计算机维护教程：主板上主要部件的认识

虽然目前市场上主板的种类很多，但其组成基本相同，下面介绍主板上的各个组成部件。

1.主板芯片组

芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，通常由南桥（South Bridge）芯片和北桥（North Bridge）芯片组成，以北桥芯片为核心。芯片组是主板上仅次于CPU 的第二大芯片，是主板的核心部件，决定了主板的功能，其性能影响整个计算机系统，是主板的“灵魂”。

北桥芯片组：又称为主控制芯片组，它多位于CPU 插槽旁，离CPU 很近。一般来说，芯片组的名称是以北桥芯片的名称来命名的，例如英特尔845E 芯片组的北桥芯片是82845E，975X 芯片组的北桥芯片是82975X 等。

北桥芯片功能：负责与CPU 的联系并控制内存、显卡数据在北桥内部传输，提供对CPU 的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型和最大容量、AGP 插槽、PCI-E x16、ECC 纠错等支持，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。北桥芯片组915 外形如图2-2 所示。

南桥芯片组：南桥芯片组又称为功能控制芯片组，它离CPU 槽稍远，主要决定扩展槽种类与数量、扩展接口的类型和数量等。

南桥芯片功能：主要是控制一些接口，比如硬盘IDE、SATA 接口，USB 接口等，另外PCI、PCI-E 总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等也是由南桥控制的，由于这些设备的速度都比较慢，所以Intel 将它们分离出来让南桥芯片控制，这样北桥高速部分就不会受到低速设备的影响，可以全速运行。南桥芯片组ICH6R 外形如图2-3 所示。

图2-2　北桥芯片组915

图2-3　南桥芯片组ICH6R

芯片组的生产厂商有Intel（美国）、VIA（中国台湾）、SIS（中国台湾）、ALi（中国台湾）、AMD（美国）、NVIDIA（美国）、ATI（加拿大）等公司。

2.CPU 插座

选择不同的接口方式的CPU，就要选择与之配套的主板。由于CPU 的种类很多，外观和针脚数也不尽相同，故主板上提供的CPU 的插槽的样式也很多。目前比较流行的CPU插槽有Intel 的LGA775、LGA1366、Socket487 等几种，AMD 的Socket940、Socket939、Socket603、Socket604 等几种，典型的4 种插座如图2-4～图2-7 所示。

图2-4　LGA775 插座

图2-5　Socket478

图2-6　Socket603

图2-7　Socket940

LGA 775（Land Grid Array），又叫Socket T，是Intel 公司用作取代Socket478 的接口。支持的CPU 有Pentium 4、Pentium D、部分Prescott 核心的Celeron（Celeron D）以及桌上型的Core 2 CPU。

LGA 1156 又叫Socket H，是Intel Core i3/i5/i7 处理器（Nehalem 系列）的插座。LGA1366 支持酷睿i7 系列CPU。

3.内存插槽

内存插槽是主板上提供的用来安装内存条的插座，它决定了主板所支持的内存类型和容量。常见的插槽有SIMM（Single In-Line Memory Module，单列直插式内存模组）、DIMM（Dual In-Line Memory Module，双列直插式内存模组）、RIMM（Rumbus In-Line Memory Module，Rumbus 直插式内存模组）等几种，如图2-8 所示为SIMM 内存插槽，图2-9 所示为DIMM 内存插槽。

图2-8　SIMM 内存插槽

图2-9　DIMM 内存插槽

内存与主板的通信是通过其端口的“金手指”来实现的。SIMM 是一种两侧金手指传输相同信号的内存结构，最初一次只能传输8 位数据，后逐渐增至16 位、32 位，其中8 位和16 位的SIMM 使用30 线接口，32 位使用72 线接口。目前这种内存插槽已经淘汰，取而代之的是DIMM 插槽。DIMM 插槽两侧的金手指可以传输各自独立的信号，能满足更多数据信号的传送需求。采用DIMM 插槽的内存有两类：SDRAM 和DDR SDRAM。

4.扩展槽

扩展槽也叫作扩充槽，是主板上用于固定扩展卡（如声卡、显卡、网卡等）并将扩展卡连接到系统总线上的插槽。在主板上使用的扩展槽有ISA、PCI、AGP、CNR、AMR、ACR 和PCI Express 等几种，如图2-10～图2-13 所示。

图2-10　PCI 插槽

图2-11　CNR 插槽

图2-12　AMR 插槽

目前，主板上主流的显卡插槽是PCI Express×16 插槽。PCI Express 是新一代的总线接口，而采用此类接口的显卡产品，于2004 年正式面世。PCI Express X16 采用了目前业内流行的点对点串行连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率。在北桥芯片当中添加对PCI-E X16 的支持，能够提供最快为8 GB/s 的带宽。

