第4章 深入認(rèn)識(shí)和選購多核電腦主板

4.1 認(rèn)識(shí)主板

主板可以分為AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX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(jī)，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(kuò)展插槽較多，PCI插槽數(shù)量為4～6個(gè)，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(kuò)展插槽較少，PCI插槽數(shù)量在3個(gè)或3個(gè)以下，多用于配備小型機(jī)箱的品牌機(jī)。圖4-1展示了華碩ROG STRIX Z390-I GAMING主板。

主板的生產(chǎn)廠商比較多，如華碩（ASUS）、微星（msi）、技嘉（GIGABYTE）、華擎（ASROCK）、映泰（BIOSTAR）、盈通（YESTON）、精英（ECS）等。各廠商的產(chǎn)品各具優(yōu)點(diǎn)。圖4-2展示了技嘉Z390 AORUS PRO主板。

主板與CPU、內(nèi)存等硬件不同，CPU、內(nèi)存等硬件決定電腦性能的好壞，而主板則決定電腦的穩(wěn)定性和功能。只有主板選用得當(dāng)，電腦才能正常穩(wěn)定地運(yùn)行。

為什么說主板決定電腦的穩(wěn)定性呢？

主板在為印刷前，可以直接看到錯(cuò)落有致的電路布線和棱角分明的各個(gè)部件：插槽、芯片、電阻、電容等，如圖4-3所示。當(dāng)主機(jī)加電（按下電源開關(guān)）時(shí)，電流會(huì)在瞬間通過CPU、南北橋芯片、內(nèi)存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口，以及主板邊緣的串口、并口、PS/2接口等。隨后，主板會(huì)根據(jù)BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)）來檢測識(shí)別硬件，并進(jìn)入操作系統(tǒng)，發(fā)揮出支撐系統(tǒng)平臺(tái)工作的功能。

其實(shí)，主板是在PCB上安裝或焊接了各種電子元器件制作而成的。所謂的PCB就是印制電路板，又稱印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。它以絕緣板為基材，切成一定尺寸，其上至少附有一個(gè)導(dǎo)電圖形，并布有孔（如元件孔、緊固孔、金屬化孔等），用來代替以往裝置電子元器件的底盤，并實(shí)現(xiàn)電子元器件之間的相互連接。主板上可以看到細(xì)的金屬線，這些線路是用來傳遞數(shù)據(jù)的通信線路，被稱為總線。也正是這些排線的巧妙結(jié)構(gòu)保證了主板的穩(wěn)定性，從而保證了電腦整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4.2 電腦的所有部件都連接在主板上

主板是電腦中最重要的部件之一，也被稱為母板、系統(tǒng)板、主機(jī)板。它是一張電路板，上面焊接或安插了各種功能的電子元器件，以實(shí)現(xiàn)電腦中各大電路功能。主板的主要作用是給CPU及其他的一些硬件提供一個(gè)放置的場所，同時(shí)允許所有設(shè)備之間相互進(jìn)行通信。從外觀看，主板是一大塊電路板，在它的上面分布了各種元器件、接口、插槽及芯片等，如圖4-4所示。

電腦的所有部件都連接在主板上，因?yàn)殡娔X的正常運(yùn)行并非依靠某一個(gè)部件，只有將這些硬件都正確地連接在主板上，電腦才能運(yùn)行，我們才能在顯示器上看到各種畫面、各種對(duì)話窗口等信息。所以，主板就成了電腦運(yùn)行的基石，就如同一座樓房的房基一樣。如圖4-5所示，我們可以看到無論是硬盤、顯卡、鍵盤、內(nèi)存，還是CPU都要連接到主板之上。

4.3 多核電腦主板的結(jié)構(gòu)

作為所有電腦配件運(yùn)行的平臺(tái)，主板的好壞決定了一臺(tái)電腦的基本表現(xiàn)。所以主板的制造這一環(huán)節(jié)是非常重要的。主板的制造主要分為5步：

1）烘烤PCB和上漆膠。

2）安裝IC芯片和貼片元件。

3）芯片級(jí)的初步檢查。

4）完全手工的元器件安裝。

5）嚴(yán)謹(jǐn)反復(fù)的檢查。

完成了這5步，主板基本成形了，還要經(jīng)過各種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆磸?fù)測試，若測試成功，一個(gè)完整的主板才算成為真正的成品。如圖4-6所示為華碩ROG MAXIMUS XI HERO（WI-FI）主板。

主板一般采用四層板或六層板，目前也有八層主板，甚至更多層。為了節(jié)省成本，低檔主板多為四層板：信號(hào)層（主、次）、接地層、電源層，而六層板則增加了輔助電源層和中信號(hào)層。板子的層次越多，布線空間越大，穩(wěn)定性越高。六層PCB的主板抗電磁干擾能力更強(qiáng)，主板也更加穩(wěn)定。圖4-7展示了四層板層次結(jié)構(gòu)。

4.4 芯片組是主板的大腦

如果說中央處理器（CPU）是整個(gè)電腦系統(tǒng)的大腦，那么芯片組（Chipset）將是整個(gè)主板的大腦。

隨著各種新技術(shù)的出現(xiàn)，芯片組采用的技術(shù)有了很大的革新，從現(xiàn)在的電腦結(jié)構(gòu)來看，所有的信息交換都要經(jīng)過芯片組來完成，可以將CPU看作芯片組的一個(gè)輔助設(shè)備。正因?yàn)槿绱耍酒M才可以成為主板的大腦。

從一定意義上講，芯片組決定了主板的級(jí)別和檔次，其實(shí)主板芯片組幾乎還決定著主板的全部功能，其中主板的系統(tǒng)總線頻率、內(nèi)存類型、容量和性能，顯卡插槽規(guī)格是由處理器決定的；而擴(kuò)展槽的種類與數(shù)量、擴(kuò)展接口的類型和數(shù)量（如USB2.0、USB3.0、SATA3.0、PCI3.0）等是由芯片組決定的。另外，芯片組還決定電腦系統(tǒng)的顯示性能和音頻播放性能等。圖4-8展示了Intel Z390芯片組平臺(tái)框圖，不難看出它對(duì)內(nèi)存、CPU等的制約性。

