主板架構(gòu)簡(jiǎn)介

直觀的主板架構(gòu)圖LANInterface266MB/s1.06GB/s3.2GB/s1.06GB/s1.6GB/s

or2.1GB/sSDRDDRORSIOFlashBIOSHi-SpeedUSB6ports,480Mb/sDebugPortLegacy-freesupport6ChannelAudio/ModemCODECICH4421mBGAGMCH788FCBGAAGPCARDADDCARDORVGAPerformanceIDE6(33MHz)PCIMastersMux’edDVOLPCI/F

&NorthwoodAllbrandnames,trademarksorregisteredtrademarksbelongstotheirrespectivecompanies.主機(jī)板電路圖中的架構(gòu)劃分主板元件之間的連接主板元件之間是通過“信號(hào)”聯(lián)系起來的“信號(hào)”在主板外觀上指直接表現(xiàn)為：SMTpad:元件針腳:BGA球:PCB走線:主板架構(gòu)認(rèn)識(shí)CPUBIOSMemoryICH4SIOMCHLAN(NIC)AudioPCIslotVRDIDE主板各功能模塊介紹---晶片組芯片組（Chipset）：是構(gòu)成主板電路的核心。一定意義上講，它決定了主板的級(jí)別和檔次。它就是“南橋”和“北橋”的統(tǒng)稱，就是把以前復(fù)雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆芯片內(nèi)的芯片組。

北橋：就是主板上離CPU最近的一塊芯片，負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸。南橋：主板上的一塊芯片，主要負(fù)責(zé)I/O接口以及IDE設(shè)備的控制等。

GMCH（graphicsmemorycontrollerhub）：內(nèi)存控制器中心，負(fù)責(zé)連接CPU，AGP總線和內(nèi)存。ICH（I/Ocontrollerhub）：輸入/輸出控制器中心，負(fù)責(zé)連接PCI總線，IDE設(shè)備，I/O設(shè)備等。何謂晶片組?主板各功能模塊介紹---CPUCPU(CentralProcessingUnit:中央處理器）：通常也稱為微處理器。它被人們稱為電腦的心臟。它實(shí)際上是一個(gè)電子元件，它的內(nèi)部由幾百萬個(gè)晶體管組成的，可分為控制單元、邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部分。其工作原理為：控制單元把輸入的指令調(diào)動(dòng)分配后，送到邏輯單元進(jìn)行處理再形成數(shù)據(jù)，然后存儲(chǔ)到儲(chǔ)存器里，最后等著交給應(yīng)用程序使用。CPU類型發(fā)表年代CPU主頻(HZ)CPU工作頻率倍頻外部頻率FSB(HZ)電晶體數(shù)808619764.77M~8M4.77MHZ14.77MHZ4.77M29,0008028619828~16MM10MHZ110MHZ10M134,00080386198516M~50M33MHZ133MHZ33M275,00080486198933M~100M50MHZ225MHZ25M1200,000Pentium199360M~200M66MHZ166MHZ66M3100,000PentiumII1995233M~450M266MHZ466MHZ66M7500,000PentiumIII1998450M~1.3G800MHZ8100MHZ100M22000,000Pentium42000/71.4G~3.06G1600MHZ16100MHZ400MPentium420031.4G~3.06G3060MHZ23133MHZ533M主板各功能模塊介紹---CPUCPU完成一個(gè)指令所需的時(shí)間稱為運(yùn)行週期，而一個(gè)運(yùn)行週期，則需要數(shù)個(gè)時(shí)鐘週期才能完成。如果完成一個(gè)指令需要5

