主板技术之主板结构与功能详细讲解_电脑百科

jason_akfans

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第一章：主板结构与功能

主板作为其他硬件运行的平台，起作用自然及其重要，下面我们来详细了解一下主板。

一主板的板型

我们常说的主板的板型，是指主板上各元器件的布局排列方式。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。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。Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构。

1．AT结构

AT是最基本的板型，一般应用在586以前的主板上。AT主板的尺寸较大，板上可放置较多元器件和扩充插槽。它是采用直式的设计，键盘插座所处边为上沿，主板的左上方有8个I/O扩充插槽。但是一些外设的接口（如：串口、并行口等）需要用电缆连接后再安装在机箱上，大量的线缆导致计算机内部结构复杂，视线混乱，布局不合理。

2．Baby-AT结构

3．ATX结构（这也是我们最常见的板型）

ATX是目前最常见的主板结构，它在Baby AT的基础上逆时针旋转了90度，这使主板的长边紧贴机箱后部，外设接口可以直接集成到主板上。ATX结构中具有标准的I/O面板插座，提供有两个串行口、一个并行口、一个PS/2鼠标接口和一个PS/2键盘接口，其尺寸为159mm×44.5mm。这些I/O接口信号直接从主板上引出，取消了连接线缆，使得主板上可以集成更多的功能，也就消除了电磁幅射、争用空间等弊端，进一步提高了系统的稳定性和可维护性。另外在主板设计上，由于横向宽度加宽，内存插槽可以紧挨最右边的I/O槽设计，CPU插槽也设计在内存插槽的右侧或下部，使I/O槽上插全长板卡不再受限，内存条更换也更加方便快捷。软驱接口与硬盘接口的排列位置，更是让你节省数据线，方便安装。

4．Micro ATX结构（很多集显板常用的板型）

Micro ATX也称Mini ATX结构，它是ATX结构的简化版。Micro ATX规格被推出的最主要目的是为了降低个人电脑系统的总体成本与减少电脑系统对电源的需求量。Micro ATX结构的主要特性：更小的主板尺寸、更小的电源供应器，减小主板与电源供应器的尺寸直接反应的就是对于电脑系统的成本下降。虽然减小主板的尺寸可以降低成本，但是主板上可以使用的I/O扩充槽也相对减少了，Micro ATX支持最多到四个扩充槽，这些扩充槽可以是PCI-E、PCI或AGP等各种规格的组合，视主板制造厂商而定。

5．Flex ATX结构

Flex ATX也称为WTX结构，它是Intel最新研制的，引入All-in-one集成设计思想，使结构精炼简单、设计合理。Flex ATX架构的最大好处，是比Micro ATX主板面积还要小三分之一左右，使机箱的布局可更为紧凑。

6．BTX结构

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BT（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。

二北桥芯片

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，例如英特尔965P芯片组的北桥芯片是82965P，975P芯片组的北桥芯片是82975P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP，PCI-E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，DDR2以及未来的DDR3等等）和最大容量、AGP插槽、PCI-E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。通常在主板上靠近CPU插槽的位置，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。

微星 P35 Platinum，漂亮的摩天轮很YY

拿掉一体化散热的Circu-Pipe之后的样子

摩天轮下就是北桥芯片

AMD从K8处理器开始将内存控制器成在了CPU内部，这点有别于英特尔的芯片组（据说英特尔也准备把内存控制器集成进CPU，从而大幅简化北桥的功能）。

三南桥芯片

还是以微星 P35 Platinum为例

下面躺的就是南桥芯片

南桥芯片（South Bridge）也是主板芯片组的重要组成部分。主要负责I/O总线之间的通信以及IDE设备的控制等。例如英特尔的P35芯片组所搭配的南桥芯片就是ICH9系列，根据不同需要和定位南桥规格略有不同。（有消息说ICH10有可能是INTEL最后一款南桥芯片）

三 CPU插座

我们知道，CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展，采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口，对应到主板上就有相应的插槽类型。不同类型的CPU具有不同的CPU插槽，因此选择CPU，就必须选择带有与之对应插槽类型的主板。主板CPU插槽类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插。

