搜索
第4章主板4.14.24.34.4主板的结构及规格主板与部件的连接主板芯片组和总线主板上的功能元件4.1主板的结构及规格1．ATXATX主板，如图4.1所示，由Intel公司在2019年推出，用来取代过去的AT主板，它是目前最常见的主板结构。ATX主板最大尺寸为12英寸×9.6英寸（305mm×244mm），明确规定了主板上各部件的位置和高度限制、螺丝孔位，只要是ATX主板其尺寸与元件布局都相差不多。图4.1ATX主板结构4.1主板的结构及规格2．MicroATX2019年，Intel公司推出了新的MicroATX主板，如图4.2所示，用它来降低主板制造成本和对电源的需求。MicroATX是从ATX主板修改而来的，主板长度缩减，变成正方形的9.6英寸×9.6英寸（244mm×244mm）。MicroATX主板孔位、高度限制与ATX相同，可使用ATX或SFX电源，但PCI扩展槽和其他接口相对减少了，所以MicroATX主板俗称“小板”。图4.2MicroATX主板结构4.1主板的结构及规格3．FlexATX为了满足市场对计算机成本降低的需求及计算机的小型化，2019年，Intel公司根据MicroATX制订出更小的主板规格FlexATX，如图4.3所示。FlexATX主板的尺寸为9.0英寸×7.5英寸（229mm×191mm）。它比MicroATX主板面积小1/3左右，使机箱的布局更为紧凑。图4.3FlexATX主板结构4.1主板的结构及规格4．BTXBTX是Intel公司推出的新型主板架构BalancedTechnologyeXtended的简称，BTX主板能够在不牺牲性能的前提下做到体积最小，但目前仍未广泛使用。图4.4为BTX主板结构。图4.4BTX主板结构4.1主板的结构及规格BTX主板具有如下特点：根据板型宽度的不同分为标准BTX（325.12mm），MicroBTX（264.16mm）、PicoBTX（203.20mm）。支持Low-profile，即窄板设计，系统结构更加紧凑。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。主板的安装更加简便，机械性能经过最优化设计。支持ATX12V、SFX12V、CFX12V和LFX12V等多种电源规范。4.2主板与部件的连接主板提供插座和插槽承载部件，通过接口连接设备。ATX主板的插座、插槽和接口如图4.5所示。图4.5ATX主板的插座、插槽和接口4.2.1插座和插槽1．主机设备的连接（1）CPU插座CPU接口有针脚式、引脚式、卡式及触点式等，现在市场上的CPU接口大多是针脚式和触点式。主流的CPU接口主要有Intel系列CPU使用的LGA775/1366和Socket478/479，AMD系列CPU使用的SocketAM3、SocketAM2/AM2+、Socket940、Socket939、Socket754和SocketA。对应这些CPU接口类型，主板上设计有不同的CPU插座，不同类型的CPU不能混插。4.2.1插座和插槽如图4.6所示，LGA775（SocketT）是IntelCore2Duo（酷睿2双核）和Quad（酷睿2四核）及较早的PentiumD、PentiumEE系列处理器的接口，用触点连接方式代替针脚式接口。（a）（b）（c）图4.6IntelCPU插槽Socket478（a）、LGA775（b）和LGA1366（c）4.2.1插座和插槽如图4.7所示，SocketAM2是AMD公司在2019年发布的支持双通道DDR2内存的AMD64位桌面CPU的接口标准，虽然同样具有940根针脚，但SocketAM2与原有的Socket940在针脚定义及针脚排列都不相同，并不互相兼容。目前采用SocketAM2接口的有低端的Sempron、中端的Athlon64、高端的Athlon64X2及Athlon64FX等AMD桌面CPU。AM2+接口则在AM2的基础上增加了对HyperTransport3.0和分隔电源层的支持，主要支持AMD羿龙CPU，与AM2相互兼容，但如果AM2+CPU安装到AM2接口则功能会受到限制。