主板是什么 小白必看電腦主板知識掃盲
發布時間:2016-12-09    來源:未知
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主板相信很多電腦愛好者朋友都不會陌生,但對于一些新手朋友來說,可能對電腦主板是什么,主板的結構與組成以及功能方面等不太了解。今天“電腦百事網”就來科普一下主板的結構原理以及主板接口等與計算機息息相關的一些主板知識,相信新手朋友通讀本文可以對主板有一個更高層次的了解。

主板是什么 小白必看電腦主板知識掃盲

一、主板是什么?

主板,又叫主機板(mainboard)、系統板(systemboard)或母板(motherboard),它安裝在機箱內,是計算機最基本的也是最重要的部件之一。 

主板一般為矩形電路板,上面安裝了組成計算機的主要電路系統,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。

所以個人認為將主板單純的認為只是一塊集成PC插槽的電路板是不確切的。雖然現在的主板對PC性能的影響已經越來越小,但是主板就好比PC主機的骨骼和經絡,選擇一塊具有適當功能(例如ITX主板對安裝兼容性和無線功能的需求)和與其他配置相匹配的電氣性能的主板還是很有必要的,對于主板,用戶主要需考兼容、穩定性、擴展即可,優先建議選擇主流型號品牌主板,穩定性更有保障。

主板的板型分類:

主板的板型分類是在選擇主板時首先要考慮的問題之一,主板的板型會決定整臺PC的大小與相應的擴展性。

臺式電腦的主板板型主要通過數主板的擴展插槽數來判斷,以下是目前常見的主板板型。

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其中最常見的就是ATX(大板),M-ATX(小板),ITX。ATX主板比較適合安裝在中塔機箱中,M-ATX比較適合中塔\迷你塔機箱,ITX主板比較適合HTPC機箱。E-ATX、XL-ATX、HTPX則相對較少有相關產品,產品更多的集中在旗艦級產品或服務器級產品。

二、主板的靈魂:芯片組

  • 主板芯片組是什么

簡單的說,芯片組是主板最重要的一顆集成芯片,他決定了主板可以使用什么CPU,可以具有多少原生接口和擴展能力(主板的擴展橋接芯片也要受到芯片組擴展能力的制約)。我們常說的H61主板,Z87主板都是說的主板芯片組的型號。圖中就是一顆INTEL的Z87芯片組。

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現在除了較為古老的AM3+接口的主板外,其他的主板均已經取消了北橋,芯片組芯片就位于南橋位置。一般來說主板型號中都會在前半部分標明主板的芯片組是什么。

  • 主板的南北橋芯片在哪里:

在非ITX的主板上南北橋位置是基本固定的,直接參考下圖即可。在ITX主板中,現在在售的主板AM3+接口(帶北橋)的ITX主板幾乎沒有,所以可以簡單的說,非CPU供電部分的散熱片下面就是南橋芯片。

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  • 主板芯片組的作用:

現在的CPU已經集成了內存控制器和顯卡PCIe插槽的控制器,所以主板芯片組的作用就是將CPU與主板上的非顯卡插槽、SATA接口、聲卡網卡等設備連接在一起。下圖一張Z87旗艦級產品的芯片架構圖,可以看到很多第三方芯片(橙色)額外橋接、拆分的接口(紅色)。

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之所以會在本文中談到這個比較晦澀的內容,就是要給大家建立原生接口的概念,這對于大家對下文的理解至關重要。

  • 主板的原生接口

原生接口即指從主板芯片組或CPU中直接引出的主板接口,原生接口相比于主板橋接芯片引出的接口,往往具有更好的性能(速度更快更接近接口的標稱性能)、更好的兼容性(INTEL的芯片組驅動包直接集成)。

建議大家在使用中應該優先使用原生接口。三、主板的主要構成部分

下圖中我將一張典型的主板進行了切分,接下來我們就按照主板的各個主要構成部分分別介紹。

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四、PC主要部件的組合,主板插槽

  • CPU插槽

CPU是除了BGA封裝主板(主板上焊接CPU)以外,所有主板都會采用的插槽,主要用途是安裝CPU。INTEL插槽,插針在主板上,要小心保護主板上的插針,他們很脆弱很容易被外力損壞:

