5主板（课件）-《计算机维护与组装》同步教学（水利电力出版社）

主 板 本章将介绍主板的基础知识，主要内容包括：主板的分类、基本组成及性能指标，主板芯片组，主流主板及选购等。通过本章的学习，要求掌握主板的基本构成、性能指标及主板选购，了解主板的类型及典型芯片组。 任务描述----华硕P8Z68-V LX 任务描述 P8Z68-V LX 适用类型：台式机 芯片厂商：英特尔(Intel) 芯片组或北桥芯片：Intel Z68CPU插槽LGA 1155支持CPU类型支持Core三代i7/i5/i3,Core二代i7/i5/i3系列处理器 主板架构：ATX支持内存类型DDR3支持通道模式双通道 内存插槽：4 DDR3 DIMM内存频率 DDR3 2200(超频)/2133(超频)/1866(超)/1600/1333/1066 MHz最大支持内存容量 32G 板载芯片：集成显卡核心视CPU而定板载声卡板载Realtek ALC 887 8通道芯片板载网卡板载Realtek 8111E 千兆网卡控制器 扩展参数：硬盘接口S-ATA II,S-ATA IIISATAII接口数量4SATA III接口数量2磁盘阵列类型SATA磁盘阵列模式RAID 0,RAID 1,RAID 5,RAID 10支持显卡标准PCIE 2.0扩展插槽2×PCI-E X1,2×PCI-E X16PCI插槽3×PCI扩展接口键盘PS/2,鼠标PS/2,VGA,DVI,HDMI,USB2.0,USB 3.0,1×RJ45网卡接口,音频接口,光纤接口USB接口数量14, 2个USB 3.0接口,12个USB 2.0接口(4个位于后侧面板,8个位于主板中央) 其它参数：电源回路12相电路电源接口24PIN+8PIN特色功能全固态电容,CrossFire技术外形尺寸30.5×22.9cm附件说明书,驱动光盘,SATA数据线,挡板 思考问题 决定主板性能的主要参数有哪些？ 主板是由哪些基本部件所构成？ 试描述目前市场主流主板有哪些？ 主板概述 主板的分类 (1)按CPU类型来分 按CPU的插槽类型来分，可分为Intel主板和AMD主板 (2)按照芯片组分类 Intel、VIA、SiS、AMD、nVIDIA等 (3)按主板结构分类 AT主板、Baby AT主板、ATX主板、一体化（A11 in one）主板和NLX（New LowProfile Extension）主板等 主板的基本组成 主板是一块矩形的印刷电路板，在电路板上分布着各种电阻、电容、电感、芯片、插槽等元器件，包括BIOS芯片、I/O控制芯片、CPU插座、各种扩充插槽、面板控制开关接口、键盘和鼠标接口、直流电源的供电插座等。有的集成主板上还集成了音效芯片、显示芯片和网卡芯片等 主板实物图 几款常见主板欣赏 几款常见主板欣赏 几款常见主板欣赏 几款常见主板欣赏 几 款 常 见 主 板 几款常见主板欣赏 几款常见主板欣赏 印刷电路板 是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的PCB分有4层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层。将接地和电源层放在中间，这样便可容易地对信号线做出修正。有的主板其线路板可达到6层，这是由于信号线必须相距足够远的距离，以防止电磁干扰。6层板可能有3个或4个信号层、一个接地层以及一个或两个电源层，以提供足够的电力供应。 CPU插座 CPU插座类型可分为Slot架构和Socket架构。 Slot架构又分为Slot 1、 Slot 2 和Slot A等； 常见的Socket插槽及可使用的CPU类型有：Socket1（486CPU）、Socket7（Pentium、Pentium MMX；AMD K5、K6、K6-2、K6-3）、Socket 370（Pentium III、Celeron系列）、Socket 478（Pentium4、P4Celeron系列）、Socket A（Socket 462，CPU类型有AMD Duron、Thunderbird、Athlon、Athlon XP系列）等，目前，流行的CPU插槽类型还有Socket 775、Socket 754、Socket 939和Socket 940等。 