主板全面知識

主板全面知識

　　電腦機箱主板，又叫主機板(mainboard)、系統板(systemboard)或母板(motherboard);它分為商用主板和工業主板兩種。它安裝在機箱內，是微機最基本的也是最重要的部件之一。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。以下是學習啦小編整理的主板知識全面解析，供大家參考和學習，希望在學習后對你們有所幫助。

　　1. BIOS和CMOS簡介：

　　(1)BIOS：

　　BIOS是Basic Input-Output System的縮寫。它是PC的基本輸入輸出系統，是一塊裝入了啟動和自檢程序的 EPROM 或 EEPROM 集成電路，也就是集成在主板上的一個ROM(只讀存儲)芯片。其中保存有PC系統最重要的基本輸入/輸出程序、系統信息設置程序、開機上電自檢程序和系統啟動自舉程序。

　　(2)CMOS：

　　CMOS英文全稱Comple-mentary Metal-Oxicle-Semiconductor，中文譯為"互補金屬氧化物半導體" 。

　　CMOS是微機主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。主要用來保存當前系統的硬件配置和操作人員對某些參數的設定。CMOS RAM芯片由系統通過一塊后備電池供電，因此無論是在關機狀態中，還是遇到系統掉電情況，CMOS信息都不會丟失。由于CMOS ROM芯片本身只是一塊存儲器，只具有保存數據的功能，所以對CMOS中各項參數的設定要通過專門的程序，現在多數廠家將CMOS設置程序做到了BIOS芯片中，在開機時通過按下“DEL”鍵進入CMOS設置程序而方便地對系統進行設置，因此CMOS設置又通常叫做BIOS設置。

　　(3)BIOS和CMOS的關系：

　　BIOS中的系統設置程序是完成CMOS參數設置的手段;CMOS RAM既是BIOS設定系統參數的存放場所，又是BIOS設定系統參數的結果。因此他們之間的關系就是“通過BIOS設置程序對CMOS參數進行設置”。

　　(4)BIOS和CMOS的區別：(感謝網友deng1231000提供建議)

　　CMOS只是一塊存儲器，而 BIOS才是PC的“基本輸入輸出系統”程序。由于 BIOS和CMOS都跟系統設置密切相關，所以在實際使用過程中造成了BIOS設置和CMOS設置的說法，其實指的都是同一回事，但BIOS與CMOS卻是兩個完全不同的概念，千萬不可搞混淆。

　　2. PCB簡介：

　　PCB，即印刷電路板(Printed circuit board，PCB)。它幾乎會出現在每一種電子設備當中。如果在某樣設備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。除了固定各種小零件外，PCB的主要功能是提供上頭各項零件的相互電氣連接。隨著電子設備越來越復雜，需要的零件越來越多，PCB上頭的線路與零件也越來越密集了。

　　電腦的主板在不放電阻、芯片、電容等零件的時候就是一塊PCB板。

　　3. 主板的南北橋芯片：

　　(1)北橋芯片(North Bridge)是主板芯片組中起主導作用的最重要的組成部分，也稱為主橋(Host Bridge)。一般來說，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來命名的，例如英特爾 845E芯片組的北橋芯片是82845E，875P芯片組的北橋芯片是82875P等等。北橋芯片負責與CPU的聯系并控制內存、AGP或PCI-E數據在北橋內部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統的前端總線頻率、內存的類型(SDRAM，DDR SDRAM以及RDRAM等等)和最大容量、AGP或PCI-E插槽、ECC糾錯等支持。整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。

　　北橋芯片就是主板上離CPU最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。因為北橋芯片的數據處理量非常大，發熱量也越來越大，所以現在的北橋芯片都覆蓋著散熱片用來加強北橋芯片的散熱，有些主板的北橋芯片還會配合風扇進行散熱。因為北橋芯片的主要功能是控制內存，而內存標準與處理器一樣變化比較頻繁，所以不同芯片組中北橋芯片是肯定不同的，當然這并不是說所采用的內存技術就完全不一樣，而是不同的芯片組北橋芯片間肯定在一些地方有差別。

