魔兽世界失窃的雷霆:主板知识最全充电

本文是为初级读者准备的，希望以浅显易懂的图文让更多朋友了解主板知识，不够深入的地方老鸟请见谅。

接口：

主板作为电脑的主体部分，提供着多种接口与各部件进行连接工作，而随着科技的不断发展，主板上的各种接口与规范也在不断升级、不断更新换代。其中比较典型的就是CPU接口，Intel方面，有奔腾、酷睿2系列的LGA 775，酷睿i7的LGA 1366接口，i5、i3的LGA 1156；AMD方面也从AM2升级到了AM2+以及AM3接口。其他如内存也从DDR升级到最新的DDR3，CPU供电接口也从4PIN扩展到8PIN等。面对主板上如此多的接口，你都知道它们的用途吗？

在本文中，我们将对主流主板上的各种接口进行介绍，使用户能清楚、明白主板上各种接口的作用。

1、CPU接口

　　首先是CPU接口部分，目前PC上只有Intel和AMD两个公司生产的CPU，它们采用了不同的接口，而且同品牌CPU也有不同的接口类型。

Intel：

 Intel的LGA 775接口

Intel LGA 1156接口

 IntelLGA 1366

Intel的CPU采用的是LGA 775、LGA 1366和LGA 1156这三种接口。除了酷睿i7系列采用的是LGA 1366接口，酷睿i5和i3采用的是LGA 1156，市面上其他型号的CPU都是采用LGA 775接口，可以说LGA 775仍是主流，各种接口都不兼容。在安装CPU时，注意CPU上的一个角上有箭头，把该箭头对着图中黄色圆圈的方向装即可。

AMD：

　　2009年2月中，AMD发布了采用Socket AM3接口封装的Phenom II CPU和AM3接口的主板，而AM3接口相比AM2+接口最大的改进是同时提供DDR2和DDR3内存的支持。换句话说，以后推出的AM3接口CPU均兼容现有的AM2+平台，通过刷写最新主板BIOS，即可用在当前主流的AM2+主板（如AMD 770、780G、790GX/FX等）上，而用户也不必担心升级问题。

 AM2+接口（左）与AM3接口（右）对比

　　我们来比较一下AM3与AM2+两种接口的区别，上图左是Socket AM2+接口，拥有940个针脚；上图右是Socket AM3接口。红色圈的位置就是针脚不同的部分，可看到AM3比AM2+少两个针脚，也就是938针。 

 AMD的AM2+接口

　　AMD的CPU主要采用的是AM2+和AM3接口，AM2与AM2+都是940针，且AM2+向下兼容，所以现在基本没有AM2的主板了。由于针脚数目不同，Socket AM3插座没法安装Socket AM2+或更早的处理器。另一方面Socket AM3接口封装的CPU仍然可以在Socket AM2+/AM2插座上安装。因为Socket AM3在性能方面和AM2+几乎没有区别，所以目前采用真正AM3插座的主板几乎没有。

内存插槽、扩展插槽及磁盘接口：

 DDR2内存插槽

 DDR3内存插槽

　　内存规范也在不断升级，从早期的SDRAM到DDR SDRAM，发展到现在的DDR2与DDR3，每次升级接口都会有所改变，当然这种改变在外型上不容易发现，如上图第一副为DDR2，第二幅为DDR3，在外观上的区别主要是防呆接口的位置，很明显，DDR2与DDR3是不能兼容的，因为根本就插不下。内存槽有不同的颜色区分，如果要组建双通道，您必须使用同样颜色的内存插槽。

　　目前，DDR3正在逐渐替代DDR2的主流地位，在这新旧接替的时候，有一些主板厂商也推出了Combo主板，兼有DDR2和DDR3插槽。

 主板的扩展接口，上图中蓝色的为PCI-E X16接口，目前主流的显卡都使用该接口。白色长槽为传统的PCI接口，也是一个非常经典的接口了，拥有10多年的历史，接如电视卡之类的各种各样的设备。最短的接口为PCI-E X1接口，对于普通用户来说，基于该接口的设备还不多，常见的有外置声卡。

 有些主板还会提供迷你PCI-E接口，用于接无线网卡等设备

 SATA2与IDE接口

 横向设计的IDE接口，只是为了方便理线和插拔

　　SATA与IDE是存储器接口，也就是传统的硬盘与光驱的接口。现在主流的Intel主板都不提供原生的IDE接口支持，但主板厂商为照顾老用户，通过第三方芯片提供支持。新装机的用户不必考虑IDE设备了，硬盘与光驱都有SATA版本，能提供更高的性能。

 SATA已经成为主流的接口，取代了传统的IDE，目前主流的规范还是SATA 3.0Gb/s，但已有很多高端主板开始提供最新的SATA3接口，速度达到6.0Gb/s。如上图，SATA3接口用白色与SATA2接口区分。