目前，芯片組按用途可分為服務(wù)器/工作站、臺(tái)式機(jī)、筆記本等類型；按芯片數(shù)量可分為單芯片型芯片組，標(biāo)準(zhǔn)的南、北橋芯片組和多芯片型芯片組（主要用于高檔服務(wù)器/工作站）；按整合程度的高低，還可分為整合型芯片組和非整合型芯片組等。市場上主板芯片組廠商主要有兩大公司：AMD和Intel公司，如圖4-9所示。

常見的芯片組為單芯片型芯片組，即主板上只有一個(gè)芯片，其主要負(fù)責(zé)支持USB控制器、網(wǎng)絡(luò)控制器、無線網(wǎng)控制器、硬盤控制器、音頻控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、數(shù)據(jù)傳遞方式、高級(jí)電源管理等，如圖4-10所示。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在，北橋已經(jīng)集成至CPU內(nèi)部，這樣做的好處是減小主板的走線，降低主板的損壞率，CPU也集成了內(nèi)存管理器，讓主板帶寬更廣，性能更優(yōu)。

4.4 支持多核CPU的芯片組

4.4.1 支持Intel多核CPU的芯片組

Intel只為自家的CPU推出相應(yīng)的主板芯片組產(chǎn)品。目前市場上流行的Intel芯片組主要包括：300系列芯片組、200系列芯片組。

1.Intel 300系列芯片組

300系列芯片組主要包括：Z390 /H370/Z370/B365/B360/H310等，其中Z390/Z370為高端芯片組，H370 /B365/B360為主流芯片組，H310為入門芯片組。

300系芯片組可以支持LGA1151接口的第九代和第八代Core i9/i7/i5/i3/Pentium/Celeron處理器（其中Z390支持第九代，其他不支持）。總線規(guī)格采用DMI3.0（H310為DMI2.0），總線帶寬為7.9GT/s（H310為5.0 GT/s），支持6～24個(gè)PCI-E 3.0接口、4～6個(gè)SATA 3.0接口、4～6個(gè)USB 2.0接口、4～10個(gè)USB 3.0接口、0～6個(gè)USB 3.1接口、SATA-E接口（除H310）及802.11AC無線網(wǎng)。

2.200系列芯片組

200系列芯片組主要包括：X299/Z270/H270 /B250等，其中X299/Z270為高端芯片組，H270 /B250為主流芯片組。

200系芯片組可以支持LGA1151接口的第七代Kaby Lake核心的Corei7/i5/i3/Pentium/Celeron處理器。總線規(guī)格采用DMI3.0，總線帶寬為7.9GT/s，支持12～24個(gè)PCI-E 3.0接口、6個(gè)SATA 3.0接口、12～14個(gè)USB 2.0接口，以及6～10個(gè)USB 3.0接口。

4.4.2 支持AMD多核CPU的芯片組

AMD公司的芯片組，主要包括如下系列：400系列芯片組、300系列芯片組、Hudson系列芯片組等。

1. AMD 400系列芯片組

400系列芯片組是AMD的新一代芯片組，主要包括X470、B450兩款。400系列芯片組支持Socket AM4插槽的第二代和第一代的Ryzen 7/Ryzen 5/ Ryzen 3處理器、第九代A系列處理器，支持20個(gè)PCI-E 3.0接口、6個(gè)SATA 3.0接口、6個(gè)USB 2.0接口、10個(gè)USB 3.1接口，支持磁盤陣列，支持AMD StoreMI技術(shù)。

2. AMD 300系列芯片組

300系列芯片組是AMD的新一代芯片組，主要包括X399、X370、B350、A320、A300等幾款。其中，X399支持Socket TR4插槽的第一代和第二代Ryzen Threadripper處理器，支持四通道DDR4內(nèi)存，支持66條PCIE 3.0、支持8條PCIE 2.0插槽、多顯卡交叉火力技術(shù)和SLI；支持16個(gè)USB 3.1接口、6個(gè)USB 2.0接口、12個(gè)SATA3.0 接口，支持磁盤陣列RAID 0/1/10，支持NVMe RAID技術(shù)，包含AMD StoreMI存儲(chǔ)加速技術(shù)。

X370/B350/A320/A300支持Socket AM4插槽的第一代和第二代Ryzen 7/5/3處理器，和第七代A系列處理器。支持四通道DDR4內(nèi)存，支持64條PCIE 3.0插槽、8條PCIE 2.0插槽，支持多顯卡交叉火力技術(shù)和SLI，支持4～12個(gè)USB 3.1接口、2～6個(gè)USB 2.0接口、2～6個(gè)SATA3.0 接口，X399/B350支持多顯卡技術(shù)。

4.5 主板中的主要芯片

主板中的芯片主要有BIOS芯片、I/O芯片、時(shí)鐘芯片、電源控制芯片、網(wǎng)卡芯片等。

4.5.1 為硬件提供服務(wù)的BIOS芯片

BIOS（Basic Input Output System）是基本輸入/輸出系統(tǒng)，是為電腦中的硬件提供服務(wù)的。BIOS屬于只讀存儲(chǔ)器，它包含了系統(tǒng)啟動(dòng)程序、系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)必需的硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序、基本的硬件接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。目前主板中的BIOS芯片主要由Award和AMI兩家公司提供。

目前，BIOS芯片主要采用PLCC（塑料有引線芯片）封裝形式，采用這種形式封裝的芯片非常小巧，從外觀上看它大致呈正方形。這種小型的封裝形式可以減少占用的主板空間，從而提高主板的集成度，縮小主板的尺寸，如圖4-11所示。