　　(2)南橋芯片(South Bridge)是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠一點有利于布線。相對于北橋芯片來說，其數據處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過一定的方式(不同廠商各種芯片組有所不同，例如英特爾的英特爾Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”)與北橋芯片相連。

　　南橋芯片負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等，這些技術一般相對來說比較穩定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。所以現在主板芯片組中北橋芯片的數量要遠遠多于南橋芯片。南橋芯片的發展方向主要是集成更多的功能，例如網卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI無線網絡等等。

　　4. 主板上的擴展插槽：

　　擴展插槽是主板上用于固定擴展卡并將其連接到系統總線上的插槽，也叫擴展槽、擴充插槽。擴展槽是一種添加或增強電腦特性及功能的方法。例如，不滿意主板整合顯卡的性能，可以添加獨立顯卡以增強顯示性能;不滿意板載聲卡的音質，可以添加獨立聲卡以增強音效;不支持USB2.0或IEEE1394的主板可以通過添加相應的USB2.0擴展卡或IEEE1394擴展卡以獲得該功能等。

　　目前擴展插槽的種類主要有ISA，PCI，AGP，CNR，AMR，ACR和比較少見的WI-FI，VXB，以及筆記本電腦專用的PCMCIA等。歷史上出現過，早已經被淘汰掉的還有MCA插槽，EISA插槽以及VESA插槽等等。目前的主流擴展插槽是PCI Express插槽。

　　(1)AGP插槽(Accelerated Graphics Port)是在PCI總線基礎上發展起來的，主要針對圖形顯示方面進行優化，專門用于圖形顯示卡。AGP標準也經過了幾年的發展，從最初的AGP 1.0、AGP2.0 ，發展到現在的AGP 3.0，如果按倍速來區分的話，主要經歷了AGP 1X、AGP 2X、AGP 4X、AGP PRO，目前最新片版本就是AGP 3.0，即AGP 8X。AGP 8X的傳輸速率可達到2.1GB/s，是AGP 4X傳輸速度的兩倍。AGP插槽通常都是棕色(以上三種接口用不同顏色區分的目的就是為了便于用戶識別)，還有一點需要注意的是它不與PCI、ISA插槽處于同一水平位置，而是內進一些，這使得PCI、ISA卡不可能插得進去

　　(2)PCI-Express是最新的總線和接口標準，它原來的名稱為“3GIO”，是由英特爾提出的，很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標準。交由PCI-SIG(PCI特殊興趣組織)認證發布后才改名為“PCI-Express”。這個新標準將全面取代現行的PCI和AGP，最終實現總線標準的統一。它的主要優勢就是數據傳輸速率高，目前最高可達到10GB/s以上，而且還有相當大的發展潛力。PCI Express也有多種規格，從PCI Express 1X到PCI Express 16X，能滿足現在和將來一定時間內出現的低速設備和高速設備的需求。

　　PCI-E和AGP的區別：

　　第一，PCI-E x16總線通道比AGP更寬、“最高速度限制”更高;

　　第二，PCI-E通道是“雙車道”，也就是“雙工傳輸”，同一時間段允許“進”和“出”的兩路數字信號同時通過，而AGP只是單車道，即一個時間允許一個方向的數據流。而這些改進得到的結果是，PCI-E x16傳輸帶寬能達到2×4Gb/s=8Gb/s，而AGP 8x規范最高只有2Gb/s，PCI-E的優勢可見一斑。

　　(3)PCI插槽是基于PCI局部總線(Pedpherd Component Interconnect，周邊元件擴展接口)的擴展插槽，其顏色一般為乳白色，位于主板上AGP插槽的下方，ISA插槽的上方。其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz，最大數據傳輸率為133MB/sec(32位)和266MB/sec(64位)。可插接顯卡、聲卡、網卡、內置Modem、內置ADSL Modem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、電視卡、視頻采集卡以及其它種類繁多的擴展卡。PCI插槽是主板的主要擴展插槽，通過插接不同的擴展卡可以獲得目前電腦能實現的幾乎所有外接功能。

