主机板架构介绍

1主機板架構介紹EditByScofield_lu目錄：主機板常用名詞解析INTELCHIPSET主板架構NVIDIACHIPSET主板架構ATICHIPSET主板架構GMCHICHPCISlotMemoryATXPowerCPUSocketSuperI/OBIOSLANChip倍頻ICFloppyIDEAudioChipAGPSlotP5系列主板LGA775P8系列主板LGA1155H8系列主板LGA1150AMD系列主板CPU(CentralProcessingUnit)中央處理器：是整個電腦系統的重要運算核心。在傳統教科書對CPU的定義中，CPU由控制單元(CU)、算術與邏輯運算單元(ALU)與記憶體單元(MU)所組成。早期中大型電腦的CPU，其實是以設計複雜的電路板形式呈現，拜半導體科技的進步，廠商將這CPU電路以晶片的形式製造出來，這種CPU晶片又稱微處理機或處理器(MicroProcessor或Processor)。2012年4月，英特尔发布了代号为“IvyBridge”的22纳米新处理器和与其相配套的7系列芯片组LGA1155是英特尔“SandyBridge”和“IvyBridge”处理器的接口型号。官方名称为SocketH2CPUSocketCPU底視圖CPU俯視圖INTEL芯片组PCI(PeripheralComponentInterconnect)週邊裝置互連，PCI匯流排由Intel在1993年所發表，是一高速匯流排。支援32bits，33MHz。最後版本可支援至64bits，133MHz(PCI-X)。但在PC只支援到32bits，33MHz。PCISLOTPCI-ExpressPCI-E作为电脑中的系统总线，不仅是显卡的数据要通过它，就连我们使用最多的USB、SATA等其他接口的数据最终都是通过PCI-E总线才与送到CPU中处理的。目前的主流标准是PCI-E2.0，不过速度更快的PCI-E3.0已经箭在弦上，只待主板、CPU和显卡支持到位，那么PCI-E3.0高达8GHz的速率、32GB/s的带宽能为我们带来什么？电影《功夫》里的终极BOSS火云邪神说过一句话：“天下武功，无坚不破，唯快不破”，功夫再高也怕被人一招秒杀。这说明无论是防守还是进攻，速度都是决定性因素，对速度有着极度渴求的还有电脑上的系统总线(SystemBus)BIOS(Basicinput/outputsystem)AFirmwareprogram(一種屬於韌體的程式碼)，儲存在ROM、EPROM或FlashROM記憶體內，提供最基本的硬體初始化(initialize)、周邊控制的必要程式碼。通常由組合語言(AssemblyLanguage)所寫成。BIOS(FWH)BIOS(Basicinput/outputsystem)對主機板BIOS而言，它最重要的工作有下列幾點:1.POST(PowerOnSelfTest，開機自我測試)一開機時系統將控制權交給BIOS時，它會針對CPU各項暫存器、旗號等先檢查是否運作正常，接下來會檢查像是8254timer(可程式化周邊計時晶片)、8259A(可程式化中斷器)、8237DMAcontroller(DMA控制器)的狀態。2.Initial–針對動態記憶體(DRAM)、主機板晶片組、顯示卡以及相關周邊的暫存器(register)做初始化(Initialize)的動作，並檢測是否能夠正常工作。所謂初始化的動作就是依照該晶片組的技術文件規定，作一些暫存器填值、改位元或旗號的動作，使得主機板/晶片組的記憶體、I/O功能得以正常運作。3.記錄系統的設定值，並且儲存在非揮發性記憶體(Non-VolatileRAM，像是CMOS或FlashMemory(的ESCD區域)。4.將常駐程式庫常駐於某一段記憶體，提供作業系統或應用程式呼叫。像是INT10h、INT13h，INT15h之類的函式。USB(UniversalSerialBus)USB3.0是最新的USB规范，英特尔公司（Intel）和业界领先的公司一起携手组建了USB3.0推广组，旨在开发速度超过当今10倍的超高效USB互联技术。该技术是由英特尔，以及惠普（HP）、NEC、NXP半导体以及德州仪器（TexasInstruments）等公司共同开发的，应用领域包括个人计算机、消费及移动类产品的快速同步即时传输。SUPERI/OSuperI/O晶片的沿革甚久。在早期286、386甚至486的初期，當時的主機板都是接一種稱為MultiI/O(或MultiFunction)的介面卡，它提供必要的軟/硬碟機介面、印表機介面、兩個串列埠、列印埠以及搖桿介面，隨後IC設計業者將這些必要的I/O介面整合，發展成所謂的SuperI/O晶片，供廠商發展SuperI/O介面卡，或直接整合在主機板上。SuperI/O晶片整合較為中低速率的介面，以定義而論最少都有整合2S1P1G1FD，也就是具備兩個串列埠(SerialPort，COM1＆COM2)、一個平行列印埠(ParallelPort)、一個遊戲/搖桿介面(GAME/JoystickI/O)，還有一組軟碟機控制介面(FDCController)。後期的SuperI/O晶片還函蓋了紅外線傳輸介面(Infrared，IR)。SuperI/OATX平台ATX是個人電腦的一種平台，所謂平台是指有一定的外型，主機板及電源供應器等都有一定的規定。ATX由Intel在1995年提出，現在已是主機板的主流，新的主機板多是ATX平台。其寬度為12英吋，長度可為9.6英吋。ATX定義新的外型，主機板及電源供應器，並有下列特點：ATXPOWERATX平台•新的電源供應器.重新定義20pin的電源插座.以改善AT平台常插錯電源排線之困擾.•直接由電源器供應3.3V電壓.因新的CPU及Chipset均需要3.3V.•把常用的I/O放在主機板上.例如COMport,Parallelport,Mouse,VGA,USB等.