主板

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主板(英语:Motherboard, Mainboard,简称Mobo);又称主机板系统板逻辑板(logic board)、母板主板等,是构成复杂电子系统例如电子计算机的中心或者主电路板

主板
Intel D945GCCR Socket 775.png
Intel D945GCCR主板
连接至微处理器通过

存储器通过

周边设备通过

扩展卡通过

主板规格ATX
microATX
Mini-ITX
常见制造商华硕
技嘉
微星
华擎科技
映泰集团

典型的主板能提供一系列接合点,供处理器显卡硬盘驱动器存储器、对外设备等设备接合。它们通常直接插入有关插槽,或用线路连接。主板上最重要的构成组件是芯片组。早期的芯片组通常由北桥南桥组成,现在的Intel/AMD芯片组绝大多数采用单片机设计,增强其性能。芯片组为主板提供一个通用平台供不同设备连接,控制不同设备的沟通。它亦包含对不同扩展插槽的支持,例如处理器PCI Express。芯片组亦为主板提供额外功能,例如内置于芯片组的GPU。现在的家用主板绝大多数内置声卡、网卡。一些主板也集成红外通信技术蓝牙802.11(Wi-Fi)等功能。部分电竞主板支持RGB LED光效功能。

主板特指具有扩展能力的PCB,顾名思义,该主板通常被称为所有连接组件的“母”,通常包括外围设备接口卡声卡显卡网卡硬盘、电视调谐卡、IEEE 1394卡以及各种其他自定义组件。

类似地,术语“主板”应用于具有单个板并且没有额外扩展能力的设备,例如打印机、电视机、洗衣机、手机、嵌入式系统中的控制板。

主要组成编辑

下图的LGA 1366主板包含南桥北桥,这是最后一代使用双芯片的主板。之后所有Intel与AMD的主板仅有南桥,北桥已集成到CPU。


  1. CPU插座 (LGA 1366)
  2. 北桥(被散热片覆盖)
  3. 南桥(被散热片覆盖)
  4. 存储器插座三通道
  5. PCI扩展槽
  6. PCI Express扩展槽
  7. 跳线
  8. 控制面板(开关掣、LED等)
  9. 20+4pin主板电源
  10. 4+4pin处理器电源
  11. 背板I/O
  12. 前置USB针脚
  13. 前置面板音效针脚
  14. SATA插座
  15. ATA插座(大部分Intel Sandy Bridge微架构以后的家用主板都已舍弃IDE接口)
  16. 软盘驱动器插座(2010年代起,绝大多数主板已舍弃软盘驱动器接口)

温度与可靠度编辑

主板一般会使用散热片芯片组CPU散热,在以前这种被动散热方式可以满足需求。直到1990年,因为处理器的频率提升以及功率上升,所以CPU散热器需要挂载风扇以满足散热需求。除此之外,也有机壳的风扇帮助散热。现在的主板集成了温度传感器,用于侦测CPU等设备的温度,透过BIOS或是操作系统分析温度变化以控制风扇的转动速度。

历史编辑

微处理器的发明之前,数字计算机由卡笼外壳中的多个印刷电路板组成。在非常古老的设计中,铜线是卡连接器引脚之间的分立连接,但印刷电路板很快成为标准做法。中央处理单元(CPU)、存储器和外围设备安装在单独的印刷电路板上,这些印刷电路板插入背板中。20世纪70年代无处不在的S-100总线就是这种背板系统的一个例子。

20世纪80年代最流行的计算机,如Apple IIIBM PC,已经发布了允许快速逆向工程和第三方替换主板的原理图和其他文档。通常用于构建与示例兼容的新计算机,许多主板提供额外的性能或其他功能,并用于升级制造商的原始设备。

在20世纪80年代末至今,将越来越多的周边设备功能集成到主板上让电脑变得经济实惠。在20世纪80年代后期,个人计算机主板能够通过Super I/O芯片支持一组低速外设:键盘鼠标软盘驱动器串行端口并行端口。20世纪90年代末至今,许多个人电脑主板都集成了声卡显卡网卡而不需要安装多余的扩展卡,现在的个人电脑通常仅将显卡保留为单独的接口卡。工作站服务器更可能需要扩展卡。

BIOS 引导编辑

电脑主板是电脑的主要骨干,上面有实体电路并且用电路将各组件做联结,而可控制主板上逻辑电路运作的是用户、软件程序以及输入设备;但是要从关机状态引导,则必须运行初始化的软件指令。

