計(jì)算機(jī)主板的工作原理

1、計(jì)算機(jī)主板構(gòu)造和工作原理主板通常擁有多種不同的內(nèi)置功能，并且可以直接影響計(jì)算機(jī)的功能和升級潛力。在本文中，我們將了解一下主板的通用部件。隨后，我們將仔細(xì)研究顯著影響計(jì)算機(jī)性能的五點(diǎn)內(nèi)容。計(jì)算機(jī)主板盡管僅有主板什么也作不了，但如果沒有它計(jì)算機(jī)則無法運(yùn)行。主板的主要工作是支撐計(jì)算機(jī)的微處理器芯片并讓所有其他部件與其連接。有助于計(jì)算機(jī)運(yùn)行或增強(qiáng)性能的所有部件要么是主板的一部分，要么通過插槽或端口插在主板上。主板的形狀和布局被稱為外形。外形影響各個(gè)部件的位置以及計(jì)算機(jī)機(jī)箱的形狀。多數(shù) PC 主板采用幾種特定外形，這樣主板便可以裝入標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)。外形只是適用于主板的多種標(biāo)準(zhǔn)之一。其他一些標(biāo)準(zhǔn)包括：微處理器

2、的插槽，它決定主板采用什么類型的中央處理器（CPU）。芯片組，它是主板邏輯系統(tǒng)的一部分，通常由北橋和南橋兩部分構(gòu)成。這兩座“橋梁”將CPU與計(jì)算機(jī)的其他部件相連?；据斎?輸出系統(tǒng)（BIOS）芯片，它控制計(jì)算機(jī)最基本的功能并在每次開機(jī)時(shí)執(zhí)行自檢。有些系統(tǒng)具有雙BIOS，可在一個(gè)BIOS發(fā)生故障或者在更新過程中出錯(cuò)時(shí)提供備份。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它是一種受電池操控的芯片，維持基本設(shè)置和系統(tǒng)時(shí)間。主板上的插槽與端口包括：外圍組件互連（PCI）顯卡、聲卡、視頻采集卡及網(wǎng)卡的插槽 加速圖形端口（AGP）顯卡專用端口 電子集成驅(qū)動器（IDE）硬盤接口 通用串行總線或火線連接外設(shè) 內(nèi)存插槽 一些主板還將較新的技

3、術(shù)進(jìn)步融入其中： 獨(dú)立磁盤冗余陣列（RAID）控制器允許計(jì)算機(jī)將多個(gè)驅(qū)動器識別為一個(gè)驅(qū)動器。 PCI Express是一種更加新穎的協(xié)議，其作用更像是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)而不是總線。有了它，就不再需要包括AGP端口在內(nèi)的其他端口。 一些主板具有板載聲卡、網(wǎng)卡、顯卡或其他外設(shè)支持，而不是依靠插入式板卡。Socket754主板 Socket939主板 Socket LGA755主板首先許多人在考慮計(jì)算機(jī)的速度和性能時(shí)首先想起的是CPU。處理器越快，計(jì)算機(jī)的“思考”速度就越快。在個(gè)人計(jì)算機(jī)的早期，所有處理器具有相同的一組針腳將 CPU與主板連接，這稱為針腳柵格陣列（PGA）。這些針腳可以插入到名Socket7的

4、插槽布局中。這意味著處理器與主板之間實(shí)現(xiàn)完全兼容。然而目前使用多種PGA，其中沒有一種能夠插入到Socket7中。隨著微處理器的進(jìn)步，它們需要愈來愈多的針腳，用來處理新增功能并向芯片提供越來越大的能量。 當(dāng)前的插槽布局通常按照PGA中的針腳數(shù)來命名。常用的插槽如下： Socket478適用于老式的奔騰和賽揚(yáng)處理器 Socket754適用于AMD Sempron和某些AMD Athlon處理器 Socket939適用于更新、更快的AMD Athlon處理器 SocketAM2適用于最新的AMD Athlon處理器 SocketA適用于老式的AMD Athlon處理器 主板的選擇應(yīng)該是以CPU的型