Slot 1架构 Slot 1架构 Slot 1、 Slot 2用于Intel的赛扬、奔腾系列的CPU，如Celeron、Pentium II、 Pentium III等采用的插槽方式 Slot A架构 Slot A架构 Slot A是AMD专为其AMD K7设计的安身之所，和Intel的Slot 1一样，采用的插槽方式，表面上这两种插槽看不出区别，实际的内部结构完全不同。 Socket 7（Super 7）架构 Socket 7（Super 7）架构 这就是Socket 7插座，使用它的CPU有Intel的奔腾（Pentium）系列、多能奔腾（Pentium MMX）系列；AMD的K5、K6（K6、K6－2、K6－Ⅲ）系列；Cyrix的6x86系列（6x86、6x86MX、MⅡ）；IDT的C6系列（C6；C6－2）等。 Socket 370架构 Socket 370架构 使用它的CPU有Intel赛扬系列和FC－PGA（Flip Chip Pin Grid Array，倒装芯片针栅阵列）封装的Pentium III Coppermine（铜矿）系列；威盛（VIA）收购Cyrix后生产的Joshua（约书亚）系列。图中圈起处是这两种插座的外观区别之一。 Socket 478架构 Socket 775架构 Intel专用的CPU插槽类型主要有Socket 478和Socket 775。其中Socket 478插槽类型可用于Intel Pentium 4上，它是目前最常用的CPU插槽。Intel的新一代CPU插槽类型为Socket 775（Prescott处理器），该类主板采用i915/i925芯片组，采用DDR II技术的内存规格和采用全新的PCI Express接口技术（即 PCI-E×l6接口的显卡技术），PCI Express是PC史上又一个重要的技术变革。 Socket 478和Socket 775架构 CPU插槽类型 目前，Intel专用的CPU插槽类型主要有LGA 1150和LGA 1155，AMD的CPU插槽类型主要有Socket FM2+/FM2； LGA1155/1156 AMD的CPU插槽类型 Socket FM2插座 Socket 462、Socket 754、Socket 939 内存插槽 分为SIMM、DIMM和RIMM等3种类型 SIMM ： (单列直插) SIMM内存插槽有30线和72线两种，支持早期的EDO内存和FPM内存，采用这种插槽的内存必须两根一组成对使用 DIMM ： (双列直插) DIMM插槽有168线、184线及240线，分别支持SDRAM和DDR SDRAM内存； RIMM插槽是RDRAM的专用接口，其引线有184线 内存插槽 SIMM槽 内存插槽 现在市场上比较流行的还有一种内存插槽是DDR DIMM槽 DDR II内存插槽 有240只引脚，提供1.8V的工作电压。和DDR相同的是内存槽中间有一个隔断，但比DDR插槽偏向中间的位置大概2mm~3mm DDR3 AGP接口 AGP（Accelerated Graphics Port）叫做图形加速接口，是Intel公司推出的新一代图形显示卡专用数据通道，它只能安装AGP的显示卡。它将显示卡同主板内存芯片组直接相连，大幅提高了电脑对3D图形的处理速度，信号的传送速率可以提高到533MB/s。 AGP接口 各种AGP规范的比较表 AGP标准 AGP 1.0 AGP 1.0 AGP 2.0 AGP 3.0 AGP版本 AGP 1X AGP 2X AGP 4X AGP 8X 诞生时期 1996年7月 1996年7月 1998年5月 2002年9月 工作频率 66Mhz 66Mhz 66Mhz 66Mhz 传输带宽 266MB/s 533MB/s 1066MB/s 2133MB/s 总线频率 66Mhz 133Mhz 266Mhz 533Mhz 工作电压 3.3V 3.3V 1.5V 0.8V 数据传输位宽 32bit 32bit 32bit 32bit 触发信号频率 66Mhz 66Mhz 133Mhz 266Mhz 总线 除了所支持的CPU类型以外，主板的第二个重要特征就是总线的类型。 所谓总线就是连接CPU和内存、缓存、外部控制芯片之间的数据通道；控制芯片和扩展槽之间还有数据通道，叫做扩展总线，或者局部总线。 总线扩展槽 扩展总线允许用户通过安装新的扩展卡来扩充计算机的功能。主板上的扩展槽越多，用户可安装的扩展卡就越多。 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。 同一类型的连接槽都是相通的，所以板卡可以插入其中任何一个槽中。 