clocks，且該CPU頻率為500MHz，則指令速度為500/5=100MIPS(百萬個(gè)位元組/每秒)主頻：CPU內(nèi)部的時(shí)鐘頻率，是CPU進(jìn)行運(yùn)算時(shí)的工作頻率。一般來說，主頻越高，一個(gè)時(shí)鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，CPU的運(yùn)算速度也就越快。但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，并非所有時(shí)鐘頻率相同的CPU性能一樣。外頻：即系統(tǒng)總線，CPU與周邊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的頻率，具體是指CPU到芯片組之間的總線速度。倍頻：原先并沒有倍頻概念，CPU的主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的，但CPU的速度越來越快，倍頻技術(shù)也就應(yīng)允而生。它可使系統(tǒng)總線工作在相對(duì)較低的頻率上，而CPU速度可以通過倍頻來無限提升。那么CPU主頻的計(jì)算方式變?yōu)椋褐黝l=外頻x倍頻。也就是倍頻是指CPU和系統(tǒng)總線之間相差的倍數(shù)，當(dāng)外頻不變時(shí)，提高倍頻，CPU主頻也就越高。EX:Pentium43.06G的FSB為533MHZ,主頻是3060MHZ,其外頻為133MHZ,

倍頻係數(shù)為3060/133=23EX:PentiumIII800/100,主頻是800MHZ,外頻是100MHZ,倍頻係數(shù)為800/100=8主板各功能模塊介紹---MemorySDRAM，即SynchronousDRAM（同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），它是同步的，也就是其工作速度與系統(tǒng)總線速度是同步的。記憶體被定為是PC100或PC133由其所工作的系統(tǒng)總線為100MHz或133MHz而產(chǎn)生的；理論上PC100記憶體具有800MBps的記憶體子系統(tǒng)帶寬。如果記憶體是PC133型的，那麼記憶體帶寬將具有1.1GBps或1100MBps。DDRSDRAM（雙數(shù)據(jù)速度SDRAM），這是採(cǎi)用了最新的記憶體技術(shù)而推出的產(chǎn)品。DDR記憶體可提供雙倍於SDRAM的速度，這樣也將帶來雙倍的性能。與SDRAM一樣，DDR也是與系統(tǒng)總線時(shí)鐘同步的，不同點(diǎn)在於DDR在信號(hào)的上升沿與下降沿時(shí)都進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與傳輸，而SDRAM只在信號(hào)的上升沿對(duì)讀取數(shù)據(jù)，因此DDR的速度是SDRAM的雙倍。因此133MHz的DDR記憶體其性能就相當(dāng)於266MHz的SDRAM記憶體。DRDRAM

(DirectRambusDRAM)是Rambus公司的專有技術(shù)，它與傳統(tǒng)的DRAM的區(qū)別在於引腳定義會(huì)隨命令而變，同一組引腳線可以被定義成地址，也可以被定義城控制線，其引腳數(shù)僅為正常DRAM的1/3。此種晶片可以支持400MHZ的外頻，再利用上升沿與下降沿兩次傳輸數(shù)據(jù)，可以使數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到800MHZ。由於DRDRAM這種內(nèi)存速度快，發(fā)熱量大，所以在內(nèi)存經(jīng)騙上還加有帶金屬鋁的散熱片目前市場(chǎng)上主流的雙通道DDR所謂雙通道DDR，簡(jiǎn)單來說，就是芯片組可以在兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)通道上分別尋址、讀取數(shù)據(jù)。這兩個(gè)相互獨(dú)立工作的內(nèi)存通道是依附于兩個(gè)獨(dú)立并行工作的，位寬為64-bit的內(nèi)存控制器下，因此使普通的DDR內(nèi)存可以達(dá)到128-bit的位寬，如果是DDR333的話，雙通道技術(shù)可以使其達(dá)到DDR667的效果，內(nèi)存帶寬陡增一倍。

雙通道技術(shù)是一種關(guān)系到主板芯片組的技術(shù)，與內(nèi)存自身無關(guān)，只要廠商在芯片內(nèi)部整合兩個(gè)內(nèi)存控制器，就可以構(gòu)成雙通道DDR系統(tǒng)。而主板廠商只需要按照內(nèi)存通道將DIMM分為Channel1與Channel2，用戶也需要成雙成對(duì)地插入內(nèi)存，就如同RDRAM那樣。如果只插單根內(nèi)存，那么兩個(gè)內(nèi)存控制器中只會(huì)工作一個(gè)，也就沒有了雙通道的效果。128M128M單通道128M128M雙通道主板各功能模塊介紹---Memory類型時(shí)鐘頻率

