主板基础知识
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按照所传输的信息种类，总线可以划分为典型的数据总线（Data Bus）、地 址总线（Address Bus）和控制总线（Control Bus），分别用来传输数据、地址 数据和控制信号。有的系统中，数据总线和地址总线是复用的，即总线在某些时 刻出现的信号表示数据而另一些时刻表示地址。
就实物连接可分为两大类：CPU 与芯片组，芯片组与内存、PCI、AGP 等。 CPU 与缓存的连接通过后端总线，与北桥芯片的连接通过前端总线。北桥芯片 （可以代表主板）与内存的连接即为系统总线，与其他设备的连接总线另有名称。 外部扩展设备和 CPU 之间的联络一般要经过控制芯片，其控制芯片和接口/扩展 槽间的通道可统称为扩展总线（Expansion-Bus）或局部总线。
除所支持的 CPU 类型外，主板的重要特征就是总线的类型。控制芯片和扩 展槽之间也有数据通道，叫做扩展总线或局部总线。扩展总线允许用户通过安装 扩展卡来扩充计算机的功能。通常每块主板提供 5－8 个扩展槽，它们可能是不 同的总线类型。同一类型的连接槽是相通的，所以板卡基本可以插入任何一个槽 中。扩展槽的每一边都有针，它和所插入板卡的连接器边缘相接触。主板上主要 有两大类扩展槽，黑色的为 ISA（Industry Standard Architecture，工业标准架 构），白色的为 PCI。ISA 已被淘汰，PCI 是现在较普遍的一种。
板载 ALC650 声卡芯片
网卡芯片
主板网卡芯片是指整合了网络功能的主板所集成的芯片，在主板的背板上也 有相应的网卡接口。在使用相同网卡芯片的情况下，板载网卡与独立网卡在性能 上没有什么差异。而且相对于独立网卡，板载网卡也具有独特的优势。首先，是 降低了用户的采购成本；其次，可以节约系统扩展资源，不占用独立网卡需要占 用的 PCI 插槽或 USB 接口等；再次，能够实现良好的兼容性和稳定性，不容易 出现独立网卡与主板兼容不好或与其它设备资源冲突的问题。
千万不要这样做！ 这个 4-PIN 接口只能用于主电源，并非 12V AUX 辅助电源接口
通常主电源接口会离这里比较远
7
这才是真正的 12V AUX 辅助电源接口 它采用 2 根黄色电源线与 2 根黑色电源线组合而成
一些主板也可以使用普通 D 型接口 弥补老式电源没有 12V AUX 辅助供电的缺憾
2
显示芯片
有显示芯片的主板不需要独立显卡就能实现普通的显示功能，以满足一般的 家庭娱乐和商业应用，节省购买显卡的开支。板载显示芯片可分为两种类型：整 合到北桥芯片内部的显示芯片以及板载的独立显示芯片。市场中，大多数板载显 示芯片的主板都是前者，而后者则比较少见。
声卡芯片
声卡是一台多媒体电脑的重要设备，声卡有板载声卡和独立声卡之分，板载 声卡有软声卡和硬声卡之分。这里的“软硬”对应着板载声卡是否具有声卡主处 理芯片。板载软声卡没有主处理芯片，只有一个解码芯片，通过 CPU 来代替声 卡主处理芯片发挥运算作用。而板载硬声卡带有主处理芯片，很多音效处理工作 就不再需要 CPU 参与了。因为板载软声卡没有声卡主处理芯片，在处理音频数 据时，会占用部分 CPU 资源，在 CPU 主频不太高的情况下，会略微影响到系 统性能。目前 CPU 主频早已用 GHz 来进行计算，而音频数据处理量却增加得并 不多，对系统性能的影响也微乎其微了。
1066MB/s
AGP 8X
2133MB/s
AGP 1X 和 2X 使用 3.3V 供电，而 AGP 4X 和 8X 只需要 1.5V 供电。
上面的显卡为 AGP 3.3V，左侧开有凹槽 中间的显卡开有 2 个凹槽，可兼容 AGP 3.3V 和 AGP 1.5V，属于通用型产品
下面的显卡只能在 AGP 4X 或 8X 主板上使用，即 AGP 1.5V。
12
PCI-E 接口