常見BIOS芯片的型號(hào)有：

1）Winbond公司的W49F020、W49F002、W49V002FAP等。

2）SST公司的29EE020、49LF002、49LF004等。

3）Intel公司的82802AB等。

4.5.2 提供輸入輸出控制和管理的I/O芯片

I/O芯片是主板輸入輸出管理芯片，它在主板中起著舉足輕重的作用，它負(fù)責(zé)管理和監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備。在主板的實(shí)際工作中，I/O芯片有時(shí)對(duì)某個(gè)設(shè)備只是提供最基本的控制信號(hào)，然后再用這些信號(hào)去控制相應(yīng)的外設(shè)芯片，如鼠標(biāo)鍵盤接口（PS/2接口）、串口（COM口）、并口、USB接口、軟驅(qū)接口等都統(tǒng)一由I/O芯片控制。部分I/O芯片還能提供系統(tǒng)溫度檢測功能，我們在BIOS中看到的系統(tǒng)溫度最原始的來源就是由它提供的。

I/O芯片個(gè)頭比較大，能夠清楚地辨別出來，它一般位于主板的邊緣，如圖4-12所示。目前流行的I/O芯片有iTE公司的IT8712 F-S和Winbond公司的W83627EHG等。

I/O芯片的工作電壓一般為5V或3.3V。I/O芯片直接受南橋芯片控制，如果I/O芯片出現(xiàn)問題，輕則會(huì)使某個(gè)I/O設(shè)備無法正常工作；重則會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。假如主板找不到鍵盤或串并口失靈，原因很可能是為它們提供服務(wù)的I/O芯片出現(xiàn)了不同程度的損壞。平時(shí)所說的熱插拔操作就是針對(duì)保護(hù)I/O芯片提出的。因?yàn)檫M(jìn)行熱插拔操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間強(qiáng)電流，很可能會(huì)燒壞I/O芯片。

常見I/O芯片的型號(hào)有：

1）Winbond公司的W83627HF、W83627EHG、W83697HF、W83877HF、W83977HF等。

2）ITE公司的IT8702F、IT8705F、IT8711F、IT8712F、IT8712F-S等。

3）SMSC公司的LPC47M172、LPC47B272等。

4.5.3 主板的心臟——時(shí)鐘芯片

如果把電腦系統(tǒng)比喻成人體，CPU當(dāng)之無愧就是人的大腦，而時(shí)鐘芯片就是人的心臟。只有通過時(shí)鐘芯片給主板上的芯片提供時(shí)鐘信號(hào)，主板上的芯片才能正常工作，如果缺少時(shí)鐘信號(hào)，主板將陷入癱瘓狀態(tài)。

時(shí)鐘芯片需要與14.318MHz的晶振連接在一起，為主板上的其他部件提供時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘芯片位于顯卡插槽附近，放在這里也是很有講究的，因?yàn)闀r(shí)鐘芯片到CPU、北橋、內(nèi)存等的時(shí)鐘信號(hào)線要等長，所以這個(gè)位置比較合適。時(shí)鐘芯片的作用非常重要，它能夠?yàn)檎麄€(gè)電腦系統(tǒng)提供不同的頻率，使每個(gè)芯片都能夠正常工作。沒有這個(gè)頻率，很多芯片可能就要罷工了。時(shí)鐘芯片損壞后主板一般就無法工作了。

現(xiàn)在很多主板都具有線性超頻的功能，其實(shí)這個(gè)功能就是由時(shí)鐘芯片提供的。圖4-13展示了時(shí)鐘芯片和晶振。

常見時(shí)鐘芯片的型號(hào)有：

1）ICS系列的ICS950213AF、ICS93725AF、ICS950228BF、ICS952607EF等。

2）Winbond系列的W83194R、W211BH、W485112-24X等。

3）RTM系列的RTM862-480、RTM560、RTM360等。

4.5.4 管理主板供電的電源控制芯片

電源管理芯片的功能是根據(jù)電路中反饋的信息，在內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整后，輸出各路供電或控制電壓，主要負(fù)責(zé)識(shí)別CPU供電幅值，為CPU、內(nèi)存、芯片組等供電。電源管理芯片如圖4-14所示。

電源管理芯片的供電一般為12V或5V，電源管理芯片損壞將造成主板不工作。

常見電源管理芯片的型號(hào)有：

1）HIP系列的HIP6301、HIP6302、HIP6601、HIP6602、HIP6004B、HIP6016、HIP6018B、HIP6020、HIP6021等。

2）RT系列的RT9227、RT9237、RT9238、RT9241、RT9173、RT9174等。

3）SC系列的SC1150、SC1152、SC1153、SC1155/SC1164、SC2643、SC1189等。

4）RC系列的RC5051、RC5057等。

5）ADP系列的ADP3168、ADP3180、ADP3418等。

6）LM系列的LM2636、LM2637、LM2638、LM2639等。

7）ISL系列的ISL6312、ISL6326、ISL6556、ISL6537等。

4.5.5 管理聲音和網(wǎng)絡(luò)的聲卡和網(wǎng)卡芯片

聲卡芯片（也可稱為音效芯片）是主板集成聲卡時(shí)的一個(gè)聲音處理芯片，聲卡芯片是一個(gè)方方正正的芯片，四周都有引腳，一般位于第1根PCI插槽附近，靠近主板邊緣的位置，在它的周圍，整整齊齊地排列著電阻和電容，所以能夠比較容易辨認(rèn)出來，如圖4-15所示。

目前提供聲卡芯片的公司主要有Realtek、VIA和CMI等，不同公司的聲卡會(huì)有不同的驅(qū)動(dòng)。集成聲卡除了有2聲道、4聲道外，還有6聲道和8聲道，不過要到系統(tǒng)中設(shè)置一下才能夠正常使用。

