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电脑介绍----主板篇

天气: 大风心情: 平静1、主板
  主板(Mother Board,也叫Main Board 或System Board)是一台PC 的主体所在,主板完成电脑系统的管理和协调,支持各种CPU 、功能卡和各总线接口的正常运行。它是PC 机的“总司令部”,主板所用的芯片组、IOS 、电源器件和布线水平等决定了它的“级别”。平时我们所说的386 、486 和Pentium电脑等,其判断的标准就是机器所用的主板和 CPU 。换句话说,若换上不同的主板和CPU,电脑就可以从486 变成Pentium Ⅲ,其他附件如显示器、声卡和键盘等基本上可以通用。

在介绍主板的性能和特点之前,有必要先简单介绍一下主板的各主要组成部分。主板的外形多为矩形印刷电路板(PCB ——Printed Circuit Board),集成有芯片组、各种I/O 控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯接插件、扩展槽、主板和电源接口等元器件。
  1.CPU 插槽:CPU 插槽主要分Socket 和Slot 两种。Socket 插槽包括Intel Pentium 、Pentium MMX 、AMD K6-2 和K6-3 等CPU 专用的Socket 7 插座;Intel Pentium Ⅲ Coppermine 、Celeron Ⅱ(这不是Intel 的官方命名,但为了和以前的两款Celeron 相区别,我们暂时这样称呼)、Cyrix  Ⅲ等专用的Socket 370;AMD Duron 和Thunderbird 用的Socket A 。Slot 插槽包括Intel Pentium Ⅱ和Pentium Ⅲ 专用的Slot 1 插槽和AMD Athlon 使用的Slot A 插槽。
   
  
  2.芯片组:芯片组由North Bridge(北桥)芯片和South Bridge(南桥)芯片组成。北桥
是CPU 与外部设备之间的联系纽带,AGP 、DRAM 、PCI 插槽和南桥等设备通过不同的总
线与它相连。由于北桥的功能越来越强、速度越来越快,集成的晶体管也就越来越多,
发热量自然就会大幅增加,所以时下多数厂商在北桥上加装了散热片或风扇,以免其在
高速运行时因过热而损坏。南桥(South Bridge)与北桥共同组成了芯片组,主要连接IS
A 设备和I/O 设备。南桥芯片负责管理中断及DMA 通道,其作用是让所有的资料都能有
效传递。Intel 的i810 和i815 系列芯片组不再以南、北桥划分,而是由GMCH(Graphic
s&Memory Controller Hub)芯片、ICH(I/O Controller Hub)芯片和FWH(Firm Ware Hub
)芯片组成。
  目前常见的芯片组有供Intel Pentium Ⅱ/Ⅲ、Celeron 使用的VIA 693A 、VIA 69
4X 、Intel 440BX 、Intel i810 、Intel i815/i815E;供AMD Athlon 使用的AMD 750
、VIA KX133(已淘汰);供AMD Thunderbird和Duron 使用的KT133 、KT133A;供Socket
7 CPU 使用的VIA MVP3 和VIA MVP4 等。
  3.主板供电电路:在电源接口和CPU 插槽的周围有一些整齐排列的大电容和大功率的
稳压管,再加上滤波线圈和稳压控制集成电路,共同组成了主板的电源部分。设计合理
的电源电路可以让主板工作更稳定,减少死机现象。
  4.AGP 插槽:AGP(Accelerated Graphics Port)即加速图形端口,是主板上靠近CPU
 插座的褐色插槽,它通过专用的AGP 总线直接与北桥芯片相连,所以AGP 显卡的传输速
率大大超过与其他设备共享总线的PCI 显卡。AGP 接口从最初的AGP 1x 发展到AGP 2x
、AGP Pro 和AGP 4x,速度越来越快,功耗也越来越高。AGP 1x 能提供266MB/s 的带宽
,而AGP 2x 可达到533MB/s 的带宽,最新的AGP 4x 高达1066MB/s 。
  5.ISA 插槽:这是最古老的主板插槽,它的工作频率最慢,只有8MHz,通体黑色。不
过也不要小看它,这可是486 时代红极一时的产品,为计算机的发扬光大立下了汗马功
劳。现在只有少数声卡和网卡会用到此插槽,Intel 公司已经在PC'99 规范中将此插槽
彻底取消。
  6.PCI 插槽:这是常见也是最常用的主板插槽,很多声卡、网卡和SCSI 卡都采用此
接口。PCI 插槽的工作频率为33MHz(也有个别工作在66MHz)下。
  7.AMR 插槽:全称是(Audio/Modem Riser,音效/调制解调器插槽),用以插入声卡或
Modem 卡。
  8.内存插槽:按所接内存条划分,内存插槽包括EDO 、SDRAM 、RDRAM 和DDR 等。不
同插槽的引脚数量、额定电压和性能也不尽相同。目前常用的是SDRAM 插槽,有168 个
引脚。而DDR 和RDRAM 插槽则是今后的发展方向。
  9.IDE 和软驱接口:IDE 接口用来连接硬盘和光驱,软驱接口则用来连接软盘驱动器

