電腦主闆:機箱内部件-中文百科頻道

簡介

典型的主闆能提供一系列接合點，供處理器、顯卡、聲效卡、硬盤、存儲器、對外設備等設備接合。它們通常直接插入有關插槽，或用線路連接。主闆上最重要的構成組件是芯片組（Chipset）。而芯片組通常由北橋和南橋組成，也有些以單片機設計，增強其性能。這些芯片組為主闆提供一個通用平台供不同設備連接，控制不同設備的溝通。它亦包含對不同擴充插槽的支持，例如處理器、PCI、ISA、AGP，和PCI Express。芯片組亦為主闆提供額外功能，例如集成顯核，集成聲效卡（也稱内置顯核和内置聲卡）。一些高價主闆也集成紅外通訊技術、藍牙和802.11（Wi-Fi）等功能。

主闆結構

所謂主闆結構就是根據主闆上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形狀，所使用的電源規格等制定出的通用标準，所有主闆廠商都必須遵循。

主闆結構分為AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等結構。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主闆結構，已經淘汰；而LPX、NLX、Flex ATX則是ATX的變種，多見于國外的品牌機，國内尚不多見；EATX和WATX則多用于服務器/工作站主闆；ATX是市場上最常見的主闆結構，擴展插槽較多，PCI插槽數量在4-6個，大多數主闆都采用此結構；Micro ATX又稱Mini ATX，是ATX結構的簡化版，就是常說的“小闆”，擴展插槽較少，PCI插槽數量在3個或3個以下，多用于品牌機并配備小型機箱；而BTX則是英特爾制定的最新一代主闆結構，但尚未流行便被放棄，繼續使用ATX。

芯片組

芯片組（Chipset）是主闆的核心組成部分，如果說中央處理器（CPU）是整個電腦系統的心髒，那麼芯片組将是整個身體的軀幹。對于主闆而言，芯片組幾乎決定了這塊主闆的功能，進而影響到整個電腦系統性能的發揮，芯片組是主闆的靈魂。按照在主闆上的排列位置的不同，通常分為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片提供對CPU的類型和主頻、内存的類型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等支持。南橋芯片則提供對KBC（鍵盤控制器）、RTC（實時時鐘控制器）、USB（通用串行總線）、Ultra DMA/33（66）EIDE數據傳輸方式和ACPI（高級能源管理）等的支持。其中北橋芯片起着主導性的作用，也稱為主橋（Host Bridge）。

按邏輯控制芯片組分類

這些芯片組中集成了對CPU、CACHE、I/O和總線的控制。586以上的主闆對芯片組的作用尤為重視。

Intel公司出品的用于586主闆的芯片組有：

LX：早期的用于Pentium 60和66MHz CPU的芯片組。

NT：海王星（Neptune），支持Pentium 75MHz以上的CPU，在Intel 430 FX芯片組推出之前很流行，已不多見。

FX：在430和440兩個系列中均有該芯片組，前者用于Pentium，後者用于Pentium Pro。

HX：Intel 430系列，用于可靠性要求較高的商用微機。

VX：Intel 430系列，在HX基礎上針對普通的多媒體應用作了優化和精簡，有被TX取代的趨勢。

TX：Intel 430系列的最新芯片組，專門針對PentiumMMX技術進行了優化。

GX/KX：Intel 450系列，用于Pentium Pro，GX為服務器設計，KX用于工作站和高性能桌面PC。

MX：Intel 430系列，專門用于筆記本電腦的奔騰級芯片組，參見《Intel 430 MX芯片組》。

非Intel公司的芯片組有：

VT82C5xx系列：VIA公司出品的586芯片組。

SiS系列：矽統（SiS）出品，在非Intel芯片組中名氣較大。

Opti系列：Opti公司出品，采用的主闆商較少。

擴展槽

擴展插槽是主闆上用于固定擴展卡并将其連接到系統總線上的插槽，也叫擴展槽、擴充插槽。擴展槽是一種添加或增強電腦特性及功能的方法。擴展插槽的種類和數量的多少是決定一塊主闆好壞的重要指标。有多種類型和足夠數量的擴展插槽就意味着今後有足夠的可升級性和設備擴展性，反之則會在今後的升級和設備擴展方面碰到巨大的障礙。