常見聲卡芯片的型號(hào)有：

1）ALC系列的ALC650, ALC662、ALC850, ALC888、ALC889、ALC1150。

2）AD系列的AD1981、AD1988、AD1998。

3）CMI系列的CMI7838, CMI988。

4）VIA系列的VIA1616等。

網(wǎng)卡芯片是主板集成網(wǎng)絡(luò)功能時(shí)用來處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的芯片，一般位于音頻接口或USB接口附近，如圖4-16所示。

常見的網(wǎng)絡(luò)芯片的型號(hào)有：

1）RTL系列的RTL8100C、RTL8101L、RTL8201、RTL8101E、RTL8201BL。

2）Intel網(wǎng)絡(luò)芯片88E8503、82599、82563。

4.6 認(rèn)識(shí)主板中的這些插槽

主板中的插槽主要包括CPU插座、內(nèi)存插槽、擴(kuò)展槽等。

4.6.1 連接多核CPU的CPU插座

CPU插座是主板上最重要的插座，一般位于主板的右側(cè)，它的上面布滿了一個(gè)個(gè)的“針孔”或“觸角”，而且邊上還有一個(gè)固定CPU的拉桿。CPU插座的接口方式一般與CPU對(duì)應(yīng)，目前主流的CPU插座主要有Intel公司的LGA2066、LGA2011-v3、LGA1151插座，以及AMD公司的Socket TR4、Socket AM4插座等，如圖4-17所示。

4.6.2 連接DDR4內(nèi)存的插槽

內(nèi)存插槽是用來安裝內(nèi)存條的，它是主板上必不可少的插槽，一般主板上都有2～6個(gè)內(nèi)存插槽，方便內(nèi)存升級(jí)時(shí)使用。目前市場上的主流內(nèi)存是DDR4。DDR4內(nèi)存針腳為288針，工作電壓為1.2V。主板內(nèi)存插槽主要有雙通道、三通道、四通道內(nèi)存插槽，圖4-18展示了雙通道的DDR4內(nèi)存插槽。

4.6.3 連接顯卡的總線擴(kuò)展槽

總線擴(kuò)展槽是用于擴(kuò)展電腦功能的插槽，一般主板上都有1～8個(gè)擴(kuò)展槽。擴(kuò)展槽是總線的延伸，在它上面可以插入任意的標(biāo)準(zhǔn)選件，如顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等。

主板中的總線擴(kuò)展槽主要有ISA、PCI、AGP、PCI Express（PCI-E）、AMR、CNR、ACR等。其中，ISA總線擴(kuò)展槽和AGP總線擴(kuò)展槽已經(jīng)被淘汰，AMR、CNR、ACR等總線擴(kuò)展槽用得也比較少，而PCI總線擴(kuò)展槽和PCI-E總線擴(kuò)展槽是目前的主流擴(kuò)展槽。

（1）PCI總線擴(kuò)展槽

PCI（Peripheral Component Interconnection）是外設(shè)部件互連總線，它是Intel公司開發(fā)的一套局部總線系統(tǒng)，支持32位或64位的總線寬度，頻率通常是33MHz。PCI 2.0總線速度是66MHz，帶寬可以達(dá)到266MB/s。PCI擴(kuò)展槽一般為白色。

（2）PCI-E總線擴(kuò)展槽

PCI-E是PCI Express的簡稱，PCI-E是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，是由Intel公司提出的接口標(biāo)準(zhǔn)，目前主要應(yīng)用在顯卡的接口上。PCI-E采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接，使每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個(gè)總線請求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個(gè)很高的頻率，它的傳輸速度可以達(dá)到2.5GB/s。PCI-E的規(guī)格主要有PCI-E 1.0、PCI-E 2.0、PCI-E 3.0等，如圖4-19所示。

4.7 認(rèn)識(shí)連接重要部件的接口

4.7.1 連接大容量存儲(chǔ)設(shè)備的SATA接口

SATA接口（Serial ATA）即串行ATA，它是目前硬盤中采用的一種新的接口類型。Serial ATA接口主要采用連續(xù)串行的方式傳輸數(shù)據(jù)，這樣在同一時(shí)間點(diǎn)內(nèi)只會(huì)有1位數(shù)據(jù)傳輸，此做法能減小接口的針腳數(shù)目，用4個(gè)針腳就完成了所有的工作。其中，Serial ATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)150MB/s, Serial ATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到300MB/s, Serial ATA 3.0的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到625MB/s。圖4-20展示了Serial ATA數(shù)據(jù)線及接口。

4.7.2 適用性最廣泛的USB接口

USB（Universal Serial Bus）接口，即通用串行總線接口，它是一種性能非常好的接口。它可以連接127個(gè)USB設(shè)備，傳輸速率可達(dá)12 Mbps, USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到480 Mbps, USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到5.0Gbps , USB3.1標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到10 Gbps 。USB接口不需要單獨(dú)的供電系統(tǒng)，而且還支持熱插拔，不需要麻煩地開關(guān)機(jī)，因此設(shè)備的人工切換省時(shí)省力。

目前USB接口被普遍應(yīng)用于各種設(shè)備，如硬盤、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等。主板中一般有4～8個(gè)USB接口，如圖4-21所示。

4.7.3 為主板提供供電的幾種電源接口

目前主板電源接口插座主要采用ATX電源接口，ATX電源接口一般為24針電源插座、8針電源插座、4針電源插座等，主要為主板提供±5V、±12V、3.3V電壓，如圖4-22所示。ATX電源都支持軟件關(guān)機(jī)功能。

目前雙核CPU主板上的電源插座一般為24針電源插座和8針電源插座，以提供更大的功率。

目前鼠標(biāo)和鍵盤接口絕大多數(shù)采用PS/2接口，因?yàn)槭髽?biāo)和鍵盤的PS/2接口物理外觀完全相同，所以在主板中通常用兩種不同的顏色來將其區(qū)別開（鼠標(biāo)接口為綠色，鍵盤接口為藍(lán)色）。而且鍵盤、鼠標(biāo)接口的工作原理是完全相同的，但不能混用。下面具體講解。