PCI-E（PCI Express）是目前最新的传输方式，不同于 PCI-X 或 PCI 的并 行传输，PCI-E 采用点对点的串行连接方式。根据总线接口位宽的不同，PCI-E 分为 PCI Express 1X（标准 250MB/s，双向 500MB/s）、2X（标准 500MB/s）、 4X（1GB/s）、8X（2GB/s）、16X（4GB/s）、32X（8GB/s）等。采用 PCI-E 接口的网卡多为千兆网卡。理论上 PCI-E X16 可以提供比 AGP 8X 多一倍的带 宽。但实际测试中，当今的显卡还不能完全利用 PCI-E 的高带宽。
主板结构
所谓主板结构，就是根据主板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形状、 所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。主板结构分 为 AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX 以及 BTX 等。其中，AT 和 Baby-AT 是多年前的老主板结构，现在已经淘汰。 而 LPX、NLX、Flex ATX 则是 ATX 的变种，多见于国外的品牌机。EATX 和 WATX 则多用于服务器/工作站主板。ATX 是最常见的主板结构，扩展插槽较多， PCI 插槽数量在 4-6 个。Micro ATX 又称 Mini ATX，是 ATX 结构的简化版，就 是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI 插槽数量在 3 个或 3 个以下，多用于品 牌机并配备小型机箱。BTX 则是英特尔制定的较新一代主板结构。
PCI-X 是 PCI 总线的一种扩展架构，采用 64 位宽。与 PCI 总线必须频繁地 在目标设备和总线之间交换数据不同的是，PCI-X 则允许目标设备仅于 PCI-X 设 备进行数据交换。同时，如果 PCI-X 设备没有数据传送，总线会自动将 PCI-X 设 备移除，以减少设备间的等待时间。所以，在相同的频率下，PCI-X 能提供比 PCI 高 14-35%的性能。服务器常采用此类接口的网卡。
主板
主板（Main Board，Mother Board，System Board）是电脑中最大的一块 电路板，上面布满了各种插槽（可连接声卡、显卡、MODEM 等）、接口（可连 接鼠标、键盘等）、电子元件，它们都有自己的职责，并把各种周边设备紧紧连 接在一起。主板性能的好坏对电脑的总体指标将产生举足轻重的影响。
颜色一般为白色
第一个 32bit PCI 插槽的下面，是 3 个 64bit PCI-X 插槽。其中绿色的插槽 提供 ZCR（Zero Channel RAID）支持。
11
PCI 插槽额定电压为 3.3V 插槽左侧的突起就是防止插入老式 5V 扩展卡
金手指左侧凹进，与 PCI 插槽正好吻合
一个 RAID 卡在 64bit 的 PCI-X 插槽上
PC 中沿用很多电源接口。传统的 4-PIN D 型电源接口可用于对光驱、硬盘、 部分显卡等辅助供电。
4
Baidu Nhomakorabea
典型的 4-PIN D 型电源接口
6-PIN EPS 辅助电源接口
软驱电源接口
5
20-PIN ATX 主板电源接口
20-PIN ATX 主板电源插座
24-PIN ATX 主电源接口
6
20PIN+4PIN 电源接口，可以兼容两种插座
3
板载 RTL8100B 网卡芯片
内部接口
电源接口
不同机箱有不同电源组。AT 结构的 6PIN 分离式电源插头在 ATX 结构中被 一个 20PIN 的双列插头所代替，并带有反插保护。ATX 电源输出电压组在 AT 电 源的正负 12V 和 5V 外还提供了 3.3V 电压输出，直接为部分 3.3V 的设备供电。
CPU 与 Cache、内存之间的交流与控制 AGP（图形加速端口）控制 PCI 总线的控制 CPU 与外设之间的交流
1
南桥 主外，系统 I/O 芯片，主要负责控制设备的中断、各种总线和系统的 通信，主要管理中低速外部设备。集成了中断控制器、DMA 控制器。
PS/2（鼠标）、KB（键盘）等输入输出控制 USB、PCI、IEEE 1394 等总线控制 IDE、SATA、RAID 等存储控制 音频、网卡等 I/O 芯片控制 SYSTEM CLOCK（系统时钟）控制 IRQ（中断请求）控制 DMA（直接存取）控制
9