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AMD插槽,插針在CPU上,要小心保護CPU上的插針,他們很脆弱很容易被外力損壞:

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  • 內存插槽

內存插槽顧名思義就是安裝內存用的插槽。內存也是PC的重要部件,一般沒有內存的電腦是不能啟動的。

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內存插槽需要注意的部分有四:

一、內存插槽中間有一個防呆口,這個防呆口具有保證內存安裝方向正確和保證安裝正確類型內存兩個作用,所以在安裝內存時絕對不可以使用蠻力。

二、現在還在較多使用的內存分為DDR\DDR2\DDR3,這三者是不可以混插的(防呆口位置不同),目前新的主板產品內存基本都是采用DDR3規格,目前開始主流的DDR4內存主要支持新平臺,舊平臺CPU與主板不支持,目前僅Intel六代以上CPU與AMD Zen處理器支持DDR4。

三、現在大部分主板,內存都是可以組成多通道(可以增加內存帶寬)。包括雙通道、三通道(X58)、四通道(X79)。所以建議內存安裝按照通道數的倍數來安裝。

四、現在有很多主板會提供額外的內存插槽,例如雙通道主板提供四根內存插槽,一般主板廠商都采用兩根彩色,兩根黑色的方式來標識。如果只準備安裝兩根內存,應該插在彩色插槽上。

還有部分主板(以ITX和NUC主板居多)會采用筆記本內存的插槽。

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  • PCI擴展卡插槽

PCI擴展卡插槽是主板上使用最廣泛最靈活的擴展插槽,主要用來安裝各種擴展設備,包括顯卡、聲卡、網卡、SATA擴展卡等大量設備。

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  • PCI插槽的分類

現在主板上最主要的擴展卡插槽主要有PCIe顯卡插槽、PCIe X1插槽、PCI插槽。

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  • PCIe顯卡插槽

PCIe顯卡插槽是主板上最重要的擴展插槽類型,他不僅可以安裝顯卡,還可以替代PCIe X1、PCIe X4插槽。PCIe顯卡插槽的典型特征就是他是主板上最長的插槽,而且在插槽尾部會有一個卡扣,用來更好的固定顯卡。

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  • PCIe顯卡插槽的分類

PCIe顯卡插槽其實分為兩種規范和三種類型。兩種規范即指PCIe 3.0規范和PCIe 2.0規范。三種類型是指X16、X8、X4三種不同的通道數。PCIe 3.0規范在同等通道數下可以帶來的PCIe 2.0規范兩倍的數據帶寬。

同規范下數據帶寬與通道數成正比,例如PCIe 3.0 X4就相當于PCIe 2.0 X8的帶寬。所以對于顯卡來說,能用3.0就不用2.0,能用X16就不要用其他通道數。雙卡最好采用16+16(高端芯片組或橋接),或者8+8的主板插槽組合。

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一般辨別主板PCIe顯卡插槽的帶寬可以通過分辨主板背面的焊點來看。X8插槽焊點長度是X16的一半,X4的則相應更短。但是現在有不少主板廠商為了在這個問題上打馬虎眼,會故意多焊焊點來混淆,所以查看主板的官網規格或主板手冊才是最好的方式。

顯卡的PCIe通道除了通過CPU內部引出,還可以從南橋引出一根PCIe 2.0 X4的插槽?,F在有相當多的主板會提供16+4顯卡插槽組合,一般而言后面的X4插槽是從南橋引出而非CPU內部,所以這樣的主板很不建議組建雙卡平臺,對性能會有限制,還容易導致延遲和跳幀。

說一個比較簡單的辨別辦法,就是如果是PCIe 3.0 X4則是CPU引出相當于PCIe 2.0 X8帶寬的插槽,如果是2.0 X4基本都是南橋出來的。

  • PCIe X1插槽:

PCIe X1插槽是主板上比較常見的一種接口,主要用于安裝PCIe X1接口的各類擴展卡。當主板的PCIe X1不能使用時,也可以使用PCIe 2.0 X4顯卡插槽來代替使用。

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在一些主板上還會存在PCIe X4插槽、PCIe X2插槽。