　　(4)PCI-X是PCI總線的一種擴展架構，它與PCI總線不同的是，PCI總線必須頻繁的于目標設備和總線之間交換數據，而PCI-X則允許目標設備僅于單個PCI-X設備看已進行交換，同時，如果PCI-X設備沒有任何數據傳送，總線會自動將PCI-X設備移除，以減少PCI設備間的等待周期。所以，在相同的頻率下，PCI-X將能提供比PCI高14-35%的性能。

　　PCI-X又一有利因素就是它有可擴展的頻率，也就是說，PCI-X的頻率將不再像PCI那樣固定的，而是可隨設備的變化而變化，比如某一設備工作于66MHz，那么它就將工作于66MHz，而如果設備支持100MHz的話，PCI-X就將于100MHz下工作。PCI-X可以支持66,100,133MHz這些頻率，而在未來，可能將提供更多的頻率支持。

　　5. 內存控制器

　　內存控制器(Memory Controller)是計算機系統內部控制內存并且通過內存控制器使內存與CPU之間交換數據的重要組成部分。內存控制器決定了計算機系統所能使用的最大內存容量、內存BANK數、內存類型和速度、內存顆粒數據深度和數據寬度等等重要參數，也就是說決定了計算機系統的內存性能，從而也對計算機系統的整體性能產生較大影響。

　　傳統的計算機系統其內存控制器位于主板芯片組的北橋芯片內部，CPU要和內存進行數據交換，需要經過“CPU--北橋--內存--北橋--CPU”五個步驟，在此模式下數據經由多級傳輸，數據延遲顯然比較大從而影響計算機系統的整體性能;而AMD的K8系列CPU(包括Socket 754/939/940等接口的各種處理器)內部則整合了內存控制器，CPU與內存之間的數據交換過程就簡化為“CPU--內存--CPU”三個步驟，省略了兩個步驟，與傳統的內存控制器方案相比顯然具有更低的數據延遲，這有助于提高計算機系統的整體性能。

　　CPU內部整合內存控制器的優點，就是可以有效控制內存控制器工作在與CPU核心同樣的頻率上，而且由于內存與CPU之間的數據交換無需經過北橋，可以有效降低傳輸延遲。打個比方，這就如同將貨物倉庫直接搬到了加工車間旁邊，大大減少了原材料和制成品在貨物倉庫和加工車間之間往返運輸所需要的時間，極大地提高了生產效率。這樣一來系統的整體性能也得到了提升。

　　CPU內部整合內存控制器的最大缺點，就是對內存的適應性比較差，靈活性比較差，只能使用特定類型的內存，而且對內存的容量和速度也有限制，要支持新類型的內存就必須更新CPU內部整合的內存控制器，也就是說必須更換新的CPU;而傳統方案的內存控制器由于位于主板芯片組的北橋芯片內部，就沒有這方面的問題，只需要更換主板，甚至不更換主板也能使用不同類型的內存，例如Intel Pentium 4系列CPU，如果原來配的是不支持DDR2的主板，那么只要更換一塊支持DDR2的主板就能使用DDR2，如果配的是同時支持DDR和DDR2的主板，則不必更換主板就能直接使用DDR2。

　　6. 內存控制器的分頻效應

　　系統工作時，內存運行頻率是根據CPU運行頻率的變化而變化的。控制這種變化的元件就是內存控制器，內存控制器的這種根據CPU的實際頻率來調節內存運行頻率的方式稱作內存控制器的分頻效應。具體的分頻方式因不同平臺而異。

　　(1)AMD平臺

　　目前主流的AMD CPU都在內部集成了內存控制器，所以無論搭配什么主板，其內存分頻機制都是一定的。每一個確定了硬件配置的AMD平臺都有其固定的內存分頻系數，這些系數影響著內存的實際運行頻率。

