lanxiangqing 发表于 2009-6-2 18:02:46

全面讲解电脑主板(图解)二

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。

  二、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。
  主板是整个计算机的中枢,所有部件及外设都是通过它与处理器连接在一起,并进行通信,然后由处理器发出相应的操作指令,执行相应的操作,所以了解的主板结构对每一位学电脑,特别是学电脑维修的人员来说是非常重要的。很难想象一个连主板基本上分几个部分、每部分什么作用都分不清的人可以顺利地维修电脑。本文笔者就以一款华硕最新800MHz
  FSB
  P4主板带各位来具体洞察主板的五脏六腑。
  为了便于读者有一个真实的感性认识,现以一块目前最新主板——华硕的P4P800-Deluxe主板来介绍,它支持最新的Intel
  800MHz FSB,如图1所示,为了便于对照学习,已对主板中的各主要部分进行了标注。
  
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  图1
  主板结构从大体上来分的话,可以分为以下几个部分(几乎每一块同档主板结构都基本一样):
  1.
  处理插座:
  这自然是用来安装处理器(CPU)的。处理器插座的结构要根据相应主板所采用的处理器架构来具体决定。目前主要有两种处理器架构,即Socket和Slot。前者是在处理器芯片底部四周分布许多插针,通过这些针来与处理器插座接触,如图2左边所示的是Socket处理器插座,右边所示是Socket处理器背面图。采用这种处理器架构的主要有Intel奔腾处理器、Socket
  7、PⅢ和赛扬处理器的Socket 370、P4处理器的Socket 423和Socket 478;AMD处理器K6-2所用的Socket
  7、Athlon系列处理器用的Socket
  462、最新Hammer处理器系列处理器也是用Socket架构,目前它可算是一种主流处理器架构,也是未来的发展方向。这么多Socke架构,往往不同的只是插针数及内部电路不同,外观基本一样。它有一个手柄,压下后处理器插针就可以与插座很好的接触。
  注意这种架构的处理器在插入主板处理器插座时要注意方向,只有一个方向可以插入,要对准处理器与处理器插座的缺口位,千万别插反了,强行插入会把插针弄弯,甚至折断了。
  另一种处理器架构就是Slot架构,它是属于单边接触型,通过金手指与主板处理器插槽接触,就像PCI板卡一样,在早期的PⅡ、PⅢ处理器中曾用到,Intel把它称之为“Slot
  1”。AMD也过这种架构,称之为“Slot A”。两者不同的也只是具体接触边数量和内部电路有所区别,外观基本一样。如图3所示的左图是华硕的一款支持Slot 1
  PⅢ处理器的主板,右边图所示的是Slot
  1架构的Intel处理器。要注意这种处理器的安装也有方向的,通常也只能有一个方向可以安装,类似于内存的安装,主要是看准缺口。
  
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 图3
  说到处理器,就不能不说处理器的两个基本参数:(1)处理器主频(Frequency),也俗称“处理器速度”(Speed);(2)前端系统总线(Front
  System
  Bus,FSB)。前者是指处理器的实际工作频率,也即运行速度,就是指处理器的主频,如我们常说的2.6G\3.0G\3.06G等都是指处理器的主频,在一定程度上来说处理器的主频决定了处理器的性能,所以Intel在近两年利用它的处理器架构优势拼命拉开与AMD
  差距就是这个原因。但也不是绝对的,处理器的综合性能还受许多因素制约,如缓存大小、总线频率等。
  后者是指处理器总线的工作频率,它与处理器的核心频率相关。因自Intel
  P4处理器以来,在同一时间内,处理器可以在一个周期内的上升、下降沿各执行2次操作指令,所以它的总线频率就是核心频率的4倍。目前最快的核心频率为200MHz,对应的总线频率就为800MHz。533MH
  z和400MHz总线的核心频率对应为“166MHz”和“100MHz”。
  目前计算机处理器市场中主要是Intel和AMD,在主频和总线频率上目前仍是由Intel在引领着市场潮流和方向,Intel的P4极限频率处理器800MHz
  FSB
  3.2GHz也于6月23号正式发布,而AMD目前的最高主频标称值虽也为“3200”,但实际频率中有2.2GHz。在总线频Intel在今年初就推出了800MHz的FSB,AMD的Operation也是800MHz
  FSB,但是其桌面版Athlon 64按计划要等到今年9月30号。
  2.
  芯片组
  芯片组是主板的核心,它对主板性能起决定性作用。正因如此,所以在新规格处理器推出之时必定会相应的主板芯片组同步推出,它是与处理器保持同步的。
  主板芯片组主要分两部分,分别由一块单独的芯片负责,这两块芯片就是通常所说的南桥和北桥了。
  图1中“3”所示位置是主板北桥芯片位置,图中是加了散热器,所以看不到北桥芯片。与之对应的就是如图1中标注为“14”的南桥芯片。通常北桥芯片是离处理器最近的一块芯片,这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切,为了提高通信性能而缩短传输距离。南桥芯片离处理器比较远,因为它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。图1所示主板中的南桥芯片如图4所示。
  
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  如图5所示的是Intel最新的i875P芯片组结构图,其它主板芯片组基本方框结构类似,不同的只是南、北桥芯片、连接的控制器及其互相连接的总线技术等。图中的82875P芯片就是北桥芯片,它直接与P4处理器相连;而ICH5芯片则是南桥芯片,它不与处理器直接相连,而是通过Intel的集线器结构(Intel
  Hub
  Architecture)与北桥芯片相连。由图中可以看出它们各自的主要功能。南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA等,这些技术一般相对来说比较稳定,所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的,不同的只是北桥芯片。而北桥芯片主要负责内存了控制器、AGP图形卡与处理器之间的通信,因为内存标准与处理器一样变化比较频繁,所以不同芯片组中北桥芯片是肯定不同的,当然这并不是说所采用的内存技术就完全不一样,而是不同的芯片组北桥芯片间肯定在一些地方有差别。有的芯片组只有一个单芯片,即只有南桥芯片,北桥芯片功能集成在处理器中。
  
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 图5
  3. 内存插槽
  内存插槽当然是用来插入内存的,它也是采用金手指接触法与内存条的金手指接触。俗称为“RAM
  DIMM”。如图1中标注为“2”的就是4条内存插槽。注意不同的内存,内存插槽的结构也有所区别,从外观上来看主要体现在长度上的区别。目前主要有两种内存,一种是168线的SD内存,也就是说它有168个与插槽接触点,两面各84个金手指接触点;另一种就是现在主流的DDR内存,它是184线的。因为结构及电气性能(主要是指电压)都不同,所以两者不能通用。如图6所示上图是图1中标注为“2”部分的放大图。 /qzone/newblog/v5/editor/css/loading.gif
  图6
  从图中可以看出,华硕的这款支持800MHz
  FSB的主板中,4条内存插槽用两种不同颜色区分(蓝色和黑色),这主要是因为最新的800MHz
  FSB处理器支持双通道DDR内存,而要实现双通道必须成对地配备内存,用不同颜色区分就更加方便用户配置双通道,只需要将两条完全一样的DDR内存插入到同一颜色的内存插槽中即可。现在几乎所有支持双通道内存的主板都采用这样的颜色标注方法。注意插入内存时也要注意方向,并不是随便那个方向,可以先拿内存条与对应的内存条插槽比一下,看内存条的缺口位是否与插槽的凸起位是否吻合,否则强行插错后就会引起内存烧毁。通常正确插好后,内存固定得非常牢固,并且插槽两边的固定耳会准确地卡住内存的相应缺口上,如图6下图所示。
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