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主板

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主機板
Amstrad CPC6128, keyboard removed.jpg
CPC6128主機板
连接至

微处理器通过

記憶體通过

周邊設備通过

擴充卡通过


microATX
Mini-ITX
常见制造商 華碩
技嘉
微星
華擎科技

主板(英語:Motherboard, Mainboard,简称Mobo);又称主机板系统板逻辑板(logic board)、母板底板等,是构成复杂电子系统例如電子計算機的中心或者主電路板

典型的主板能提供一系列接合點,供處理器顯示卡硬碟機記憶體、對外裝置等裝置接合。它們通常直接插入有關插槽,或用線路連接。主機板上最重要的構成元件是晶片組Chipset)。早期的晶片組通常由北橋南橋組成,現在的Intel/AMD晶片組絕大多數採用單晶片設計,增強其效能。晶片組為主機板提供一個通用平台供不同裝置連接,控制不同裝置的溝通。它亦包含對不同擴充插槽的支援,例如處理器PCI Express。晶片組亦為主機板提供額外功能,例如內建於晶片組的GPU。現在的家用主板絕大多數內建音效卡、網路卡。一些主板也集成紅外通訊技術藍牙802.11(Wi-Fi)等功能。部分電競主機板支援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,接口卡和子卡:声卡显卡网卡硬盘或其他形式的持久存储; 电视调谐卡,提供额外USB或FireWire插槽的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或能力的设备,例如激光打印机,电视机,洗衣机,移动电话和具有有限扩展能力的其他嵌入式系统中的控制板。

主要组成[编辑]

下圖的LGA 1366主機板包含南橋北橋,這是最後一代使用雙晶片的主機板。之後所有Intel與AMD的主機板僅有南橋,北橋和內建顯示核心已整合到CPU。

P6T Deluxe V2.jpg


  1. CPU插座 (LGA 1366)
  2. 北橋(被散熱片覆蓋)
  3. 南橋(被散熱片覆蓋)
  4. 記憶體插座三通道
  5. PCI擴充槽
  6. PCI Express擴充槽
  7. 跳線
  8. 控制面板(開關掣、LED等)
  9. 20+4pin主機板電源
  10. 4+4pin處理器電源
  11. 背板I/O
  12. 前置USB針腳
  13. 前置面板音效針腳
  14. SATA插座
  15. ATA插座(大部分Intel Sandy Bridge微架構以後的家用主板都已捨棄IDE介面)
  16. 軟碟機插座(2010年代起,絕大多數主板已捨棄軟碟機介面)

溫度與可靠度[编辑]

主機板一般會使用散热片,在以前這種被動散熱方式可以滿足需求。直到1990年,因為處理器的頻率提升以及功率的上升,所以CPU散熱器需要掛載風扇以滿足需求。除此之外,也有機殼的風扇幫助散熱。現在的主機板整合了溫度感測器,用於偵測CPU等裝置的溫度,透過BIOS或是作業系統分析溫度變化以控制風扇的轉動速度。

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,其中部件通过底板连接,一组互连的插座。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年代末和90年代初期,将越来越多的外围功能移到主板上变得经济实惠。 在20世纪80年代后期,个人计算机主板开始包括能够支持一组低速外设的单个IC(也称为超级I / O芯片):键盘鼠标软盘驱动器串行端口并行端口。 到20世纪90年代末,许多个人计算机主板都包括消费级嵌入式音频,视频,存储和网络功能,而根本不需要任何扩展卡; 用于3D游戏和计算机图形的高端系统通常仅将图形卡保留为单独的组件。 商用电脑,工作站和服务器更可能需要扩展卡,无论是为了更强大的功能,还是为了更高的速度; 这些系统的嵌入式组件通常较少。

20世纪90年代开发的笔记本电脑和笔记本电脑集成了最常见的外围设备。 这甚至包括没有可升级组件的主板,这种趋势将在世纪之交(如平板电脑上网本)推出后继续推出。 内存,处理器,网络控制器,电源和存储将集成到某些系统中。

BIOS 啟動[编辑]

電腦主機板是電腦的主要骨幹,上面有實體電路並且用電路將各元件做聯結,而可控制主機板上邏輯電路運作的是使用者、軟體程式以及輸入裝置;但是要從關機狀態啟動,則必須執行初始化的軟體指令。

