华硕主板内存超频和内存,到底哪个制作成本更高一些

主板知识大汇集【图文详解】
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主板知识大汇集【图文详解】
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主板知识详解:适用类型
主板适用类型,是指该主板所适用的应用类型。
针对不同用户的不同需求、不同应用范围,主板被设计成各不相同的类型,即分为“台式机主板”和“服务器/工作站主板”。
1) 台式机主板
图1 台式机主板
台式机主板,就是平常大部分场合所提到的应用于 PC 的主板,板型是 ATX 或 Micro ATX 结构,使用普通的机箱电源,采用的是台式机芯
片组,只支持单 CPU,内存最大只能支持到 4GB,而且一般都不支持 ECC 内存。
存储设备接口,也是采用 IDE 或 SATA 接口,某些高档产品会支持 RAID。
显卡接口,多半都是采用 AGP 4X 或 AGP 8X,某些高档产品也会采用 AGP Pro 接口,以支持某些高能耗的高档显卡。
扩展接口也比较丰富,有多个 USB 2.0/1.1,IEEE1394,COM,LPT,IrDA 等接口,以满足用户的不同需求。扩展插槽的类型和数量也比较
多,有多个 PCI,CNR,AMR 等插槽,适应用户的需求。
部分带有整合的网卡芯片,有低档的 10/100Mbps 自适应网卡,也有高档的千兆网卡。
在价格方面,既有几百元的入门级或主流产品,也有一二千元的高档产品,以满足不同用户的需求。
台式机主板的生产厂商和品牌也非常多,市场上常见的就有几十种之多。
2) 服务器/工作站主板
服务器/工作站主板,则是专用于服务器/工作站的主板产品,板型为较大的 ATX,EATX 或 WATX,使用专用的服务器机箱电源。其中,某些
低端的入门级产品,会采用高端的台式机芯片组,例如,英特尔的 I875P 芯片组,就被广泛用在低端入门级产品上;而中高端产品,则都会采用
专用的服务器/工作站芯片组,例如,英特尔 E7501,Sever Works GC-SL 等芯片组。对服务器/工作站主板而言,最重要的是高可靠性和稳定
性,其次才是高性能。因为大多数的服务器,都要满足每天 24 小时、每周 7 天的满负荷工作要求。由于服务器/工作站数据处理量很大,需要
采用多 CPU 并行处理结构,即一台服务器/工作站中安装 2、4、8 等多个 CPU;对于服务器而言,多处理器可用于数据库处理等高负荷高速度应
用;而对于工作站,多处理器系统则可以用于三维图形制作和动画文件编码等单处理器无法实现的高处理速度应用。为适应长时间,大流量的高速
数据处理任务,在内存方面,服务器/工作站主板能支持高达十几 GB 甚至几十 GB 的内存容量,而且大多支持 ECC 内存以提高可靠性。
图2 服务器主板
服务器主板在存储设备接口方面,中高端产品也多采用 SCSI 接口而非 IDE 接口,并且支持 RAID 方式,以提高数据处理能力和数据安全
在显示设备方面,服务器与工作站有很大不同,服务器对显示设备要求不高,一般多采用整合显卡的芯片组,例如,在许多服务器芯片组中,
都整合有 ATI 的 RAGE XL 显示芯片,要求稍高点的,采用普通的 AGP 显卡,甚至是 PCI 显卡;而图形工作站对显卡的要求非常高,主板上的
显卡接口也多采用 AGP Pro 150,而且多采用高端的 3DLabs、ATI 等显卡公司的专业显卡,如 3DLabs 的“野猫”系列显卡,中低端则采用
NVIDIA 的Quandro 系列,以及 ATI 的 Fire GL 系列显卡等。
在扩展插槽方面,服务器/工作站主板与台式机主板也有所不同,例如 PCI 插槽,台式机主板采用的是标准的 33MHz 的 32 位 PCI 插槽,
而服务器/工作站主板则多采用 64 位的 PCI X-66 甚至 PCI X-133,其工作频率分别为 66MHz 和 133MHz,数据传输带宽得到了极大的提高,
并且支持热插拔,其电气规范以及外型尺寸都与普通的 PCI 插槽不同。
在网络接口方面,服务器/工作站主板也与台式机主板不同,服务器主板大多配备双网卡,甚至是双千兆网卡,以满足局域网与 Internet 的
不同需求。服务器主板技术要求非常高,所以与台式机主板相比,生产厂商也就少得多了,比较出名的也就是英特尔、超微、华硕、技嘉、泰安、
艾崴等品牌。在价格方面,从一千多元的入门级产品,到几万元甚至十几万元的高档产品都有。
主板知识详解:主板结构
由于主板是电脑中各种设备的连接载体,而这些设备又各不相同,而且主板本身也有芯片组、各种 I/O 控制芯片、扩展插槽、扩展接口、电
源插座等元器件,因此,制定一个标准以协调各种设备的关系是必须的。
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
主板结构分为 AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX 以及 BTX 等结构。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,国内尚不多见。
EATX 和 WATX 则多用于服务器/工作站主板。
ATX 是目前市场上最常见的主板结构,扩展插槽较多,PCI 插槽数量在 4-6 个,大多数主板都采用此结构。
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。
而 BTX 则是英特尔制定的最新一代主板结构。
在 PC 推出后的第三年,即 1984 年,IBM 公布了 PCAT。AT 主板的尺寸为 13"×12",板上集成有控制芯片和 8 个 I/0 扩充插槽。由于
AT 主板尺寸较大,因此系统单元(机箱)水平方向增加了 2 英寸,高度增加了 1 英寸。这一改变也是为了支持新的较大尺寸的 AT 格式适配
卡。将 8 位数据、20 位地址的 XT 扩展槽,改变为 16 位数据、24 位地址的 AT 扩展槽。为了保持向下兼容,它保留 62 脚的 XT 扩展槽,
然后在同列增加 36 脚的扩展槽。XT 扩展卡仍使用 62 脚扩展槽(每侧 31 脚),AT 扩展卡使用共 98 脚的的两个同列扩展槽。这种 PC AT
总线结构演变策略,使得它仍能在当今的任何一个 PC Pentium/PCI 系统上正常运行。
PC AT 的初始设计,是让扩展总线以微处理器相同的时钟速率来运行,即 6MHz 的 286,总线也是 6MHz;8MHz 的微处理器,则总线就是
8MHz。随着微处理器速度的增加,增加扩展总线的速度也很简单。后来一些 PC AT 系统的扩展总线速度达到了 10 和 12MHz。不幸的是,某些适
配器不能以这样的速度工作或者能很好得工作。因此,绝大多数的 PC AT 仍以 8 或 8.33MHz 为扩展总线的速率,在此速度下,绝大多数适配器
都不能稳定工作。
2) Baby AT
AT 主板尺寸较大,板上能放置较多的元件和扩充插槽。但随着电子元件集成化程度的提高,相同功能的主板,不再需要全 AT 的尺寸。因
此,在 1990 年推出了 Baby/Mini AT 主板规范,简称为 Baby AT 主板。
Baby AT 主板是从最早的 XT 主板继承来的,它的大小为 15"×8.5",比 AT 主板是略长,而宽度大大窄于 AT 主板。Baby AT 主板沿袭了
AT 主板的 I/0 扩展插槽、键盘插座等外设接口及元件的摆放位置,而对内存槽等内部元件结构进行了紧缩,再加上大规模集成电路使内部元件
减少,使得 Baby AT 主板比 AT 主板布局紧凑而功能不减。
但随着计算机硬件技术的进一步发展,计算机主板上的集成功能越来越多,Baby AT 主板有点不负重荷,而 AT 主板又过于庞大,于是,很
多主板商又采取另一种折衷的方案,即一方面取消主板上使用较少的零部件,以压缩空间(如将 I/0 扩展槽减为 7 个甚至 6 个,另一方面将
