主板

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一、主板结构及组成   二、主板芯片组   三、主板注意事项  

四、选购主板要注意事项   五、主板实例分析  六、主板安装技巧、过程

 


一、主板结构及组成
主板的名字来源于“Mainboard”或“Motherboard”,它就是机箱中最大的那一块电路板,也是一台电脑中的躯干中枢。在它上面布满了各种电子元件、插槽、接口等,为CPU、内存及各种适配卡提供安装插座/槽;为各种存储设备,打印机、扫描仪等外设提供接口。电脑就是通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来形成一套完整的系统的,因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。主板上面有芯片组、各种I/O控制芯片、扩展槽、电源插座等元器件,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,主板又可分为AT、Baby AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、BTX等多种架构。ATX是目前市场最常见的主板架构。Micro ATX也称Mini ATX结构,它是ATX结构的简化版。而BTX则是Intel新一代的主板规格。虽然不同类型、品牌的主板各有不同,但它们的结构大致一样。这里以ATX主板为例,看看主板的结构,如图。

1、PCB板
主板、显卡等板卡设备都是由众多电子元器件组合而成的,为了固定这些元器件,就需要一块基板,这就是PCB──印刷电路板。PCB板的基板是由绝缘隔热、不易弯曲的树脂材料所制成的,在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,它们是连接各元器件的导线。其中布满元器件的那一面称为“零件面”,另一面则是“焊接面”。主板上的PCB板也就是那块大大的基板,它是所有主板元器件赖以“生存”的基础。一块典型的主板PCB一般有4~6层。以4层板为例,最上和最下的两层叫做“信号层”。中间两层则叫做“接地层”和“电源层”。

2、CPU插座
CPU插座是主板上最显眼的插座,其颜色一般为白色,上面布满了一个个的“针孔”,而且边上还有一个拉杆。对应CPU的接口方式,目前CPU插座主要有Pentium 4用的Socket478插座,这种插座有478个“针孔”;另外就是AMD Athlon XP用的Socket A插座,这种插座有462个“针孔”。


在前面认识CPU的过程中我们知道目前市场上的CPU有很多种接口方式,如PⅢ、赛扬用的Socket370,P4用的Socket 478,毒龙、雷鸟、Athlon XP用的SocketA等。从外观上来看,这些插座都差不多。由于很多CPU的针脚排列大致成对称的方形,为了安装方便,目前的CPU及CPU插座都采用了防“插反”设计──请注意图中CPU插座上的两个边角。
3、主板芯片组
主板芯片组是主板的灵魂与核心,芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。主板芯片组主要由南桥芯片(SOUTH BRIDGE)和北桥芯片(NORTH BRIDGE)组成。北桥芯片位于CPU插座与AGP插槽之间,上面一般覆盖有散热片或者散热风扇。
(1)主板的外部频率
我们知道目前的CPU有着不同的外频,而芯片组的一个重要性能就是对CPU外频的支持情况。芯片组支持的外频必须与CPU的外频协调,两者才能正常工作。
(2)支持的内存容量及种类
目前的内存主要有两种,即DDR SDRAM,还有就是DDR2。以目前最火爆的P4 CPU为例,同样的一颗CPU却有好几种主板芯片组对它提供支持,在内存的支持上更是高中低一应俱全,如i865芯片组支持DDR SDRAM;i915则支持DDR2 SDRAM。不同芯片组所支持的内存类型、最大容量不同,而这些都将影响整台电脑的性能及可扩展性。
(3)总线及输出模式
总线是微机系统中广泛采用的一种技术。总线是一组信号线,是在多于两个模块(子系统或设备)间相互通讯的通路,也是微处理器与外部硬件接口的核心。除了目前较为流行的PCI、AGP、IEEE1394、USB等总线外,又出现了EV6总线、PCI-X局部总线、NGIO总线等,它们的出现,从某种程度上代表了未来总线技术的发展趋势。
以硬盘传输模式为例,如我们经常提到的UltraDMA 33/66/100就是由主板芯片组决定的。同样的一块硬盘,挂在不同芯片组的主板上,其磁盘性能或多或少都有区别。比如说将一块支持UltraDMA 100的高速硬盘挂在一块BX芯片组的主板上,该硬盘的数据传输速度将急剧下降,因为BX芯片组只支持UltraDMA 33。
目前的主板芯片组一般都是由两块芯片组成的,一块位于CPU插座的附近,称之为“北桥”,它是CPU与其他外部设备连接的桥梁,PCI-E、AGP、PCI、DRAM等设备都得通过不同的途径与它相连才行。由于北桥的工作量很大,发热量也就很可观了,为了保护它,现在的主板厂商都在它的上面加上一块散热片来帮助散热,有些甚至在北桥上加风扇。位于PCI插槽附近的那块芯片称之为“南桥”,它主要负责和IDE、ISA、USB、I/O芯片的协调,控制输入输出。
(4)整合型芯片组
因为市场的需要,我们还能看到一些“整合式”主板芯片组──将绘图、音效,甚至网络等过去必须要以扩充卡加装的外围功能,整合到芯片组里。如Intel的810、815E、845G、845GE、865G、915G、945G系列芯片组,就整合了显示芯片、声卡芯片等功能,就是我们常说的“集成显卡”、“集成声卡”。整合型主板能降低成本,但就目前而言,整合型主板所集成的功能在很多方面还不理想,如图形处理能力较弱等等,因此这种主板大多面向低端市场。
4、BIOS是Basic Input Output System的缩写,意思就是基本输入、输出系统。
形象地说它是系统中硬件和软件的桥梁。它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。在电脑上,这些引导信息(也就是BIOS程序)保存在ROM中,这就是BIOS芯片。一块主板性能优越与否,很大程度上就取决于BIOS程序的管理功能是否合理、先进。常见的BIOS芯片有Award、AMI、Phoenix、MR等。
5、功能控制芯片
除了主板芯片组之外,通常主板上还会集成其他的功能控制芯片,例如声卡芯片、网卡芯片、磁盘阵列控制芯片(RAID)等,通过这些功能控制芯片,就能为主板增加其他功能或者保证其工作更加稳定。
6、内存插槽
内存插槽可是主板上必不可少的,前面提到目前的主流内存有三种:SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM。而这三种内存条的引脚、工作电压、性能都不相同,所以与之配套的内存插槽也不尽相同。外观上来看主要是长度、接口有很大的区别,如图。注意,为了可扩展性,现在的主板上都有两三根内存条插槽,在选购主板时,内存插槽越多升级空间也就越大(前提是满足北桥芯片支持的BANK数)。