 主板其他内部接口介绍

 8PIN CPU供电接口

　　随着CPU的功耗的升高，单靠CPU接口的供电方式已经不能满足需求，因此早在Pentium 4时代就引入了一个4PIN的12V接口，给CPU提供辅助供电。在服务器平台，由于对供电要求更高，所以很早就引入更强的8PIN 12V接口，而现在一些主流的主板也使用了8PIN CPU供电接口，提供更大的电流，更好保证CPU的稳定性。

　　这就产生疑问了，一些电源只提供4PIN接口，没提供8PIN，两者能兼容吗？答案是可以的，如果电源上只有4PIN 12V接口，接在8PIN的主板上是完全没问题的，该接口使用放呆设计，只有一边可以接入。另外虽然有4PIN转8PIN的转接线，但由于是同一条线路输出，转接与否效果是完全一样的。

 CPU风扇接口

　　Intel从915主板芯片就开始引入了4PIN风扇接口，比起传统的3PIN，该接口最大的改进是支持PWM温度控制，可根据CPU的温度对风扇进行调速，用户可以在BIOS设置这个温度的范围，使散热效能和风扇噪音处于一个平衡点。

 机箱接线位

　　上图彩色的针脚位是机箱接线部分。接线时注意正负位，一般黑色/白色为负，其他颜色为正。其中PW表示电源开关，RES表示重启键，HD表示硬盘指示灯、PWR_LED表示电源灯，speak表示PC喇叭。MSG表示信息指示灯，与机箱的HD_LED相连来表现IDE，或SATA总线是否有数据通过。

 目前ATX主板的最新规范是ATX 12V 2.31，从ATX 12V 2.0开始，采用了双12V供电设计，主板的电源接口就从传统的20PIN升级为24PIN，兼容传统的20PIN电源。因为显卡的功耗越来越大，需要外接12V电源供电，为避免大功耗显卡和CPU抢电压而设计12V供电方案，多出的4PIN主要是为PCI-E显卡供电的。如果不是用大功耗显卡，只接20PIN也是没问题的。另外LPT与FDD接口基本已经淘汰，普通用户不需要用到。

 前/后置接口接线处

　　图中的黄色接口是前/后置USB接口的接线处，在高端的主板上还提供了人性化的设计，能避免接错线而烧毁主板，一般用户在接该线时，可以参考主板说明书。两端白色的是COM口和IEEE 1394接口。

主板外部接口介绍：

 整合主板的外部接口

　　VGA、DVI和HDMI都是视频接口，用于连接显示器。VGA是传输模拟信号，DVI和HDMI能传输数字信号，支持1080P全高清视频。与DVI相比，HDMI主要优势是能够同时传输音频数据，在视频数据的传输上没有差别。另外，还有一种新兴的视频接口叫“DisplayPort”接口，简称DP接口，同样能够传输音频。

　　上图中还有一个光纤音频接口，很多朋友仅知道是光纤接口，但不知做什么用的，是否能插光纤网线？答案是否定的。该接口仅为高端音频设备传输音频信号。

　　e-SATA并不是一种独立的外部接口技术标准，简单来说e-SATA就是SATA的外接式界面，拥有e-SATA接口的电脑，可以把SATA设备直接从外部连接到系统当中，而不用打开机箱，但由于e-SATA本身并不带供电，因此也需要SATA设备也需要外接电源，这样的话还是要打开机箱，因此对普通用户也没多大用处。

　　e-SATA上面是IEEE 1394接口，IEEE 1394接口最大的优势是接口带宽比较高，其在生活中应用最多是高端摄影器材，这部分应用人群本来就少；加上更多用户采用USB接口来传输储存卡上的数据。因此，对于绝大部用户来说，IEEE 1394接口也很少用上。

 USB 2.0与e-SATA结合的USB PLUS接口

　　请注意，上图的下端两个接口并不是e-SATA，而是USB 2.0与e-SATA结合的USB PLUS接口，外观上比e-SATA更厚点。USB PLUS接口是爱国者2009年发布的，目的是解决e-SATA没有提供供电的缺陷。

 USB PLUS原理图

　　通过与USB接口结合，获得5V供电和3.0GB/s的传输速度。同时，它也可以单独接USB接口或e-SATA接口，十分灵活，因此如今也很受欢迎。

 非整合主板的外部接口

 众所周知，USB 2.0的理论速度是480Mbps，而SATA2接口也已经是3Gbps，USB 2.0早已成技术瓶颈。而USB 3.0的理论速度是4.8Gbps，也就是说性能提升了10倍。目前一些主板厂商已经推出了多款带USB 3.0接口的主板，价格比普通的仅贵50元左右。但由于刚起步，目前支持USB 3.0的设备还很少，现在对普通用户来说还意义不大。