5、號為依據(jù)的。例如，如果您想使用由英特爾或AMD生產(chǎn)的其中一種新型多核芯片，那么您需要選擇具有適合這些芯片的插槽的主板。因?yàn)镃PU完全無法插入與其PGA不匹配的插槽中。 北橋和南橋芯片組就好象“粘合劑”，它將微處理器與主板的其他部分連接，繼而與計(jì)算機(jī)的其他部分相連。在一臺PC上，芯片組包括兩個(gè)基本部分北橋和南橋。計(jì)算機(jī)的所有不同部件都通過芯片組與CPU通信。芯片組將CPU與計(jì)算機(jī)的其他部分相連北橋通過前端總線(FSB)直接連接到處理器。內(nèi)存控制器位于北橋上，這樣可讓CPU快速訪問內(nèi)存。北橋還連接到AGP或PCI Express總線并與內(nèi)存連接。 南橋要比北橋慢，而且CPU中的信息必須經(jīng)過北橋才能

6、到達(dá)南橋。其他總線將南橋連接到PCI總線、USB 端口以及IDE或SATA硬盤接口。 芯片組選擇與CPU選擇有著密切的關(guān)系，因?yàn)橹圃焐虝π酒M進(jìn)行優(yōu)化以使其與特定的CPU配套使用。芯片組是主板上集成的一部分，因此無法拆除或?qū)λM(jìn)行升級。這意味著，不僅主板的插槽要與CPU相匹配，而且主板的芯片組也必須能與CPU進(jìn)行最理想的協(xié)作。 事實(shí)上，總線是將主板上不同部分相互連接的電路。總線一次可以處理的數(shù)據(jù)越多，其信息傳輸速度就越快?？偩€速度的單位是兆赫茲（MHz），指的是可以同時(shí)通過總線的數(shù)據(jù)量。 總線速度通常指的是前端總線（FSB）的速度，前端總線將CPU連接到北橋。FSB速度可以從66MHz到80

7、0MHz以上。由于CPU通過北橋訪問內(nèi)存控制器，因此FSB速度可以顯著影響計(jì)算機(jī)的性能。 下面是主板上的其他一些總線： 后端總線，它將CPU與二級（L2）高速緩存相連，二級（L2）高速緩存又稱為輔助或外部高速緩存。處理器決定著后端總線的速度。 內(nèi)存總線，它將北橋連接到內(nèi)存。 IDE或ATA，它總線將南橋連接到磁盤驅(qū)動器。 AGP總線，它將顯卡連接到內(nèi)存和CPU。AGP總線的速度通常是66MHz。 PCI總線，它將PCI插槽與南橋相連。在大多數(shù)系統(tǒng)中，PCI總線的速度是33MHz。PCI Express 也與PCI兼容，它比PCI更快并且還和最新的軟件和操作系統(tǒng)兼容。PCI Express有可能

8、取代PCI和AGP總線。 從某種程度而言，計(jì)算機(jī)的總線速度越大，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度就越大。但即便總線速度再大，也無法彌補(bǔ)較慢的處理器或芯片組的不足。 現(xiàn)在，讓我們來了解一下內(nèi)存以及內(nèi)存是如何影響主板速度的。 我們已經(jīng)知道處理器本身的速度決定著計(jì)算機(jī)“思考”的速度。芯片組和總線的速度控制處理器與計(jì)算機(jī)的其他部分通信的速度。RAM連接的速度直接控制計(jì)算機(jī)訪問指令與數(shù)據(jù)的速度，因此對系統(tǒng)性能有很大的影響。在RAM速度很慢的情況下，快速的處理器將毫無用處。 可用內(nèi)存的數(shù)量也控制著計(jì)算機(jī)可以直接使用的數(shù)據(jù)量。RAM構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)存的主要部分。經(jīng)驗(yàn)表明，計(jì)算機(jī)的RAM越多越好。184針腳DDR DIMM RA

9、M目前市售的多數(shù)內(nèi)存都是雙倍數(shù)據(jù)傳輸率（DDR）內(nèi)存。這種內(nèi)存的特性是，它可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次數(shù)據(jù)，相比其他類型的內(nèi)存，速度更快。此外，多數(shù)主板都為潛在的內(nèi)存芯片預(yù)留空間，并且在一些較新的主板上，內(nèi)存經(jīng)常通過雙總線而非單總線與北橋連接。這進(jìn)一步提高了處理器從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)的速度。 200針腳DDR SO DIMM RAM主板的內(nèi)存插槽對所支持的內(nèi)存種類和內(nèi)存數(shù)量有直接的影響。正如其他部件一樣，內(nèi)存也是通過一系列針腳插接到插槽內(nèi)。內(nèi)存模塊必須具有正確數(shù)量的針腳才能插入到主板上的插槽中。64MB SDRAM SIMM在主板問世不久的一段時(shí)期內(nèi)，基本上除處理器之外的所有部件都以卡的形式插入主板。