  10.BIOS:BIOS(Basic Input/Output System ——基本输入、输出系统)是一块装入
了启动和自检程序的EPROM 或EEPROM 集成电路。

主板结构规范也就是指主板上各种元器件的布局和排列方式。不同的板型通常要求不同
的机箱与之相配套,各主板结构规范之间的差别包括尺寸大小、形状、元器件的放置位
置和电源供应器等。目前常见的主板结构规范主要有AT 、Baby AT 、ATX 、Mini ATX
、Micro ATX 、LPX 、Mini LPX 、NLX 和Flex ATX 等结构。
  一、AT 结构
  AT 结构因首先应用在IBM PC/AT 机上而得名,现已成为一种计算机的工业标准。A
T 主板的尺寸为
  二、ATX 结构
  ATX(AT Extend)结构是Intel 公司于1995 年7 月提出的。ATX 结构属于一种全新的
结构设计,能够更好地支持电源管理。ATX 是Baby AT 和LPX 两种架构的综合,它在Ba
by AT 的基础上逆时针旋转了90 度,直接提供COM 口、LPT 口、PS/2 鼠标接口和PS/2
 键盘接口。另外在主板设计上,由于横向宽度增加,可让将CPU 插槽安放在内存插槽旁
边,这样在插长卡时就不会占用CPU 的空间,而且内存条的更换也更加方便。
  软硬盘连接口从主板的边沿移到了中间,这样安装好以后离机箱上的硬盘和软驱更
近,方便了连线,降低了电磁干扰。电源位于CPU 插槽的右侧,利用电源单边托架风扇
,可以直接给CPU 及机箱内元件散热。大部分外设接口集成在主板上,有效降低了电磁
干扰,并改善了各种设备连线争用空间的情况。
  ATX 结构的优点有:一是全面改善了硬件的安装、拆卸和使用;二是支持现有各种多
媒体卡和未来的新型设备更加方便;三是全面降低了系统整体造价;四是改善了系统通风
设计;五是降低了电磁干扰,机内空间更加简洁。
  Micro ATX结构则在ATX 架构的基础上减小了主板面积。
           
  三、Micro ATX 结构
  Micro ATX 是依据ATX 规格所改进而成的一种新标准,已成为市场的新趋势。Micr
o ATX 架构降低了硬件采购成本,并减少了电脑系统的功耗。Micro ATX 结构规范的主
要特点是:支持主流CPU 、更小的主板尺寸、更低的功耗以及更低的成本,不过主板上可
以使用的I/O 扩展槽也相应减少了,最多支持4 个扩充槽。
  四、LPX 结构
  LPX 结构是一体化主板结构规范(All-In-One),使用称为Riser 的插槽来将扩展槽
的方向转向并与主板平行,也就是说主板上不直接插扩展卡,先将Riser 卡插到主板上
,然后再把各种扩展卡插在Riser上。使用这种方式可缩小电脑的尺寸,但可用的扩充槽
较少。LPX 主板的维修、维护和升级都不方便,现已逐渐被NLX 结构所取代。Mini LPX
 结构是减小尺寸的LPX 结构,此类LPX 主板目前主要应用于一些OEM 厂商。
  五、NLX 结构
  NLX 结构是IBM 公司与Intel 公司共同开发的主板结构标准,是新一代一体化主板
结构规范。NLX 是 一种灵活的规范,它通过定义基本形状,比如尺寸和安装方式等来帮
助确保其兼容性,但给计算机制者留下了自由发挥的空间。NLX 结构具有如下特点:
  ·NLX 结构的最大特点在于其Add-in 卡,它直接固定在机箱上,上面有PCI 和ISA
 插槽,以及软驱和IDE 接口,为主板供电的电源接口也在它的前端,而主板则像一块附
加卡一样插到Add-in 卡上,安装和更换都很方便。
  ·由于主板集成了连接各主要外部设备的接口,基本上可以不再使用接口插卡,提
高了系统集成度和稳定性。
         