Baby AT 主板适当加宽,增加使用面积,这就形成了众多的规格不一的 Baby AT 主板。当然这些主板对基本 I/0 插槽、外围设备接口及主板固
定孔的位置不加改动,使得即使是最小的 Baby AT 主板,也能在标准机箱上使用。最常见的 Baby AT 主板尺寸是 3/4Baby AT 主板(26.5cm×
22cm 即 10.7"×8.7"),采用 7 个 I/0 扩展槽。
由于 Baby AT 主板市场的不规范和 AT 主板结构过于陈旧,英特尔在 95 年 1 月公布了扩展 AT 主板结构,即 ATX(AT extended)主板
标准。这一标准得到世界主要主板厂商支持。目前,已经成为最广泛的工业标准。97 年 2 月推出了 ATX 2.01 版。
过去,由于 Baby AT 的结构标准首先表现在主板横向宽度太窄(一般为 22cm),使得直接从主板引出接口的空间太小。大大限制了对外接
口的数量。这对于功能越来越强、对外接口越来越多的微机来说,是无法克服的缺点。其次,Baby AT 主板上 CPU 和 I/0 插槽的位置安排不合
理。早期的 CPU 由于性能低、功耗小,散热的要求不高。而今天的 CPU 性能高、功耗大,为了使其工作稳定,必须要有良好的散热装置,加装
散热片或风扇,因而大大增加了 CPU 的高度。在 AT 结构标准里,CPU 位于扩展槽的下方,使得很多全长的扩展卡插不上去或插上去后阻碍 CPU
风扇运转。内存的位置也不尽合理。早期的计算机内存大小是固定的,对安装位置无特殊要求。Baby AT 主板在结构上按习惯把内存插槽安放在
机箱电源的下方,安装、更换内存条往往要拆下电源或主板,很不方便。内存条散热条件也不好。此外,由于软硬盘控制器及软硬盘支架没有特定
的位置,这造成了软硬盘线缆过长,增加了电脑内部连线的混乱,降低了电脑的可靠性。甚至由于硬盘线缆过长,使很多高速硬盘的转速受到影
有鉴于此,ATX 结构的主板,针对 AT 和 Baby AT 主板的上述缺点,做了以下改进:一是主板外形在 Baby AT 的基础上旋转了 90 度,其
几何尺寸改为 30.5cm×24.4cm。二是采用 7 个 I/O 插槽,CPU 与 I/O 插槽、内存插槽位置更加合理。三是优化了软硬盘驱动器接口位置。四
是提高了主板的兼容性与可扩充性。五是采用了增强的电源管理,真正实现电脑的软件开/关机和绿色节能功能。
4) Micro ATX
Micro ATX 保持了 ATX 标准主板背板上的外设接口位置,与 ATX 兼容。
图16 MATX 结构主板
Micro ATX 主板把扩展插槽减少为 3-4 只,DIMM 插槽为 2-3 个,从横向减小了主板宽度,其总面积减小约 0.92 平方英寸,比 ATX 标准
主板结构更为紧凑。按照 Micro ATX 标准,板上还应该集成图形和音频处理功能。目前很多品牌机主板使用了 Micro ATX 标准,在 DIY 市场
上,也常能见到 Micro ATX 主板。
BTX 是英特尔提出的新型主板架构 Balanced Technology Extended 的简称,是 ATX 结构的替代者,这类似于前几年 ATX 取代 AT 和
Baby AT 一样。革命性的改变,是新的 BTX 规格能够在不牺牲性能的前提下,做到最小的体积。新架构对接口、总线、设备将有新的要求。重要
的是,目前所有杂乱无章、接线凌乱、充满噪音的 PC 机将很快过时。当然,新架构仍然提供某种程度的向后兼容,以便实现技术革命的顺利过
渡。BTX 具有如下特点:
一是支持 Low-profile,也即窄板设计,系统结构将更加紧凑;
二是针对散热和气流的运动,对主板的线路布局进行了优化设计;
三是主板的安装将更加简便,机械性能也将经过最优化设计。
而且 BTX 提供了很好的兼容性。目前,已经有数种 BTX 的派生版本推出,根据板型宽度的不同,可分为:
标准 BTX(325.12mm)
microBTX(264.16mm)
Low-profile 的 picoBTX(203.20mm)
以及未来针对服务器的 Extended BTX
而且目前流行的新总线和接口,如 PCI Express 和串行 ATA 等,也将在 BTX 架构主板中得到很好的支持。
值得一提的是,新型 BTX 主板将通过预装的 SRM(支持及保持模块)优化散热系统,特别是对 CPU 而言。另外,散热系统在 BTX 的术语
中,也被称为热模块。一般来说,该模块包括散热器和气流通道。目前,已经开发的热模块有两种类型,即:full-size 及 low-profile。
得益于新技术的不断应用,将来的 BTX 主板还将完全取消传统的串口、并口、PS/2 等接口。
主板知识详解:超线程技术
CPU 生产商为了提高 CPU 的性能,通常做法是提高 CPU 的时钟频率和增加缓存容量。不过目前 CPU 的频率越来越快,如果再通过提升
CPU 频率和增加缓存的方法来提高性能,往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约。
尽管提高 CPU 的时钟频率和增加缓存容量后,的确可以改善性能,但这样的 CPU 性能提高,在技术上存在较大的难度。实际上,在应用中
基于很多原因,CPU 的执行单元都没有被充分使用。如果 CPU 不能正常读取数据(总线/内存的瓶颈),其执行单元利用率会明显下降。另外,
就是目前大多数执行线程缺乏 ILP(Instruction-Level Parallelism,多种指令同时执行)的支持。这些都造成了目前 CPU 的性能没有得到
全部的发挥。因此,Intel 则采用另一个思路去提高 CPU 的性能,让 CPU 可以同时执行多重线程,就能够让 CPU 发挥更大效率,即所谓“超线
程(Hyper-Threading,简称 HT)”技术。超线程技术,就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使
用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了 CPU 的闲置时间,提高了 CPU 的运行效率。
采用超线程技术,在同一时间里,应用程序可以使用芯片的不同部分。虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令,但是在任一时刻,只
能够对一条指令进行操作。而超线程技术可以使芯片同时进行多线程处理,使芯片性能得到提升。
超线程技术是在一颗 CPU 同时执行多个程序而共同分享一颗 CPU 内的资源,理论上要像两颗 CPU 一样,在同一时间执行两个线程,P4 处
理器需要多加入一个 Logical CPU Pointer(逻辑处理单元)。因此,新一代的 P4 HT 的 die 的面积,比以往的 P4 增大了 5%。而其余部分
如 ALU(整数运算单元)、FPU(浮点运算单元)、L2 Cache(二级缓存)则保持不变,这些部分是被分享的。
虽然采用超线程技术能同时执行两个线程,但它并不象两个真正的 CPU 那样,每个 CPU 都具有独立的资源。当两个线程都同时需要某一个
资源时,其中一个要暂时停止,并让出资源,直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能,并不等于两颗 CPU 的性能。
英特尔 P4 超线程,有两个运行模式:Single Task Mode(单任务模式)及 Multi Task Mode(多任务模式)。当程序不支持 Multi-
Processing(多处理器作业)时,系统会停止其中一个逻辑 CPU 的运行,把资源集中于单个逻辑 CPU 中,让单线程程序不会因其中一个逻辑
CPU 闲置而减低性能。但由于被停止运行的逻辑 CPU 还是会等待工作,占用一定的资源,因此 Hyper-Threading CPU 运行 Single Task Mode