主要接口

硬盤接口：硬盤接口可分為IDE接口和SATA接口。在型号老些的主闆上，多集成2個IDE口，通常IDE接口都位于PCI插槽下方，從空間上則垂直于内存插槽（也有橫着的）。而新型主闆上，IDE接口大多縮減，甚至沒有，代之以SATA接口。

軟驅接口：連接軟驅所用，多位于IDE接口旁，比IDE接口略短一些，因為它是34針的，所以數據線也略窄一些。

COM接口（串口）：大多數主闆都提供了兩個COM接口，分别為COM1和COM2，作用是連接串行鼠标和外置Modem等設備。COM1接口的I/O地址是03F8h-03FFh，中斷号是IRQ4；COM2接口的I/O地址是02F8h-02FFh，中斷号是IRQ3。由此可見COM2接口比COM1接口的響應具有優先權，市面上已很難找到基于該接口的産品。

PS/2接口：PS/2接口的功能比較單一，僅能用于連接鍵盤和鼠标。一般情況下，鼠标的接口為綠色、鍵盤的接口為紫色。PS/2接口的傳輸速率比COM接口稍快一些，但這麼多年使用之後，絕大多數主闆依然配備該接口，但支持該接口的鼠标和鍵盤越來越少，大部分外設廠商也不再推出基于該接口的外設産品，更多的是推出USB接口的外設産品。不過值得一提的是，由于該接口使用非常廣泛，因此很多使用者即使在使用USB也更願意通過PS/2-USB轉接器插到PS/2上使用，外加鍵盤鼠标每一代産品的壽命都非常長，接口依然使用效率極高，但在不久的将來，被USB接口所完全取代的可能性極高。

USB接口：USB接口是如今最為流行的接口，最大可以支持127個外設，并且可以獨立供電，其應用非常廣泛。USB接口可以從主闆上獲得500mA的電流，支持熱拔插，真正做到了即插即用。一個USB接口可同時支持高速和低速USB外設的訪問，由一條四芯電纜連接，其中兩條是正負電源，另外兩條是數據傳輸線。高速外設的傳輸速率為12Mbps，低速外設的傳輸速率為1.5Mbps。此外，USB 2.0标準最高傳輸速率可達480Mbps。USB 3.0已經出現在主闆中，并已開始普及。

LPT接口（并口）：一般用來連接打印機或掃描儀。其默認的中斷号是IRQ7，采用25腳的DB-25接頭。并口的工作模式主要有三種：

SPP标準工作模式。SPP數據是半雙工單向傳輸，傳輸速率較慢，僅為15Kbps，但應用較為廣泛，一般設為默認的工作模式。

EPP增強型工作模式。EPP采用雙向半雙工數據傳輸，其傳輸速率比SPP高很多，可達2Mbps，已有不少外設使用此工作模式。

ECP擴充型工作模式。ECP采用雙向全雙工數據傳輸，傳輸速率比EPP還要高一些，但支持的設備不多。使用LPT接口的打印機與掃描儀已經基本很少了，多為使用USB接口的打印機與掃描儀。

MIDI接口：聲卡的MIDI接口和遊戲杆接口是共用的。接口中的兩個針腳用來傳送MIDI信号，可連接各種MIDI設備，例如電子鍵盤等，市面上已很難找到基于該接口的産品。

SATA接口：SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment（串行高級技術附件，一種基于行業标準的串行硬件驅動器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規範，在IDF Fall 2001大會上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0标準，正式宣告了SATA規範的确立。SATA規範将硬盤的外部傳輸速率理論值提高到了150MB/s，比PATA标準ATA/100高出50%，比ATA/133也要高出約13%，而随着未來後續版本的發展，SATA接口的速率還可擴展到2X和4X（300MB/s和600MB/s）。從其發展計劃來看，未來的SATA也将通過提升時鐘頻率來提高接口傳輸速率，讓硬盤也能夠超頻。

主闆平面

主闆的平面是一塊PCB（印刷電路闆），一般采用四層闆或六層闆。相對而言，為節省成本，低檔主闆多為四層闆：主信号層、接地層、電源層、次信号層，而六層闆則增加了輔助電源層和中信号層，因此，六層PCB的主闆抗電磁幹擾能力更強，主闆也更加穩定。