　　另外，从有些主板上我们还能看到LPT并行接口（图中很长的粉红色接口）和COM串行接口（9针绿色接口）。串行接口，简称串口，也就是COM接口，是采用串行通信协议的扩展接口。并行接口，简称并口，也就是LPT接口，是采用并行通信协议的扩展接口。这两个接口的功能基本上已经被USB所取代，普通用户没必要用到。

音频接口：

　　最后我们来看下音频接口部分，它的定义如下表所示

 接口  2声道  4声道  6声道  8声道  蓝色  声道输入  声道输入  声道输入  声道输入  绿色  声道输出  前置扬声器输出  前置扬声器输出  前置扬声器输出  粉红色 麦克风输入 麦克风输入

 
麦克风输入

关于主板芯片组、供电等其他部分的知识介绍，

主板版型

　　主板有大板和小板之分，就算是在大板之中，也有几种型号的区别，在这里我们就不一一细说，大家需要知道的是，不同的版型的主板在PCB成本上有所不同，同时在扩展性能上也有所不同，最终将要影响到的就是主板的售价以及扩展性能。

 mATX小板

　　上图的主板就是一款mATX版型的主板，此类版型设计通常用在中低端主板上，不过也有部分高端的X58、P55主板也才用这样的设计，可以在成本上控制更低，使得售价便宜，同时，对于平台的常规性能，并没有多少影响。这样设计的主板价格就会相对比较便宜，不过由于扩展插槽较少，扩展性能会受到一定的影响，同时，这样的主板也可以放到较小的机箱内。

 ATX大板

　　同为ATX版型设计，不过也有一定的区别，例如上面这款主板和下面这款主板，虽然长度相同，不过在宽度方面，就有明显的区别，在主板的布局方面会受到一定的影响，同时，主板PCB的成本也会有所不同。

 ATX大板

　　通常，ATX大板都可以提供更多的扩展插槽，例如可以多提供一个显卡插槽、多提供PCI-E X1插槽等，当然也有一些主板提供了5条PCI插槽，方便特殊用户的需要。除了扩展插槽之外，由于ATX大板提供了较为充足的空间，一些主板还提供双网卡芯片、1394接口芯片等等，这样的主板也就更贵了。

　　对于多数用户来说，其实是很难用到这么多的扩展插槽的，一款mATX版型的主板就已经足够使用，价格也更加实惠，例如微星推出的一款mATX版型的X58主板，价格就仅为1399元，是一线品牌X58主板中最便宜的。并且，mATX版型主板对于多数小机箱来说才更为合适，有时大板是无法放进机箱中去的。

 Mini-ITX超小板

　　 随着HTPC的发展，市场上出现了更加迷你的Mini-ITX主板。Mini-ITX非常小，尺寸为170mmx170mm(6.75英寸x6.75英寸)。Mini-ITX是一种结构紧凑的主板，它是设计用来支持用于小空间的、相对低成本的电脑的，如用在汽车、置顶盒以及网络设备中的电脑，可用于制造瘦客户机

1、芯片组

　　芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心。一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次。它就是“南桥”和“北桥”的统称，就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组。 如果说CPU是一台电脑的核心，那么主板芯片组就是一块主板的核心。芯片组的规格，决定了主板可以支持的扩展接口数量、接口性能等，如果一款主板芯片组对于CPU、内存、显卡等硬件的支持度不够的话，会明显影响到平台的性能发挥。

 南北桥芯片通常都覆盖有散热片

　　随着nVIDIA在主板芯片组研发方面的停滞，现在PC主板芯片组主要是Intel和AMD，他们有各自不同的芯片组规格，仅适合各自的平台。

 主板超频测试

　　除了对常规性能的支持以外，对于超频用户来说，主板芯片组也会有一定的影响，例如AMD在SB710和SB750南桥芯片中提供了ACC功能的支持，可以帮助支持这一功能的系列处理器达到更高外频，即可以提供更强的超频性能，而SB700南桥芯片就不支持。在Intel平台，P45芯片组超频可以达到更高外频，而P43芯片组会遇到外频墙，也是在超频方面的支持不同。

 多卡互联

　　如果某位用户觉得对显卡性能要求很高，一块显卡都已经不足以满足需要，那么一款可以支持多张显卡同时运行的主板就显得很重要。一款主板可以支持多少张显卡同时运行？这就受主板芯片组的规格限制。

北桥：

　　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）。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP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、内存的类型和最大容量、AGP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。

　　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AMD 785G+SB710芯片组一般我们简称为785G。

南桥：

　　南桥芯片（South Bridge）是主板芯片组的重要组成部分，负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等，一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所以南桥芯片有时候没有覆盖散热片

主板供电回路： 

　　主板供电回路是主板中的一个重要组成部分，其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换，将电压变换至CPU所能接受的内核电压值，使CPU正常工作，以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤，滤除各种杂波和干扰信号以保证电脑的稳定工作。主板供电回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。