SocketAM3是AMD羿龙II系列CPU使用的接口，AM3CPU开始全面兼容DDR3内存，SocketAM3向下兼容SocketAM2+和SocketAM2，但是SocketAM2/AM2+不能兼容SocketAM3CPU。（a）（b）（c）（d）图4.7AMDCPU插槽Socket754（a）、Socket940（b）、SocketAM2（c）和SocketAM3（d）4.2.1插座和插槽（2）内存插槽主板上的内存插槽用来插入内存。有168-PinDIMM、184-PinDIMM与184-PinRIMM、240-PinDDR2DIMM与240-PinDDR2RIMM几种，分别插入SDRAM、DDRSDRAM和RDRAM、DDR2SDRAM和DDR2RDRAM类型的内存。其中240-PinDDR2DIMM是目前的主流内存插槽，184-PinDIMM和168-PinDIMM已逐渐退出市场，至于RIMM一般只在服务器级主板中使用。240-PinDDR3DIMM是最新的DDR3内存插槽。如图4.8所示为DDR、DDR2、DDR3内存插槽。(a)(b)图4.8240-PinDDR2DIMM、DDR3DIMM（a）和184-PinDIMM插槽（b）4.2.1插座和插槽2．扩展设备的连接（1）PCI插槽PCI插槽是Intel公司1991年推出的基于PCI局部总线（PeripheralComponentInterconnect，外围组件扩展接口）的扩展插槽，其颜色一般为乳白色。最早的PCI总线工作在33MHz频率以下，传输带宽达到133MB/s（33MHz×32b/8），基本上满足了当时的需要。PCI总线系统要求有一个PCI控制卡，它必须安装在PCI插槽内。这种插槽是当前主板带有的数量最多的插槽类型，ATX主板一般带有5～6个PCI插槽，而小一点的MicroATX主板也都带有2～3个PCI插槽。根据实现方式不同，PCI控制器可以与CPU一次交换32位或64位数据，允许智能PCI辅助适配器利用一种总线主控技术与CPU并行地执行任务。PCI允许多路复用技术，即允许多种信号同时存在于总线上。4.2.1插座和插槽一些老式主板上还带有ISA（工业标准结构）总线插槽，ISA是美国IBM公司为286计算机制定的工业标准总线，总线宽度是16位，总线频率为8MHz，如图4.9所示，左边最长的插槽为ISA插槽，中间5个相同的白色插槽为PCI插槽。图4.9ISA插槽和PCI插槽4.2.1插座和插槽（2）AGP插槽AGP是连接控制芯片和AGP显卡的点对点连接，但习惯上依然称其为AGP总线。AGP总线直接与主板的北桥芯片相连，通过该接口也可让显示芯片与系统内存直接相连，避免了窄带宽的PCI总线形成的系统瓶颈，增加3D图形数据传输速率，同时在显存不足的情况下还可以调用系统内存。并行性允许CPU访问系统RAM与AGP显卡访问AGP内存同时进行。AGP的标准规格为AGP8×/4×/2×/1×，在AGP2×标准下可以提供的数据传输速率为533MB/s，在8×标准下可以提供2.1GB/s的传输速率。图4.10为不同传输标准的AGP插槽。(a)(b)(c)图4.10AGP1×/2×（a）、AGP4×（b）和AGP8×（c）4.2.1插座和插槽（3）PCIExpress插槽PCIExpress简称PCI-E，它的接口根据总线位宽不同而存在差异，包括×1、×4、×8、×16模式，而×2模式用于内部接口而非插槽模式。PCI-E插模可以从1条通道连接到32条通道，有非常强的伸缩性，以满足不同设备对数据传输带宽的需求。此外，较短的PCI-E卡可以插入较长的PCI-E插槽中使用。PCI-E×1插槽的250MB/s传输速率已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求，但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。