(MHZ)數(shù)據(jù)總線寬

(BIT)每秒頻寬(GB/S)SDRAM66/100/133PC66/100/13366/100/133640.5/0.8/1.6DDR266/333/400PC2100/2700/3200133/166/200642.1/2.7/3.2DDR266/333/400雙通道PC2100/2700/3200133/166/200644.2/5.4/6.4RDRAM400/533/600PC800/1066/1200400/533/600641.6/2.1/2.4RDRAM400/533/600雙通道PC800/1066/1200400/533/600643.2/4.2/4.8DDR數(shù)據(jù)傳輸帶寬=時(shí)鐘頻率

(MHZ)X數(shù)據(jù)總線寬

X2雙通道DDR數(shù)據(jù)傳輸帶寬=時(shí)鐘頻率

(MHZ)X數(shù)據(jù)總線寬

X2X2主板各功能模塊介紹---AGPAGP（AcceleratedGraphicsPort）加速圖形端口是Intel為了提高圖形和視頻性能而設(shè)計(jì)的高帶寬總線規(guī)范，它雖然是基于PCI總線設(shè)計(jì)，但是在電器特性、邏輯上都獨(dú)立于PCI總線。它們有相似的地方也有不同的地方，比如PCI總線可以連接多個(gè)PCI設(shè)備，而AGP總線僅僅是為了AGP接口的顯卡準(zhǔn)備的。通常為棕色，比PCI插槽短一些發(fā)表年代模式工作頻率工作電壓數(shù)據(jù)傳輸帶寬AGP1.01996/71X/2X66/133MHZ3.3V266MB/s/533MB/sAGP2.01998/54X266MHZ1.5V1066MB/sAGP3.020028X533MHZ1.5V2133MB/s此類型的匯流排是64bit的資料寬度，具有高達(dá)66MHz的頻率，理論上最高的傳輸速率可以達(dá)到503.54MB/Sec。而現(xiàn)在使用的PCIBus則是具有32bit資料寬度、33MHz，最高125.88MB/Sec的效率。兩者比較起來，AGP的效率是PCI的四倍。AGPPro所謂的“AGPPro”插槽就是“加長(zhǎng)型”的AGP插槽,是針對(duì)高階桌上型電腦、或?qū)I(yè)繪圖工作站電腦所設(shè)計(jì)的，其作用只有一個(gè)：提供AGP顯示卡更大的供電電源.

AGPPro也已經(jīng)提出一段時(shí)間，其v1.1版規(guī)格于1999年4月提出，而稍后于4個(gè)月后又追加一些規(guī)格描述補(bǔ)充，于1999年8月提出v1.1a版。

在原來只有AGP插槽時(shí)，只能給AGP顯示卡提供25W的供電，而使用了AGPPro插槽后，AGPPro可以提供50W與110W的供電(含原先AGP所提供的25W)，供電50W的稱為AGPPro50，供電110W的稱為AGPPro110。

主板各功能模塊介紹---PCIPCI

(PeripheralComponentInterconnect:外部設(shè)備互連）：一個(gè)連接外部、內(nèi)部設(shè)備的I/O總線。屬于局部總線，是由PCI集團(tuán)90年代推出的總線結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)年份主要特性PCI1.01992PCIPlugandConfigurationModelPCI2.01993PCIPowerManagementPCI2.119951.66MHz3.3V2.PCIHotPlug1.0PCI2.219991.MiniPCI2.HotPlug1.1PCI-X1.0PCI-X2.0/PCI2.32002PCI-X2.0對(duì)於PCI-X及PCI具備完整向下相容性,較PCI-X最高頻寬多出2~4倍效能PCI-X2.0支援RAS(Reliability、Availability、Serviceability)等功能,對(duì)ServerI/O而言為理想解決方案主板各功能模塊介紹---PCIPCIExpress：