•SoftPower的關機功能.在電源插座PS-ON此腳可控制電源供應器的開關機.當此腳為低電位時電源供應器就會開機.為高電位時就關機.因此可設計成由軟體來關機.當使用者對作業系統下關機命令時.作業系統亦可關閉所有的應用程式並利用此腳的功能達到自動關機的動作.這個功能需要BIOS的支援才可達成.因不同的主機板有各自不同的設計所以需要搭配其自有的BIOS才有作用.•系統只需一個風扇.因CPU的位置靠近電源供應器.系統和CPU可共用一個風扇.•磁碟機和IDE的插座靠近磁碟機和IDE的裝置.排線的裝配較容易.•記憶體的拆裝較容易.Clocking在主機板上存在一個決定時脈運作的時脈產生器。利用這個時脈產生器發出的計時訊號才能夠使所有設備利用單一而規律的脈衝來運作，藉此處理資料間的同步問題，通常主機板會以14.318MHZ的石英震盪器為參考頻率再經由時脈產生器產生多組不同的頻率供給其它元件使用。時脈產生器與14.318MHZ石英震盪器IntelPentiumCPULGA775VRM10.1OnBoardGMCHVGACONNPCIExpressX16SLOTDDR2DDR2ICH7200/266Mhz200/266Mhz100MhzPCIEBus100MhzHD[0:63]HA[3:31]CNTRLHostBusMEMORYDMIBus33Mhz48Mhz14.318Mhz100MhzIDESATA1SATA2SATA3SATA4IDEBusUSBX8ICH7USBX8AUDIOALC882ACLINK480Mb/s24MhzPCISLOTPCISLOTVT6307INTEL82573EPCIBUSPCIEX1BUS33Mhz33Mhz33Mhz100MhzA8000SUPERI/O33Mhz14,318Mhz32.768MhzLPT/COMFloppyKeyboardMouseFWH4MB32PLCC33MhzLPCBUSIntelLGA775Pentium4(90/65nm)IntelG31MCHBEARLAKE(NorthBridge)IntelICH7(SourthBridge)VGAPCI-EXX16SLOTDDR2DIMMA1DDR2DIMMB1PCI-EXX1SLOTLANReltekRTL8102ELVIAVT1708BSATA1SATA2SATA3SATA4IDEX1USB2.08PORTSBIOSFLASHROM(SPI)PCISLOT1PCISLOT2SUPERI/OW83627DHG-A1XParallel1XFloppy1XSerialKB&MSFSB667/800/1333MHZChannelAChannelBSATAIDEUSBDMIBUSVGAPCIEX16PCIEX1PCIEX1AzaliaPCIbusLPCbusSPIbusINTELCHIPSET主板架構（三）P5KPL-AMIntelLGA775PentiumprocessorINTELEAGLELAKEMCHINTELICH10PCI-EXX16SLOTDDR2DIMMA1DDR2DIMMB1USB12PortsALC1200AtherosL1EGigabitEthernetSATA1SATA2SATA3SATA4SPIBIOS(8MB)PCIEX1SLOT1PCISLOT188SE6102SUPERI/OW83627DHG-A1XParallel1XFloppy1XSerialKB&MSHOSTBUSHA,HD,CTRLChannelAChannelBSATASPIBUSPCIEX1BUSDMIBUS4LANEPCIEX16bus480Mb/sAzalialinkPCIEX1PCIEX1busLPCbusPCIBUSVRD11.1OnBoard1.5V&StandbyRegulator200/266/333/400Mhz100MHZ100MHZDDR2DIMMA2DDR2DIMMB2200/266/333MHZCLINKBUSAzalialink24Mhz100MHZSATA5SATA532.768Khz48Mhz33Mhz14.318MhzPCIEX1SLOT2100MHZ100MHZPCISLOT1PCISLOT133Mhz33Mhz33Mhz33Mhz14.318Mhz32.768KHZ100MHZTHERMALSENSORSSTbusINTELCHIPSET主板架構（四）P5QSEAMDOpteronWith200Mhz940PINPACKATEAMDOpteronWith200Mhz940PINPACKATERegisterDDRWithECCRegisterDDRWithECCChannelBChannelA266/333/400MhzRegisterDDRWithECCRegisterDDRWithECCChannelBChannelA266/333/400MhzHyperTransportX16200/400/800MhzNVIDIACrushK8-04740PinBGAHyperTransportX16200/400/800MhzPCI-EX16PCI-EX4SLOT1SLOT2PCI1394RAIDSI3114PCIBUSSPEECHICSATAX4IDEPRI/SECSMBUSSATABUSIDEBUSBCM5751GigabitEthernetLanPCI-EX1USBPORTX10480Mb/SALC850AC97'CODECAC-LINKFWH4MB32PLCCSUPERI/OWINBONDW83627HFLPCBUSLPC/COMFloppyKB/MSMISCHEADERCPUAMDM2SOCKET940NVIDIAMCP68PVVGAPCIE16XSLOTDDR2DIMMA1DDR2DIMMB1SIOITE8712HYPERTRANSPORT1GHZBW8GB/SCHACHBSATABW3