主板知識詳解:主板結(jié)構(gòu)

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　　主板知識詳解:主板結(jié)構(gòu)

　　由于主板是電腦中各種設(shè)備的連接載體，而這些設(shè)備又各不相同，而且主板本身也有芯片組、各種 I/O 控制芯片、擴展插槽、擴展接口、電源插座等元器件，因此，制定一個標準以協(xié)調(diào)各種設(shè)備的關(guān)系是必須的。

　　所謂主板結(jié)構(gòu)，就是根據(jù)主板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形狀、所使用的電源規(guī)格等，制定出的通用標準，所有主板廠商都必須遵循。

　　主板結(jié)構(gòu)分為 AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX 以及 BTX 等結(jié)構(gòu)。其中：

　　AT 和 Baby-AT 是多年前的老主板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在已經(jīng)淘汰。

　　而 LPX、NLX、Flex ATX 則是 ATX 的變種，多見于國外的品牌機，國內(nèi)尚不多見。

　　EATX 和 WATX 則多用于服務(wù)器/工作站主板。

　　ATX 是目前市場上最常見的主板結(jié)構(gòu)，擴展插槽較多，PCI 插槽數(shù)量在 4-6 個，大多數(shù)主板都采用此結(jié)構(gòu)。

　　Micro ATX 又稱 Mini ATX，是 ATX 結(jié)構(gòu)的簡化版，就是常說的“小板”，擴展插槽較少，PCI 插槽數(shù)量在 3 個或 3 個以下，多用于品牌機并配備小型機箱。

　　而 BTX 則是英特爾制定的最新一代主板結(jié)構(gòu)。

　　1) AT

　　在 PC 推出后的第三年，即 1984 年，IBM 公布了 PCAT。AT 主板的尺寸為 13"×12"，板上集成有控制芯片和 8 個 I/0 擴充插槽。由于AT 主板尺寸較大，因此系統(tǒng)單元(機箱)水平方向增加了 2 英寸，高度增加了 1 英寸。這一改變也是為了支持新的較大尺寸的 AT 格式適配卡。將 8 位數(shù)據(jù)、20 位地址的 XT 擴展槽，改變?yōu)?16 位數(shù)據(jù)、24 位地址的 AT 擴展槽。為了保持向下兼容，它保留 62 腳的 XT 擴展槽，然后在同列增加 36 腳的擴展槽。XT 擴展卡仍使用 62 腳擴展槽(每側(cè) 31 腳)，AT 擴展卡使用共 98 腳的的兩個同列擴展槽。這種 PC AT總線結(jié)構(gòu)演變策略，使得它仍能在當今的任何一個 PC Pentium/PCI 系統(tǒng)上正常運行。

　　PC AT 的初始設(shè)計，是讓擴展總線以微處理器相同的時鐘速率來運行，即 6MHz 的 286，總線也是 6MHz;8MHz 的微處理器，則總線就是8MHz。隨著微處理器速度的增加，增加擴展總線的速度也很簡單。后來一些 PC AT 系統(tǒng)的擴展總線速度達到了 10 和 12MHz。不幸的是，某些適配器不能以這樣的速度工作或者能很好得工作。因此，絕大多數(shù)的 PC AT 仍以 8 或 8.33MHz 為擴展總線的速率，在此速度下，絕大多數(shù)適配器都不能穩(wěn)定工作。

　　2) Baby AT

　　AT 主板尺寸較大，板上能放置較多的元件和擴充插槽。但隨著電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 主板規(guī)范，簡稱為 Baby AT 主板。

　　Baby AT 主板是從最早的 XT 主板繼承來的，它的大小為 15"×8.5"，比 AT 主板是略長，而寬度大大窄于 AT 主板。Baby AT 主板沿襲了AT 主板的 I/0 擴展插槽、鍵盤插座等外設(shè)接口及元件的擺放位置，而對內(nèi)存槽等內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)進行了緊縮，再加上大規(guī)模集成電路使內(nèi)部元件減少，使得 Baby AT 主板比 AT 主板布局緊湊而功能不減。

　　但隨著計算機硬件技術(shù)的進一步發(fā)展，計算機主板上的集成功能越來越多，Baby AT 主板有點不負重荷，而 AT 主板又過于龐大，于是，很多主板商又采取另一種折衷的方案，即一方面取消主板上使用較少的零部件，以壓縮空間(如將 I/0 擴展槽減為 7 個甚至 6 個，另一方面將Baby AT 主板適當加寬，增加使用面積，這就形成了眾多的規(guī)格不一的 Baby AT 主板。當然這些主板對基本 I/0 插槽、外圍設(shè)備接口及主板固定孔的位置不加改動，使得即使是最小的 Baby AT 主板，也能在標準機箱上使用。最常見的 Baby AT 主板尺寸是 3/4Baby AT 主板(662.5px×550px 即 10.7"×8.7")，采用 7 個 I/0 擴展槽。