Socket 775又称为Socket T，支持Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及双核心的Pentium D，Pentium EE和Core架构的Cornoe处理器等CPU，采用触须状针脚，通过与CPU底部对应的触点相接触而获得信号，是Intel平台目前的主流CPU插槽。

Socket AM2是2006年5月底发布的支持DDR2内存的AMD64位桌面CPU的插槽标准，支持AMD Athlon 64 FX/Athlon 64 X2/Athlon 64/Sempron等处理器。Socket AM2具有940个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和1000MHz的HyperTransport总线频率，支持双通道DDR2内存。

Socket AM2+针脚跟现行AM2完全一样，只是HyperTransport总线提高到3.0标准，支持最高2.6GHz的工作频率，该频率下数据传输带宽将达到5.2GT/s 即20.8GB/s ，是AMD K10处理器的标准插槽，可以兼容AM2。

四内存插槽

内存插槽是主板上用来安装内存的地方。需要注意的是不同类型的内存插槽它们的引脚，电压，性能功能都是不尽相同的，不同的内存在不同的内存插槽上不能互相兼容

SDRAM是Synchronous Dynamic Random Access Memory（同步动态随机存储器）的简称，采用3.3伏工作电压，168Pin的DIMM接口，带宽为64位，有PC66、PC100、PC133等不同规格，SDRAM内存金手指上有两个缺口。

DDR应该叫DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写，采用的是2.5V电压，184pin，内存金手指有一个缺口。

DDR2（Double Data Rate 2）是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，是目前的主流内存类型，电压为1.8V，针脚数量为240pin，虽然和DDR金手指同样有一个缺口，但两者缺口的位置略有不同，所以不可兼容。

五 PCI插槽

图中整齐排列的四条白色插槽即为PCI插槽

PCI插槽是基于PCI局部总线（Pedpherd Component Interconnect，周边元件扩展接口）的扩展插槽。其位宽为32位或64位，工作频率为33MHz，最大数据传输率为133MB/sec（32位）和266MB/sec（64位）。可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡。

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第一章：主板结构与功能

主板作为其他硬件运行的平台，起作用自然及其重要，下面我们来详细了解一下主板。

一主板的板型

我们常说的主板的板型，是指主板上各元器件的布局排列方式。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。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。Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构。

1．AT结构

[attachment=2629388]

AT是最基本的板型，一般应用在586以前的主板上。AT主板的尺寸较大，板上可放置较多元器件和扩充插槽。它是采用直式的设计，键盘插座所处边为上沿，主板的左上方有8个I/O扩充插槽。但是一些外设的接口（如：串口、并行口等）需要用电缆连接后再安装在机箱上，大量的线缆导致计算机内部结构复杂，视线混乱，布局不合理。

2．Baby-AT结构

[attachment=2629389]

3．ATX结构（这也是我们最常见的板型）

[attachment=2629390]

ATX是目前最常见的主板结构，它在Baby AT的基础上逆时针旋转了90度，这使主板的长边紧贴机箱后部，外设接口可以直接集成到主板上。ATX结构中具有标准的I/O面板插座，提供有两个串行口、一个并行口、一个PS/2鼠标接口和一个PS/2键盘接口，其尺寸为159mm×44.5mm。这些I/O接口信号直接从主板上引出，取消了连接线缆，使得主板上可以集成更多的功能，也就消除了电磁幅射、争用空间等弊端，进一步提高了系统的稳定性和可维护性。另外在主板设计上，由于横向宽度加宽，内存插槽可以紧挨最右边的I/O槽设计，CPU插槽也设计在内存插槽的右侧或下部，使I/O槽上插全长板卡不再受限，内存条更换也更加方便快捷。软驱接口与硬盘接口的排列位置，更是让你节省数据线，方便安装。

4．Micro ATX结构（很多集显板常用的板型）

[attachment=2629391]

Micro ATX也称Mini ATX结构，它是ATX结构的简化版。Micro ATX规格被推出的最主要目的是为了降低个人电脑系统的总体成本与减少电脑系统对电源的需求量。Micro ATX结构的主要特性：更小的主板尺寸、更小的电源供应器，减小主板与电源供应器的尺寸直接反应的就是对于电脑系统的成本下降。虽然减小主板的尺寸可以降低成本，但是主板上可以使用的I/O扩充槽也相对减少了，Micro ATX支持最多到四个扩充槽，这些扩充槽可以是PCI-E、PCI或AGP等各种规格的组合，视主板制造厂商而定。

