计算机主板的工作原理

计算机主板构造和工作原理

主板通常拥有多种不同的内置功能，并且可以直接影响计算机的功能和升级潜力。在本文中，我们将了解一下主板的通用部件。随后，我们将仔细研究显著影响计算机性能的五点内容。

计算机主板

尽管仅有主板什么也作不了，但如果没有它计算机则无法运行。主板的主要工作是支撑计算机的微处理器芯片并让所有其他部件与其连接。有助于计算机运行或增强性能的所有部件要么是主板的一部分，要么通过插槽或端口插在主板上。

主板的形状和布局被称为外形。外形影响各个部件的位置以及计算机机箱的形状。多数 PC 主板采用几种特定外形，这样主板便可以装入标准机箱内。外形只是适用于主板的多种标准之一。其他一些标准包括：

微处理器的插槽，它决定主板采用什么类型的中央处理器(CPU)。

芯片组，它是主板逻辑系统的一部分，通常由北桥和南桥两部分构成。这两座“桥梁”将CPU与计算机的其他部件相连。

基本输入/输出系统(BIOS)芯片，它控制计算机最基本的功能并在每次开机时执行自检。有些系统具有双BIOS，可在一个BIOS发生故障或者在更新过程中出错时提供备份。

实时时钟芯片，它是一种受电池操控的芯片，维持基本设置和系统时间。

主板上的插槽与端口包括：

外围组件互连(PCI)——显卡、声卡、视频采集卡及网卡的插槽

加速图形端口(AGP)——显卡专用端口

电子集成驱动器(IDE)——硬盘接口

通用串行总线或火线——连接外设

内存插槽

一些主板还将较新的技术进步融入其中：

独立磁盘冗余阵列(RAID)控制器允许计算机将多个驱动器识别为一个驱动器。

PCI Express是一种更加新颖的协议，其作用更像是一个网络而不是总线。有了它，就不再需要包括AGP端口在内的其他端口。

一些主板具有板载声卡、网卡、显卡或其他外设支持，而不是依靠插入式板卡。

Socket754主板 Socket939主板 Socket LGA755主板

首先许多人在考虑计算机的速度和性能时首先想起的是CPU。处理器越快，计算机的“思考”速度就越快。在个人计算机的早期，所有处理器具有相同的一组针脚将 CPU与主板连接，这称为针脚栅格阵列(PGA)。这些针脚可以插入到名Socket7的插槽布局中。这意味着处理器与主板之间实现完全兼容。然而目前使用多种PGA，其中没有一种能够插入到Socket7中。随着微处理器的进步，它们需要愈来愈多的针脚，用来处理新增功能并向芯片提供越来越大的能量。

当前的插槽布局通常按照PGA中的针脚数来命名。常用的插槽如下：

Socket478——适用于老式的奔腾和赛扬处理器

Socket754——适用于AMD Sempron和某些AMD Athlon处理器

Socket939——适用于更新、更快的AMD Athlon处理器

SocketAM2——适用于最新的AMD Athlon处理器

SocketA——适用于老式的AMD Athlon处理器

主板的选择应该是以CPU的型号为依据的。例如，如果您想使用由英特尔或AMD生产的其中一种新型多核芯片，那么您需要选择具有适合这些芯片的插槽的主板。因为CPU完全无法插入与其PGA不匹配的插槽中。

北桥和南桥

芯片组就好象“粘合剂”，它将微处理器与主板的其他部分连接，继而与计算机的其他部分相连。在一台PC上，芯片组包括两个基本部分——北桥和南桥。计算机的所有不同部件都通过芯片组与CPU通信。

芯片组将CPU与计算机的其他部分相连

北桥通过前端总线(FSB)直接连接到处理器。内存控制器位于北桥上，这样可让CPU快速访问内存。北桥还连接到AGP或PCI Express总线并与内存连接。

南桥要比北桥慢，而且CPU中的信息必须经过北桥才能到达南桥。其他总线将南桥连接到PCI总线、USB 端口以及IDE或SATA硬盘接口。

芯片组选择与CPU选择有着密切的关系，因为制造商会对芯片组进行优化以使其与特定的CPU配套使用。芯片组是主板上集成的一部分，因此无法拆除或对它进行升级。这意味着，不仅主板的插槽要与CPU相匹配，而且主板的芯片组也必须能与CPU进行最理想的协作。

事实上，总线是将主板上不同部分相互连接的电路。总线一次可以处理的数据越多，其信息传输速度就越快。总线速度的单位是兆赫兹(MHz)，指的是可以同时通过总线的数据量。

总线速度通常指的是前端总线(FSB)的速度，前端总线将CPU连接到北桥。FSB速度可以从66MHz到800MHz以上。由于CPU通过北桥访问内存控制器，因此FSB速度可以显著影响计算机的性能。

下面是主板上的其他一些总线：

后端总线，它将CPU与二级(L2)高速缓存相连，二级(L2)高速缓存又称为辅助或外部高速缓存。处理器决定着后端总线的速