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什么是主板?主板的工作原理?

来源:
2022-12-27
类别:基础知识
eye 168
文章创建人 拍明芯城

原标题:什么是主板?主板的工作原理?

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  主板允许计算机中的所有组件相互“交谈”。 

  如果你曾经拆过一台电脑,你已经看到了将所有东西联系在一起的一件设备—— 母板.主板是中央电路板,具有组件和连接器,允许计算机的所有部件接收电源并相互通信。它有时被称为主板、主电路板或基板。主板通常拥有各种各样的内置功能,它们直接影响计算机的功能和升级潜力。

  主板当然不是新发明。在个人计算机革命之前,它们可以在大型计算机中找到。第一批PC主板包含的实际组件很少。第一个 IBM 个人电脑 主板只有一个处理器和卡插槽。用户插入的组件,例如 软盘驱动器 控制器和 记忆 进入插槽。康柏是第一个 使用主板 不是从 IBM 设计派生的。这种新设计使用了英特尔的处理器。尽管一些业内人士认为这是一场赌 博,但当康柏的销售起飞时,其他公司也纷纷效仿。

  到 1990 年代,英特尔 控制在40%左右 的 PC 主板市场。今天, 最大的玩家 分别是华硕、技嘉科技和微星国际(MSI)。华硕是世界上最大的主板制造商,控制着约13%的市场份额。英特尔仍然在主板制造商的前 10 名中。

  在本文中,我们将介绍主板的一般组件。然后,我们将仔细研究对计算机功能产生巨大影响的五点。

  外形尺寸

  

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  现代主板的示意图。 大纲2设计/如何工作

  主板的主要工作是固定计算机的微处理器芯片,并使计算机的其他部分能够连接到它。运行计算机或增强其性能的所有东西要么是主板的一部分,要么通过插槽或端口插入主板。

  主板的形状和布局称为其 外形尺寸.外形规格会影响各个组件的位置和计算机机箱的形状。有 几种特定的外形规格 大多数 PC 主板都使用,以便它们都可以安装在标准机箱中。

  外形只是适用于主板的众多标准之一。以下是其他一些标准:

  这 微处理器插座 确定哪种 中央处理单元 (CPU) 主板可以使用。

  这 芯片组 是主板逻辑系统的一部分,通常由两部分组成——北桥和南桥。 这两个“桥”连接CPU 到计算机的其他部分。

  这 基本输入/输出系统 (BIOS) 控制计算机的最基本功能,并在每次打开计算机时执行自检。某些系统具有双 BIOS,可在更新过程中发生故障或出错时提供备份。

  这 实时时钟芯片 是一个 电池供电芯片 保持基本设置和系统时间。

  主板上的插槽和端口包括:

  

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  板型是适用于主板的众多标准之一。

  图片由消费者指南产品提供

  外围组件互连 (PCI) — 视频、声音和视频采集卡以及网卡的连接

  加速图形端口 (AGP) — 视频卡专用端口

  集成驱动电子 (IDE) — 硬盘驱动器的接口

  通用串行总线 (USB) — 外部外围设备

  内存插槽

  一些主板采用了更新的技术进步:

  独立磁盘冗余阵列 (RAID) 控制器允许计算机将多个驱动器识别为一个驱动器。

  PCI Express 是一种较新的协议,其作用更像是网络而不是总线(将主板的一部分连接到另一部分的电路)。它可以消除对其他端口的需求,包括 AGP 端口。

  一些主板不是依靠插件卡,而是板载 声音联网 视频 或其他外围支持。

  许多人认为CPU是计算机最重要的部分之一。我们将在下一节中了解它如何影响计算机的其余部分。

  插槽和中央处理器

  

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  带有蓝色 CPU 插槽的计算机主板或主板。 库存照片-GRAF/SHUTTERSTOCK

  当许多人考虑计算机的速度和性能时,首先想到的是 中央处理器。处理器越快,计算机的运行速度就越快。 制造商使用标准引脚组 将 CPU 连接到主板,称为 引脚网格阵列 (美国职业高尔夫球协会)。不同的引脚和插座布局源于进一步的研究和开发,旨在充分利用处理器的功能。

  CPU制造商有 使用过各种PGA.主板插座排列通常以 PGA 中的针脚数量命名。体系结构经常更改,但一些示例包括:

  插座 7 — 对于 1990 年代中期的英特尔处理器,尽管竞争对手也采用了这种架构

  插座 478 — 对于老年人 奔腾和赛扬 处理器

  插座 754 — 适用于 AMD 闪龙和一些 AMD 速龙处理器

  插座 939 — 适用于更新更快的 AMD 速龙处理器

  新 英特尔 CPU 使用 LGA,代表陆地网格阵列。LGA 与 PGA 的不同之处在于引脚是插槽的一部分,而不是 CPU。LGA 也有特定的配置,例如:

  LGA 1200 — 适用于英特尔第 10 代处理器,于 2020 年发布

  LGA 3647 — 适用于至强和 Skylake 处理器

  LGA 775,又名插座 T — 一 经典英特尔布局 与奔腾 4 和一些后代一起使用

  任何使用特定 CPU 构建 PC 的人都应该选择基于该 CPU 的主板。例如,如果您想使用英特尔或AMD制造的最新多核芯片之一,则需要为这些芯片选择具有正确插槽的主板。

  CPU 通过芯片组与主板的其他元件通信。接下来我们将更详细地了解芯片组。

  我有哪种主板?

