深入了解电脑主板必读:图解主板及芯片
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全程图解主板
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。
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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。
1.BIOS及电池
BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM)基本输入输出系统是一块装入了启动和自检程序的EPROM或EEPROM集成块。实际上它是被固化在计算机ROM(只读存储器)芯片上的一组程序,为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制与支持。除此而外,在BIOS芯片附近一般还有一块电池组件,它为BIOS提供了启动时需要的电流。
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常见BIOS芯片的识别主板上的ROM BIOS芯片是主板上唯一贴有标签的芯片,一般为双排直插式封装(DIP),上面一般印有"BIOS"字样,另外还有许多PLCC32封装的BIOS。
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早期的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用,因为紫外线照射会使EPROM内容丢失,所以不能随便撕下。现在的ROM BIOS多采用Flash ROM(快闪可擦可编程只读存储器),通过刷新程序,可以对Flash ROM进行重写,方便地实现BIOS升级。
目前市面上较流行的主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三种类型。Award BIOS是由Award Software公司开发的BIOS产品,在目前的主板中使用最为广泛。Award BIOS功能较为齐全,支持许多新硬件,目前市面上主机板都采用了这种BIOS。
AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,开发于80年代中期,它对各种软、硬件的适应性好,能保证系统性能的稳定,在90年代后AMI BIOS应用较少;Phoenix BIOS是Phoenix公司产品,Phoenix BIOS多用于高档的原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁,便于*作,现在Phoenix已和Award公司合并,共同推出具备两者标示的BIOS产品。
2.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。
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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。
3.外部接口
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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。
4.主板上的其它主要芯片
除此而外主板上还有很多重要芯片:
声卡芯片
现在的主板集成的声卡大部分都是AC'97声卡,全称是Audio CODEC'97,这是一个由Intel、Yamaha等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。主板上集成的AC97声卡芯片主要可分为软声卡和硬声卡芯片两种。所谓的AC'97软声卡,只是在主板上集成了数字模拟信号转换芯片(如ALC201、ALC650、AD1885等),而真正的声卡被集成到北桥中,这样会加重CPU少许的工作负担。
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所谓的AC'97硬声卡,是在主板上集成了一个声卡芯片(如创新CT5880,雅马哈的744,VIA的Envy 24PT),这个声卡芯片提供了独立的声音处理,最终输出模拟的声音信号。这种硬件声卡芯片相对比软声卡在成本上贵了一些,但对CPU的占用很小。
网卡芯片
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现在很多主板都集成了网卡。在主板上常见的整合网卡所选择的芯片主要有10/100M的RealTek公司的8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛网卡芯片等。除此而外,一些中高端主板还另外板载有Intel、3COM、Alten和Broadcom的千兆网卡芯片等,如Intel的i82547EI、3COM 3C940等等。(见图18-3COM 3C940千兆网卡芯片)
IDE阵列芯片
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一些主板采用了额外的IDE阵列芯片提供对磁盘阵列的支持,其采用IDE RAID芯片主要有HighPoint、Promise等公司的产品的功能简化版本。例如Promise公司的PDC20276/20376系列芯片能提供支持0,1的RAID配置,具自动数据恢复功能。美国高端HighPoint公司的RAID芯片如HighPoint HPT370/372/374系列芯片,SILICON SIL312ACT114芯片等等。
I/O控制芯片
I/O控制芯片(输入/输出控制芯片)提供了对并串口、PS2口、USB口,以及CPU风扇等的管理与支持。常见的I/O控制芯片有华邦电子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等,例如其最新的W83627THF芯片为I865/I875芯片组提供了良好的支持,除可支持键盘、鼠标、软盘、并列端口、摇杆控制等传统功能外,更创新地加入了多样新功能,例如,针对英特尔下一代的Prescott内核微处理器,提供符合VRD10.0规格的微处理器过电压保护,如此可避免微处理器因为工作电压过高而造成烧毁的危险。
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此外,W83627THF内部硬件监控的功能也同时大幅提升,除可监控PC系统及其微处理器的温度、电压和风扇外,在风扇转速的控制上,更提供了线性转速控制以及智能型自动控转系统,相较于一般的控制方式,此系统能使主板完全线性地控制风扇转速,以及选择让风扇是以恒温或是定速的状态运转。这两项新加入的功能,不仅能让使用者更简易地控制风扇,并延长风扇的使用寿命,更重要的是还能将风扇运转所造成的噪音减至最低。