程序模式时,有可能达不到不带超线程功能的 CPU 性能,但性能差距不会太大。也就是说,当运行单线程软件时,超线程技术甚至会降低系统性
能,尤其在多线程操作系统下运行单线程软件时,容易出现此问题。
需要注意的是,含有超线程技术的 CPU 需要芯片组和软件的支持,才能比较理想的发挥该项技术的优势。
支持操线程技术的操作系统有:
Microsoft Windows XP
Microsoft Windows 2003
Linux kernel 2.4.x 以后的版本,也支持超线程技术
目前,支持超线程技术的芯片组包括:
1、Intel 芯片组:845、845D 和 845GL 是不支持支持超线程技术的;845E 芯片组自身是支持超线程技术的,但许多主板都需要升级
BIOS 才能支持;在 845E 之后推出的所有芯片组,都支持支持超线程技术。例如 845PE/GE/GV 以及所有的 865/875 系列以及 915/925 系列
芯片组,都支持超线程技术。
2、VIA 芯片组:P4X266、P4X266A、P4M266、P4X266E 和 P4X333 是不支持支持超线程技术的,在 P4X400 之后推出的所有芯片组,都
支持支持超线程技术。例如 P4X400、P4X533、PT800、PT880、PM800和PM880 都支持超线程技术。
3、SIS 芯片组:SIS645、SIS645DX、SIS650、SIS651 和 SIS648 是不支持支持超线程技术的;SIS655、SIS648FX、SIS661FX、
SIS655FX、SIS655TX、SIS649 和 SIS656 则都支持超线程技术。
4、ULI 芯片组:M1683 和 M1685 都支持超线程技术。
5、ATI 芯片组:ATI 在 Intel 平台所推出的所有芯片组都支持超线程技术,包括 Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP 和
6、nVidia 芯片组:即将推出的 nForce5 系列芯片组,都支持超线程技术。
主板知识详解:CPU 插槽类型&
我们知道,CPU 需要通过某个接口与主板连接,才能进行工作。CPU 经过这么多年的发展,采用的接口方式,有引脚式、卡式、触点式、针
脚式等。而目前 CPU 的接口,都是针脚式接口,对应到主板上,就有相应的插槽类型。不同类型的 CPU,具有不同的 CPU 插槽。因此,选择
CPU,就必须选择带有与之对应插槽类型的主板。主板 CPU 插槽类型不同,在插孔数、体积、形状都有变化,所以不能互相接插。
1) Socket 775
Socket 775 又称为 Socket T,是目前应用于 Intel LGA775 封装的 CPU 所对应的处理器插槽,能支持 LGA775 封装的 Pentium 4、
Pentium 4 EE、Celeron D 等 CPU。Socket 775 插槽,与目前广泛采用的 Socket 478 插槽明显不同,非常复杂,没有 Socket 478 插槽那
样的 CPU 针脚插孔,取而代之的是 775 根有弹性的触须状针脚(其实是非常纤细的弯曲的弹性金属丝),通过与 CPU 底部对应的触点相接触而
获得信号。因为触点有 775 个,比以前的 Socket 478 的 478pin 增加了不少,封装的尺寸也有所增大,为 37.5mm×37.5mm。另外,与以前
的 Socket 478/423/370 等插槽采用工程塑料制造不同,Socket 775 插槽为全金属制造,原因在于这种新的 CPU 的固定方式,对插槽的强度有
较高的要求,并且新的 prescott 核心的 CPU 的功率增加很多,CPU 的表面温度也提高不少,金属材质的插槽比较耐得住高温。在插槽的盖子
上,还卡着一块保护盖。
Socket 775 插槽由于其内部的触针非常柔软和纤薄,如果在安装的时候,用力不当,就非常容易造成触针的损坏;其针脚实在是太容易变形
了,相邻的针脚很容易搭在一起,而短路有时候会引起烧毁设备的可怕后果。此外,过多地拆卸 CPU 也将导致触针失去弹性,进而造成硬件方面
的彻底损坏,这是其目前的最大缺点。
目前,采用 Socket 775 插槽的主板数量并不太多,主要是 Intel 915/925 系列芯片组主板,也有采用比较成熟的老芯片组如 Intel
865/875/848 系列以及 VIA PT800/PT880 等芯片组的主板。不过,随着 Intel 加大 LGA775 平台的推广力度,Socket 775 插槽最终将会取
代 Socket 478 插槽,成为 Intel 平台的主流 CPU 插槽。
2) Socket 754
Socket 754 是 2003 年 9 月 AMD 64 位桌面平台最初发布时的标准插槽,是目前低端的 Athlon 64 和高端的 Sempron 所对应的插槽标
准。具有 754 个 CPU 针脚插孔,支持 200MHz 外频和 800MHz 的 HyperTransport 总线频率,但不支持双通道内存技术。
Socket 754 是目前广泛采用的 AMD 64 位平台标准,与之配套的主板非常多。关于 Socket 754 的前途,目前众说纷纭,有说随着
Socket 939 的普及,Socket 754 最终会被完全淘汰;也有说 Socket 754 接口的 Athlon 64 将会完全停产,而只保留 Socket 754 接口的
Sempron 的。不管究竟是怎么样,由于 AMD 64 平台的插槽标准过多,而且互不兼容,Socket 754 应该会逐渐被 Socket 939 所取代。
3) Socket 939
Socket 939 是 AMD 公司 2004 年 6 月才发布的 64 位桌面平台标准,是目前高端的 Athlon 64 以及 Athlon 64 FX 所对应的插槽标
准,具有 939 个 CPU 针脚插孔,支持 200MHz 外频和 1000MHz 的 HyperTransport 总线频率,并且支持双通道内存技术。
Socket 939 目前的配套主板也逐渐增多,将是 AMD 64 位桌面平台以后的主流平台。
4) Socket 940
Socket 940 是最早发布的 AMD 64 位平台标准,是服务器/工作站所使用的 Opteron 以及最初的 Athlon 64 FX 所对应的插槽标准,具有
940 个 CPU 针脚插孔,支持 200MHz 外频和 800MHz 的 HyperTransport 总线频率,并且支持双通道内存技术。
由于 Socket 940 接口的 CPU 价格高昂,而且必须搭配昂贵的 ECC 内存才能使用,所以其总体采购成本是比较昂贵的。现在新出的
Athlon 64 FX 已经改用 Socket 939 接口。所以,Socket 940 将会成为 Opteron 的专用接口。
5) Socket 603
Socket 603 的用途比较专业,应用于 Intel 平台高端的服务器/工作站主板,其对应的 CPU 是 Xeon MP 和早期的 Xeon。Socket 603 具
有 603 个 CPU 针脚插孔,只能支持 100MHz 外频以及 400MHz 前端总线频率。Socket 603 插槽并不能兼容 Socket 604 接口的 Xeon。
6) Socket 604
与 Socket 603 相仿,Socket 604 仍然是应用于 Intel 平台高端的服务器/工作站主板,但与 Socket 603 的最大区别,是增加了对
133MHz 外频以及 533MHz 前端总线频率的支持,2004 年随着 Intel 64 位的支持 EM64T 技术的 Xeon 的发布,又增加了对 200MHz 外频以及
800MHz 前端总线频率的支持。Socket 604 插槽可以兼容 Socket 603 接口的 Xeon 和 Xeon MP。
7) Socket 478
Socket 478 插槽是目前 Pentium 4 系列处理器所采用的接口类型,针脚数为 478 针。Socket 478 的 Pentium 4 处理器面积很小,其针