图2-13　ACR 插槽

PCI 插槽是基于PCI（Peripheral Component Interconnection，外设部件互连）局部总线扩展插槽，其颜色一般为乳白色。PCI 总线是Intel 公司开发的一套局部总线系统。它支持32 位的总线宽度，频率通常是33 MHz，最大数据传输率为133 MB/s（32 位）。PCI用于连接PC 各种板卡的局域总线标准，以及连接声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、USB2.0 卡、IEEE1394 卡、IDE 接口卡、RAID 卡、电视卡、视频采集卡以及其他种类繁多的扩展卡。PCI 插槽是主板的主要扩展插槽，通过插接不同的扩展卡可以获得目前计算机能实现的几乎所有外接功能。

e.SATA（External Serial ATA，外部串行ATA）是SATA 接口的外部扩展规范。e.SATA就是“外置”版的SATA，它是用来连接外部而非内部的SATA 设备。

5．IDE 接口

IDE（Integrated Device Electronics，集成设备电子部件）接口又叫ATA 接口（并行口），常用来接硬盘和光驱等IDE 设备。

IDE 的各种标准都具有向下兼容的特性，如ATA133 就兼容ATA33/66/100 标准。可提供33 MB/s，66 MB/s，100 MB/s 以及133 MB/s 的最大数据传输率。

ATA66 及以上的IDE 接口传输标准，都使用了80 芯专门的IDE 排线，比普通的40芯排线更能增加信号的稳定性。如图2-14 所示为IDE 接口及数据线。

图2-14　IDE 接口及数据线

6.SATA 接口

IDE 接口是传统的并行ATA 传输方式，目前比较流行的串行ATA 传输方式，即Serial ATA，简称SATA（ Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件），用来接硬盘或光驱。与ATA 并行传输方式相比，SATA 传输速度更快，已达到300 MB/s 和600 MB/s，而且SATA 接口非常小巧，排线也很细，更有利于机箱内部空气流动而提高热散热效果。SATA 传输方式还有一个特点就是支持热插拔。SATA 硬盘数据接口是7 针，电源接口是15 针。如图2-15 所示为SATA 接口及数据线。

图2-15　SATA 接口及数据线

7.USB 接口

USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口的发展经历几个阶段，从最开始的USB V0.7 到USB1.1 再到USB3.0，从最开始不被接受到成为目前计算机中的标准扩展接口。USB 接口具有传输速度快（如USB2.0 可达到480 Mb/s）、使用方便、支持热插拔、连接灵活等优点，广泛应用于鼠标、键盘、打印机、摄像头、U 盘、MP3 播放机、手机、移动硬盘、数码相机等外部设备上。图2-16 所示为主板上的USB 插针定义，机箱前面板USB 接口连线需要与此插针对应。

8.IEEE1394 接口

采用一种高速串行总线Fire Wire （火线）规范，IEEE1394 也是一种高效的串行接口标准，功能强大而且性能稳定，支持热插拔和即插即用，主要适用于高速外置式硬盘、数码摄像机等需要高速数据传输的设备。

IEEE1394 接口可以直接当作网卡用来连机，如果主板上没有提供IEEE1394 接口，也可以通过插接IEEE1394 扩展卡的方式来获得此功能。IEEE1394 接口如图2-17 所示。

图2-16　主板上USB 插针定义

(www.chuimin.cn)

图2-17　IEEE1394 接口

9.外置I/O 接口

对外接口是主板上非常重要的组成部分之一，通常位于主板的侧面，通过对外接口可以将计算机的外部设备和周边设备与主机连接起来。主板上的外置I/O 接口如图2-18 所示。

10.BIOS 芯片

BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统）是一组程序，为计算机提供最基本的硬件支持信息。BIOS 芯片是主板上一块长方形或正方形芯片，保存着有关微机系统最重要的基本输入输出程序，包括自诊断程序（完成系统自检和初始化工作）、CMOS 设置程序（对CMOS参数进行设置）、系统自举装载程序（自检成功后将磁盘0 道0 扇区的引导程序装入内存）、主要I/O 设备的驱动程序和中断服务等几个方面的内容。图2-19 所示即为主板上的BIOS 芯片。

图2-18　主板上的外置I/O 接口

11.电池

通过BIOS 设置程序，可以对系统的硬件进行参数的设置。这些设置的内容存储在一块名为CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体）的RAM 芯片上，而RAM 芯片的内容在断电后会自动丢失。RAM 芯片一般集成在南桥内，用来保存当前系统的硬件配置及设置信息。

为了在断电期间维持COMS 的内容不丢失，主板上安装了一个专门为COMS 芯片提供电力支持的锂电池。电池外形像一颗纽扣，使用寿命一般为3～5 年，直流电压3 V。用户如果发现计算机的时间变慢不准时，就表明该电池的使用寿命已完，要及时更换电池，以防电池的电解溶液泄漏而腐蚀主板。主板上锂电池如图2-20 所示。