高端显卡功耗较大，必须采用 4-PIN 或 6-PIN 额外供电，才能正常运行。
4 针脚
6 针脚
很早的显卡使用 AGP 接口，现在有更强大的 PCI Express（PCI-E）图形接口。
一块 AGP 显卡（上）与一块 PCI-E 显卡（下）
10
PCI & PCI-X 接口
PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连总线）是一种先 进的高性能局部总线，支持多个外设，同时还支持即插即用。PCI 插槽是芯片组 周边设备总线接口，通常用来安装声卡、网卡、视频采集卡等设备。主流主板使 用的 PCI 标准是基于 32 位数据总线（可扩展为 64 位）、以 33MHz 时钟频率运 行的，提供 133Mbps 带宽。厂商并没有广泛使用时钟频率更高的 66MHz PCI 版 本，因此，即便有这样的设备，也很难找到相应的主板。
8
AGP 接口
AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速端口）为褐色插槽，专用于显 卡。比较主流的 AGP 8X 总线理论支持 2GB/s 的数据传输速度。
主板上的 AGP 插槽
AGP 接口速度与带宽
标准
带宽
AGP 1X
256MB/s
AGP 2X
533MB/s
AGP 4X
“音质”问题是板载软声卡一大弊病，比较突出的就是信噪比较低。其实这 个问题并不是因为板载软声卡对音频处理有缺陷造成的，主要是因为主板制造厂 商设计板载声卡时的布线不合理，以及用料做工等方面过于节约成本造成的。而 对于板载的硬声卡，则基本不存在以上两个问题，其性能基本能接近并达到一般 独立声卡，完全可以满足普通家庭用户的需要。
芯片组
芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心，决定了主板的级别和档次。它就 是北桥芯片（NBC，North Bridge Chip）和南桥芯片（SBC，South Bridge Chip） 的统称。芯片组把复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内。
北桥 主内，系统控制芯片，也称为主桥（Host Bridge），决定了主板可以 支持的 CPU 种类，主要负责控制内存类型和容量，控制内存、AGP 和 PCI 数据在北桥内部传输，提供对 CPU 的主频、前端总线频率、ISA/PCI/AGP 插槽、ECC 内存纠错等的支持。掌控项目多为高速设备。整合型芯片组的 北桥芯片还集成了显示核心、内存控制器、Cache 高速控制器等。
板载部件
板载 RAID
RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks，廉价磁盘冗余阵列）包含 多块硬盘，但在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现的。好处：通过 把多个磁盘组织在一起，作为一个逻辑卷，提供磁盘跨越功能；通过把数据分成 多个数据块（Block）并行写入/读出多个磁盘，以提高访问磁盘的速度；通过镜 像或校验操作，提供容错能力。最初开发 RAID 时几块小容量硬盘的价格总和要 低于大容量的硬盘。目前 RAID 在节省成本方面的作用并不明显，但可以充分发 挥出多块硬盘的优势，实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性 能上的提高之外，RAID 还可以提供良好的容错能力，在任何一块硬盘出现问题 的情况下，阵列都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响。
总线
总线（bus）是由导线组成的将信息从一个或多个源部件传送到一个或多个 目的部件的传输线束，通俗地说，就是用于在多个部件间传输信息的公共通信干 线。公用就需要计算机组件间达成规范化的交换数据的方式，即总线以一种通用 的方式为各组件提供数据传送和控制逻辑。每条线路在一个工作周期内仅能负责 传输一个比特，因此，必须同时采用多条线路才能发送更多数据，而总线可同时 传输的数据数就称为宽度（width），以比特为单位，总线宽度愈大，传输频率越 高，传输性能就愈佳，即总线的带宽（单位时间传输的总数据数，常用 Mbit/s 表 示）越大。有些场合则使用更接近感知习惯 MB/s（Mega-Bytes/sec）描述带宽。
