主板概述

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    主板作为计算机的重要组成部件，已经成为计算机行业的一个领域。主板的更新换代，主要起因于cpu的更新换代，和主板上芯片组的更新换代。不同的CPU需要搭配不同的主板，在早期的电脑系统（包括早期的486电脑）里，CPU都是直接焊接在主板上的。到了486时代，为了增强用户购买电脑的灵活性和便于用户升级电脑，就在焊接CPU的位置装上了CPU插座，而不再将CPU焊在主板上。
一、主板的工艺
　　主板的英文名称叫做Motherboard(也可以叫Mainboard)，也可以译做母板。从“母”字可以看出主板在电脑各个配件中的重要性。主板不但是整个电脑系统平台的载体，还负担着系统中各种信息的交流。
主板的平面是一块PCB印刷电路板，它实际是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的PCB线路板分有四层和六层，四层板分别是主信号层、接地层、电源层、次信号层。而六层板增加了辅助电源层和中信号层。而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。在电路板上面，是错落有致的电路布线；在PCB印刷电路板上面，则为棱角分明的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。 芯片包括BIOS芯片，南北桥芯片，RAID控制芯片等；插槽包括CPU插座，内存插槽，PCI插槽，ISA插槽等；接口包括IDE接口，软驱接口，COM接口(串口)，PS/2接口，USB接口，IEEE1394接口，LPT接口(并口)，MIDI接口等。
主板(线路板)是如何制造出来的呢？PCB的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的PCB“基板”开始。制作的第一步是光绘出零件间联机的布线，其方法是采用负片转印(Subtractive transfer)的方式将设计好的PCB线路板的线路底片“印刷”在金属导体上。这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔，并且把多余的部份给消除。而如果制作的是双面板，那么PCB的基板两面都会铺上铜箔。而要做多层板可将做好的两块双面板用特制的粘合剂“压合”起来就行了。
　　接下来，便可在PCB板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了。在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后，孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术，Plated-Through-Hole technology，PTH)。在孔璧内部作金属处理后，可以让内部的各层线路能够彼此连接。
　　在开始电镀之前，必须先清掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化，而它会覆盖住内部PCB层，所以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学过程中完成。接下来，需要将阻焊漆(阻焊油墨)覆盖在最外层的布线上，这样一来布线就不会接触到电镀部份了。
　　然后是将各种元器件标示网印在线路板上，以标示各零件的位置，它不能够覆盖在任何布线或是金手指上，不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。此外，如果有金属连接部位，这时“金手指”部份通常会镀上金，这样在插入扩充槽时，才能确保高品质的电流连接。
　　最后，就是测试了。测试PCB是否有短路或是断路的状况，可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷，电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确，不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。
　　线路板基板做好后，一块成品的主板就是在PCB基板上根据需要装备上大大小小的各种元器件—先用SMT自动贴片机将IC芯片和贴片元件“焊接上去，再手工接插一些机器干不了的活，通过波峰/回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在PCB上，于是一块主板就生产出来了。
二、主板的结构
所谓主板结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，所有主板厂商都必须遵循。
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，多见于国外的品牌机，国内尚不多见；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，扩展插槽较多，PCI插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱；而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构
1、AT结构
也就是"竖"型板设计，即短边位于机箱后面板，在PC推出后的第三年即1984年，IBM公布了PCAT。AT主板的尺寸为13"×12"，板上集成有控制芯片和8个I/0扩充插槽。
2、Baby AT
随着电子元件和控制芯片组集成度的大幅提高，也相应的推出了尺寸相对较小的Baby AT主板结构。因此在1990年推出了Baby/Mini AT主板规范，简称为Baby AT主板。 Baby AT主板是从最早的XT主板继承来的，它的大小为13.5"×8.5"。
3、ATX结构
由于Baby AT主板市场的不规范和AT主板结构过于陈旧，英特尔在1995年1月公布了扩展AT主板结构，即ATX（AT extended）主板标准。这一标准得到世界主要主板厂商支持，目前已经成为最广泛的工业标准。1997年2月推出了ATX2.01版。它的布局是"横"板设计，就象把Baby-AT板型放倒了过来，这样做增加了主板引出端口的空间，使主板可以集成更多的扩展功能。主板外形在Baby AT的基础上旋转了90度，其几何尺寸改为30.5cm×24.4cm。 采用7个I/O插槽，CPU与I/O插槽、内存插槽位置更加合理。 优化了软硬盘驱动器接口位置。 提高了主板的兼容性与可扩充性。 采用了增强的电源管理，真正实现电脑的软件开/关机和绿色节能功能。
4、Micro ATX
MATX结构主板是Intel公司在97年提出的主板结构，它把扩展插槽减少为3-4只，DIMM插槽为2-3个，从横向减小了主板宽度，其总面积减小约0.92平方英寸，比ATX标准主板结构更为紧凑。按照Micro ATX标准，板上还应该集成图形和音频处理功能。目前很多品牌机主板使用了Micro ATX标准，在DIY市场上也常能见到Micro ATX主板。
5、BTX
    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BTX （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。
三、主板的芯片组
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片，其中北桥芯片是主桥，其一般可以和不同的南桥芯片进行搭配使用以实现不同的功能与性能。
1、南桥芯片（South Bridge）是主板芯片组的重要组成部分，一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式（不同厂商各种芯片组有所不同，例如英特尔的英特尔Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”）与北桥芯片相连。
南桥芯片负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等，这些技术一般相对来说比较稳定，所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的，不同的只是北桥芯片。南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI无线网络等等。中间靠下的那个较大的芯片，就是主板的南桥芯片。
2、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。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP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 SDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、AGP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。北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片，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。
四、CPU插座
　　CPU插座就是主板上安装处理器的地方。主流的CPU插座主要有Socket370、Socket 478、Socket 423和Socket A几种。其中Socket370支持的是PIII及新赛扬，CYRIXIII等处理器；Socket 423用于早期Pentium4处理器，而Socket 478则用于目前主流Pentium4处理器。
Socket 5：方形多针脚ZIF（零插拔力：只要将插座上的拉杆轻轻扳起或按下，就可方便地安装和更换）插座插座，支持奔腾P54C和P54S处理器，320针脚。
Socket 7：方形多针脚ZIF插座，支持Intel的Pentium、Pentium MMX，AMD的K5、K6和K6-2，Cyrix的6x86、6x86MX、MII，IDT的Winchip C6等。
socket 8：方形多针脚插座，专为奔腾pro CPU而设计的。
Super 7：它是Socket 7的升级版本，是AMD公司K6-2、K6III而相配备的。
Slot 1：INTEL专为奔腾II而设计的一种CPU插座，它是一狭长的242针脚的插槽,提供更大的内部传输带宽和CPU性能。
Slot 2：专用在奔腾至强系列，用于工作站和服务器等高端领域。
Socker 370：INETL为赛扬系列而设计的CPU插座，成本降低。支持VRM8.1规格，核心电压2.0V左右。
Socker 370 II：INETL为Pentium III Coppermine和Celeron II设计的，支持VRM8.4规格，核心电压1.6V左右。
Slot A：AMD公司为K7系列CPU定做的，外形与Slot 1差不多。
Socket A：AMD专用CPU插座，462针脚
Socker 423:INTEL专用在第一代奔腾IV处理器插座。
Socket 478：Willamette及以后内奔腾IV专用CPU插座。