4.8 給主板供應(yīng)穩(wěn)定電壓

電腦主板的供電是一個(gè)非常重要的部分，如果沒有供電單元的正常工作，主板、CPU再好也是枉然。

一塊主板的供電部分可以分成3個(gè)部分，包括輸入部分、控制部分和輸出部分。

1）輸入部分：現(xiàn)在的CPU已經(jīng)從12V直接取電，而較老的CPU比較依賴5V供電。目前，一般的主板采用12V供電及24PIN+8PIN輸入端口，直接連接到主板，提供主板及其他元件電量，如圖4-23所示。

2）控制部分：由于不能保證電源100%輸出的是純凈的直流電，主板必須經(jīng)過扼流電感、電容等整流控制部分。12V電壓輸入后，與CPU使用的電壓還有很大差距，需要一段轉(zhuǎn)變的過程，于是通過PWM控制的兩個(gè)MOS管開始工作，一開一關(guān)作用下形成脈沖電流，然后通過電感儲(chǔ)能形成平滑直流電，獲得CPU所需要的電流。

3）輸出部分：經(jīng)過以上電路的處理還不能達(dá)到元件用電要求，經(jīng)過降壓后的電流還是不夠平整，必須經(jīng)過輸出濾波電容的過濾，方可輸出到CPU，為CPU提供穩(wěn)定的低電流。

在圖4-23中我們可以看到24PIN+4PIN電源輸入接口、濾波電容、保護(hù)電感、控制芯片、MOSFET等部件。

圖中“1”是晶體管的一種，在電路中主要起到一個(gè)開關(guān)的作用，它可以防止高電壓傳送，以至于引起主板故障。

圖中“2”是一個(gè)電源控制芯片，能把主板電壓降低為CPU和芯片組能夠使用的電壓。通過快速的開啟和關(guān)閉，把12V的電壓降低為1.5V供CPU使用。在這個(gè)過程中，會(huì)產(chǎn)生噪聲，而這個(gè)芯片能去除噪聲。

圖中“3”是濾波電容，用來存儲(chǔ)電荷的設(shè)備，如果外界電壓比自身的電壓高，就會(huì)充電，反之會(huì)放電，使得供應(yīng)的電壓一直保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖中“4”是電感元件，它的作用主要是減少噪聲，保持電流的穩(wěn)定。我們都知道，當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化的時(shí)候，線圈會(huì)對(duì)電流造成一個(gè)阻礙，阻礙電流的變化，因此它在此處起到了穩(wěn)定電流的作用。

4.8.1 影響主板供應(yīng)穩(wěn)壓電源的部件

我們已經(jīng)知道主板供電的重要性，但是主板如果沒有一個(gè)穩(wěn)定的供電，即使主板安裝了性能良好、穩(wěn)定性高的芯片組、CPU和內(nèi)存，系統(tǒng)也不會(huì)穩(wěn)定。所以說鑒別主板電源是否穩(wěn)定是一個(gè)比較重要的問題。

主板供電電路中有一些關(guān)鍵的部件，如PWM控制器芯片（PWM Controller）、MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片（MOSFET Driver）、輸出扼流圈（Choke）、輸出濾波的電解電容（Electrolytic Capacitors）等。如果這些部件都比較好，那么主板供電基本上就比較穩(wěn)定了。下面我們分開來看。

1.PWM控制器芯片（PWM Controller）

在CPU插座附近能找到控制CPU供電電路的中樞神經(jīng)，就是如圖4-24所示的這顆PWM主控芯片。主控芯片受VID的控制，向每相的驅(qū)動(dòng)芯片輸送PWM控制芯片的方波信號(hào)來控制最終核心電壓Vcore的產(chǎn)生。它對(duì)于主板的電壓穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。

2.MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片（MOSFET Driver）

它是CPU供電電路里常見的8根引腳的小芯片，通常是每相配備一顆。很多PWM控制芯片里集成了三相的Driver，這時(shí)主板上就看不到獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)芯片了。它對(duì)于主板的電壓穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。圖4-25展示了MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片（MOSFET Driver）。

其實(shí)，MOSFET的中文名稱是場效應(yīng)管，一般被叫作MOS管。黑色8引腳的黑色方塊在供電電路里表現(xiàn)為受到柵極電壓控制的開關(guān)。

每相中的驅(qū)動(dòng)芯片受到PWM主控芯片控制的上MOS管和下MOS管輪番導(dǎo)通，對(duì)這一相的輸出扼流圈進(jìn)行充電和放電，在輸出端得到一個(gè)穩(wěn)定的電壓。每相電路都要有上橋和下橋，所以每相至少有兩顆MOSFET，而上MOS管和下MOS管都可以用并聯(lián)兩三顆代替一顆來提高導(dǎo)通能力，因而每相還可能看到總數(shù)為3顆、4顆甚至5顆的MOSFET，如圖4-26所示。

如圖4-27所示，這種有3個(gè)引腳的小方塊也是一種常見的MOSFET封裝，稱為D-PAK （TO-252）封裝，也就是俗稱的三腳封裝。中間那根腳是漏極（Drain），漏極同時(shí)連接到MOS管背面的金屬底，通過大面積焊盤直接焊在PCB上，因而中間的腳往往被剪掉。這種封裝可以通過較大的電流，散熱能力較好，成本低廉，易于采購，但是它的引線電阻和電感較高，不利于達(dá)到500KHz以上的開關(guān)頻率。

3．輸出扼流圈（Choke）

輸出扼流圈（Choke），也稱電感（Inductor）。輸入電路中，每相一般配備一顆扼流圈，它的作用是使輸出電流連續(xù)平滑。少數(shù)主板每相使用兩顆扼流圈并聯(lián)，兩顆扼流圈等效于一顆。主板常用的輸出扼流圈有環(huán)形磁粉電感、DIP鐵氧體電感（外形為全封閉或半封閉）或SMD鐵氧體電感等形態(tài)。圖4-28展示了半封閉式和全封閉式的鐵氧體功率電感，電感體上標(biāo)注的1R0或1R2表示其電感值為1.0或1.2微亨，其中“R”代表小數(shù)點(diǎn)。