工作原理

在電路闆下面，是4層有緻的電路布線；在上面，則為分工明确的各個部件：插槽、芯片、電阻、電容等。當主機加電時，電流會在瞬間通過CPU、南北橋芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主闆邊緣的串口、并口、PS/2接口等。随後，主闆會根據BIOS（基本輸入輸出系統）來識别硬件，并進入操作系統發揮出支撐系統平台工作的功能。

主要種類

AT：标準尺寸的主闆，IBM PC/A機首先使用而得名，有的486、586主闆也采用AT結構布局。

Baby AT：袖珍尺寸的主闆，比AT主闆小，因而得名。很多原裝機的一體化主闆首先采用此主闆結構。

ATX：改進型的AT主闆，對主闆上元件布局作了優化，有更好的散熱性和集成度，需要配合專門的ATX機箱使用。

BTX：是ATX主闆的改進型，它使用窄闆（Low-profile）設計，使部件布局更加緊湊。針對機箱内外氣流的運動特性，主闆工程師們對主闆的布局進行了優化設計，使計算機的散熱性能和效率更高，噪聲更小，主闆的安裝拆卸也變得更加簡便。

BTX在一開始就制定了3種規格，分别是BTX、Micro BTX和Pico BTX。3種BTX的寬度都相同，都是266.7mm，不同之處在于主闆的大小和擴展性有所不同。

一體化（All in one）主闆：集成了聲音，顯示等多種電路，一般不需再插卡就能工作，具有高集成度和節省空間的優點，但也有維修不便和升級困難的缺點，在原裝品牌機中采用較多。

NLX：Intel最新的主闆結構，最大特點是主闆、CPU的升級靈活方便有效，不再需要每推出一種CPU就必須更新主闆設計此外還有一些上述主闆的變形結構，如華碩主闆就大量采用了3/4 Baby AT尺寸的主闆結構。

按主闆的結構特點分類還可分為基于CPU的主闆、基于适配電路的主闆、一體化主闆等類型。基于CPU的一體化的主闆是較佳的選擇。

按印制電路闆的工藝分類又可分為雙層結構闆、四層結構闆、六層結構闆等；以四層結構闆的産品為主。

按元件安裝及焊接工藝分類又有表面安裝焊接工藝闆和DIP傳統工藝闆。

按CPU插座分類，如Socket 7主闆、Slot 1主闆等。

按存儲器容量分類，如16M主闆、32M主闆、64M主闆等。

按是否即插即用分類，如PnP主闆、非PnP主闆等。

按系統總線的帶寬分類，如66MHz主闆、100MHz主闆等。

按數據端口分類，如SCSI主闆、EDO主闆、AGP主闆等。

按擴展槽分類，如EISA主闆、PCI主闆、USB主闆等。

按生産廠家分類，如華碩主闆、技嘉主闆等。

芯片

Intel：Socket386、Socket486、Socket586、Socket686、Socket370（810主闆、815主闆）、Socket478（845主闆、865主闆）、LGA 775（915主闆、945主闆、965主闆、G31主闆、P31主闆、G41主闆、P41主闆、G43、P43主闆、G45、P45、X38、X48）、LGA 1156（H55主闆、H57主闆、P55主闆、P57主闆、Q57主闆）、LGA 1155分為6系、7系兩個系列（6系主闆有：H61主闆、H67主闆、P67主闆、Z68主闆；7系主闆有：B75、Z75、Z77、H77。）、LGA 1366（X58主闆）、LGA 2011（X79主闆）。

2013由於Intel推出22nm Haswell的新規格CPU，Ivy Bridge的LGA 1155升級成為LGA 1150。

AMD：Socket AM2AM2+（760G主闆、770主闆、780G主闆，785G主闆、790GX主闆）、AM3AM3+（870G主闆、880G主闆、890GX主闆、890FX主闆、970主闆、990X主闆、990FX主闆）、FM1（A55主闆、A75主闆）、FM2（A55主闆、A75主闆、A85主闆）。

同一級的CPU往往也還有進一步的劃分，如奔騰主闆，就有是否支持多能奔騰（P55C，MMX要求主闆内建雙電壓），是否支持Cyrix 6x86、AMD 5k86（都是奔騰級的CPU，要求主闆有更好的散熱性）等區别。