  六、Flex ATX 结构
  Intel 最新研制的Flex ATX 主板,比Micro ATX 主板面积小1/3,主要用于类似iM
AC 这样的高度合电脑。
  七、服务器主板结构
  从板型看,服务器主板比上述主板都要大一些,但是然符合ATX 标准。由于特殊部
件比较多,所以服务器主板在布局方面和普通主板不尽相同。服务器主板大多采用双电
源设计,以增加供电的稳定性,而且电源接口大都远离重要部件,以减小干扰。由于服
务器数据处理量很大,所以大都采用多CPU 并行处理结构,主板上有偶数个CPU插槽。值
得一提的是,在服务器主板上,CPU 插槽边有不少电解电容,用以滤除电流杂波。
  服务器的最大特点是数据总线和地址总线上的负载比大,I/O 流量也比较大,所以
服务器主板一般都有多个超级I/O 芯片,分别控制不同的设备,还采用多个总线驱动芯
片以增强带负载的能力,提高信号质量。为了减缓I/ O 系统的瓶颈压力,一般采用SCS
I 接口的磁盘系统。另外,由于服务器对图形处理和声音回放的要求一般不高,所以很
多服务器主板上集成了声卡和显卡芯片。与此同时,服务器主板上还经常集成网卡芯片
和RAID 卡槽。
          
  主要主板结构规范技术参数对照表

一、主板与芯片组的关系
  芯片组是主板的灵魂,决定了主板的性能和价格。主板上的芯片组又称之为控制芯
片组(Chipset),与主板的关系就好像CPU 对于整机的关系一样,提供了主板所需的完整
核心逻辑。正如人的大脑分左脑和右脑,主板上的芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成。
其中北桥芯片负责管理L2 Cache 、支持存的类型及最大容量、是否支持AGP 加速图形接
口及ECC 数据纠错等。对USB 接口、UDMA/33 EIDE 传和ACPI(Advanced Configuration
 and Power Interface,高级电源管理)的支持以及是否包括KBC (键盘控制模块)和RTC
(实时时钟模块)则由南桥芯片决定。因此,芯片组的类型将直接影响主板甚至整机的性
能。
  二、主流芯片组一览
  在386 和486 时代,生产主板芯片组的厂商很多,其中包括VIA 、UMC(联华)、SiS
 和ALi 等。Pentium
处理器上市后,由于各芯片组制造厂商对其技术不熟悉,使得早期586 级主板对Pentiu
m 处理器的支持 不尽人意。在这种情况下,Intel 公司开始自己研发主板芯片组,使其
能够更好地支持Pentium 系列处 理器。在Intel 公司正式加入芯片组竞争的短短几年中
,很多专业芯片组厂商的市场份额大幅下降,甚至转行生产其他产品,Intel 芯片组的
市场份额也一度达到了近90%。
  1.Intel 芯片组
  (1)Intel 430TX
  Intel 430TX 是Intel 于几年前推出的专门支持Pentium MMX 级 CPU 的芯片组,针
对MMX 技术进行了优化。同时该芯片组还支持AMD K6 和Cyrix M Ⅱ CPU 。Intel 430T
X 芯片组利用动态电源管理结构,长了便携式电脑的电池使用时间。430TX 芯片组支持
APM(高级电源管理),可使电脑在不工作时自动进入休眠状态,从而达到节能的 目的。
430TX 芯片组能更好地支持SDRAM,对内存的读取时间也比此 前的VX 芯片组有所缩短。
此外还支持UDMA/33 和USB 接口。
            
  (2)Intel 440BX
  Intel 440BX 芯片组可以算做一个奇迹,能够在竞争如此激烈、技术更新一日千里
的IT 界特别是 芯片组领域存活这么长时间的,目前还只有Intel 440BX 芯片组。440B
X 芯片组由北桥82443BX 和南桥 82371EB(或2371AB)组成,支持双CPU 、100MHz 外频、
1024MB 内存,并支持ECC 内存校验。440ZX 芯片 Intel 440BX 芯片组 的北桥芯片824
43BX 组是BX 芯片组的简化版,不支持双CPU,只支持
             