　　AMD平臺內存分頻系數的具體計算方法如下：

　　分頻系數N=CPU默認主頻×2÷內存標稱頻率

　　得到的數字再用“進一法”取整數。注意，“進一法”不是四舍五入，而是把小數點后的數字舍掉，在前面的整數部分加1。

　　這時，內存實際運行頻率=CPU實際運行主頻÷分頻系數N。

　　例如，AM2接口的Athlon64 3000+搭配DDR2 667內存時，我們在BIOS里把內存頻率設置為DDR2 667，而此時內存實際工作在DDR2 600下，這就是由內存分頻系數引起的。由于此時BIOS的設置值并非內存的實際工作頻率，因此我們把BIOS中的設置值稱為內存標稱頻率。

　　以上面所說的AM2 Athlon64 3000+搭配DDR2 667內存為例：

　　N=1800×2÷667≈5.397，取整數=6，

　　此時內存的實際運行頻率=1800MHz÷6=300MHz，即DDR2 600。

　　如果在BIOS中把內存設置為DDR2 533，則用上述公式計算得出其分頻系數N=7，內存實際工作在DDR2 517下。

　　不同頻率的內存搭配不同主頻的CPU時，其內存分頻系數又各不相同。

　　如果CPU換成3200+，默認頻率為2GHz，

　　則在DDR2 667時：N=2000×2÷667，取整數為6，

　　DDR2 533時，N=2000×2÷533，取整數為8，

　　平臺的硬件配置不同，則系數N不同。

　　對AMD平臺而言，直接關系到超頻幅度的三個決定性因素分別為：CPU、內存、HT總線，其中任何一項拖了后腿，整個平臺的超頻幅度都大受影響。我們可以人為地降低CPU倍頻和HT總線倍頻，以減少CPU和HT總線對超頻結果的影響，這時進行超頻就可以確定內存的超頻極限。

　　(2)Intel平臺

　　Intel平臺的內存控制器一般集成在主板芯片上，其分頻機制也由不同的主板芯片來決定。

　　Intel平臺的內存分頻系數=CPU外頻：內存運行頻率。

　　以目前主流的Intel 965/975芯片組為例，其分頻機制非常明了，在BIOS中直接提供幾個固定的分頻系數。例如1∶1、1∶1.33、1∶1.66等等，

　　E6300的默認外頻為266MHz，如果分頻系數設置為1∶1.33，

　　則內存實際運行頻率=266MHz×1.33=353.78MHz，即DDR2 707。

　　Intel 平臺上直接關系到超頻幅度的三個決定性因素分別為：CPU、內存、FSB總線，其中FSB總線值固定為CPU外頻的四倍。Intel 965/975芯片組的分頻系數都小于1，分頻系數越小，內存運行頻率相對于CPU外頻的倍數就越大，我們選擇越小的分頻系數，就可以降低CPU體質對平臺整體超頻結果的影響，從而測試出內存的極限超頻頻率。在NVIDIA的nForce680i芯片組上還提供大于1的分頻系數，可以讓內存低于CPU外頻頻率運行。

　　7. 圖解ATX主板上各個部件的名稱和位置

　　(以華碩 P5B-E PLUS主板為例)

　　http://v1.bbs.zol.com.cn/tips/show_bbs_pic.php?picid=72859 華碩 P5B-E PLUS主板

　　(1)主板供電設計：

　　主板供電設計

　　(2)CPU插槽：(下圖中紅色框部分)

　　CPU插槽(Socket 775)

　　(3)南北橋芯片：

　　主板北橋和南橋芯片(上面覆蓋散熱片)

　　(4)內存插槽：(下圖中紅色框部分)

　　DDR2 DIMM內存插槽

　　(5)硬盤接口：(下圖中紅色框部分)

　　史上最全的電腦DIY基本知識菜鳥綜合總結篇(二)

　　2008-12-31 11:52:37 來源: 作者: 【大 中 小】 瀏覽:37206次 評論:1條 收藏本文

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　　硬盤接口

　　包括6個SATA 3.0 Gb/s接口、1個UltraDMA 133/100/66接口、1個Internal SATA 3.0 Gb/s接口和1個 External SATA 3.0 Gb/s 接口。

