存、图形和I/O等外围设备之间的访问速度。ICH2可以提供两个USB控制器，因而能支持多达４个USB接口；最新的AC’97配置可以提供6条声道，具备优质的音响效果和全环绕音响功能。
此外，随着i845芯片组的问世，Intel还宣布推出Intel应用加速器软件包，用以提高存储子系统的性能、稳定性和可用性。同时，Intel应用加速器还可以通过一个功能强大、性能稳定的软件包提供对大于137GB的硬盘的支持。
Intel i865芯片组（如图2-17所示）的开发代号为“Springdale”，它一共分了3个类型，分别为自带显卡的Springdale-G、不带显卡的Springdale-PE和仅支持FSB 533的Springdale-P，相对应的芯片组分别是i865G、i865PE和i865P。Intel i865芯片组的北桥芯片采用932 FCBGA封装形式，南桥芯片采用460 MBGA封装形式。
Intel i875芯片组（如图2-18所示）的开发代号为“Canterwood”，是目前Intel平台最高端的芯片组，它支持现有的Northwood的Pentium 4处理器，以及未来的0.09μm工艺的Prescott处理器，具备了400MHz的双通道DDR技术，支持超线程技术（Hyper-Threading technology），还首度加入了一项Intel PAT技术，内存方面支持DDR 266/333/400双通道内存，同时支持ECC内存校验，支持AGP 8X的显卡接口。Intel 875芯片组的北桥芯片采用1005 FCBGA封装形式，南桥芯片采用460 MBGA封装形式。
在芯片组市场中，VIA是惟一一家可以与Intel抗衡的芯片组制造商，它打破了Intel公司垄断的局面。
VIA公司推出了多款支持Intel和AMD CPU的芯片组。
Intel平台
AMD平台
Intel平台
PT800芯片组
PT880芯片组
PT890芯片组
PT800芯片组是VIA公司重新获得Intel公司授权后推出的首款Intel平台的芯片组，支持800/533/400MHz前端总线，集成了“FastStream 64”内存控制器，支持DDR400/333/266的内存，同时支持ECC内存校验，支持AGP 8X/4X，整合了6声道声卡，集成“SATA Lite”的Native Serial ATA控制器及RAID功能，支持ATA和SATA硬盘接口。PT800芯片组的外观如图2-19所示。
PT880芯片组可看作是PT800芯片组的升级版本，除了具备PT800芯片组的特征外，还增加了对双通道DDR400、1066MB/s的Ultra V-Link总线和对QBM（Quad Band Memory）内存的支持，如果配合双通道QBM533内存，则该芯片组可提供高达8.5GB/s的内存带宽，这将超过双通道DDR400的6.4GB/s，成为当前主流桌面级芯片组所能提供的最大内存带宽。PT880芯片组的外观如图2-20所示。
AMD平台
KT400芯片组
KT400A芯片组
KT600芯片组
KT400芯片组是VIA针对Athlon XP处理器设计的芯片组，支持200/266MHz前端总线，支持DDR333内存，提供AGP 8X支持，同时为突破南桥芯片33MHz PCI总线的瓶颈，KT400在北桥和南桥芯片数据沟通上采用VIA High Speed V-Link Hub Architecture设计，提供高达533MB/s的V-Link 8X能力，改善与提升了系统整体效能。KT400芯片组的外观如图2-21所示。
KT400A芯片组是KT400芯片组的升级版，支持200/266/333MHz外频的Athlon XP和Duron CPU，支持DDR200/266/333/400内存，提供AGP 8X支持，8组USB接口，支持Serial ATA、ATA133硬盘，集成了6声道声卡。KT400A芯片组的外观如图2-22所示。KT600芯片组是对KT400A的进一步强化，它在KT400A的基础上正式支持400MHz FSB。虽然规格上变化不大，但是KT600所搭配的VT8237南桥却是这款芯片组的一大亮点。作为VIA功能最强大的南桥芯片，VT8237能够支持多达8个USB 2.0接口，同时它还提供了对SATA和RAID 0、1、0+1、JBOD等功能的支持，并引入了“DriverStaion”这一全新的概念，与Intel ICH5R是同一水平的产品。KT600芯片组虽然不支持双通道DDR，但由于价格低廉，同时性能与支持双通道的nForce2芯片较为接近，因此这两款芯片组是中低端AMD平台颇具性价比的选择。KT600芯片组的外观如图2-23所示。
矽统公司（SiS）也是一家很有实力的芯片组生产厂商。它的产品包括CPU、核心逻辑、显卡及通信等。
Intel平台
SiS655TX芯片组
SiS659芯片组
SiS655TX芯片组支持Intel Pentium 4处理器，支持超线程技术，支持800/533/400MHz前端总线，采用双通道内存控制器，最高支持4条DDR400内存，支持AGP 8X规格，最大支持两个Serial ATA连接口，提供6声道输出。SiS655TX芯片组的外观如图2-24所示。
SiS659芯片组支持800MHz前端总线，支持Intel的超线程技术，运用Rambus高速界面与内存控制技术，可支持高达4通道1200MHz RDRAM内存，内存带宽也大幅提升至当前市场上最高速的9.6GB/s，总容量可达16GB，同时该芯片组集成USB2.0/1.1控制器、SATA150控制器、ATA133/100/66标准双IDE通道、5.1声道音效、V.90数据传输及以太网络等功能。SiS659芯片组的外观如图2-25所示。