脚排列极为紧密。采用 Socket 478 插槽的主板产品,数量众多,是目前应用最为广泛的插槽类型。
8) Socket A
Socket A 接口,也叫 Socket 462,是目前 AMD 公司 Athlon XP 和 Duron 处理器的插座标准。Socket A 接口具有 462 插孔,可以支
持 133MHz 外频。如同 Socket 370 一样,降低了制造成本,简化了结构设计。
9) Socket 423
Socket 423 插槽是最初 Pentium 4 处理器的标准接口,Socket 423 的外形,和前几种 Socket 类的插槽类似,对应的 CPU 针脚数为
423。Socket 423 插槽多是基于 Intel 850 芯片组主板,支持 1.3GHz~1.8GHz 的 Pentium 4 处理器。不过,随着 DDR 内存的流行,英特
尔又开发了支持 SDRAM 及 DDR 内存的 i845 芯片组,CPU 插槽也改成了 Socket 478,Socket 423 插槽也就销声匿迹了。
10) Socket 370
Socket 370 架构,是英特尔开发出来代替 SLOT 的架构,外观上与 Socket 7 非常像,也采用零插拔力插槽,对应的 CPU 是 370 针脚。
Socket 370 主板,多为采用 Intel ZX、BX、i810 芯片组的产品,其他厂商有 VIA Apollo Pro 系列、SIS 530 系列等。最初认为,
Socket 370 的 CPU 升级能力可能不会太好,所以 Socket 370 的销量总是不如 SLOT 1 接口的主板。但在英特尔推出的“铜矿”和“图拉丁”
系列的 CPU,Socket 370 接口的主板一改低端形象,逐渐取代了 SLOT 1 接口。目前,市场中还有极少部分的主板采用此种插槽。
11) SLOT 1
SLOT 1 是英特尔公司为取代 Socket 7 而开发的 CPU 接口,并申请了专利。这样,其它厂商就无法生产 SLOT 1 接口的产品,也就使得
AMD、VIA、SIS 等公司不得不联合起来,对 Socket 7 接口升级,也得到了 Super 7 接口。后来随着 Super 7 接口的兴起,英特尔又将 SLOT
1 结构主板的制造授权提供给了 VIA、SIS、ALI 等主板厂商,所以这些厂商也相应推出了采用 SLOT 1 接口的系列主板,丰富了主板市场。
SLOT 1 是英特尔公司为 Pentium Ⅱ 系列 CPU 设计的插槽,其将 Pentium Ⅱ CPU 及其相关控制电路、二级缓存,都做在一块子卡上。多
数 Slot 1 主板使用 100MHz 外频。SLOT 1 的技术结构比较先进,能提供更大的内部传输带宽和 CPU 性能。采用 SLOT 1 接口的主板芯片组有
Intel 的 BX、i810、i820 系列及 VIA 的 Apollo 系列,ALI 的 Aladdin Pro Ⅱ 系列及 SIS 的 620、630 系列等。此种接口已经被淘汰,
市面上已无此类接口的主板产品。
12) SLOT 2
SLOT 2 用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的 CPU 也是很昂贵的 Xeon(至强)系列。Slot 2 与 Slot 1 相
比,有许多不同。首先,Slot 2 插槽更长,CPU 本身也都要大一些。其次, Slot 2 能够胜任更高要求的多用途计算处理,这是进入高端企业计
算市场的关键所在。在当时标准服务器设计中,一般厂商只能同时在系统中采用两个 Pentium Ⅱ 处理器,而有了 Slot 2 设计后,可以在一台
服务器中同时采用 8 个处理器。而且采用 Slot 2 接口的 Pentium Ⅱ CPU 都采用了当时最先进的 0.25 微米制造工艺。支持 SLOT 2 接口的
主板芯片组,有 440GX 和 450NX。下图中左侧为 Slot 2 插槽,右侧为 Slot 1 插槽。
13) SLOT A
SLOT A 接口,类似于英特尔公司的 SLOT 1 接口,是供 AMD 公司的 K7 Athlon 使用的。在技术和性能上,SLOT A 主板可完全兼容原有
的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是 Intel 的 P6 GTL+ 总线协议,而是 Digital 公司的 Alpha 总线协议 EV6。EV6 架构是种较先进的
架构,它采用多线程处理的点到点拓扑结构,支持 200MHz 的总线频率。支持 SLOT A 接口结构的主板芯片组,主要有两种:一种是 AMD 的
AMD 750 芯片组,另一种是 VIA 的 Apollo KX133 芯片组。此类接口已被 Socket A 接口全面取代。
14) Socket 7
Socket 7:“Socket”在英文里就是插槽的意思。Socket 7 也被叫做 Super 7。最初是英特尔公司为 Pentium MMX 系列 CPU 设计的插
槽,后来英特尔放弃 Socket 7 接口转向 SLOT 1 接口,AMD、VIA、ALI、SIS 等厂商仍然沿用此接口,直至发展出 Socket A 接口。该插槽基
本特征为 321 插孔,系统使用 66MHz 的总线。Super 7 主板增加了对 100MHz 外频和 AGP 接口类型的支持。
Super 7 采用的芯片组,有 VIA 公司的 MVP3、MVP4 系列,SIS 公司的 530/540 系列及 ALI 的 Aladdin V 系列等主板产品。对应
Super 7 接口 CPU 的产品,有 AMD K6-2、K6-Ⅲ 、Cyrix M2 及一些其他厂商的产品。此类接口目前已被淘汰,只有部分老产品才能见到。
主板知识详解:芯片组和支持CPU类型
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分。如果说中央处理器(CPU)是整个电脑系统的心脏,那么芯片组将是整个身体的躯干。在电脑
界,称设计芯片组的厂家为“Core Logic”。Core 的中文意义是核心或中心。光从字面的意义,就足以看出其重要性。
对于主板而言,芯片组几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥。芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣,决定了
主板性能的好坏与级别的高低。这是因为目前 CPU 的型号与种类繁多、功能特点不一,如果芯片组不能与 CPU 良好地协同工作,将严重地影响
计算机的整体性能,甚至不能正常工作。
主板芯片组几乎决定着主板的全部功能,其中 CPU 的类型、主板的系统总线频率,内存类型、容量和性能,显卡插槽规格等,是由芯片组中
的北桥芯片决定的。
而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量(如 USB 2.0/1.1、IEEE1394、串口、并口、笔记本的 VGA 输出接口)等,是由芯片组的
南桥决定的。还有些芯片组由于纳入了 3D 加速显示(集成显示芯片)、AC'97 声音解码等功能,还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性
现在的芯片组,是由过去 286 时代的所谓超大规模集成电路:门阵列控制芯片演变而来的。芯片组的分类:
按用途,可分为服务器/工作站、台式机、笔记本等类型。
按芯片数量,可分为单芯片组,标准的南、北桥芯片组和多芯片芯片组(主要用于高档服务器/工作站)。
按整合程度的高低,还可分为整合型芯片组和非整合型芯片组等。
台式机芯片组要求有强大的性能,良好的兼容性,互换性和扩展性,对性价比要求也最高,并适度考虑用户在一定时间内的可升级性。扩展能
力在三者中最高。