　　(6)為硬盤接口提供支持的JMB363芯片：(下圖)

　　(7)板載聲卡芯片：(下圖)

　　(8)板載網卡芯片：(下圖)

　　(9)擴展插槽：

　　主板上的擴展插槽

　　上圖中綠色框框部分分別為顯卡插槽PCI-E X16(比較長的那根藍色插槽)和PCI-E X4(比較短的那根黑色插槽)。

　　上圖中紅色框框部分是普通PCI擴展插槽。

　　(10)輸入輸出設備接口：

　　輸入輸出設備接口

　　8. Intel芯片組命名規則

　　(1)從845系列到915系列以前

　　PE是主流版本，無集成顯卡，支持當時主流的FSB和內存，支持AGP插槽。

　　E并非簡化版本，而應該是進化版本，比較特殊的是，帶E后綴的只有845E這一款，其相對于845D是增加了533MHz FSB支持，而相對于845G之類則是增加了對ECC內存的支持，所以845E常用于入門級服務器。

　　G是主流的集成顯卡的芯片組，而且支持AGP插槽，其余參數與PE類似。

　　GV和GL則是集成顯卡的簡化版芯片組，并不支持AGP插槽，其余參數GV則與G相同，GL則有所縮水。

　　GE相對于G則是集成顯卡的進化版芯片組，同樣支持AGP插槽。

　　P有兩種情況，一種是增強版，例如875P;另一種則是簡化版，例如865P

　　(2)915系列及之后

　　P是主流版本,無集成顯卡,支持當時主流的FSB和內存,支持PCI-E X16插槽。

　　PL相對于P則是簡化版本，在支持的FSB和內存上有所縮水，無集成顯卡，但同樣支持PCI-E X16。

　　G是主流的集成顯卡芯片組，而且支持PCI-E X16插槽，其余參數與P類似。

　　GV和GL則是集成顯卡的簡化版芯片組，并不支持PCI-E X16插槽，其余參數GV則與G相同，GL則有所縮水。

　　X和XE相對于P則是增強版本，無集成顯卡，支持PCI-E X16插槽。

　　(3)965系列之后

　　從965系列芯片組開始，Intel改變了芯片組的命名方法，將代表芯片組功能的字母從后綴改為前綴，并且針對不同的用戶群體進行了細分，例如P965、G965、Q965和Q963等等。

　　P是面向個人用戶的主流芯片組版本，無集成顯卡，支持當時主流的FSB和內存，支持PCI-E X16插槽。

　　G是面向個人用戶的主流的集成顯卡芯片組，而且支持PCI-E X16插槽，其余參數與P類似。

　　Q則是面向商業用戶的企業級臺式機芯片組，具有與G類似的集成顯卡，并且除了具有G的所有功能之外，還具有面向商業用戶的特殊功能，例如Active Management Technology(主動管理技術)等等。

　　另外，在功能前綴相同的情況下，以后面的數字來區分性能，數字低的就表示在所支持的內存或FSB方面有所簡化。例如Q963與Q965相比，前者就僅僅只支持DDR2 667。

　　9. 鼠標和鍵盤的接口：PS/2接口

　　PS/2接口是目前最常見的鼠標和鍵盤接口，最初是IBM公司的專利，俗稱“小口”。這是一種6針的圓型接口。但鼠標只使用其中的4針傳輸數據和供電，其余2個為空腳。PS/2接口的傳輸速率比COM接口稍快一些，而且是ATX主板的標準接口，但仍然不能使高檔鼠標完全發揮其性能，而且不支持熱插拔。在BTX主板規范中，這也是即將被淘汰掉的接口。

　　需要注意的是，在連接PS/2接口鼠標時不能錯誤地插入鍵盤PS/2接口(當然，也不能把PS/2鍵盤插入鼠標PS/2接口)。一般情況下，符合PC99規范的主板，其鼠標的接口為綠色、鍵盤的接口為紫色，另外也可以從PS/2接口的相對位置來判斷：靠近主板PCB的是鍵盤接口，其上方的是鼠標接口。(如圖)