圖4-29展示了主板環(huán)形電感。環(huán)形電感的磁路封閉在環(huán)狀磁芯里，因而磁漏很小，磁芯材料為鐵粉或Super-MSS等其他材料。隨著板卡空間限制和供電開關(guān)頻率的提高，磁路不閉合的鐵氧體電感，乃至匝數(shù)很少的小尺寸SMD鐵氧體功率電感，因其高頻區(qū)的低損耗，越來越多地取代了環(huán)形電感。但是因?yàn)殡娫蠢锔鞣N不同的應(yīng)用特點(diǎn)，環(huán)形電感還在被大量用作扼流圈或其他用途。

4．輸出濾波的電解電容（Electrolytic Capacitors）

供電的輸出部分一般都會(huì)有若干顆大電容（Bulk Capacitor）用于濾波，它們屬于電解電容。電容的容量和ESR會(huì)影響輸出電壓的平滑程度。電解電容的容量大，但是高頻特性不好，所以還有其他形式的濾波電容——固態(tài)電容。圖4-30展示了電解電容和固態(tài)電容。

固態(tài)電容在CPU供電部分常見。一般的固態(tài)電容稱為鋁-聚合物電容，屬于新型的電容器。它與一般鋁電解電容相比，性能和壽命受溫度影響更小，而且高頻特性好一些，ESR低，自身發(fā)熱小。

4.8.2 計(jì)算多核電腦的耗電量

一般地，電視機(jī)的耗電量大約在80W以下，電腦大約為250～500W。另外，電腦的工作狀態(tài)不同，耗電量也是不同的。一份由加拿大某大學(xué)提出的報(bào)告指出，最新的電腦如果擁有省電功能，每小時(shí)待機(jī)耗電約為35W，比一個(gè)一般亮度的白熾燈泡稍高。

電腦在睡眠狀態(tài)下也有能耗，約為7.5W。即便關(guān)了機(jī)，只要插頭還沒拔，電腦照樣有能耗，約為4.81W。

對(duì)于想要攢機(jī)的用戶來說，購買電源的第1步是估算一下電腦的耗電量。而購買電源的時(shí)候，要根據(jù)電腦正常運(yùn)行狀態(tài)最大功耗，若選擇的電源不能達(dá)到電腦正常運(yùn)行的最大功耗，電腦就會(huì)出現(xiàn)各種故障，運(yùn)行不穩(wěn)定。所以說計(jì)算功耗是比較重要的。那么如何計(jì)算電腦的耗電量呢？

電腦的耗電主要是CPU、內(nèi)存、顯卡、主板、硬盤、聲卡、光驅(qū)等硬件的耗電。只要將這些硬件的耗電量相加，基本上就能算出電腦的耗電量到底有多大了。

CPU的功耗設(shè)計(jì)一般為50～130W，時(shí)鐘頻率越高，耗電量越大。多數(shù)主板都包含網(wǎng)絡(luò)芯片、音頻芯片等多種芯片，它的耗電量大多為30W左右。在臺(tái)式機(jī)上多采用7200轉(zhuǎn)的硬盤，它的耗電量多為30W以內(nèi)。內(nèi)存的耗電量比較小，多為15W以內(nèi)。顯卡的種類比較多，不同級(jí)別的顯卡耗電量相差很大，普通用戶級(jí)的顯卡耗電量大多為50W左右。光驅(qū)耗電量與其轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越大耗電越大，通常電腦的光驅(qū)不是長時(shí)間工作的，其耗電量大概為20W以內(nèi)。

將上述硬件的耗電量相加，就可以得到電腦的耗電量了。其實(shí)，電腦中還有其他硬件在消耗電能，所以電腦的耗電量不止這些。但是大多數(shù)電腦的耗電量都在400W以內(nèi)。

下面我們以一個(gè)實(shí)例來計(jì)算一下電腦的功耗：

電腦的主要硬件情況為CPU采用X3 435開核X4 B35，主板采用梅捷890GX V2.0，內(nèi)存采用兩條威剛DDR3內(nèi)存，顯卡采用銘瑄GTS450/HD4290，硬盤采用西數(shù)500G藍(lán)盤加2TB綠盤，電源采用航嘉DH6。在全默認(rèn)狀態(tài)下，分別測試了采用獨(dú)顯和集顯的待機(jī)、游戲、滿載的功耗情況，測試結(jié)果如表4-1所示。

從表中我們可以看到，電腦的滿載功耗為228.75W，游戲功耗為156.75W，待機(jī)功耗為77.25W。采用集顯的話3項(xiàng)數(shù)據(jù)分別是64.5W、76.5W、124.5W。

另外，網(wǎng)絡(luò)上有好多軟件可以通過檢測電腦硬件的功率，自動(dòng)計(jì)算出電腦的功耗情況，這種功能的軟件有“魯大師”等。圖4-31展示了用“魯大師”檢測電腦功耗結(jié)果，該電腦的功耗總值大約為131W。

當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)節(jié)能。下面我們介紹幾個(gè)節(jié)電節(jié)能的方法：

1）暫停使用電腦時(shí)，如果預(yù)計(jì)暫停時(shí)間小于1小時(shí)，建議將電腦置于待機(jī)；如果暫停時(shí)間大于1小時(shí)，最好徹底關(guān)機(jī)。

2）平時(shí)用完電腦后要正常關(guān)機(jī)，應(yīng)拔下電源插頭或關(guān)閉電源接線板上的開關(guān)，而不要讓其處于通電狀態(tài)。