总线扩展槽 总线扩展槽 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。 总线扩展槽 主板有两种扩展槽，黑色的为ISA，白色的短槽为PCI，PCI是现在最常用的一种。 PCI总线扩展槽 PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连总线）是一个先进的高性能局部总线（支持多个外设），同时它还支持即插即用。颜色一般为白色，有一长（64位）一短（32位）两种扩展槽。 PCI 32插槽。其工作标准频率为33.3MHz，数据传输率为133MB/s，总引脚数124条（包含电源、地、保留引脚等），目前常用的是32位PCI PCI 64插槽。其工作标准频率为66MHz，总引脚数188条（包含电源、地、保留引脚等） PCI总线扩展槽 PCI总线扩展槽 PCI-Express插槽，这种插槽支持三种电压，分别为+3.3V、3.3Vaux和+12V。PCI-Express插槽具有X l、X 2、X 4、X8、X12、X16和X32七种多通道连接模式，其中X l单向传输带宽就可以达到250MB/s，双向传输带宽是500MB/s；PCI-Express X16插槽单向传输带宽就可达4GB/s。 ISA总线扩展槽 ISA（Industry Standard Architecture，工业标准结构总线）一种16位的总线，扩展槽较长，颜色一般为黑色，目前已经很少使用。 ISA总线扩展槽 主板接口 目前所有的主板都把IDE接口（主IDE接口、副IDE接口）、软驱接口、并行口（打印接口） 、串行口（COM1，COM2） 、 PS/2的鼠标和键盘接口、USB接口（即通用串行总线）集成到主板上，另外有些主板上还集成有声卡、显卡等接口。 IDE接口、软驱接口 主板上一般有2～4个IDE接口，1个软驱接口。 串行ATA接口 串行ATA（简称SATA）硬盘被认为是现有硬盘的替代者。串行ATA接口总共只有7根针脚，信号线和连接方法都比以前简便了很多，如图3-13 所示。它支持热插拔功能。其标准数据传输率为150 MB/s，新一代SATA Ⅱ标准的数据传输率为300 MB/s，其后的SATA Ⅲ 标准的数据传输率将达到600MB/s 主板控制芯片组 主板控制芯片组（Chipset）是控制局部总线、内存和各种扩展卡的，是整块主板的灵魂所在；也就是说CPU对其它设备的控制都是通过它们来完成的。 主板控制芯片组 主板控制芯片组由南桥（South Bridge）芯片和北桥（North Bridge）芯片组成，南桥芯片在PCI插槽旁边，北桥芯片在CPU旁边。 主板控制芯片组 南桥芯片 南桥芯片主要负责控制设备的中断、各种总线和系统的传输性能等，其作用是让所有的资料都能有效传递； 北桥芯片 北桥芯片是CPU与外部设备之间联系的纽带，负责控制主板可以支持CPU的种类、内存类型和容量。 BIOS芯片 BIOS芯片是主板上一个很重要的芯片，BIOS的中文意思是“基本输入输出系统”，因为BIOS包含一组例行程序，由它们来完成系统与外设之间的输入输出工作。它的功能当然不止这些，它还有内部的诊断程序和一些实用程序，比如每次启动计算机时，都要调用BIOS的自检程序，检查主要部件以确保它们工作正常。 BIOS芯片 BIOS芯片 早期的主板上叫ROM BIOS，它是被烧录在EPROM里，要通过特殊的设备进行修改，想升级就要更换新的ROM。新式的奔腾主板大多采用闪烁存储器芯片(Flash ROM)，可使用软件进行升级。 为了安全起见，有些主板上有跳线决定BIOS能不能被修改，默认的情况下是不能修改。如果你不想对其升级或在升级之后，最好把跳线设置到不能修改的位置。另有一些主板没有跳线来控制BIOS是否可以修改，软件可以直接更新BIOS。 CMOS芯片 系统设置或配置信息存储在CMOS RAM(或CMOS SRAM)中，它叫做互补金属氧化物半导体存储器，属于内存的一种，它需要很少的电源来维持所存储的信息。时钟(RTC)记录系统的日期和时间，也需要电源来维持，所以，一些主板上都能看到一块金属的锂电池来提供电源。电池寿命大约是5年，当你发现电脑的时间变慢或者不正确时就要准备更换电池了。 CMOS芯片 CMOS芯片 CMOS记录了系统的一些重要信息，如软驱、硬盘的设置以及系统日期和时间等，电脑每次启动时都要先读取里面的信息。某些情况会引起CMOS内容的丢失，比如电池电量不足，或者其他一些不可知的原因。 