　　上图中我们圈出了一些关键部件，分别是电感、电容、MOSFET管等。随着CPU主频和系统总线工作频率的提高，对主板供电的要求也越来越严格，因此主板稳定工作的前提是必须有纯净的电流供应。

　　从机箱电源出来的电流如果用示波仪器观察会发现有很多的尖峰和杂波，这些尖峰和杂波都是主板稳定工作的大敌，因此主板必须对电源进行过滤和净化才能使用，针对不同的杂波用不同的元件来进行过滤和净化。主要的元件有电感和电容。原始电流首先流经扼流线圈(俗称电感)，因为电感有一个蓄能的特性，它可以初步过滤掉一些高频杂波，然后进入电容组进一步过滤、净化、拉平(把峰形波拉成方波)。

MOSFET管：

　　MOSFET，中文名称是场效应管，一般被叫做MOS管。这个黑色方块在供电电路里表现为受到栅极电压控制的开关。每相的上桥和下桥轮番导通，对这一相的输出扼流圈进行充电和放电，就在输出端得到一个稳定的电压。

　　每相电路都要有上桥和下桥，所以每相至少有两颗MOSFET，而上桥和下桥都可以用并联两三颗代替一颗来提高导通能力，因而每相还可能看到总数为三颗、四颗甚至五颗的MOSFET。

电感：

　　输出扼流圈（Choke），也称电感（Inductor）。每相一般配备一颗扼流圈，在它的作用下输出电流连续平滑。少数主板每相使用两颗扼流圈并联，两颗扼流圈等效于一颗。（因此，对于普通主板，通常我们通过数有多少颗电感就可以大致判断出该主板为几相供电）

电容：

　　电容在主板中主要用于保证电压和电流的稳定(起滤波作用)。

　　电解电容：供电的输出部分一般都会有若干颗大电容（Bulk Capacitor）进行滤波，它们属于电解电容。电容的容量和ESR影响到输出电压的平滑程度。电解电容的容量大，但是高频特性不好。

　　全固态电容：除了铝电解电容外，CPU供电部分常见固态电容。我们常见的固态电容称为铝-聚合物电容，属于新型的电容器。它与一般铝电解电容相比，性能和寿命受温度影响更小，而且高频特性好一些，ESR低，自身发热小。

BIOS：

　　BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）全称是ROM－BIOS，是只读存储器基本输入／输出系统的简写，它实际是一组被固化到电脑中，为电脑提供最低级最直接的硬件控制的程序，它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽，通俗地说，BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口（虽然它本身也只是一个程序），负责解决硬件的即时要求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。

　　BIOS芯片是主板上一块长方型或正方型芯片，BIOS中主要存放：

　　1.自诊断程序：通过读取CMOS RAM中的内容识别硬件配置，并对其进行自检和初始化；
　　2.CMOS设置程序：引导过程中，用特殊热键启动，进行设置后，存入CMOS RAM中；
　　3.系统自举装载程序：在自检成功后将磁盘相对0道0扇区上的引导程序装入内存，让其运行以装入DOS系统；
　　4.主要I／O设备的驱动程序和中断服务；

　　由于BIOS直接和系统硬件资源打交道，因此总是针对某一类型的硬件系统，而各种硬件系统又各有不同，所以存在各种不同种类的BIOS，随着硬件技术的发展，同一种BIOS也先后出现了不同的版本，新版本的BIOS比起老版本来说，功能更强。

双BIOS：

　　有的主板上有两个BIOS芯片（双BIOS），一个是主，一个是备用。当主芯片发生问题时（如被病毒破坏等），可以用备用芯片恢复主芯片，安全性较高。

　　进入BIOS：很多刚刚接触电脑的朋友都不清楚如何进入电脑的BIOS设置界面，其实进入是很简单的，现在的家用机一般都是在电脑启动的时候，按住"DEL"键或"F2"键就可以进入了。

CMOS：

　　CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写。其本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。在这里通常是指电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。它存储了电脑系统的实时钟信息和硬件配置信息等。系统在加电引导机器时，要读取CMOS信息，用来初始化机器各个部件的状态。它靠系统电源和后备电池来供电，系统掉电后其信息不会丢失。

如何清CMOS？

　　现在很多偏高端的主板都为玩家提供了一键清CMOS的按键，比如说超频过度开不了机，按一下清一下CMOS就回复默认参数，可以正常启动了。如果没有该按键，可以通过取下主板电池，然后用一金属导体，短接主板电池座中的正负极对电容放电来回复设置。

CMOS与BIOS的区别：

　　由于CMOS与BIOS都跟电脑系统设置密切相关，所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法。也正因此，初学者常将二者混淆。CMOS RAM是系统参数存放的地方，而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此，准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法，也就在一定程度上造成了两个概念的混淆。