在最早期的笔记本设计中,并没有单独的笔记本芯片组,均采用与台式机相同的芯片组。随着技术的发展,笔记本专用 CPU 的出现,就有了
与之配套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗,良好的稳定性,但综合性能和扩展能力,在三者中却也是最低的。
服务器/工作站芯片组的综合性能和稳定性,在三者中最高,部分产品甚至要求全年满负荷工作。在支持的内存容量方面也是三者中最高,能
支持高达十几 GB 甚至几十 GB 的内存容量,而且其对数据传输速度和数据安全性要求最高。所以,其存储设备也多采用 SCSI 接口而非 IDE 接
口,而且多采用 RAID 方式,以提高性能和保证数据的安全性。
到目前为止,能够生产芯片组的厂家有:
英特尔(美国)
VIA(中国台湾)
SiS(中国台湾)
ALi(中国台湾)
AMD(美国)
NVIDIA(美国)
ATI(加拿大)
Server Works(美国)等
其中,以英特尔和 VIA 的芯片组最为常见。在台式机的英特尔平台上,英特尔自家的芯片组占有最大的市场份额,而且产品线齐全,高、
中、低端以及整合型产品都有。VIA、SIS、ALI 和最新加入的 ATI 几家,加起来都只能占有比较小的市场份额,而且主要是在中低端和整合领
域。在 AMD 平台上,AMD 自身通常是扮演一个开路先锋的角色,产品少,市场份额也很小,而 VIA 却占有 AMD 平台芯片组最大的市场份额,但
现在却受到后起之秀 NVIDIA 的强劲挑战。后者凭借其 nForce2 芯片组的强大性能,成为 AMD 平台最优秀的芯片组产品,进而从 VIA 手里夺
得了许多市场份额。而 SIS 与 ALi 依旧是扮演配角,主要也是在中、低端和整合领域。
笔记本方面,英特尔平台具有绝对的优势,所以英特尔的笔记本芯片组也占据了最大的市场分额,其它厂家都只能扮演配角,以及为市场份额
极小的 AMD 平台设计产品。
服务器/工作站方面,英特尔平台更是绝对的优势地位,英特尔自家的服务器芯片组产品占据着绝大多数中、低端市场。而 Server Works 由
于获得了英特尔的授权,在中高端领域占有最大的市场份额,甚至英特尔原厂服务器主板,也有采用 Server Works 芯片组的产品。
在服务器/工作站芯片组领域,Server Works 芯片组就意味着高性能产品;而 AMD 服务器/工作站平台,由于市场份额较小,主要都是采用
AMD 自家的芯片组产品。
芯片组的技术,这几年来也是突飞猛进,从 ISA、PCI 到 AGP,从 ATA 到 SATA,Ultra DMA 技术,双通道内存技术,高速前端总线等等,
每一次新技术的进步,都带来电脑性能的提高。2004 年,芯片组技术又会面临重大变革,最引人注目的就是 PCI Express 总线技术,它将取代
PCI 和 AGP,极大的提高设备带宽,从而带来一场电脑技术的革命。另一方面,芯片组技术也在向着高整合性方向发展,例如 AMD Athlon 64
CPU 内部,已经整合了内存控制器,这大大降低了芯片组厂家设计产品的难度。而且现在的芯片组产品已经整合了音频、网络、SATA、RAID 等功
能,大大降低了用户的成本。
2、支持 CPU 类型
这是指能在该主板上所采用的 CPU 类型。CPU 的发展速度相当快,不同时期 CPU 的类型是不同的,而主板支持此类型,就代表着属于此类
的 CPU 大多能在该主板上运行(在主板所能支持的 CPU 频率限制范围内)。
CPU 类型从早期的 386、486、Pentium、K5、K6、K6-2、Pentium II、Pentium III 等,到今天的 Pentium 4、Duron、Athlon XP、至
强(XEON)、Athlon 64,都经历了很多代的改进。每种类型的 CPU,在针脚、主频、工作电压、接口类型、封装等方面都有差异,尤其在速度性
能上差异很大。只有购买与主板支持 CPU 类型相同的 CPU,二者才能配套工作。
主板知识详解:支持内存类型
支持内存类型,是指主板所支持的具体内存类型。不同的主板,所支持的内存类型是不相同的。内存类型主要有以下几种:
SDRAM 内存
RDRAM 内存
DDR SDRAM 内存
ECC(Error Correction Coding 或 Error Checking and Correcting)并不是内存类型,而是一种具有自动纠错功能的内存,英特尔的
82430HX 芯片组就开始支持它。使用该芯片组的主板,都可以安装使用 ECC 内存。但由于 ECC 内存成本比较高,所以主要应用在要求系统运算
可靠性比较高的商业电脑中,如服务器/工作站等。由于实际上存储器出错的情况不会经常发生,而且普通的主板也并不支持 ECC 内存,所以,一
般的家用与办公电脑也不必采用 ECC 内存。
一般情况下,一块主板只支持一种内存类型,但也有例外。有些主板具有两种内存插槽,可以使用两种内存。如以前有些主板能使用 EDO 和
SDRAM,现在有些主板就支持两种内存类型(SDRAM 和 DDR SDRAM),采用两种类型的内存插槽(蓝色和黑色)来区分。值得注意的是,在这些主
板上,不能同时使用两种内存,而只能使用其中的一种。这是因为其电气规范和工作电压是不同的,混用会引起内存损坏和主板损坏的问题。
1、FPM 内存
FPM 是 Fast Page Mode(快页模式)的简称。是较早的 PC 机普遍使用的内存,它每隔 3 个时钟脉冲周期,传送一次数据。现在早就被淘
2、EDO 内存
EDO 是 Extended Data Out(扩展数据输出)的简称。它取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,每隔 2 个时钟脉冲周期,传输
一次数据,大大地缩短了存取时间,使存取速度提高 30%,达到 60ns。EDO 内存主要用于 72 线的 SIMM 内存条,以及采用 EDO 内存芯片的
PCI 显示卡。这种内存流行在 486 以及早期的奔腾计算机系统中,它有 72 线和 168 线之分,采用 5V 工作电压,带宽 32 bit,必须两条或
四条成对使用,可用于英特尔 430FX/430VX 甚至 430TX 芯片组主板上。目前也已经被淘汰,只能在某些老爷机上见到。
3、SDRAM 内存
SDRAM 是 Synchronous Dynamic Random Access Memory(同步动态随机存储器)的简称。是前几年普遍使用的内存形式。SDRAM 采用
3.3v 工作电压,带宽 64 位,SDRAM 将 CPU 与 RAM 通过一个相同的时钟锁在一起,使 RAM 和 CPU 能够共享一个时钟周期,以相同的速度同
步工作。与 EDO 内存相比,速度能提高 50%。SDRAM 基于双存储体结构,内含两个交错的存储阵列,当 CPU 从一个存储体或阵列访问数据时,
另一个就已为读写数据做好了准备,通过这两个存储阵列的紧密切换,读取效率就能得到成倍的提高。SDRAM 不仅可用作主存,在显示卡上的显存
方面,也有广泛应用。SDRAM 曾经是长时间使用的主流内存,从 430TX 芯片组到 845 芯片组,都支持 SDRAM。但随着 DDR SDRAM 的普及,
SDRAM 也正在慢慢退出了主流市场。
4、RDRAM 内存
RDRAM 是 Rambus Dynamic Random Access Memory(存储器总线式动态随机存储器)的简称。是 Rambus 公司开发的具有系统带宽、芯片
到芯片接口设计的内存,它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据,同时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。
最开始支持 RDRAM 的是英特尔 820 芯片组,后来又有 840,850 芯片组等。RDRAM 最初得到了英特尔的大力支持,但由于其高昂的价格以及