大部分的主板的BIOS存储在Flash ROM芯片内,用于对主板作引导的初始化;在引导的过程中包含存储器、周边设备都会被测试以及做初始设置,这个过程称为 加电自检POST),若是在 POST 的过程中出现错误,则主机会发出"哔"声或是出现错误消息在屏幕上。

从2011年起,大部分的零售主板已采用UEFI BIOS,一些厂商(尤其是微星科技华硕)还率先导入图形界面UEFI BIOS等技术。

大约从Pentium III起,主板厂商逐步在BIOS中加入了超频功能,但是自Intel Sandy Bridge微架构开始,Intel对超频进行大幅限制,不支持超频的Intel处理器(如大部分型号不以K结尾的桌面型Intel Core处理器)难以超频。AMD则是持开放的态度不禁止玩家超频,这个情况一直到AMD Ryzen系列后AMD才锁上A320主板。OEM主板的BIOS通常不支持超频。基于稳定性考虑,服务器超频是不允许的。

CPU插座编辑

不同CPU系列使用不同插槽。后期CPU插槽,数字多数与针脚数量相同。前期CPU插槽则根据问世次序命名。

Intel处理器插槽编辑

 
电脑配件图中8是主板安装位置

AMD处理器插槽编辑

 
AMD Socket A 主板

扩展插槽编辑

 
早期 Apple IIc Plus 主板
 
Motorola Xoom平板电脑的主板

主板通常有数条插槽供扩展之用。早年的主板使用AGP插槽连接显卡,现时AGP已被PCI-Express x16取代。PCI亦已被PCI-Express取代。OEM根据芯片组的限制来决定插槽的类型和数量。

通常有:

  • ISA - 8/16-bit,旧制式扩展插槽,现无人使用,16-bit版兼容于8-bit版。2004年后已被淘汰。
     
    Computer-motherboard
  • MCA - 32-bit,微通道,IBM特有技术,仅用于IBM PS/2系列个人电脑上。早已被淘汰。
  • EISA - 32-bit,COMPAQ提出,兼容8-bit ISA与16-bit ISA。早已过时。
  • Local Bus - 32-bit,初期无标准,各芯片组业者自定义自用,如OPTi、SiS皆有自定义版本。早已过时。
  • VLB - 32-bit,VESA订立的Local Bus,是业者紊乱各自定义立Local Bus后的收敛标准。早已过时。
  • PCI - 32/64-bit,由Intel提出,是PC平台上首个真正做到通用、兼容性好的总线接口,取代Local Bus、VLB之用,以前较常用,能接上电视卡、声效卡、网卡。已被PCI Express取代。
  • PCI-X - 64-bit,工作站、服务器用,已被PCI Express取代。
  • AGP - 32-bit,接上或升级显卡之用(上代),另有供电强化的AGP-Pro,64-bit版AGP虽有制订的规格标准,但从未真正实现过。已被PCI-Express x16取代。
  • PCI Express ,串列传输,有PCIe x1、PCIe x2、PCIe x4、PCIe x8、PCIe x16等规格,简称PCI-E或PCIe,与ISA、PCI皆为通用型扩展槽,即不限定连接扩展用途。PCIe x16主要用于连接显卡。PCIe x1可连接低速设备如网卡、声卡等。

可选的外部接口编辑

主板规格编辑

不同主板规格有不同功用,所以大小也有不同。现时常用ATXMicroATXMini-ITX

  • XT(8.5 × 11"或216 × 279 mm)
  • AT(12 × 11"–13"或305 × 279–330 mm)
  • Baby-AT(8.5" × 10"–13"或216 mm × 254-330 mm)
  • EATX(12" × 13"或305mm × 330 mm)
  • Mini ATX(11.2" × 8.2"或284 mm × 208 mm)
  • MicroATX(1996; 9.6" × 9.6"或244 mm × 244 mm)- 扩展插口比ATX规格少。
  • Mini-ITX (170mm x 170mm)
  • LPX(9" × 11"–13"或229 mm × 279–330 mm)
  • picoBTX:主板最长203.20毫米,最多一个扩展卡插槽。
  • microBTX:主板最长264.16毫米,最多四个扩展卡插槽。
  • ATX(12" × 9.6"或305 mm × 244 mm)
  • BTX:主板最长325.12毫米,最多七个扩展卡插槽。
  • DTX:主板尺寸为203 mm乘244 mm,最多两个扩展卡插槽。

知名主板生产商编辑

 
一块已经安装好存储器、CPU和CPU散热器的华硕主板

参见编辑

参考资料编辑

外部链接编辑