3）使用降溫軟件為CPU以及其他硬件降溫。

4.8.3 查看電腦電源容量

電腦硬件中，電源也是至關(guān)重要的一個(gè)。電腦需要的一般是12V、-12V、3.3V、5V、-5V等不同值的直流電，而家庭用電基本上為220V的交流電。那么電源的作用就是將220V的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

一般來說，主板上的IC芯片等電路的電壓都是采用5V和3.3V直流電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。但是直流電也有時(shí)候會(huì)用于內(nèi)存、某些插槽、軟驅(qū)、硬盤等。驅(qū)動(dòng)硬盤或軟驅(qū)的驅(qū)動(dòng)器的電壓多為12V直流電。

那么如何查看電腦電源的容量呢？

有一個(gè)直觀且簡單的方法，就是查看電腦電源側(cè)面的銘牌，在上面會(huì)有相關(guān)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。圖4-32展示了惠普電源的銘牌，圖中我們可以看到輸入電壓為200～240V交流電壓，可輸出最高為+12V的直流電壓。

4.9 目前使用的多核電腦主板

主板的生產(chǎn)廠商很多，這里列舉部分廠商（排位不按先后順序），分別是：華碩、技嘉、精英、微星、Intel、富士康、七彩虹、映泰。

1．支持Intel公司處理器的主板

目前主流的Intel公司處理器主要包括：十六核處理器、八核處理器、六核處理器和四核處理器。

（1）支持Intel公司十六核/八核處理器的主板

支持Intel公司第九代Core i9/i7十六核/八核處理器的主板有：采用Intel的Z390芯片組的主板。如技嘉Z390 AORUS MASTER主板，支持雙通道DDR4 4133MHz內(nèi)存，最大支持64GB內(nèi)存，提供8個(gè)USB2.0接口和9個(gè)USB3.1接口，提供6個(gè)SATA3.0接口，支持PCI-E 3.0接口，支持多顯卡技術(shù)，支持無線網(wǎng)，采用8相CPU供電，2相QPI/內(nèi)存供電，2相北橋供電，提供千兆網(wǎng)卡，如圖4-33所示。

（2）支持Intel公司六核處理器的主板

支持Intel公司第八代Core i7/i5六核處理器（采用LGA1151 CPU插座）的主板有：采用Intel的Z370/H370/B360等芯片組的主板。如華碩TUF Z370-PLUS GAMING主板，支持雙通道DDR4 4000MHz內(nèi)存，提供6個(gè)USB2.0接口和8個(gè)USB3.1接口，提供6個(gè)SATA3.0接口，支持多顯卡AMD CrossFireX混合交火技術(shù)，采用7相供電，支持RAID 0/1/5/10，如圖4-34所示。

（3）支持Intel公司雙核處理器的主板

支持Intel公司Corei5/i3、奔騰G3系列雙核處理器（采用LGA1150 CPU插座）的主板有：采用Intel的Z87、H87、B85、H81等芯片組的主板。

支持Intel公司第七代Core i3、奔騰G4、賽揚(yáng)G3系列雙核處理器（采用LGA1151 CPU插座）的主板有：采用Intel的Z270、H270、B250等芯片組的主板。如微星Z270-A PRO主板全固態(tài)電容，電路板采用8層設(shè)計(jì)，支持雙通道DDR4 3800內(nèi)存，提供6個(gè)USB2.0接口和8個(gè)USB3.1接口，提供6個(gè)SATA3.0接口，支持AMD CrossFireX混合交火技術(shù)，采用6相供電，提供千兆網(wǎng)卡，如圖4-35所示。

2．支持AMD公司CPU的主板

目前AMD公司的主流處理器主要包括三十二核、十六核、八核處理器、六核處理器、四核處理器、雙核處理器。

（1）支持AMD公司三十二核和十六核處理器的主板

支持AMD三十二核和十六核處理器的主板主要有：采用AMD公司的X399芯片組的主板，CPU接口為Socket TR4。如華碩ROG STRIX X399-E GAMING主板，支持四通道DDR4 3600MHz內(nèi)存，最大支持128GB內(nèi)存，提供4個(gè)USB2.0接口和15個(gè)USB3.1接口，提供6個(gè)SATA3.0接口，支持3路SLI，支持Crossfire技術(shù)，支持組建ATI CrossFireX、NVIDIA SLI雙路交火技術(shù)，AMD 3-Way CrossFireX三路交火技術(shù)等多顯卡模式，支持無線網(wǎng)、藍(lán)牙功能，提供千兆網(wǎng)卡，如圖4-36所示。

（2）支持AMD公司八核和六核處理器的主板

支持AMD Ryzen 7/5系列八核和六核處理器的主板主要有：采用AMD公司的X470、B450、X370、B350芯片組的主板，其CPU接口為Socket AM4。如微星X470 GAMING PRO CARBON主板，支持雙通道DDR4 3466MHz內(nèi)存，最大支持64GB，提供6個(gè)USB2.0接口和6個(gè)USB3.1接口，提供8個(gè)SATA3.0接口，支持PCI-E 3.0顯卡接口，支持支持AMD 3-Way CrossFire三路交火技術(shù)多顯卡模式，提供千兆網(wǎng)卡，如圖4-37所示。

（3）支持AMD公司四核處理器的主板

支持AMD Ryzen 5/3系列和APU第七代系列四核處理器的主板主要有：采用AMD公司的X370、B350、A320芯片組的主板等。如技嘉AX370M-DS3H主板，支持雙通道DDR4 3200MHz內(nèi)存，提供8個(gè)USB2.0接口和6個(gè)USB3.1接口，提供4個(gè)SATA3.0接口，支持PCI-E 3.0顯卡接口，支持RAID磁盤陣列，支持無線網(wǎng)功能。

4.10 主板選購要素詳解

CPU是一臺(tái)電腦的心臟，而主板則是CPU穩(wěn)定、高效工作的保障，一塊好的主板會(huì)影響整臺(tái)機(jī)器的各個(gè)部分。在選購主板時(shí)，到底怎么考慮主板的優(yōu)劣，要注意的東西可不少。