有时我们需要主动清除CMOS中的信息，比如忘记了开机密码而无法启动系统。一般，主板上有专门的跳线来解决这个问题。你要参考主板说明书，找到正确的跳线，按指示的方法进行；一般的方法是先关闭电源，把CMOS跳线短接一会儿，然后还原，重新开机即可。 外围设备控制芯片 上面介绍了主要控制芯片，主板上还有一颗控制外部接口的芯片：MULTII/O。它主要控制并口、串口、键盘、鼠标、还有软盘驱动器的接口。 ATX结构的主板，这些接口都集成在主板上，AT结构的主板就只有一个大的键盘口，串并口要从主板上用数据线接出来。 外围设备控制芯片 电源插座 电源插座主要有AT电源插座和ATX电源插座两种。 AT电源插座为两组共12芯单列插座；ATX电源插座为D型20芯（24芯）双列插座。 四针（八针）的电源接口 目的是为高功耗的CPU提供电力支持 24只引脚的电源端口 配套于Intel Pentium4的CPU和Intel 9XX芯片组，对主板上的电源端口进行了改进，共有24只引脚，比普通的ATX电源增加了4只引脚，其目的是为了给CPU和主板上新的插槽提供充足的电力支持 主板接口 键盘、鼠标接口 键盘的接口有AT接口、PS/2接口和最新的USB接口。 串行通讯接口与并行通讯接口 这是用于连接串行通讯设备的接口，串行通讯在一个传输周期中每次只能传输l bit的数据。大多数PC机上的串行通讯接口遵守RS-232C或RS-422标准 并行通讯接口用于连接像打印机这样的外部设备。并行通讯在一个传输周期中每次能传输一个字节（byte）的数据。在PC机上，并口使用一个25针的接头（型号为DB-25）来连接像打印机、计算机这类需要较高的传输带宽的设备。并口也经常被称为Centronics接口 EPP（Enhanced Parallel Port，增强型并行接口）和ECP（Extended Capabilities Port，扩展功能接口） USB接口 USB接口也叫通用串行总线，它是一种通用接口，采用4股铜芯线缆连接USB设备，单根线缆最长为5m，可通过级联连接127个设备。USB 1.1规范传输速率为12Mb/s，USB 2.0规范传输速率为480Mb/s。新一代USB 3.0的特点是传输速率非常快，理论上能达到4.8Gbps，比现在USB 2.0快10倍，外形和现在的USB接口基本一致，能兼容USB 2.0和USB 1.1设备。 USB接口 IEEE1394插座 IEEE1394插座是用来连接声音、图像和视频多媒体产品、高速打印机和扫描仪产品、硬盘等存储设备、数码摄像机、显示器和影音录放设备等。采用6股铜芯线缆连接IEEE1394接口的设备，单根线缆最长为4.5m，最大可进行15级级联，连接最大距离为72m，支持热插拨。其标准数据传输速率分3种：100Mbps、200 Mbps、400 Mbps，IEEE1394商业联盟计划将它提高到800 Mbps、1G bps和1.6 Gbps 供电模块 供电模块位于CPU插座的左侧或上侧，它为主板及其上插接的各种板卡提供稳定的电力支持。供电模块的设计直接影响微型计算机主机系统运行的稳定性 性能指标 系统智能监控 APM与ACPI STR技术 PnP技术 系统智能监控 主板的系统监控包括系统温度监控、系统电压监控、风扇转速监控、系统资源监控，还包括CPU自动降速和BIOS病毒防护 APM与ACPI APM（高级电源管理）是Intel和Microsoft共同开发的一种应用接口，它允许开发者在BIOS加入电源管理。APM在硬件和操作系统之间定义了一种隔离层，使开发者无须面对复杂的硬件。 ACPI（高级配置与电源接口）是由Compaq、Intel、Microsoft和Toshiba等公司联合制定的。该规范为PC提供了更为灵活的电源管理方式，使之能够轻易地实现主板设备配置和电源管理功能。APM将逐渐被ACPI所替代。 STR技术 STR（休眠到内存）又称瞬间开机技术，是把数据和系统运行状态信息保存到主机内存中，开机后不通过复杂的系统检测，直接从内存中读取相应数据，直接使系统进入休眠前的状态，从而大大加快开机速率，通常只需几秒到几十秒 PnP技术 PnP（即插即用，Plug and Play）是1993年由Compaq、Intel、Microsoft和 Phoenix等联合推出的，是指用户不必干预计算机的各个外围设备对系统资源的分配，而将这一繁杂的工作交给系统，由系统自身去解决底层硬件资源，包括IRQ、I/O端口地址、DMA和内存空间等的分配问题。