Rambus 公司的专利许可限制,一直未能成为市场主流,其地位被相对廉价而性能同样出色的 DDR SDRAM 迅速取代,市场份额很小。
5、DDR SDRAM 内存
DDR SDRAM 是 Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory(双数据率同步动态随机存储器)的简称。是由 VIA 等
公司为了与 RDRAM 相抗衡而提出的内存标准。DDR SDRAM 是 SDRAM 的更新换代产品,采用 2.5v 工作电压,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降
沿传输数据,这样,不需要提高时钟的频率,就能加倍提高 SDRAM 的速度,并具有比 SDRAM 多一倍的传输速率和内存带宽。例如 DDR 266 与
PC 133 SDRAM 相比,工作频率同样是 133MHz,但内存带宽达到了 2.12 GB/s,比 PC 133 SDRAM 高一倍。目前主流的芯片组都支持 DDR
SDRAM,是目前最常用的内存类型。
6、DDR2 内存
DDR2 的定义:DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM,是由 JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准。它与上一
代 DDR 内存技术标准最大的不同。就是虽然同是采用了在时钟的上升沿和下降沿同时进行数据传输的基本方式,但 DDR2 内存却拥有两倍于上一
代 DDR 内存的预读取能力(即:4bit 数据读预取)。换句话说,DDR2 内存,每个时钟能够以 4 倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部
控制总线 4 倍的速度运行。
此外,由于 DDR2 标准规定所有 DDR2 内存均采用 FBGA 封装形式,而不同于目前广泛应用的 TSOP/TSOP-II 封装形式。FBGA 封装,可以
提供了更为良好的电气性能与散热性,为 DDR2 内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。回想起 DDR 的发展历程,从第一代应用到
个人电脑的 DDR200,经过 DDR266、DDR333,到今天的双通道 DDR400 技术,第一代 DDR 的发展也走到了技术的极限,已经很难通过常规办法
提高内存的工作速度。随着 Intel 最新处理器技术的发展,前端总线对内存带宽的要求是越来越高,拥有更高更稳定运行频率的 DDR2 内存将是
大势所趋。
DDR2 与 DDR 的区别:在了解 DDR2 内存诸多新技术前,先让我们看一组 DDR 和 DDR2 技术对比的数据。
1) 延迟问题:
从上表可以看出,在同等核心频率下,DDR2 的实际工作频率是 DDR 的两倍。这得益于 DDR2 内存拥有两倍于标准 DDR 内存的 4BIT 预读
取能力。换句话说,虽然 DDR2 和 DDR 一样,都采用了在时钟的上升沿和下降沿同时进行数据传输的基本方式,但 DDR2 拥有两倍于 DDR 的预
读取系统命令数据的能力。也就是说,在同样 100MHz 的工作频率下,DDR 的实际频率为 200MHz,而 DDR2 则可以达到 400MHz。
这样也就出现了另一个问题:在同等工作频率的 DDR 和 DDR2 内存中,后者的内存延时要慢于前者。举例来说,DDR 200 和 DDR2-400 具
有相同的延迟,而后者具有高一倍的带宽。实际上,DDR2-400 和 DDR 400 具有相同的带宽,它们都是 3.2GB/s,但是 DDR 400 的核心工作频
率是 200MHz,而 DDR2-400 的核心工作频率是 100MHz,也就是说 DDR2-400 的延迟要高于 DDR 400。
2) 封装和发热量:
DDR2 内存技术最大的突破点,其实不在于用户们所认为的两倍于 DDR 的传输能力,而是在采用更低发热量、更低功耗的情况下,DDR2 可以
获得更快的频率提升,突破标准 DDR 的 400MHZ 限制。
DDR 内存通常采用 TSOP 芯片封装形式。这种封装形式,可以很好的工作在 200MHz 上,当频率更高时,它过长的管脚就会产生很高的阻抗
和寄生电容,这会影响它的稳定性和频率提升的难度。这也就是 DDR 的核心频率很难突破 275MHZ 的原因。而 DDR2 内存均采用 FBGA 封装形
式。不同于目前广泛应用的 TSOP 封装形式,FBGA 封装提供了更好的电气性能与散热性,为 DDR2 内存的稳定工作与未来频率的发展提供了良好
DDR2 内存采用 1.8V 电压,相对于 DDR 标准的 2.5V,降低了不少,从而提供了明显的更小功耗与更小发热量,这一点的变化是意义重大
3) DDR2 采用的新技术:
除了以上所说的区别外,DDR2 还引入了三项新的技术,它们是 OCD、ODT 和 Post CAS。
OCD(Off-Chip Driver)——也就是所谓的离线驱动调整,DDR2 通过 OCD 可以提高信号的完整性。DDR2 通过调整上拉(pull-up)/下
拉(pull-down)的电阻值,使两者电压相等。使用 OCD 通过减少 DQ-DQS 的倾斜,来提高信号的完整性;通过控制电压来提高信号品质。
ODT ——ODT 是内建核心的终结电阻器。我们知道,使用 DDR SDRAM 的主板上,为了防止数据线终端反射信号,需要大量的终结电阻。它
大大增加了主板的制造成本。实际上,不同的内存模组对终结电路的要求是不一样的。终结电阻的大小,决定了数据线的信号比和反射率。终结电
阻小,则数据线信号反射低,但是信噪比也较低;终结电阻高,则数据线的信噪比高,但是信号反射也会增加。因此,主板上的终结电阻并不能非
常好的匹配内存模组,还会在一定程度上影响信号品质。DDR2 可以根据自已的特点,内建合适的终结电阻。这样,可以保证最佳的信号波形。使
用 DDR2 不但可以降低主板成本,还得到了最佳的信号品质,这是 DDR 不能比拟的。
Post CAS ——它是为了提高 DDR2 内存的利用效率而设定的。在 Post CAS 操作中,CAS 信号(读写/命令)能够被插到 RAS 信号后面的
一个时钟周期,CAS 命令可以在附加延迟(Additive Latency)后面保持有效。原来的 tRCD(RAS 到 CAS 和延迟)被 AL(Additive
Latency)所取代,AL 可以在 0,1,2,3,4 中进行设置。由于 CAS 信号放在了 RAS 信号后面一个时钟周期,因此,ACT 和 CAS 信号永远也
不会产生碰撞冲突。
总的来说,DDR2 采用了诸多的新技术,改善了 DDR 的诸多不足,虽然它目前有成本高、延迟慢等诸多不足,但相信随着技术的不断提高和
完善,这些问题终将得到解决。
内存适用类型和主频
&1、适应类型
根据内存条所应用的主机不同,内存产品也各自不同的特点。台式机内存是 DIY 市场内最为普遍的内存,价格也相对便宜。笔记本内存则对尺寸、稳定性、散热性方面有一定的要求,价格要高于台式机内存。而应用于服务器的内存,则对稳定性以及内存纠错功能要求严格,同样稳定性也是着重强调的。
图1 台式机内存
笔记本内存,就是应用于笔记本电脑的内存产品。笔记本内存只是使用的环境与台式机内存不同,在工作原理方面,并没有什么区别。只是因为笔记本电脑对内存的稳定性、体积、散热性方面的需求,笔记本内存在这几方面要优于台式机内存,价格方面也要高于台式机内存。
图2 笔记本内存