频率发生器芯片
频率也可以称为时钟信号,频率在主板的工作中起着决定性的作用。我们目前所说的CPU速度,其实也就是CPU的频率,如P4 1.7GHz,这就是CPU的频率。电脑要进行正确的数据传送以及正常的运行,没有时钟信号是不行的,时钟信号在电路中的主要作用就是同步;因为在数据传送过程中,对时序都有着严格的要求,只有这样才能保证数据在传输过程不出差错。
时钟信号首先设定了一个基准,我们可以用它来确定其它信号的宽度,另外时钟信号能够保证收发数据双方的同步。对于CPU而言,时钟信号作为基准,CPU内部的所有信号处理都要以它作为标尺,这样它就确定CPU指令的执行速度。
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时钟信号频率的担任,会使所有数据传送的速度加快,并且提高了CPU处理数据的速度,这就是我们为什么超频可以提高机器速度的原因。要产生主板上的时钟信号,那就需要专门的信号发生器,也称为频率发生器。
但是主板电路由多个部分组成,每个部分完成不同的功能,而各个部分由于存在自己的独立的传输协议、规范、标准,因此它们正常工作的时钟频率也有所不同,如CPU的FSB可达上百兆,I/O口的时钟频率为24MHz,USB的时钟频率为48MHz,因此这么多组的频率输出,不可能单独设计,所以主板上都采用专用的频率发生器芯片来控制。
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频率发生器芯片的型号非常繁多,其性能也各有差异,但是基本原理是相似的。例如ICS 950224AF时钟频率发生器,是在I845PE/GE的主板上得到普遍采用时钟频率发生器,通过BIOS内建的"AGP/PCI频率锁定"功能,能够保证在任何时钟频率之下提供正确的PCI/AGP分频,有了起提供的这"AGP/PCI频率锁定"功能,使用多高的系统时钟都不用担心硬盘里面精贵的数据了,也不用担心显卡、声卡等的安全了,超频,只取决于CPU和内存的品质而已了。
总结:
最后再让我们通过一张详细的大图来对主板来个彻底注释。
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1是整合音效芯片,2是I/O控制芯片,3是光驱音源插座,4是外接音源辅助插座,5是SPDIF插座,6是USB插头,7是机箱被开启接头,8是PCI插槽,9是AGP4X插槽,10是机箱前端通用USB接口,11是BIOS,12是机箱面板接头,13是南桥芯片,14是IDE1插口,15是IDE2插口,16是电源指示灯接头,17是清除CMOS记忆跳线,18是风扇电源插座,19是电池,20是软驱插座,21是ATX电源插座,22是内存插槽,23是风扇电源插座,24是北桥芯片,25是CPU风扇支架,26是CPU插座,27是12VATX电源插座,28是第二组音源插座,29是PS/2键盘及鼠标插座,30是USB插座,31是并串口,32是游戏控制器及音源插座,33是SUP_CEN插座。
硬件巴士:您好 主板芯片请了解一下
芯片作为主板的核心原件重要性不言而喻,很多主板的做工用料水平可以从选用的芯片好坏来判断,一款做工优秀的主板在芯片上会下一些功夫,笔者这次会给新人用户们介绍一下主板上的一些重要芯片,以后大家在购买主板时可以注意下这些小原件,能够帮助你简单判断主板定位和硬件水准。
先给大家看下一些主板重要芯片的分布,这些芯片位置非固定,会根据主板的品牌、型号有不同的调整,但会在基本都在标注的范围附近。
主板重要芯片位置示例
核心:主板芯片组,组位于南桥的散热装甲下面。
芯片组
上图是主板的芯片组,芯片组的版本决定主板的的型号,图里的是英特尔九代Z390芯片组,芯片组对主板各个硬件提供支持,CPU、显卡、内存等都需要芯片组的支持,芯片组肯定版本越新并不说明主板越厉害,但是版本越新上限也就越高。Z系列芯片组是英特尔高端消费级系列,对应的AMD的X系列芯片组。
供电芯片:PWM控制芯片,一般位于主板左上方。
PWN主板
PWM控制芯片也叫数字供电芯片,主板常提到的供电相数就是由这个芯片所主导,上图的PWM控制芯片是由Intersil推出的ISL69138芯片,最多支持七个相位,通过倍相技术,主板的14相供电就形成了。PWM芯片现在是主流供电芯片,有各种规格,ISL69138是一些高端主板经常采用的芯片,一些高端品牌会还使用特供的PWM来展示技术水平。
监控芯片:Nuvoton芯片,一般位于主板的中左部
Nuvoton芯片
监控芯片的目的是为了监控各个硬件硬件监控功能,能硬件的运行状况,风扇速度,CPU核心电压等信息在BIOS界面显示出来,上图是NCT6797D-M监控芯片,Nuvoton的芯片很现在多主板都在使用,很常见。
音频芯片:Realtek声卡, 位于左下方音频电容附近
Realtek声卡
Realtek声卡级别现在已经过度到了ALC1220,目前级别最高的就是这款声卡,常见声卡的有ALC1150、ALC898、ALC892数值越大越好,高品质音源现在需求越来越高,声卡芯片也决定着PC音质的上限,很多的主板也会采用多个声卡芯片来提供更多解决方案。
I/O芯片:面积巨大
I/O芯片
I/O芯片是控制USB、键鼠PS等接口的芯片,高端如上图ITE IT8665E的I/O芯片还有温控调速的能力,I/O芯片除了常见的ITE公司的产品,一些主板会使用Winbond、SMSC公司的芯片。现在Nuvoton芯片整合了I/O的功能,很多主板已经不带这个芯片。
拓展接口芯片:asmedia芯片,位于SATA、USB接口附近
asmedia芯片
一些高端主板为了拓展更多的接口,在I/O或者SATA附近的还会添加asmedia芯片,一些SATA和USB拓展接口都是用这个主控芯片,上图是ASM3142芯片,用于支持USB 3.1接口,常见的还有ASM1042,用于拓展USB 3.0接口。
网络芯片:千兆网卡,位于主板左侧
Intel I211-AT
现在的主板网卡方面都采用了千兆网卡,上图是Intel I211-AT网卡,用于多用于服务级的市场,一些高端主板会板采用双千兆设计,常见高端网卡的还有Intel I219V,KillerE2400,KillerE2500,而一些山寨缩水货可能拿一些百兆网卡来忽悠人。
总结: 主板的芯片决定了主板的线路设计,从硬件层面出发,芯片的选用也决定着商家的技术水平和主板的发挥能力,笔者这次选用了一些常见的芯片进行了介绍,然而没有说到的主板芯片原件还有很多很多,各个品牌还有专用的芯片,对主板不是很了解的朋友们,先从以上这些芯片了解吧,贪多嚼不烂。
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