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PCIe X4插槽、PCIe X2插槽對于一般家用主機來說,很大的一個用途就是可以支持一些需要占用多條PCIe通道的高端PCIe SSD。不過這種SSD價格基本可以用天價來形容,而且這個插槽可以用主板PCIe 2.0 X4顯卡插槽來替代,所以并不多見。

  • PCI插槽:

PCI插槽是主板上一種比較古老的插槽,主要用于安裝各類PCI接口的擴展卡。雖然主板芯片組早已開始不原生支持,但PCI插槽依然是主板的???。PCI插槽的典型特征是插槽比較長,但尾部沒有卡扣。

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  • mSATA插槽

mSATA插槽是主要用于安裝mSATA SSD的磁盤接口。他的接口外觀與miniPCIe插槽相同,可以互插,但是如果要可以切換使用必須有一顆專門的切換芯片。一般mSATA插槽會以全高為主,插槽到后面的固定螺栓的距離會比較長。

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  • miniPCIe插槽

miniPCIe插槽是一個比較新出現的插槽類型,他相當于一個PCIe X1的擴展卡插槽,不過只能使用miniPCIe接口的擴展卡?,F在在主板中的主要作用就是安裝無線模塊。

主板是什么 小白必看電腦主板知識掃盲五、主板的力量之源:主板供電

  • 主板24PIN供電

主板24PIN供電是主板最重要的一個外接供電接口,一般位于內存插槽與主板邊緣之間,是一個比較大比較顯眼的接口。他會為主板非CPU的其他部分提供所需要的供電。

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  • CPU外接供電

CPU外接供電接口是用來直接從電源取電,為CPU提供電力的供電接口。

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一般低端主板多采用4PIN供電,中端多采用8PIN供電,高端主板上會看到4+8PIN或8+8PIN的配置。一般4+8PIN或8+8PIN在電源接線不足的情況下,只插單8PIN也可以保持主板的正常使用。CPU供電與PCI 8PIN供電接口的塑料針腳會有不同具有防呆效果,所以在安裝時只要不依靠蠻力就可以避免安裝錯誤。

  • CPU供電

CPU供電部分顧名思義就是用來為主板上的CPU提供供電的模塊,主要是將電源的+12V供電轉化為CPU可以接受的電壓,并凈化電流。一般CPU供電都位于CPU插槽與后窗接口之間,有些相數比較多主板需要用到L型布局的供電模塊。相當多的主板也會在這個部分,為供電MOS管安裝散熱片,來輔助散熱并改變主板的外觀。

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  • PCI額外供電接口

首先普及一個知識,即使是擁有外接供電的顯卡,依然可以從PCIe顯卡插槽獲取最高75W的供電。對于可以組多卡的主板來說,單單依靠24PIN的供電就會讓接口面臨巨大的壓力。曾經就見過早期的超頻玩家為此在24PIN上焊接額外的供電線。所以現在相當多的主板都會提供額外的供電接口。

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這個接口的類型比較多變不盡相同,顯卡6PIN、大4PIN、SATA供電接口都有,位置也沒有統一的標準。一般6PIN多出現在PCIe插槽與CPU插槽之間,大4PIN位于主板板載接口所在的那一條邊緣上,SATA供電接口位于主板SATA口旁邊。

六、豐富多樣的擴展,主板接口

  • 板載接口與后窗接口

在介紹之前還是有必要普及一個概念,就是板載接口和后窗接口。在主板上除了很多大的插槽,還有很多的接口,例如音頻接口、USB接口等,有了這這些接口,我們才可以外接我們需要的外接設備,讓PC主機的功能真正發揮出來。

板載接口是指主板PCB上的接口,一般是連接PC機箱內部的周邊設備或者是與機箱前置面板相連接。包括SATA接口、機箱風扇接口、機箱USB接口、機箱音頻接口等。

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后窗接口即指主板后窗上的各個接口,如網線、USB、音頻等,這些接口往往都可以直接與機箱之外的其他設備連接使用。

  • USB接口

USB接口是現在使用最廣泛的主板接口,幾乎每一個使用電子產品的人都會有USB接口的相關設備。USB接口主要分為2.0和3.0兩種規范。2.0接口的標稱速度是480Mbps,也就是60MB\s;3.0接口的標稱速度是5Gbps,也就是500MB\s。當然這個僅僅是接口的標稱速度,實際的話一般不太可能跑滿。