　　3) ATX

　　由于 Baby AT 主板市場的不規(guī)范和 AT 主板結(jié)構(gòu)過于陳舊，英特爾在 95 年 1 月公布了擴展 AT 主板結(jié)構(gòu)，即 ATX(AT extended)主板標準。這一標準得到世界主要主板廠商支持。目前，已經(jīng)成為最廣泛的工業(yè)標準。97 年 2 月推出了 ATX 2.01 版。

　　圖15

　　過去，由于 Baby AT 的結(jié)構(gòu)標準首先表現(xiàn)在主板橫向?qū)挾忍?一般為 550px)，使得直接從主板引出接口的空間太小。大大限制了對外接口的數(shù)量。這對于功能越來越強、對外接口越來越多的微機來說，是無法克服的缺點。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，散熱的要求不高。而今天的 CPU 性能高、功耗大，為了使其工作穩(wěn)定，必須要有良好的散熱裝置，加裝散熱片或風扇，因而大大增加了 CPU 的高度。在 AT 結(jié)構(gòu)標準里，CPU 位于擴展槽的下方，使得很多全長的擴展卡插不上去或插上去后阻礙 CPU風扇運轉(zhuǎn)。內(nèi)存的位置也不盡合理。早期的計算機內(nèi)存大小是固定的，對安裝位置無特殊要求。Baby AT 主板在結(jié)構(gòu)上按習慣把內(nèi)存插槽安放在機箱電源的下方，安裝、更換內(nèi)存條往往要拆下電源或主板，很不方便。內(nèi)存條散熱條件也不好。此外，由于軟硬盤控制器及軟硬盤支架沒有特定的位置，這造成了軟硬盤線纜過長，增加了電腦內(nèi)部連線的混亂，降低了電腦的可靠性。甚至由于硬盤線纜過長，使很多高速硬盤的轉(zhuǎn)速受到影響。

　　有鑒于此，ATX 結(jié)構(gòu)的主板，針對 AT 和 Baby AT 主板的上述缺點，做了以下改進：一是主板外形在 Baby AT 的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)了 90 度，其幾何尺寸改為 762.5px×610px。二是采用 7 個 I/O 插槽，CPU 與 I/O 插槽、內(nèi)存插槽位置更加合理。三是優(yōu)化了軟硬盤驅(qū)動器接口位置。四是提高了主板的兼容性與可擴充性。五是采用了增強的電源管理，真正實現(xiàn)電腦的軟件開/關(guān)機和綠色節(jié)能功能。

　　4) Micro ATX

　　Micro ATX 保持了 ATX 標準主板背板上的外設(shè)接口位置，與 ATX 兼容。

　　圖16 MATX 結(jié)構(gòu)主板

　　Micro ATX 主板把擴展插槽減少為 3-4 只，DIMM 插槽為 2-3 個，從橫向減小了主板寬度，其總面積減小約 0.92 平方英寸，比 ATX 標準主板結(jié)構(gòu)更為緊湊。按照 Micro ATX 標準，板上還應(yīng)該集成圖形和音頻處理功能。目前很多品牌機主板使用了 Micro ATX 標準，在 DIY 市場上，也常能見到 Micro ATX 主板。

　　5) BTX

　　BTX 是英特爾提出的新型主板架構(gòu) Balanced Technology Extended 的簡稱，是 ATX 結(jié)構(gòu)的替代者，這類似于前幾年 ATX 取代 AT 和Baby AT 一樣。革命性的改變，是新的 BTX 規(guī)格能夠在不犧牲性能的前提下，做到最小的體積。新架構(gòu)對接口、總線、設(shè)備將有新的要求。重要的是，目前所有雜亂無章、接線凌亂、充滿噪音的 PC 機將很快過時。當然，新架構(gòu)仍然提供某種程度的向后兼容，以便實現(xiàn)技術(shù)革命的順利過渡。BTX 具有如下特點：

　　一是支持 Low-profile，也即窄板設(shè)計，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將更加緊湊;

　　二是針對散熱和氣流的運動，對主板的線路布局進行了優(yōu)化設(shè)計;

　　三是主板的安裝將更加簡便，機械性能也將經(jīng)過最優(yōu)化設(shè)計。

　　而且 BTX 提供了很好的兼容性。目前，已經(jīng)有數(shù)種 BTX 的派生版本推出，根據(jù)板型寬度的不同，可分為：

　　標準 BTX(325.12mm)

　　microBTX(264.16mm)

　　Low-profile 的 picoBTX(203.20mm)

　　以及未來針對服務(wù)器的 Extended BTX

　　而且目前流行的新總線和接口，如 PCI Express 和串行 ATA 等，也將在 BTX 架構(gòu)主板中得到很好的支持。

　　值得一提的是，新型 BTX 主板將通過預裝的 SRM(支持及保持模塊)優(yōu)化散熱系統(tǒng)，特別是對 CPU 而言。另外，散熱系統(tǒng)在 BTX 的術(shù)語中，也被稱為熱模塊。一般來說，該模塊包括散熱器和氣流通道。目前，已經(jīng)開發(fā)的熱模塊有兩種類型，即：full-size 及 low-profile。