就实物连接可分为两大类：CPU 与芯片组，芯片组与内存、PCI、AGP 等。 CPU 与缓存的连接通过后端总线，与北桥芯片的连接通过前端总线。北桥芯片 （可以代表主板）与内存的连接即为系统总线，与其他设备的连接总线另有名称。 外部扩展设备和 CPU 之间的联络一般要经过控制芯片，其控制芯片和接口/扩展 槽间的通道可统称为扩展总线（Expansion-Bus）或局部总线。
除所支持的 CPU 类型外，主板的重要特征就是总线的类型。控制芯片和扩 展槽之间也有数据通道，叫做扩展总线或局部总线。扩展总线允许用户通过安装 扩展卡来扩充计算机的功能。通常每块主板提供 5－8 个扩展槽，它们可能是不 同的总线类型。同一类型的连接槽是相通的，所以板卡基本可以插入任何一个槽 中。扩展槽的每一边都有针，它和所插入板卡的连接器边缘相接触。主板上主要 有两大类扩展槽，黑色的为 ISA（Industry Standard Architecture，工业标准架 构），白色的为 PCI。ISA 已被淘汰，PCI 是现在较普遍的一种。
板载 ALC650 声卡芯片
网卡芯片
主板网卡芯片是指整合了网络功能的主板所集成的芯片，在主板的背板上也 有相应的网卡接口。在使用相同网卡芯片的情况下，板载网卡与独立网卡在性能 上没有什么差异。而且相对于独立网卡，板载网卡也具有独特的优势。首先，是 降低了用户的采购成本；其次，可以节约系统扩展资源，不占用独立网卡需要占 用的 PCI 插槽或 USB 接口等；再次，能够实现良好的兼容性和稳定性，不容易 出现独立网卡与主板兼容不好或与其它设备资源冲突的问题。
千万不要这样做！ 这个 4-PIN 接口只能用于主电源，并非 12V AUX 辅助电源接口
通常主电源接口会离这里比较远
7
这才是真正的 12V AUX 辅助电源接口 它采用 2 根黄色电源线与 2 根黑色电源线组合而成
一些主板也可以使用普通 D 型接口 弥补老式电源没有 12V AUX 辅助供电的缺憾
2
显示芯片
有显示芯片的主板不需要独立显卡就能实现普通的显示功能，以满足一般的 家庭娱乐和商业应用，节省购买显卡的开支。板载显示芯片可分为两种类型：整 合到北桥芯片内部的显示芯片以及板载的独立显示芯片。市场中，大多数板载显 示芯片的主板都是前者，而后者则比较少见。
声卡芯片
声卡是一台多媒体电脑的重要设备，声卡有板载声卡和独立声卡之分，板载 声卡有软声卡和硬声卡之分。这里的“软硬”对应着板载声卡是否具有声卡主处 理芯片。板载软声卡没有主处理芯片，只有一个解码芯片，通过 CPU 来代替声 卡主处理芯片发挥运算作用。而板载硬声卡带有主处理芯片，很多音效处理工作 就不再需要 CPU 参与了。因为板载软声卡没有声卡主处理芯片，在处理音频数 据时，会占用部分 CPU 资源，在 CPU 主频不太高的情况下，会略微影响到系 统性能。目前 CPU 主频早已用 GHz 来进行计算，而音频数据处理量却增加得并 不多，对系统性能的影响也微乎其微了。
1066MB/s
AGP 8X
2133MB/s
AGP 1X 和 2X 使用 3.3V 供电，而 AGP 4X 和 8X 只需要 1.5V 供电。
上面的显卡为 AGP 3.3V，左侧开有凹槽 中间的显卡开有 2 个凹槽，可兼容 AGP 3.3V 和 AGP 1.5V，属于通用型产品
下面的显卡只能在 AGP 4X 或 8X 主板上使用，即 AGP 1.5V。
12
PCI-E 接口
PCI-E（PCI Express）是目前最新的传输方式，不同于 PCI-X 或 PCI 的并 行传输，PCI-E 采用点对点的串行连接方式。根据总线接口位宽的不同，PCI-E 分为 PCI Express 1X（标准 250MB/s，双向 500MB/s）、2X（标准 500MB/s）、 4X（1GB/s）、8X（2GB/s）、16X（4GB/s）、32X（8GB/s）等。采用 PCI-E 接口的网卡多为千兆网卡。理论上 PCI-E X16 可以提供比 AGP 8X 多一倍的带 宽。但实际测试中，当今的显卡还不能完全利用 PCI-E 的高带宽。