  要找出答案 您的计算机中的主板,键入运行 (视窗 + R), 然后键入 msinfo32 在弹出窗口中,然后按 进入.您的主板信息将位于“基板制造商”、“底板产品”和“基板版本”旁边的区域。如果不存在,请尝试运行 (视窗 + R), 然后键入 CMD 在弹出窗口中,然后按 进入.在提示符下,键入 wmic 踢脚板获取产品、制造商、版本、序列号。不要在这些最后几个单词之间放置任何空格,只用逗号,不要添加句点。

  芯片组

  芯片组是“胶水” 将微处理器连接到主板的其余部分,从而连接到计算机的其余部分。在较旧的PC上,它由两个基本部分组成 - 北桥 和 南桥.计算机的所有各种组件都通过芯片组与CPU通信。

  北桥通过前端总线 (FSB) 直接连接到处理器。位于北桥上的内存控制器使 CPU 能够快速访问内存。北桥还连接到AGP或PCI Express总线以及内存本身。

  南桥比北桥慢,来自CPU的信息必须经过北桥才能到达南桥。其他总线将南桥连接到PCI总线,即 USB 端口和 集成开发地址 或 SATA 硬盘连接。

  在 2000 年代初期,英特尔处理器开始使用 英特尔中枢架构或 IHA.它也可以称为加速集线器架构 (AHA)。较新的架构使用自己的总线,在此过程中完全放弃PCI。IHA芯片没有北桥或南桥。相反,它们具有图形和AGP内存控制器集线器或GMCH,以及I / O(输入/输出)控制器集线器或ICH。

  GMCH的作用与北桥类似,处理内存和图形。非物质文化遗产接管了南桥的工作。

  芯片组选择和 CPU 选择齐头并进,因为制造商优化芯片组以与特定 CPU 配合使用。芯片组是主板的集成部件,因此无法拆卸或升级。这意味着不仅主板的插槽必须适合CPU,主板的芯片组还必须与CPU最佳配合。

  接下来,我们将看看总线,它们像芯片组一样,从一个地方到另一个地方传输信息。

  总线速度

  

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  总线将主板的不同部分相互连接。

  如何工作总线是将主板的一部分连接到另一部分的电路。它一次可以处理的数据越多,它允许信息传输的速度就越快。这 速度 的巴士 指有多少数据可以同时在总线上移动。

  在使用 PCIe 的较新主板中,您可能会看到带宽以通道数来描述,其功能类似于街道上的通道。每条通道有两对电线,一对用于接收信息,另一对用于传输。然而,与你在城市街道上看到的不同,车道在公共汽车内。每个设备都需要足够的通道来管理所需的吞吐量。如果您正在构建具有强大显卡的高端游戏机,您将需要更多的通道,但对于简单的日常工作计算机,您可能不需要那么多。

  总线速度通常是指 前端总线 (FSB),将 CPU 连接到北桥。前端总线速度范围从 66 MHz 到 800 MHz 以上。由于CPU通过北桥到达内存控制器,因此FSB速度会极大地影响计算机的性能。

  以下是主板上的其他一些总线:

  这 后侧总线 将 CPU 与级别 2 (L2) 连接 缓存,也称为辅助缓存或外部缓存。处理器决定背面总线的速度。

  这 内存总线 将北桥连接到内存。

  这 集成开发地址 或 ATA 总线将南桥连接到磁盘驱动器。

  这 阿格普 总线将显卡连接到内存和 CPU。AGP 总线的速度通常为 66 MHz。

  这 PCI 总线将 PCI 插槽连接到南桥。在大多数系统上,PCI 总线的速度为 33 MHz。与PCI兼容的还有 PCI Express,它比PCI快得多,但仍与当前的软件和操作系统兼容。PCI Express可能会取代PCI和AGP总线。

  计算机的总线速度越快,它的运行速度就越快——达到一定程度。快速的总线速度无法弥补缓慢的处理器或芯片组。

  现在让我们看看内存以及它如何影响主板的速度。

  内存和其他功能

  

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  DDR 内存内存模块的特写。

  我们已经确定,处理器本身的速度控制着计算机的工作速度。芯片组和总线的速度控制它与计算机其他部件通信的速度。速度 公羊 连接直接控制计算机访问指令和数据的速度,因此对系统性能有很大影响。具有慢速RAM的快速处理器无处可去。

  可用的内存量还控制计算机可以随时可用的数据量。RAM 构成了计算机内存的大部分。一般的经验法则是计算机拥有的 RAM 越多越好。

  今天可用的大部分内存是 双数据速率 (DDR) 内存。这意味着内存每个周期可以传输两次数据,而不是一次,这使得内存更快。此外,大多数主板都有容纳多个内存芯片的空间,在较新的主板上,它们通常通过双总线而不是单总线连接到北桥。这进一步减少了处理器从内存获取信息所需的时间。

  在主板的早期,除了处理器之外,几乎所有东西都装在插入主板的卡上。现在,主板具有各种板载配件,例如 局域网 支持,视频,声音支持和RAID控制器。

  具有所有花里胡哨的主板安装方便且简单。有些主板拥有创建完整计算机所需的一切 - 您要做的就是将主板插入机箱中并添加一个 硬盘 和电源。您在单个板上拥有一台完全可操作的计算机。

  对于许多普通用户来说,这些内置功能为视频和声音提供了充足的支持。然而,对于狂热的游戏玩家和从事高强度图形或计算机辅助设计 (CAD) 工作的人来说,单独的视频卡提供了更好的性能。


责任编辑:David

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