7、AGP、PCI-E插槽
一块主板上只有一个显卡插槽,一般位于CPU插座与PCI插槽之间,通常为褐色,如图,AGP插槽直接与北桥相连,它能使显卡上的图形芯片直接与系统内存连接,并增加了3D图形数据传输速度。

8、PCI插槽
主板上一般都有好几个PCI插槽,白色,中间有隔断。PCI为声卡、网卡、MODEM等设备提供了一个非常好的连接接口,它的最大传输速率可达132MB/s,并且可以同时支持多组外部设备。
9、IDE/软驱接口、SATA接口
主板上有两个IDE接口及一个软驱(FDD)接口,现在的这些接口往往还被厂商涂上各种颜色,所以能轻松找到,如图。

IDE接口是1989年由Imprimus、西部数据、康柏等三家公司确立的接口标准,它只需一根电缆就能将硬盘与主板连接起来,而硬盘生产商则可以将盘体与数据传输控制器集成在一起,即硬盘中,这样一来只要你购买的硬盘是IDE接口的,就能与采用IDE接口的主板相连接,大大方便了硬盘的使用。
在两个IDE接口的旁边,一般都会标注该接口的序号,如IDE1一般用来连接硬盘,而IDE2则用来连接光驱。注意,虽然主板上只有两个IDE接口,但是能挂接四个IDE设备,如两个硬盘、一个光驱、一部刻录机。这是因为现在的IDE接口都是双通道的,一个接口能挂两个设备。
在IDE接口上我们能发现每一个接口上都有一个“缺口”,这是用来帮助使用者辨别数据线方向的。再看一下数据线的端口,就会发现上面有一个凸出块,刚好能与IDE接口上的缺口吻合。至于FDD接口很好识别,仅此一个,用来连接软驱。
随着采用SATA接口的硬盘的出现,如今很多主板也集成了SATA硬盘接口。这种接口非常小巧,并且看不到插针。

10、主板控制线
在使用电脑时,我们只需按一下机箱上的电源开关就能启动电脑,而且机箱上还有电源、硬盘工作指示灯,机器启动时还能听到“嘀”的一声响。那么机箱上的这些东东是怎样与主板相连接的呢?在主板上(一般在主板边上)我们都能找到一排插针,而机箱中则有一把带插槽的电缆。大家都知道这些电缆是用来与主板上的插针连接的,可很多初学者就是不知道如何连接。其实主板上插针及电缆上的插槽都标有英文字母,具体的连接如图。图中的这五种控制线是我们最常用的,如果你的主板没有在插针旁边标示针脚的定义,你也可以从主板说明书上找到它们的示意图。

11、外部设备接口
在上面图中我们能看到部分外设接口,转到主板的侧面,我们就能完全看到这些接口了,如图。现在的主板都符合PC’99标准,也就是用不同的颜色来标示不同的接口,方便用户的使用。PS2接口共有两个,圆口,靠近PCB基板的那个蓝色接口一般用来接键盘,旁边的绿色接口用来接鼠标。USB接口是现在最流行的外设接口,呈扁平状,不同的主板配备的数量不一样,一般在两个以上。现在的串口使用频率不高了,多用来连接外置MODEM及手写板等设置。并口一般用来连接打印机,由于目前的主流打印机都开始采用USB接口,并口也面临“下岗”的境地。现在的主板大多集成了声卡,因此我们还能看到集成声卡的输出端。

PS/2口:PS/2口的功能一般比较固定,它仅能用于连接键盘和鼠标。键盘的接口为紫色、鼠标的接口为绿色。
COM口:COM口又叫做串口,它们一般用来连接串行鼠标和外置Modem等设备。COM2接口比COM1接口的响应具有优先权,另外COM口的传输速度一般比PS/2口稍慢一些。
LPT口:又称并口,它一般用来连接打印机等设备。采用25脚的DB-25接头。
USB口:USB是“Universal Serial Bus”的缩写,意思就是“通用串行总线”。USB口也是时下最为流行的接口,最大可以支持127个外设,并且可以独立供电,其应用非常广泛。目前V1.0、V1.1版的USB,是针对中速与低速产品应用所制订,最高传输上限为12Mbps,最低速通道则为1.5Mbps。高速数据传输部分目前由USB2.0来负担,最高速通道上限为480Mbps。
除了上面提到的这些主要部件,还有一些简单介绍一下。AMR插槽──音效/调制解调器插槽,它是用来插符合AMR标准的声卡和MODEM卡的。CNR插槽──CNR是Intel发布用来替换AMR的技术标准,它将AMR上支持的AC’97/MODEM扩充到可支持1Mbit/s的HOMEPNA或10/100Mbit/s的以太网。上述技术虽然理论上有很大的用处,可实际由于采用这些接口的设备很少且价格不菲,因此实用性不大,现在很多主板已经取消这些插槽了。



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