大部分的主機板會有 BIOS 儲存在 EEPROM 晶片內,用於對主機板作啟動的初始化;在啟動的過程中包含記憶體、周邊裝置都會被測試以及做初始設定,這個過程稱為 加电自检POST),若是在 POST 的過程中出現錯誤,則主機會發出"嗶"聲或是出現錯誤訊息在螢幕上。

從2011年起,大部分的零售主板已採用UEFI BIOS,一些廠商(尤其是微星科技華碩)還率先匯入圖形界面UEFI BIOS、線上更新BIOS等技術。

大約從Pentium III起,主板廠商逐步在BIOS中加入了超頻功能,但是自Intel Sandy Bridge微架構開始,Intel對超頻進行大幅限制,不支援超頻的Intel處理器(如大部分型號不以K結尾的桌上型Intel Core處理器)難以超頻。同樣從AMD APU開始,AMD限制CPU產品的超頻,但從 AMD Ryzen系列後AMD只鎖A320主機板。OEM主板的BIOS通常不支援超頻。基於穩定性考慮,伺服器超頻是不允許的。

CPU插座[编辑]

不同CPU系列使用不同插槽。後期CPU插槽,數字多數与針腳數量相同。前期CPU插槽則根據問世次序命名。

Intel處理器插槽[编辑]

電腦配件圖中8是主機板安裝位置

AMD處理器插槽[编辑]

AMD Socket A 主機板

擴展插槽[编辑]

早期 Apple IIc Plus 主機板
Motorola Xoom平板電腦的主機板

主板通常有數條插槽供扩展之用。早年的主機板使用AGP插槽連接顯示卡,現時AGP已被PCI-Express x16取代。PCI亦已被PCI-Express取代。OEM根据芯片組的限制来决定插槽的类型和数量。

通常有:

  • ISA - 8/16-bit,舊制式扩展插槽,現無人使用,16-bit版相容於8-bit版。2004年後已被淘汰。
  • MCA - 32-bit,微通道,IBM特有技術,僅用於IBM PS/2系列個人電腦上。早已被淘汰。
  • EISA - 32-bit,COMPAQ提出,相容8-bit ISA與16-bit ISA。早已過時。
  • Local Bus - 32-bit,初期無標準,各晶片組業者自訂自用,如OPTi、SiS皆有自訂版本。早已過時。
  • VLB - 32-bit,VESA訂立的Local Bus,是業者紊亂各自訂立Local Bus後的收斂標準。早已過時。
  • PCI - 32/64-bit,由Intel提出,是PC平台上首個真正做到通用、相容性好的匯流排介面,取代Local Bus、VLB之用,以前較常用,能接上电視卡、声效卡、網路卡。已被PCI Express取代。
  • PCI-X - 64-bit,工作站、伺服器用,已被PCI Express取代。
  • AGP - 32-bit,接上或升級顯示卡之用(上代),另有供電強化的AGP-Pro,64-bit版AGP雖有制訂的規格標準,但從未真正實現過。已被PCI-Express x16取代。
  • PCI-Express ,串列傳輸,1-bit~16-bit皆可,簡稱PCI-E或PCIe,與ISA、PCI等相同,皆為通用型擴充槽,即不限定連接擴充用途。PCIe x16/PCIe x 8主要由於連接顯示卡。PCIe x1可連接低速裝置如網路卡、聲卡等。
  • AMR - Intel發起,用來連接軟體音效卡、軟體數據機(調變解調器)之用。現時不常用。
  • ACR - AMD發起,功用同AMR,期望取代AMR。現時不常用。
  • CNR - Intel再發起,功用同AMR,期望取代AMR。現時不常用。

可选的外部接口[编辑]

这些全部都是可选的。

主板規格[编辑]

不同主機板規格有不同功用,所以大小也有不同。現時常用ATX、microATX、ITX、Mini ATX。

  • 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)- 擴充插口比ATX規格少。
  • Mini-ITX (170mm x 170mm)
  • LPX(9" × 11"–13"或229 mm × 279–330 mm)
  • picoBTX:主板最長203.20毫米,最多一個擴充卡插槽。
  • microBTX:主板最長264.16毫米,最多四個擴充卡插槽。
  • ATX(12" × 9.6"或305 mm × 244 mm)
  • BTX:主板最長325.12毫米,最多七個擴充卡插槽。
  • DTX:主板尺寸為203 mm乘244 mm,最多兩個擴充卡插槽。

知名主機板生產商[编辑]

一塊已經安裝好記憶體、CPU和CPU散熱器的華碩主機板

参见[编辑]

外部連結[编辑]

  1. ^ Motherboard form factor guide (英语).