  2 个DIMM 插槽、3 个PCI 插槽和1 个ISA 插槽,最 多支持512MB 内存,且不提供
ECC 校验功能。
同时,440ZX 芯片组还细分出了82443ZX 和 82443ZX-66 两种版本,后者不支持100MHz
 前端总线(FSB ——Front Side Bus)。时至今日,还有 许多主板厂商在改进440BX 主
板,比如增加UDMA/ 100 和RAID 功能,以满足新的需要。不过随着新 一代芯片组的推
出,440BX 终将成为人们的回忆。
  (3)Intel 440GX
  Intel 440GX 芯片组是为了满足服务器领域的需求而开发的 高档芯片组,从这个意
义上讲,Intel 440GX 芯片组较之其他芯 片组而言具有更高的稳定性。在性能方面,作
为440BX 的超集, 440GX 除了具有440BX 芯片组的全部特点外,主要增加了在100MHz
总线频率下对Slot 2 接口的Xeon(至强)处理器的支持,最多允 许4 颗CPU 以SMP(Symm
etric Multi-Processing,对称多处理) 模式工作。440GX 芯片组也为南北桥结构,北
桥芯片为82443GX,南桥芯片依然使用82371EB 。440GX 支持高达2GB 的SDRAM(单条 5
12MB)内存,允许使用ECC,有更完善的AGP 2x 接口和USB 接口, 并具有Modem 及网络
遥控唤醒功能,符合PC'97 能源管理规范。
       
  (4)Intel 450NX
  Intel 450NX 芯片组是专门为企 业级服务器量身制造的芯片组。由于 大多数服务
器系统对图形显示没有太高要求,所以Intel 450NX 芯片组没 有提供对AGP 的支持。
Intel 450NX 芯片组使用了地址位序列改变(ABP) 和高带宽的四路交错技术,支持8GB
内存,可提供4 个32 位PCI 接口和两 个64 位PCI 接口(或两个32 位PCI 、一 个64 位
PCI 接口)。
  处理器总线接口的地址宽度为 36 位、数据宽度为64 位,工作频率 为100MHz 。用
特别的群集控制器能同使用8 个Xeon 处理器。高性能的内 存管理系统包括C2C 和ABP(
Address Bit Permutiong),它能提供充足的 带宽(1GB/s)。450NX 由4 部分组成:
  82451NX 内存和I/O 桥控制器、 82454NX PCI 增强桥、82452NX RAS/CAS 发生器和
82453NX 多重路径数据访问 。450NX 芯片组也具有企 业级服务器必需的可靠性 ,它
可在 3 个主要的数据传输接合点进行检查:MIOC 和系统总线有ECC 校验, 总线控制器
也有奇偶校验;MIOC 和内存子系统的ECC 校验;MIOC 和PCI 增强桥(即MIOC/PXB 增强总
线和 PCI 总线之间)的奇偶校验。
     
  (5)Intel 440EX
  Intel 440EX 芯片组是Intel 当初为赛扬处理器特别开发的一款 芯片组,支持AGP
 。Intel 440EX 芯片组采用了传统的南北桥芯片组 结构,北桥芯片型号为82443EX,南
桥芯片仍使用82371AB ,外频只支持66MHz 。与440BX 芯片组相比,Intel 440EX 芯
片组除成本稍低外,并无过人之处,目前已被淘汰。
      
  (6)Intel i810 系列
  Intel i810 芯片组是Intel 公司1999 年特别针对赛扬处理器设计 的面向低端市场
的主流芯片组,包括i810L 、i810 、i810-DC100 和i810E 。 Intel i810 芯片组在44
0EX 和440ZX 的基础上做了一些改进,同时不再 采用传统的南、北桥架构。
  该芯片组由GMCH (Graphics & Memory Controller Hub,图形与内存控制中心)
芯片——Intel 82810 、ICH(Input/Out- put Controller Hub,输入/输出控制 中心)
芯片——Intel 82801 和FWH(Firmware Hub,固件中心,与BIOS 类似)芯片 ——Inte
l 82802 组成。i810 集成了i752 图形加速芯片,同 时针对66MHz 与100MHz 系统总线
频率 、PC100 SDRAM 使用的同步或异步 主内存接口等作了适当优化。由于采用了Hub
-Link 架构,GMCH 芯片和 ICH 芯片间的带宽达到了256MB/s,IDE 设备、USB 设备和A
C'97 声卡直 接连在ICH 芯片上,大大提高这些设备 和CPU 交换数据的速度。传统的P
CI 总线也接到ICH 芯片上,仍为 133MHz,用来插一些功能卡,如网卡等。总之,i810
 的性价比不错,比较适合普通的商业及家庭用户。但最值得关注的是它所采用的全新
 架构。
  i810-DC100 支持100MHz 前端总线频率(CPU 到GMCH)和4MB 外置显 存,最大内存容
量由i810 的256MB 增加到512MB 。i810E 则是在i810- DC100 的基础上发展而来,支持
133MHz 前端总线频率,可支持的PCI 插槽数增加到 6 根。而从i810E 的基础上发展起
来的i810E2 则支持P Ⅲ和新赛杨处理器,由于采用了ICH2 芯片,可以支持UDMA/100 。
   
  i810 系列芯片组性能对比表
    
  .. ...
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  • 发布时间: 2006-04-21 08:12
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