笔记本诞生于台式机的 486 年代,在那个时代的笔记本电脑,所采用的内存各不相同,各种品牌的机型,使用的内存千奇百怪,甚至同一机型的不同批次也有不同的内存,规格极其复杂,有的机器甚至使用 PCMICA 闪存卡来做内存。进入到台式机的 586 时代,笔记本厂商开始推广72 针的 SO DIMM 标准笔记本内存,而市场上还同时存在着多种规格的笔记本内存,诸如:72 针 5 伏的 FPM;72 针 5 伏的 EDO;72 针 3.3伏的 FPM;72 针 3.3 伏的 EDO。此几种类型的笔记本内存都已成为“古董”级的宝贝,早已在市场内消失了。在进入到“奔腾”时代,144 针的 3.3 伏的 EDO 是标准笔记本内存。在往后,随着台式机内存中 SDRAM 的普及,笔记本内存也出现了 144 针的 SDRAM。现在,DDR 的笔记本内存也在市面中较为普遍了,而在一些轻薄笔记本内,还有些机型使用与普通机型不同的 Micro DIMM 接口内存。
对于多数的笔记本电脑,都并没有配备单独的显存,而是采用内存共享的形式,内存要同时负担内存和显存的存储作用。因此,内存对于笔记本电脑性能的影响很大。
图3 服务器内存
服务器是企业信息系统的核心,因此对内存的可靠性非常敏感。服务器上运行着企业的关键业务,内存错误,可能造成服务器错误并使数据永久丢失。因此,服务器内存在可靠性方面的要求很高,所以服务器内存大多都带有 Buffer(缓存器)、Register(寄存器)、ECC(错误纠正代码),以保证把错误发生的可能性降到最低。服务器内存具有普通 PC 内存所不具备的高性能、高兼容性和高可靠性。
内存主频和 CPU 主频一样,习惯上被用来表示内存的速度,它代表着该内存所能达到的最高工作频率。内存主频是以 MHz(兆赫)为单位来计量的。内存主频越高,在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。
目前,市面上已推出的内存产品中,最高能达到 560MHz 的主频,而较为主流的是 333MHz 和 400MHz 的 DDR 内存。
大家知道,计算机系统的时钟速度是以频率来衡量的。晶体振荡器控制着时钟速度,在石英晶片上加上电压,其就以正弦波的形式震动起来,
这一震动可以通过晶片的形变和大小记录下来。晶体的震动以正弦调和变化的电流形式表现出来,这一变化的电流就是时钟信号。而内存本身并不具备晶体振荡器,因此,内存工作时的时钟信号,是由主板芯片组的北桥或直接由主板的时钟发生器提供的。也就是说,内存无法决定自身的工作频率,其实际工作频率是由主板来决定的。
一般情况下,内存的工作频率是和主板的外频相一致的。通过主板调节 CPU 的外频,也就调整了内存的实际工作频率。
内存工作时,有两种工作模式:
一种是同步工作模式。此模式下,内存的实际工作频率与 CPU 外频一致,这是大部分主板所采用的默认内存工作模式。
另外一种是异步工作模式。这样,允许内存的工作频率与 CPU 外频可存在一定差异。它可以让内存工作在高出或低于系统总线速度 33MHz,又或者让内存和外频以 3:4、4:5 等特定比例的频率上。利用异步工作模式技术,就可以避免以往超频而导致的内存瓶颈问题。
举个例子:一块 845E 的主板,最大只能支持 DDR266 内存,其主频是 266MHz,这是 DDR 内存的等效频率,其实际工作频率是 133MHz。
在正常情况下(不进行超频),该主板上内存工作频率最高可以设置到 DDR266 的模式。但如果主板支持内存异步功能,那么就可以采用内存、外频频率以 5:4 的比例模式下工作。这样,内存的工作频率就可以达到 166MHz,此时主板就可以支持 DDR333(等效频率 333MHz,实际频率166MHz)了。
目前的主板芯片组,几乎都支持内存异步。英特尔公司从 810 系列,到目前较新的 875 系列都支持,而威盛公司则从 693 芯片组以后,全部都提供了此功能。
主板图解:线路板
大家知道,主板是所有电脑配件的总平台,其重要性不言而喻。而下面我们就以图解的形式带你来全面了解主板。 一、主板图解  一块主板主要由线路板和它上面的各种元器件组成 1.线路板 PCB印制电路板是所有电脑板卡所不可或缺的东东。它实际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线路板分有四层,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作出修正。而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。 主板(线路板)是如何制造出来的呢?PCB的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的PCB“基板”开始。制作的第一步是光绘出零件间联机的布线,其方法是采用负片转印(Subtractive transfer)的方式将设计好的PCB线路板的线路底片“印刷”在金属导体上。 这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。而如果制作的是双面板,那么PCB的基板两面都会铺上铜箔。而要做多层板可将做好的两块双面板用特制的粘合剂“压合”起来就行了。 接下来,便可在PCB板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了。在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后,孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术,Plated-Through-Hole technology,PTH)。在孔璧内部作金属处理后,可以让内部的各层线路能够彼此连接。 在开始电镀之前,必须先清掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化,而它会覆盖住内部PCB层,所以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学过程中完成。接下来,需要将阻焊漆(阻焊油墨)覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到电镀部份了。 然后是将各种元器件标示网印在线路板上,以标示各零件的位置,它不能够覆盖在任何布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。此外,如果有金属连接部位,这时“金手指”部份通常会镀上金,这样在插入扩充槽时,才能确保高品质的电流连接。   最后,就是测试了。测试PCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷,电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确,不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。 线路板基板做好后,一块成品的主板就是在PCB基板上根据需要装备上大大小小的各种元器件—先用SMT自动贴片机将IC芯片和贴片元件“焊接上去,再手工接插一些机器干不了的活,通过波峰/回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在PCB上,于是一块主板就生产出来了。 另外,线路板要想在电脑上做主板使用,还需制成不同的板型。其中AT板型是一种最基本板型,其特点是结构简单、价格低廉,其标准尺寸为33.2cmX30.48cm,AT主板需与AT机箱电源等相搭配使用,现已被淘汰。而ATX板型则像一块横置的大AT板,这样便于ATX机箱的风扇对CPU进行散热,而且板上的很多外部端口都被集成在主板上,并不像AT板上的许多COM口、打印口都要依靠连线才能输出。另外ATX还有一种Micro ATX小板型,它最多可支持4个扩充槽,减少了尺寸,降低了电耗与成本。
主板图解:北桥芯片和南桥芯片