5．Flex ATX结构

[attachment=2629392]

Flex ATX也称为WTX结构，它是Intel最新研制的，引入All-in-one集成设计思想，使结构精炼简单、设计合理。Flex ATX架构的最大好处，是比Micro ATX主板面积还要小三分之一左右，使机箱的布局可更为紧凑。

6．BTX结构

[attachment=2629393]

[attachment=2629394]

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BT（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。

二北桥芯片

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，例如英特尔965P芯片组的北桥芯片是82965P，975P芯片组的北桥芯片是82975P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP，PCI-E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，DDR2以及未来的DDR3等等）和最大容量、AGP插槽、PCI-E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。通常在主板上靠近CPU插槽的位置，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。

[attachment=2629395]

微星 P35 Platinum，漂亮的摩天轮很YY

[attachment=2629396]

拿掉一体化散热的Circu-Pipe之后的样子

[attachment=2629397]

摩天轮下就是北桥芯片

AMD从K8处理器开始将内存控制器成在了CPU内部，这点有别于英特尔的芯片组（据说英特尔也准备把内存控制器集成进CPU，从而大幅简化北桥的功能）。

三南桥芯片

[attachment=2629398]

还是以微星 P35 Platinum为例

[attachment=2629399]

下面躺的就是南桥芯片

南桥芯片（South Bridge）也是主板芯片组的重要组成部分。主要负责I/O总线之间的通信以及IDE设备的控制等。例如英特尔的P35芯片组所搭配的南桥芯片就是ICH9系列，根据不同需要和定位南桥规格略有不同。（有消息说ICH10有可能是INTEL最后一款南桥芯片）

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三 CPU插座

我们知道，CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展，采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口，对应到主板上就有相应的插槽类型。不同类型的CPU具有不同的CPU插槽，因此选择CPU，就必须选择带有与之对应插槽类型的主板。主板CPU插槽类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插。

[attachment=2629401]

Socket 775又称为Socket T，支持Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及双核心的Pentium D，Pentium EE和Core架构的Cornoe处理器等CPU，采用触须状针脚，通过与CPU底部对应的触点相接触而获得信号，是Intel平台目前的主流CPU插槽。

[attachment=2629402]

Socket AM2是2006年5月底发布的支持DDR2内存的AMD64位桌面CPU的插槽标准，支持AMD Athlon 64 FX/Athlon 64 X2/Athlon 64/Sempron等处理器。Socket AM2具有940个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和1000MHz的HyperTransport总线频率，支持双通道DDR2内存。

[attachment=2629403]

Socket AM2+针脚跟现行AM2完全一样，只是HyperTransport总线提高到3.0标准，支持最高2.6GHz的工作频率，该频率下数据传输带宽将达到5.2GT/s 即20.8GB/s ，是AMD K10处理器的标准插槽，可以兼容AM2。

四内存插槽

内存插槽是主板上用来安装内存的地方。需要注意的是不同类型的内存插槽它们的引脚，电压，性能功能都是不尽相同的，不同的内存在不同的内存插槽上不能互相兼容

[attachment=2629404]

SDRAM是Synchronous Dynamic Random Access Memory（同步动态随机存储器）的简称，采用3.3伏工作电压，168Pin的DIMM接口，带宽为64位，有PC66、PC100、PC133等不同规格，SDRAM内存金手指上有两个缺口。

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DDR应该叫DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写，采用的是2.5V电压，184pin，内存金手指有一个缺口。

[attachment=2629406]

DDR2（Double Data Rate 2）是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，是目前的主流内存类型，电压为1.8V，针脚数量为240pin，虽然和DDR金手指同样有一个缺口，但两者缺口的位置略有不同，所以不可兼容。

五 PCI插槽
[attachment=2629407]

图中整齐排列的四条白色插槽即为PCI插槽

PCI插槽是基于PCI局部总线（Pedpherd Component Interconnect，周边元件扩展接口）的扩展插槽。其位宽为32位或64位，工作频率为33MHz，最大数据传输率为133MB/sec（32位）和266MB/sec（64位）。可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡。

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