菜鸟进阶学堂：主板基础知识快速入门

xunmeng99 · 发表于 2012-8-1 11:36:54

平时在我们生活中的PC的主机箱内部附件主要包括下面下面几个部分：1、主板；2、CPU；3、内存；4、硬盘；5、显卡；6；光驱；7、电源。其中，主板是一部台式机的主要构成部分，因为其他所有配件都要连接在其上面才能工作。

图：电脑机箱外观

　　主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systembourd)和母板(motherboard)；它安装在机箱内，是PC最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板的另一特点，是采用了开放式结构。主板上大都有6-8个扩展插槽，供PC机外围设备的控制卡(适配器)插接。通过更换这些插卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之，主板在整个微机系统中扮演着举足重新的脚色。可以说，主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微机系统的性能。

　　如下图所示，一般的电脑机箱内部都分成4个区域，其中，A区域为放置主板的位置(CPU/内存/显卡/PCI配件都连接在主板上)；B区域为放置电源的位置；C区域一般为放置光驱（CD-ROM/DVD-ROM/刻录机）的位置；D区域则为放置硬盘的位置。

图：电脑机箱内部空间构架　

　　如图中所示，一般电脑主板上的安装配件的扩展插槽主要为：

　　A、SATA硬盘接口；B、IDE硬盘接口；C、CPU插槽；D、内存插槽；E、主板电源接口；F、CPU供电接口；G、CPU风扇电源接口；H、软驱接口；I、PCI接口设备接口；J、显卡接口（J区域中短接口为PCI 1X设备接口），不同的主板这些扩展插槽的位置可能会略有不同。

图：电脑主板

CPU插座

　　目前主流的CPU插座有用于AMD处理器的Socket 462、Socket 939、Socket 754和用于Intel处理器的LGA 775、Socket 478插座。Socket与LGA后面的数字表示与CPU对应的针脚数量。只有两者匹配的时候才能够搭配使用。图1所示的是一个LGA 775插座，与之对应的是775针脚的Intel P4和Celeron处理器。在CPU插槽的中间位置有一个黑色的元件，那是一个感温器件，用于检测CPU的内核温度。

　　图1 LGA 775插座

　　内存插槽

　　内存插槽用来安装内存条，通常较为高档的主板均提供了四根内存插槽，内存插槽的数量越多，说明这块主板的内存扩展性越好。对于支持双通道内存架构的主板，内存插槽通常均有颜色标识，相同颜色的两条内存插槽，用来组成双通道内存构架，如图2。

图2 支持双通道的内存插槽

　　小知识什么是双通道？

　　所谓双通道，就是芯片组可在两个不同的数据通道上分别寻址、读取数据。这两个相互独立工作的内存通道是依附于两个独立并行工作的、位宽为64bit的内存控制器下，因此使普通的DDR内存可以达到128bit的位宽，如果是DDR266的话，双通道技术可以使其达到DDR533的效果。

　　双通道DDR有两个64bit内存控制器，双64bit内存体系所提供的带宽等同于一个128bit内存体系所提供的带宽，但是二者所达到效果却是不同的。双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器，两个内存控制器都能够在彼此间零等待时间的情况下同时运作。例如，当控制器B准备进行下一次存取内存的时候，控制器A就在读/写主内存，反之亦然。两个内存控制器的这种互补“天性”可以让有效等待时间缩减50％。

　　双通道DDR的两个内存控制器在功能上是完全一样的，并且两个控制器的时序参数都是可以单独编程设定的。这样的灵活性可以让用户使用三条不同构造、容量、速度的DIMM内存条，此时双通道DDR简单地调整到最低的密度来实现128bit带宽，允许不同密度/等待时间特性的DIMM内存条可以可靠地共同运作。

　　简而言之，双通道技术是一种关系到主板芯片组的技术，与内存自身无关，只要厂商在芯片内部整合两个内存控制器，就可以构成双通道DDR系统。而主板厂商只需要按照内存通道将DIMM分为Channel 1与Channel 2，用户也需要成双成对地插入内存，就如同RDRAM那样。如果只插单根内存，那么两个内存控制器中只会工作一个，也就没有了双通道的效果。

扩展插槽

　　扩展插槽用来接入像显卡、声卡、网卡、Modem、视频采集卡、电视卡这样的板卡设备。ISA扩展槽由于跟不上潮流已经被淘汰。随着PCI-E 16X的引入，以前的AGP 8X也开始走向了衰落，如今，在i915、i925、nForce4等芯片组的主板上已经见不到AGP插槽的踪影。

　　以nForce4主板为例，如图3，我们可以看到一根PCI-E 1X插槽，而中间的两根PCI-E 16X插槽，则用于安装目前风头正劲的PCI-E 16X 显卡，而这块主板具有两根PCI-E 16X插槽，用于组成SLI（Scalable Link Interface）显卡串联传输接口。SLI是由NVIDIA提出的开放式显卡串联规格，可使用两种同规格架构的显示卡，通过显示卡顶端的SLI接口，来达到类似CPU架构中双处理器的规格效果，采用SLI双显示卡技术，最高可提供比单一显示卡高180%以上的性能提升。

　　最下面的两根插槽是PCI插槽，可以用来接入像电视卡、视频采集卡、声卡、网卡等传统PCI设备。

图3 主板上的PCI－E和PCI插槽　

　　外部接口

　　一块主板的外部接口是否丰富，决定了这块主板接入能力的强弱，如图4。目前在主流主板上通常有PS/2接口、串行接口、并行接口、RJ-45网络接口、USB2.0接口、音频接口，高档的主板还有IEEE1394接口和无线模块等。

　　PS/2接口用来连接PS/2鼠标和PS/2键盘，绿色接口接入鼠标，而蓝色接口则接入键盘；串行接口用来接入外置Modem和录音笔一类的设备；并行LPT接口用来接入老式的针式、喷墨打印机。

　　IEEE1394接口主要用来接入数码摄像机；无线模块则用来建立无线网络；RJ-45接口用来接入局域网或连接ADSL等上网设备；USB2.0则用来连接MP3、摄像头、打印机、扫描仪、移动硬盘、闪存盘等高速USB设备；音频设备接口则用来连接7.1声道的有源音箱；而数字光纤接口则负责传输质量更高的数字音频信号。

　　图4 主板的外部接口

　　主板南、北桥芯片

　　南、北桥芯片是主板的灵魂，它的性能和技术特性决定了这块主板可以与什么硬件搭配？可以达到什么样的运算性能、内存传输性能和磁盘传输性能。

　　北桥芯片主要负责CPU与内存之间的数据交换和传输，因此它直接决定了主板可以支持什么CPU和内存。另外，北桥芯片还承担着AGP总线或PCI-E 16X的控制、管理和传输工作。总的来说，北桥芯片主要是用来承担高数据传输速率设备的连接，如图5。

　　而南桥芯片则负责着与低速率传输设备之间的联系。具体来说，负责着与USB1.1/2.0、AC'97声卡、10/100/1000M网卡、PATA设备、SATA设备、PCI总线设备、串行设备、并行设备、RAID构架和外置无线设备的沟通、管理和传输工作。当然，南桥芯片不可能独立实现这么多的功能，它需要与其他功能芯片共同合作，从而让各种低速设备正常运转，如图6。

　　图5 主板的北桥芯片

图5 主板的南桥芯片