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  • USB后窗接口

在主板的后窗上USB接口的外觀大家應該已經非常熟悉了。接口內部一般會有顏色,藍色的就是USB 3.0接口,其他顏色的就是USB 2.0接口。如果USB接口被標識為紅色,一般都代表會有一些主板廠商特色技術,比如快速充電,鍵鼠特殊優化等。

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  • 板載USB 2.0接口

板載的USB 2.0是一個9PIN的接口,其中空掉一根針是作為防呆。一般位于主板PCI插槽旁邊的這條邊緣上,主板上的絲印或者查看主板說明書都會有相關的說明。如果有底色為其他顏色的USB接口(紅色居多),一般都代表有額外的功能支持,建議優先選擇。

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  • 板載USB 3.0接口

板載USB 3.0接口是一個20PIN的接口,防呆是通過插針外框上的一個小缺口。一般位于主板24PIN供電旁邊,或PCI插槽旁邊的這條邊緣上。如果有底色為其他顏色的USB接口(紅色居多),一般都代表有額外的功能支持,建議優先選擇。

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需要注意到的是,雖然USB 3.0接口比2.0快的多,但是2.0依然有其存在的價值。2.0接口可以兼容USB1.1規范的老設備,對驅動的依賴性也比較小,WINDOWS系統基本都可以直接識別。

很多較老的主板,由于芯片組不原生支持USB 3.0接口,所以都依賴于第三方芯片,這樣的USB 3.0接口雖然會比USB 2.0快很多,但性能參差不齊,區別比較大。新的主板額外的USB 3.0接口都是采用HUB形式轉接,這個問題就比較的少。

  • SATA接口

SATA接口是PC必備的接口之一,主要用來安裝硬盤的數據線,讓硬盤的數據與PC連接在一起。SATA接口一般都出現在南橋與主板邊緣之間的位置。

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  • SATA 2.0接口

SATA 2.0也稱為SATA 3Gb\s接口,是現在比較老的一種主板接口,現在已經在新產品中逐漸淘汰和邊緣化。最大傳輸速度為300MB\s(持續),建議不要連接SSD,會影響SSD的性能。

  • 原生SATA 3.0接口

SATA 3.0也稱為SATA 6Gb\s接口,現在正在逐步取代SATA 2.0接口。最大傳輸速度為600MB\s(持續),是相對高速的接口。

  • 橋接SATA 3.0接口

在這里之所以單獨列出,主要就是要強調一下,橋接SATA 3.0接口性能與原生SATA 3.0接口會有比較大的差距。所以建議SSD全部安裝在原生SATA 3.0上。橋接接口僅僅作為補充?;蛘咴跊]有原生SATA 3.0接口的主板上才建議SSD插在橋接接口上。

  • SATA接口的辨別

SATA接口最主要的還是芯片組提供的原生接口,在高端主板上也可以看到由第三方芯片橋接的額外SATA 3.0接口。在主板上的布局方式主要有三種:純原生SATA 2.0或SATA 3.0、原生SATA3.0+原生SATA2.0、原生接口+橋接接口。

  • 純原生SATA 2.0或SATA 3.0

這種主板的辨識主要是查看芯片組型號,主板上的接口都是原生的不會有區別。接口一般只有一種顏色。

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  • 原生SATA3.0+原生SATA2.0

原生SATA3.0+原生SATA2.0的主板一般SATA 3.0接口會選擇一個比較鮮艷或比較醒目的顏色(白色比較多見),SATA 2.0接口則會顏色比較暗(黑色多見)。

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  • 原生接口+橋接接口

這種組合一般多見于高端主板中,主板的SATA接口由原生接口和橋接的SATA 3.0接口組成。下圖中可以看到橋接接口(灰色)和橋接這個接口的marvell芯片。

現在這類主板各個廠商的標注方式差別非常大,例如技嘉一般采用灰色,ASUS主板標識為黑色,而包括ROG在內的一大批產品則采用相同的顏色,只能通過主板上的貼紙和絲印來判斷。建議大家對于高端主板上SATA的區分還是遵照主板說明書來比較好。

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  • 顯示接口

顯示接口是主板上用來輸出視頻信號的接口。常見顯示接口的分類見下圖:

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下面兩張圖片就是現在常見的顯示接口,其中DVI-D與DVI-I的區別就是在接口右邊,-D只有一根溝槽,-I是一個十字。雷電接口就是用mini DP的接口修改得到的,兩者外觀相同,我就不另外找圖片了。

  • 音頻接口

后窗音頻接口:主板后窗音頻接口一般由標準3.5mm接口、光纖接口、同軸接口、USB音頻專用接口組成。HDMI、DP也可以提供數字音頻輸出。一般我們使用的音箱和耳機,都是插在綠色的3.5接口上,如果主板背面是鍍金接口,則建議查看主板擋板上的簡單說明或查看說明書。

下圖中的主板后窗就包括了3.5、光纖、同軸、HDMI四種可以輸出、輸入音頻的接口。

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還有一種新的接口就是USB DAC專用接口,主要是為某個USB接口提供獨立的供電,減少USB接口比較臟的問題??梢园惭bUSB解碼器、聲卡、耳機、音箱等各類音頻設備。估計后續這個接口會得到普及,所以也加了進來。

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  • 板載音頻接口

板載音頻接口主要用于連接機箱前面板的音頻接口,這是一個9PIN的接口,里面缺掉一根針主要用于防呆。

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  • 網線接口

網線接口就是用來安裝網線保證PC網絡連接的接口,一般上方會有兩個指示燈,顯示接口的連接和工作狀態。

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  • 主板風扇接口

主板風扇接口顧名思義就是為機箱內各類風扇提供供電的接口。一般主板上的風扇接口都是3PIN或者4PIN的接口,接口上會豎起一個塑料片作為防呆。

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  • 主板跳線接口

主板跳線接口也是主板上100%會有的接口,主要用來接機箱上的開關、重啟按鍵,POWER、磁盤指示燈,主板蜂鳴器,CI側板鎖等插針。

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下圖就是一張主板跳線的定義圖,一般跳線會有的功能這張圖上都有了。

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主板跳線

  • PS/2鍵鼠接口

PS/2鍵鼠接口主要是用于安裝老式的鍵鼠設備,雖然芯片組都已經不再支持,但介于這類設備龐大的存量,PS/2鍵鼠接口仍幾乎是標配。不過現在大部分主板已經不再提供鍵盤鼠標兩個接口,而是提供一個鍵鼠接口,鍵盤和鼠標都可以接,但只能接一個設備,外觀一般為綠紫混色。

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  • LPT、COM接口

LPT\COM這兩個接口雖然家用中很少用到,但是在商業領域使用非常廣泛。LPT接口組要用于安裝老式打印機,由于很多商用打印機更新十分緩慢,所以還是會有主板附帶這個接口。COM接口則是一種使用極為廣泛的接口,是商業領域的通用接口,幾乎可以達到USB接口一般的廣泛程度。

  • 后窗的LPT、COM接口

板載的LPT、COM接口,一般主板上的LPT、COM接口通過一個轉接擋板,將接口從機箱的PCI擋板引出。

七、主板其他部分拾遺

  • 主板電池

主板電池也是主板上一個比較重要的部件,他的主要工作就是在主板斷電后幫助主板的CMOS保存里面的設置。

所以,當主板出現故障、超頻失敗、BIOS設置錯誤等導致機器點不亮時,最快的排障方法就是將PC的電源線拔掉,拔掉電池三分鐘后裝回電池重新嘗試開機。這個時候BIOS的設置會被徹底清空。至少有60%的情況下可以用這個方法解決故障。

 

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對于主板的基本介紹就到這里,相信如果有仔細閱讀這個文章網友,已經可以對主板的基本構成,各個部分的用途和一些簡單的注意事項有了比較完整的了解。

從這篇穩重中希望大家能了解到,PC是一個整體的系統,每一個部件都是這個系統的一部分。并不存在最強的單個產品,無論是主板、顯卡、CPU、機箱、散熱器,都需要與其他部件結合在一起才能發揮最好的效果。我始終希望,大家能有樹立一個自己思考的觀念,自己根據產品的特性來分析是不是適合自己。雖然文章可能跟不上最新的主板規格體系,但是我覺得還是有必要普及一下主板知識的,適合電腦愛好者新手朋友科普。

責任編輯:zxh
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