主板结构
所谓主板结构，就是根据主板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形状、 所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。主板结构分 为 AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX 以及 BTX 等。其中，AT 和 Baby-AT 是多年前的老主板结构，现在已经淘汰。 而 LPX、NLX、Flex ATX 则是 ATX 的变种，多见于国外的品牌机。EATX 和 WATX 则多用于服务器/工作站主板。ATX 是最常见的主板结构，扩展插槽较多， PCI 插槽数量在 4-6 个。Micro ATX 又称 Mini ATX，是 ATX 结构的简化版，就 是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI 插槽数量在 3 个或 3 个以下，多用于品 牌机并配备小型机箱。BTX 则是英特尔制定的较新一代主板结构。
PCI-X 是 PCI 总线的一种扩展架构，采用 64 位宽。与 PCI 总线必须频繁地 在目标设备和总线之间交换数据不同的是，PCI-X 则允许目标设备仅于 PCI-X 设 备进行数据交换。同时，如果 PCI-X 设备没有数据传送，总线会自动将 PCI-X 设 备移除，以减少设备间的等待时间。所以，在相同的频率下，PCI-X 能提供比 PCI 高 14-35%的性能。服务器常采用此类接口的网卡。
主板
主板（Main Board，Mother Board，System Board）是电脑中最大的一块 电路板，上面布满了各种插槽（可连接声卡、显卡、MODEM 等）、接口（可连 接鼠标、键盘等）、电子元件，它们都有自己的职责，并把各种周边设备紧紧连 接在一起。主板性能的好坏对电脑的总体指标将产生举足轻重的影响。
颜色一般为白色
第一个 32bit PCI 插槽的下面，是 3 个 64bit PCI-X 插槽。其中绿色的插槽 提供 ZCR（Zero Channel RAID）支持。
11
PCI 插槽额定电压为 3.3V 插槽左侧的突起就是防止插入老式 5V 扩展卡
金手指左侧凹进，与 PCI 插槽正好吻合
一个 RAID 卡在 64bit 的 PCI-X 插槽上
PC 中沿用很多电源接口。传统的 4-PIN D 型电源接口可用于对光驱、硬盘、 部分显卡等辅助供电。
4
Baidu Nhomakorabea
典型的 4-PIN D 型电源接口
6-PIN EPS 辅助电源接口
软驱电源接口
5
20-PIN ATX 主板电源接口
20-PIN ATX 主板电源插座
24-PIN ATX 主电源接口
6
20PIN+4PIN 电源接口，可以兼容两种插座
3
板载 RTL8100B 网卡芯片
内部接口
电源接口
不同机箱有不同电源组。AT 结构的 6PIN 分离式电源插头在 ATX 结构中被 一个 20PIN 的双列插头所代替，并带有反插保护。ATX 电源输出电压组在 AT 电 源的正负 12V 和 5V 外还提供了 3.3V 电压输出，直接为部分 3.3V 的设备供电。
CPU 与 Cache、内存之间的交流与控制 AGP（图形加速端口）控制 PCI 总线的控制 CPU 与外设之间的交流
1
南桥 主外，系统 I/O 芯片，主要负责控制设备的中断、各种总线和系统的 通信，主要管理中低速外部设备。集成了中断控制器、DMA 控制器。
PS/2（鼠标）、KB（键盘）等输入输出控制 USB、PCI、IEEE 1394 等总线控制 IDE、SATA、RAID 等存储控制 音频、网卡等 I/O 芯片控制 SYSTEM CLOCK（系统时钟）控制 IRQ（中断请求）控制 DMA（直接存取）控制
9
高端显卡功耗较大，必须采用 4-PIN 或 6-PIN 额外供电，才能正常运行。
4 针脚
6 针脚
很早的显卡使用 AGP 接口，现在有更强大的 PCI Express（PCI-E）图形接口。