图2-19　主板上的BIOS 芯片

图2-20　主板上锂电池

12.电源插座

主板为各个扩展卡、接口电路等部件提供了连接线路，而要让这些部件进行工作，还必须给它们提供电力支持，这就需要主板与电源连接了。电源插座就是为了连接主板的电源而提供的插座，它是一个双排20 针的白色长方形插座，有防反插的设计，如图2-21 所示。

图2-21　电源插座

13.跳线

跳线的英文名字为Jumper，它实际上是一个开关。通过跳线，可以改变硬件的相关设置。跳线根据功能不同也可以分成许多种，如内存跳线、CPU 跳线等。不管是哪种跳线，它们的组成大多分成两个部分：一是固定在主板上的两根或两根以上的金属针，二是可以插在金属针上，将两根针接成通路的跳线帽。跳线帽可以移动，外层为绝缘材料，内层为导电材料。跳线帽扣住的两根针通过跳线帽内层的导电体，可以使原来的断开状态（OFF）变成连通状态（ON），从而达到改变相关设置目的。具体不同位置的跳线的连接方式和作用，在主板说明书上有详细的说明。主板上的跳线和DIP 开关（双列直插封装）开关如图2-22 所示。

图2-22　主板上的跳线和DIP 开关

14.面板插座

主板上的面板插座及连线如图2-23 所示。面板插座包括电源开关、复位开关、电源指示灯、PC 喇叭接口和硬盘指示灯等几项。与之相对应的还有一组连线，连线头上分别标注的有相应的英文名称，在进行连接时，要保证连线头上的英文名称与主板上面板插座旁标注的英文名称相一致。不同的主板连接的方式有区别，一般在主板说明书上都有详细的介绍。

图2-23　主板上的面板插座及连线

插头或主板上常见英文标识：①（PWR ON）或PWR SW 是电源开关插针；②RESET SW 是重启开关插针；③（PWR-LED）是电源指示灯插针；④SPEAKER 是机箱喇叭开关插针；⑤（HDD LED）硬盘指示灯插针。

15.CPU 供电单元

主板上的CPU 供电电路在主板上容易辨别，一般为三相或四相供电，包括滤波用的电容、电感、电压调整MOS 场效应管和控制芯片。电感线圈分为全裸电感、半封闭式电感和防磁全屏蔽电感，CPU 供电单元如图2-24 所示。

图2-24　CPU 供电单元

16.SATA 接口控制芯片

主板上常用的SATA 扩展芯片有GIGABYTE SATA2、Marvell 88SE6111、JMB363 等，如图2-25 所示。

图2-25　SATA 接口控制芯片

17.音频控制芯片

对于集成了AC97 软声卡的主板，一般在PCI 插槽上端的主板上能看到一块小小的AC97 芯片，如图2-26 所示。

图2-26　音频控制芯片

18.网卡控制芯片

许多主板上集成了具备网卡功能的芯片（10/100/1000 Mb/s Fast Ethernet 以太网控制器），主板上板载网卡芯片主要有3COM、Realtek、Marvell、VIA 等，板载网卡芯片如图2-27 所示。

图2-27　板载网卡芯片

19.I/O 及硬件监控芯片

I/O（Input/Output，输入与输出）芯片一般位于主板的边缘，体积大，四边都有引脚，负责键盘、鼠标、USB 等主板后部接口的输入输出控制，带电插拔容易损坏该芯片。I/O及硬件监控芯片如图2-28 所示。

图2-28　I/O 及硬件监控芯片

20.时钟发生器

主板上的多数部件的时钟信号都是由时钟发生器提供工作时钟，也可通过分频给主板上不同部件作为工作时钟。时钟发生器是主板时钟电路的核心，如同主板的心脏。如果损坏将使主板不工作。如图2-29 所示为主板上的晶振和时钟芯片。

图2-29　主板上的晶振和时钟芯片

21.S 端子

S 端子（简称S-Video，全称是Separate Video）是视频信号专用输出接口，如图2-30所示。

22.HDMI 接口

最新的主板和显示卡上已经开始配备HDMI（High Definition Multimedia Interface，高清晰多媒体接口）接口插座，如图2-31 所示。

图2-30　S 端子

图2-31　HDMI 接口

【特别提示】

BIOS 与CMOS 关系：BIOS 与CMOS 既相关又不同，BIOS 中的系统设置程序是完成CMOS 参数设置的手段；CMOS RAM 既是BIOS 设定系统参数的存放场所，又是BIOS设定系统参数的结果。因此，完整的说法应该是“通过BIOS 设置程序对CMOS 参数进行设置”。由于BIOS 和CMOS 都与系统设置密切相关，所以在实际使用过程中造成了BIOS 设置和CMOS 设置的说法，其实指的都是同一回事，但BIOS 与CMOS 却是两个完全不同的概念，千万不可搞混淆。