4.10.1 一分錢一分貨

選購主板時(shí)要看主板的用料是否講究。不懂電腦的使用者如何才能挑選一張不偷工減料的主板呢？

因?yàn)橹靼瀹a(chǎn)品定位的緣故，即使采用同一芯片組的主板，市面上就有多款可選擇。到商店里說要買一張某某牌主板，若沒有指定型號(hào)款式，如果商家只想著賺錢，當(dāng)然是挑利潤最高的那款推薦了。當(dāng)然，有良心的商家，除了利潤外，還會(huì)推薦穩(wěn)定性較佳，并符合消費(fèi)者預(yù)算的板子。

說到重點(diǎn)了：穩(wěn)定性。一樣是某某牌同芯片組的主板，怎么還會(huì)有穩(wěn)定性的差異呢？難道說比較貴的板子，穩(wěn)定性一定高于低價(jià)板嗎？毋庸置疑，599元與999元的主板的定位與用料一定有所差異。用料較好的主板，原則上穩(wěn)定性一定比較好，若沒有價(jià)格考慮，相信大家都想買最好的。當(dāng)然，主板廠商在設(shè)計(jì)一張主板前，最重要的當(dāng)然是定位與價(jià)錢的考慮。價(jià)位決定了主板用料的差異，定位也會(huì)有所不同。

另外，購買時(shí)要注意兩點(diǎn)，一個(gè)是主板的電容，一個(gè)是主板厚度。

主板電容是保證主板質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，電容在主板中的作用主要是保證電壓和電流的穩(wěn)定（起到濾波的作用）。高品質(zhì)的電解電容有利于機(jī)器長期穩(wěn)定地工作。常見的電容主要分為鋁電容和固體鉭電容。固體鉭電容多為貼片式，一般大量集中在處理器插槽附近。與普通電解電容相比，它擁有更佳的電氣性能和更高的可靠性，不易受高溫影響。圖4-38展示了高品質(zhì)的電解電容。

選購主板時(shí)，一般厚的主板比較好。厚的主板一般是多層板，把主板拿起來，隔著主板對(duì)著光源看，若能觀察到另一面的主板為雙層板，否則就是四層或多層板。選購時(shí)最好選四層或多層板。另外，布線是否合理流暢，也會(huì)影響整塊主板的電氣性能。所以要觀察主板電路板的層數(shù)及布線系統(tǒng)是否合理。

4.10.2 不追求全功能性，適合自己才是最好的

大家在選主板時(shí)，常常會(huì)問這么一個(gè)問題：哪個(gè)品牌或型號(hào)的主板比較好？“好”的定義是什么？最穩(wěn)定、功能最多、最貴的那款嗎？我們認(rèn)為，最符合個(gè)人需求與預(yù)算的款式，就是最適合自己的產(chǎn)品。買主板也是一樣，最好的主板是所有功能都貼近自己需求，價(jià)位也符合預(yù)算的那一款。

我們到電腦商店去買主板前，要注意哪些事情呢？商家當(dāng)然沒有時(shí)間，也不可能讓你一一裝機(jī)測試，或看BIOS超頻設(shè)定，因此購買主板前，要先做足功課，鎖定符合需求的幾款主板。例如，有沒有IEEE 1394, BIOS是否可以超頻或智慧風(fēng)扇調(diào)校等。通常廠商賣產(chǎn)品時(shí)，都是揚(yáng)長避短，包裝盒上寫了滿滿的優(yōu)點(diǎn)，因此沒有Gigabit LAN、沒有IEEE 1394，甚至沒有超頻調(diào)校、節(jié)能等功能，都不會(huì)主動(dòng)標(biāo)明，只能由用戶自己發(fā)覺。

4.10.3 切莫過分迷信超頻主板

一般來說，超頻、極致板的主板對(duì)質(zhì)量要求更為嚴(yán)格。比如華碩對(duì)于超頻款主板的要求比一般款主板更為嚴(yán)苛，即使是同一系列的不同等級(jí)主板的超頻能力也一定不同。不過，這并不代表一般款主板的質(zhì)量較差，只是超頻板主板的要求更高。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，超頻用戶其實(shí)比較少，可謂是九牛一毛。既然超頻用戶這么少，那么為什么主板廠商還要絞盡腦汁打超頻這張牌呢？

很大一部份消費(fèi)者認(rèn)為能超頻的主板會(huì)在做工和用料上比較扎實(shí)，即使現(xiàn)在不超頻，也許以后性能不夠用了也會(huì)考慮超頻。一些廠商正是抓住用戶這樣的心理，才會(huì)不遺余力地推廣自己的超頻產(chǎn)品。一般來說，超頻主板的確采用較為扎實(shí)的用料和做工，更有甚者搭配了花哨的熱管、內(nèi)存散熱等功能。對(duì)于一位追求穩(wěn)定的用戶而言，這樣一款主板60%的價(jià)值都已經(jīng)被浪費(fèi)了，用戶還要為那些自己用不到的功能和技術(shù)多花錢，不值。

值得注意的是，一些打著超頻旗號(hào)的主板卻并沒有做到這一點(diǎn)，但這樣的主板往往在價(jià)格上十分吸引人。用戶在購買這類主板時(shí)的確也能夠?qū)崿F(xiàn)超頻，但超頻行為會(huì)加重主板及其他配件的工作負(fù)荷，很難想象一款“閹割”主板在超頻后的壽命能夠有多久。所以，在選購主板時(shí)應(yīng)當(dāng)擦亮雙眼，莫讓廠商給蒙蔽了。

目前一線、二線品牌中的絕大多數(shù)主流的高性價(jià)比主板均能夠滿足用戶的需求，因此廣大用戶完全沒有必要刻意追求做工豪華的超頻主板。