是第三代I/O體系結(jié)構(gòu)，ISA和PCI分別為第一代和第二代體系結(jié)構(gòu)。作為一種高速串行I/O互連，PCIExpress開始即可提供每秒2.5G的速率。它支持多種寬度(數(shù)據(jù)“通道”從1到32)，并能夠擴(kuò)充到銅線的極限。PCIExpress將統(tǒng)一針對(duì)臺(tái)式電腦、移動(dòng)式電腦、服務(wù)器、通信平臺(tái)、工作站和嵌入設(shè)備的I/O體系結(jié)構(gòu)，并兼容PCI和USB連接類型。

現(xiàn)在已顯得老邁的PCI是一個(gè)連接外部、內(nèi)部設(shè)備的I/O總線，與90年代誕生，對(duì)于現(xiàn)在越來越多、越來越快的I/O操作已經(jīng)有些力不從心了。這在幾年前就表現(xiàn)了出來。高性能的顯卡在五年前就襯托出PCI總線的蒼白，并宣告了AGP的誕生。在90年代末，服務(wù)器和工作站中的高速硬盤和網(wǎng)絡(luò)適配器就轉(zhuǎn)移到了66Mz/64位PCI總線上，現(xiàn)在更是用上了PCI-X和PCI2.0。目前南橋和北橋之間的互連也比PCI總線要快的多，Intel的800系列芯片組使用的就是HubLink互連。目前的芯片組集成了EIDE、USB（或是USB2.0）以及10/100網(wǎng)卡，而不再通過PCI總線。我們的系統(tǒng)機(jī)箱里實(shí)際上是一個(gè)互連的大雜燴。為了更大的帶寬需求加上如今的PCI瓶頸，業(yè)界需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的高速的PCI技術(shù)來取代老的。

PCI-EPCI-XPCI主板各功能模塊介紹----ATA&SATAIDE.EIDE接口：IDE(IntegratedDeviceElectronics)：一種磁盤驅(qū)動(dòng)器的接口類型，也稱為ATA(AdvancedTechnologyAttachment)接口。是由Compag和Conner共同開發(fā)并由WesternDigital公司生產(chǎn)的控制器接口，現(xiàn)已作為一種接口標(biāo)準(zhǔn)被廣泛的應(yīng)用。它最多可連接兩個(gè)IDE接口設(shè)備，控制線和數(shù)據(jù)線合用一根40芯的扁平電纜與硬盤接口卡連接。ATA接口發(fā)展到今，細(xì)分可以分成ATA-1（IDE）、ATA-2（EIDEEnhancedIDE/FastATA）、ATA-3（FastATA-2）、UltraATA、UltraATA/33、UltraATA/66、UltraATA/100及SerialATA。ModeClockPeriodClockCountCycleTimeDataTransferRateATA3330ns4120ns(1/120ns)x2bytex2=33MB/s

ATA6630ns260ns(1/60ns)x2bytex2=66MB/s

ATA10020ns240ns(1/40ns)x2bytex2=100MB/sATA13315ns230ns(1/30ns)x2bytex2=133MB/sParallelATA規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸率主板各功能模塊介紹---ATA&SATA技術(shù)特征第一代第二代第三代近似速度(8B)1.2GBits/s2.4GBits/s4.8GBits/s

近似速度(10B)1.5GBits/s3.0GBits/s6.0GBits/s估計(jì)推介日期2001年年中2004年年中2007年年中

接口組件

連接電纜(0-1米)與第一代一樣未定,可能會(huì)所有更新SerialATA中文直譯過來也就是串行ATA，它與目前廣泛采用的ATA/100或ATA/133等接口最根本的不同在于，以前硬盤所有的ATA接口類型都是采用并行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因而統(tǒng)稱并行ATA。而SerialATA，顧名思義，也就是采用串行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸主板各功能模塊介紹---ATA&SATAParallelATASerialATA頻寬100/133MB/Secs