2.北桥芯片 芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片,如Intel的i845GE芯片组由82845GE GMCH北桥芯片和ICH4(FW82801DB)南桥芯片组成;而VIA KT400芯片组则由KT400北桥芯片和VT8235等南桥芯片组成(也有单芯片的产品,如SIS630/730等),其中北桥芯片是主桥,其一般可以和不同的南桥芯片进行搭配使用以实现不同的功能与性能。 北桥芯片一般提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持,通常在主板上靠近CPU插槽的位置,由于此类芯片的发热量一般较高,所以在此芯片上装有散热片。 3.南桥芯片 南桥芯片主要用来与I/O设备及ISA设备相连,并负责管理中断及DMA通道,让设备工作得更顺畅,其提供对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,在靠近PCI槽的位置。
主板图解:CPU插座和内存插槽
4.CPU插座 CPU插座就是主板上安装处理器的地方。主流的CPU插座主要有Socket370、Socket 478、Socket 423和Socket A几种。其中Socket370支持的是PIII及新赛扬,CYRIXIII等处理器;Socket 423用于早期Pentium4处理器,而Socket 478则用于目前主流Pentium4处理器。 而Socket A(Socket462)支持的则是AMD的毒龙及速龙等处理器。另外还有的CPU插座类型为支持奔腾/奔腾MMX及K6/K6-2等处理器的Socket7插座;支持PII或PIII的SLOT1插座及AMD ATHLON使用过的SLOTA插座等等。 5.内存插槽 内存插槽是主板上用来安装内存的地方。目前常见的内存插槽为SDRAM内存、DDR内存插槽,其它的还有早期的EDO和非主流的RDRAM内存插槽。需要说明的是不同的内存插槽它们的引脚,电压,性能功能都是不尽相同的,不同的内存在不同的内存插槽上不能互换使用。对于168线的SDRAM内存和184线的DDR SDRAM内存,其主要外观区别在于SDRAM内存金手指上有两个缺口,而DDR SDRAM内存只有一个。
主板图解:PCI插槽和AGP插槽
6.PCI插槽 PCI(peripheral component interconnect)总线插槽它是由Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。它为显卡、声卡、网卡、电视卡、MODEM等设备提供了连接接口,它的基本工作频率为33MHz,最大传输速率可达132MB/s。 7.AGP插槽 AGP图形加速端口(Accelerated Graphics Port)是专供3D加速卡(3D显卡)使用的接口。它直接与主板的北桥芯片相连,且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连,避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈,增加3D图形数据传输速度,而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存,所以它拥有很高的传输速率,这是PCI等总线无法与其相比拟的。AGP接口主要可分为AGP1X/2X/PRO/4X/8X等类型。
主板图解:ATA接口
8.ATA接口 ATA接口是用来连接硬盘和光驱等设备而设的。主流的IDE接口有ATA33/66/100/133,ATA33又称Ultra DMA/33,它是一种由Intel公司制定的同步DMA协定,传统的IDE传输使用数据触发信号的单边来传输数据,而Ultra DMA在传输数据时使用数据触发信号的两边,因此它具备33MB/S的传输速度。 而ATA66/100/133则是在Ultra DMA/33的基础上发展起来的,它们的传输速度可反别达到66MB/S、100M和133MB/S,只不过要想达到66MB/S左右速度除了主板芯片组的支持外,还要使用一根ATA66/100专用40PIN的80线的专用EIDE排线。 此外,现在很多新型主板如I865系列等都提供了一种Serial ATA即串行ATA插槽,它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,它用来支持SATA接口的硬盘,其传输率可达150MB/S。
主板图解:软驱接口和电源部分
9.软驱接口 软驱接口共有34根针脚,顾名思义它是用来连接软盘驱动器的,它的外形比IDE接口要短一些。 10.电源插口及主板供电部分 电源插座主要有AT电源插座和ATX电源插座两种,有的主板上同时具备这两种插座。AT插座应用已久现已淘汰。而采用20口的ATX电源插座,采用了防插反设计,不会像AT电源一样因为插反而烧坏主板。除此而外,在电源插座附近一般还有主板的供电及稳压电路。主板的供电及稳压电路也是主板的重要组成部分,它一般由电容,稳压块或三极管场效应管,滤波线圈,稳压控制集成电路块等元器件组成。此外,P4主板上一般还有一个4口专用12V电源插座。
主板图解:机箱前置面板接头和外部接口
12.机箱前置面板接头 机箱前置面板接头是主板用来连接机箱上的电源开关、系统复位、硬盘电源指示灯等排线的地方。一般来说,ATX结构的机箱上有一个总电源的开关接线(Power SW),其是个两芯的插头,它和Reset的接头一样,按下时短路,松开时开路,按一下,电脑的总电源就被接通了,再按一下就关闭。 而硬盘指示灯的两芯接头,一线为红色。在主板上,这样的插针通常标着IDE LED或HD LED的字样,连接时要红线对一。这条线接好后,当电脑在读写硬盘时,机箱上的硬盘的灯会亮。电源指示灯一般为两或三芯插头,使用1、3位,1线通常为绿色。 在主板上,插针通常标记为Power LED,连接时注意绿色线对应于第一针(+)。当它连接好后,电脑一打开,电源灯就一直亮着,指示电源已经打开了。而复位接头(Reset)要接到主板上Reset插针上。主板上Reset针的作用是这样的:当它们短路时,电脑就重新启动。而PC喇叭通常为四芯插头,但实际上只用1、4两根线,一线通常为红色,它是接在主板Speaker插针上。在连接时,注意红线对应1的位置。 13.外部接口 ATX主板的外部接口都是统一集成在主板后半部的。现在的主板一般都符合PC'99规范,也就是用不同的颜色表示不同的接口,以免搞错。一般键盘和鼠标都是采用PS/2圆口,只是键盘接口一般为蓝色,鼠标接口一般为绿色,便于区别。而USB接口为扁平状,可接MODEM,光驱,扫描仪等USB接口的外设。而串口可连接MODEM和方口鼠标等,并口一般连接打印机。
主板知识详解: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网卡芯片。与之相对应,在主板的背板上也有相应的网卡接口(RJ-45),该接口一般位
于音频接口或 USB 接口附近。
图22 板载 RTL8100B 网卡芯片
以前由于宽带上网很少,大多都是拨号上网,网卡并非电脑的必备配件,板载网卡芯片的主板很少。如果要使用网卡,就只能采取扩展卡的方
式。而现在随着宽带上网的流行,网卡逐渐成为电脑的基本配件之一,板载网卡芯片的主板也越来越多了。
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。如现在板载千兆网卡的主板越来越多,而购买一块独立的千兆网卡,却需要好几百元。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。
板载网卡芯片,以速度来分,可分为 10/100Mbps 自适应网卡和千兆网卡。以网络连接方式来分,可分为普通网卡和无线网卡。以芯片类型
来分,可分为芯片组内置的网卡芯片(某些芯片组的南桥芯片,如 SIS963)和主板所附加的独立网卡芯片(如 Realtek 8139 系列)。部分高档
家用主板、服务器主板,还提供了双板载网卡。
板载网卡芯片主要生产商,是英特尔,3Com,Realtek,VIA 和 SIS 等。
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