对用户而言，只要将设备“插上”就能使用。 芯片组 北桥芯片提供对CPU类型和主频的支持、系统高速缓存的支持、主板的系统总线频率、内存管理（内存类型、容量和性能）、显卡插槽规格，ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持； 南桥芯片则是负责提供了对I/O的支持，提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持，以及决定扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量。除了外部设备控制器以外，南桥还有一个重要的组成部分就是集成在其中的CMOS芯片。 。 目前基于Intel和AMD两家CPU厂商的主板，几乎都是由Intel、AMD、VIA、SiS、nVIDIA、Ali等厂商生产的芯片组。 Intel（英特尔）芯片组 Intel i810E 芯片组 Intel i815 芯片组 Intel（英特尔）芯片组 Intel i845 芯片组 Intel i850 芯片组 Intel（英特尔）芯片组 Intel i865G 芯片组 Intel i875P 芯片组 VIA（威盛）芯片组 VIA KX133 芯片组 VIA KT400 芯片组 VIA（威盛）芯片组 VIA MPV3 芯片组 VIA MPV4 芯片组 VIA（威盛）芯片组 VIA MPV4 芯片组 VIA PM133 芯片组 SiS（矽统）芯片组 SiS 648 芯片组 SiS 650 芯片组 SiS（矽统）芯片组 SiS R658 芯片组 SiS 748 芯片组 SiS（矽统）芯片组 SiS 961 芯片组 SiS 963 芯片组 Ali（扬智）芯片组 Ali M1651t 芯片组 Ali M1671 芯片组 Ali（扬智）芯片组 Ali M1681 芯片组 Ali M1683 芯片组 Ali（扬智）芯片组 Ali M1687 芯片组 Ali MAGiK 1 芯片组 常见的主板品牌  技嘉（GIGABYTE）  磐英（EPOX）  升技（ABIT）  精英（ECS）  华硕（ASUS）  微星（MSI）  硕泰克（SOLTEK）  英特尔（INTEL） 主流主板 华硕B85-PRO GAMER 主板芯片采用Intel B85，集成集成Realtek ALC1150 8声道音效芯片，板载Intel I217V千兆网卡，CPU内置显示芯片(需要CPU支持) ；支持CPU类型为Core i7/Core i5/Core i3/Pentium/Celeron，CPU插槽为LGA 1150；支持内存类型为4×DDR 3，支持双通道DDR3 1600/1333/1066MHz，内存最大支持32GB；显卡插槽为PCI-E 3.0标准，2×PCI-E X16显卡插槽；3条PCI插槽、2条PCI-E 1X；2×SATA II接口，4×SATA III接口；1×RJ45网络接口，音频接口， 8×USB2.0接口（4内置+4背板），4×USB3.0接口（2内置+2背板），1×HDMI接口， 1×DVI接口，1×VGA接口，，PS/2鼠标、键盘接口；电源插口为8针和24针电源接口各一个。 主流主板 映泰Hi-Fi A88W 3D 主板芯片AMD A88X， 显示芯片为CPU内置显示芯片(需要CPU支持)；集成 Realtek ALC892 8声道音效芯片，板载Realtek RTL8111G千兆网卡；支持CPU类型为AMD A10/A8/A6/A4/E2/Athlon II X4，CPU插槽为Socket FM2+/FM2；支持内存类型为DDR3，内存插槽为4×DDR3 DIMM，最大内存容量为64GB，支持双通道DDR3 2600（超频）/2400（超频）/2133/1866/1600/1333/1066/800MHz内存；显卡插槽为PCI-E 3.0标准，2×PCI-E X16显卡插槽；2×PCI-E X1插槽，2×PCI插槽；8×SATA III接口，8×USB2.0接口（4内置+4背板），4×USB3.0接口（2内置+2背板），1×HDMI接口， 1×DVI接口，1×VGA接口，PS/2键盘接口，1×RJ45网络接口和音频接口；电源插口为8针和24针电源接口各一个。 主板的选购 主板的档次 （1）高档主板 （2）中档主板 （3）低档次主板 选购主板的注意事项 （1）观察外表，掂其分量 （2）主板电池 （3）摇跳线 （4）软件测速 $$