150/300/600MB/Secs工作電壓5V

0.25V

Pin腳數(shù)407排線長(zhǎng)度限制18inch(45.72cm)

1meter(100cm)排線WideThin機(jī)構(gòu)通風(fēng)性BadGood點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸NOYESParallelATAVs.SerialATA主板各功能模塊介紹---

DVI

DVI(DigitalVisualInterface)是一種連接顯卡系統(tǒng)和顯示設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，特別是純數(shù)碼顯示設(shè)備，比如LCD等。由數(shù)字顯示工作組

(DDWG)開發(fā)，可提供計(jì)算設(shè)備（例如圖形卡）與顯示設(shè)備之間的低成本連接，同時(shí)也是用于數(shù)字臺(tái)式計(jì)算機(jī)顯示器和投影儀的標(biāo)準(zhǔn)連接器。數(shù)字圖像信息就會(huì)被直接傳送到顯示設(shè)備上，由于沒有D/A和A/D轉(zhuǎn)換過程，避免了圖像細(xì)節(jié)的丟失，從而保證計(jì)算機(jī)生成的圖像真實(shí)和完整性，而且D/D的數(shù)字信號(hào)直接傳輸，減少了與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換周折，使液晶響應(yīng)的速度也更快，更流暢

他將是VGA的取代者。

主板各功能模塊介紹---USBVersionName最大傳輸速率USB1.0/1.1低速設(shè)備1.5MbpsUSB1.0/1.1全速設(shè)備12MbpsUSB2.0高速設(shè)備480MbpsUSB是英文UniversalSerialBus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”。它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。早在1995年，就已經(jīng)有PC機(jī)帶有USB接口了，但由于缺乏軟件及硬件設(shè)備的支持，這些PC機(jī)的USB接口都閑置未用。1998年后，隨著微軟在Windows98中內(nèi)置了對(duì)USB接口的支持模塊，加上USB設(shè)備的日漸增多，USB接口才逐步走進(jìn)了實(shí)用階段。主板各功能模塊介紹---IEEE1394IEEE1394是一種高速序列匯流排的定義標(biāo)準(zhǔn)。

起源于Apple1986年命名的

FireWire，1995年由IEEE發(fā)佈，稱為IEEE1394，Sony及TI再次宣佈另一種規(guī)格為IEEE1394a，Sony稱它為i.Link，以上所有的名稱皆代表同一樣技術(shù)，不過以IEEE1394(或僅1394)這個(gè)名稱較為常用。

IEEE1394提供隨插即用的功能，其連接線有6芯線，其中包擴(kuò)2條電源線和兩對(duì)雙絞線，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備斷電或損壞時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以運(yùn)作，能保持結(jié)構(gòu)完整，IEEE1394設(shè)備不需外接電源，自身可提供40伏特(VOLT)1.5安培的電流,適用於消費(fèi)性電子聲訊/視訊(A/V)產(chǎn)品、儲(chǔ)存週邊及可攜式裝置。

配置1394的電腦將可提供:1.高速通訊。該標(biāo)準(zhǔn)的IEEE-1394A規(guī)範(fàn)可支持100、200、400Mbps的速率。隨著標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，下一代規(guī)範(fàn)IEEE-1394B將可支持高於800Mbps/1.2Gbps/3.2Gbps的速率2.自我組態(tài)定址。使用者不需要設(shè)定位址切換。不會(huì)發(fā)生潛在的位址衝突問題。3.層列的星狀拓樸，最多可連接63個(gè)裝置主板各功能模塊介紹---IEEE1394傳輸介面的效能與周邊搭配比較表雖然現(xiàn)在已經(jīng)有新的IEEE1394b規(guī)格，傳輸速度是每秒1GB，但是IEEE1394b的晶片成本較高，目前只有一家在做（TI，德州儀器），加上各大資訊廠商對(duì)IEEE1394的行銷方式並不相同，例如在Mac上它叫Firewire，在SONY的產(chǎn)品上叫iL