一块 AGP 显卡（上）与一块 PCI-E 显卡（下）
10
PCI & PCI-X 接口
PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连总线）是一种先 进的高性能局部总线，支持多个外设，同时还支持即插即用。PCI 插槽是芯片组 周边设备总线接口，通常用来安装声卡、网卡、视频采集卡等设备。主流主板使 用的 PCI 标准是基于 32 位数据总线（可扩展为 64 位）、以 33MHz 时钟频率运 行的，提供 133Mbps 带宽。厂商并没有广泛使用时钟频率更高的 66MHz PCI 版 本，因此，即便有这样的设备，也很难找到相应的主板。
8
AGP 接口
AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速端口）为褐色插槽，专用于显 卡。比较主流的 AGP 8X 总线理论支持 2GB/s 的数据传输速度。
主板上的 AGP 插槽
AGP 接口速度与带宽
标准
带宽
AGP 1X
256MB/s
AGP 2X
533MB/s
AGP 4X
“音质”问题是板载软声卡一大弊病，比较突出的就是信噪比较低。其实这 个问题并不是因为板载软声卡对音频处理有缺陷造成的，主要是因为主板制造厂 商设计板载声卡时的布线不合理，以及用料做工等方面过于节约成本造成的。而 对于板载的硬声卡，则基本不存在以上两个问题，其性能基本能接近并达到一般 独立声卡，完全可以满足普通家庭用户的需要。
芯片组
芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心，决定了主板的级别和档次。它就 是北桥芯片（NBC，North Bridge Chip）和南桥芯片（SBC，South Bridge Chip） 的统称。芯片组把复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内。
北桥 主内，系统控制芯片，也称为主桥（Host Bridge），决定了主板可以 支持的 CPU 种类，主要负责控制内存类型和容量，控制内存、AGP 和 PCI 数据在北桥内部传输，提供对 CPU 的主频、前端总线频率、ISA/PCI/AGP 插槽、ECC 内存纠错等的支持。掌控项目多为高速设备。整合型芯片组的 北桥芯片还集成了显示核心、内存控制器、Cache 高速控制器等。
板载部件
板载 RAID
RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks，廉价磁盘冗余阵列）包含 多块硬盘，但在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现的。好处：通过 把多个磁盘组织在一起，作为一个逻辑卷，提供磁盘跨越功能；通过把数据分成 多个数据块（Block）并行写入/读出多个磁盘，以提高访问磁盘的速度；通过镜 像或校验操作，提供容错能力。最初开发 RAID 时几块小容量硬盘的价格总和要 低于大容量的硬盘。目前 RAID 在节省成本方面的作用并不明显，但可以充分发 挥出多块硬盘的优势，实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性 能上的提高之外，RAID 还可以提供良好的容错能力，在任何一块硬盘出现问题 的情况下，阵列都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响。
总线
总线（bus）是由导线组成的将信息从一个或多个源部件传送到一个或多个 目的部件的传输线束，通俗地说，就是用于在多个部件间传输信息的公共通信干 线。公用就需要计算机组件间达成规范化的交换数据的方式，即总线以一种通用 的方式为各组件提供数据传送和控制逻辑。每条线路在一个工作周期内仅能负责 传输一个比特，因此，必须同时采用多条线路才能发送更多数据，而总线可同时 传输的数据数就称为宽度（width），以比特为单位，总线宽度愈大，传输频率越 高，传输性能就愈佳，即总线的带宽（单位时间传输的总数据数，常用 Mbit/s 表 示）越大。有些场合则使用更接近感知习惯 MB/s（Mega-Bytes/sec）描述带宽。