PCIExpress×16插槽，如图4.11所示，目前基本上取代了AGP插槽成为显卡的接口标准，它提供5GB/s的带宽（实际可达4GB/s），远远超过AGP8×的2.1GB/s的带宽，所以PCIExpress可以大幅提高中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）之间的数据传输速率。4.2.1插座和插槽图4.11PCIExpress×16插槽4.2.2设备接口1．内部设备接口（1）主板电源接口和CPU风扇电源接口电源支撑着主板和其连接设备的运行。主板的电源接口用于连接电源，为主板供电。一般主板上的电源插座为20-Pin如图4.12（a）所示。插座双排设计，这些针脚彼此都套在形状不同的塑胶护框内，且带有方向性，所以不会插错。CPU风扇接口用来为风扇提供电力，提供主板对风扇的控制信号。一般主板厂商会在主板上安置3-Pin或4-Pin的CPU风扇接口或系统风扇接口（如图4.12（a）、（c）所示），4-Pin风扇接口首先出现在LGA775主板上，可根据CPU传感器测量的温度来智能调节风扇转速。此接口旁一般标有CPUFAN字样，注意与其他4-Pin接口区别。4.2.2设备接口（a）（b）（c）图4.12主板的20-Pin电源接口（a）和3-Pin（b）、4-Pin（c）风扇接口4.2.2设备接口（2）IDE接口和软驱FDC接口如图4.13所示，IDE接口用来连接硬盘和光驱等IDE存储设备，主板上IDE接口一般有两个：IDE1和IDE2。在接口边的PCB上标有IDE编号，通常蓝色的IDE接口为IDE1，白色（或黑色）的为IDE2。软驱接口比IDE接口稍短一点。目前市场上的软驱规格统一，所以不必担心型号问题。（a）（b）图4.13IDE接口（a）和软驱接口（b）4.2.2设备接口（3）SATA和SCSI接口SerialATA即SATA接口是新一代硬盘、光驱接口，其数据传输速率达到150MB/s。SATA接口（如图4.14（a）所示）采用低电压、点对点设计，减少了能耗，优化了散热效果。此外，它还支持热插拔功能。SCSI接口多用于服务器和高端工作站，目前主流的SCSI接口规范为SCSI80和SCSI160，传输速率分别为80MB/s和160MB/s。SCSI80接口为孔状80线插槽，如图4.14（b）所示。（a）（b）图4.14SATA接口（a）和SCSI接口（b）4.2.2设备接口2．外部I/O接口如图4.15所示，为主板外部I/O接口一览图。（1）VGA接口整合了显示芯片的主板上具有VGA接口。它是显卡输出模拟信号的接口，也叫D-Sub接口。VGA接口是应用最广泛的显卡接口类型，多数显卡都带有此接口。图4.15主板外部I/O接口一览4.2.2设备接口（2）DVI接口和HDMI接口DVI（DigitalVisualInterface，数字视频接口）和HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface，高清晰多媒体接口）是较新的数字视频传输标准接口。DVI接口是近年来随着数字化显示设备发展起来的一种显示接口。HDMI接口提供高达5Gb/s的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号，几乎成为目前液晶电视等高清显示设备的必备接口。（3）3.5mm模拟音频接口和S/PDIF接口3.5mm模拟音频接口（如图4.16所示）主要用于连接耳机、音箱、麦克风等，独立声卡或集成声卡的主板上都有这些接口。它符合PC‘99规格，采用彩色接口，容易辨别。其中蓝色为Speaker接口，红色为Mic接口，绿色为Line-in接口。Speaker接口连接音箱、耳机等音频输出设备。Mic是麦克风的输入口，主要有两个作用：一是给麦克风提供工作电压，二是把麦克风信号无衰减地提供给放大器。图4.163.5mm模拟音频接口4.2.2设备接口S/PDIF（Sony/PhilipsDigitalInterfaceFormat）接口是一种数字传输接口，普遍使用光纤和