电脑硬件知识科普第01课,主板简介

摘要:
本章的内容结构如下:本章将介绍主板的基本知识。1.主板概述(英文motherboard,Mainboard,简称Mobo);也称为主板、系统板、逻辑板、主板、背板等,是构成复杂电子系统(如微型计算机)中心的主电路板。简而言之,主板是由集成电路和插槽组成的电路板,为其他计算机硬件提供安装位置、电源等功能。下图显示了主板的各种插槽和插槽。主板上的通用插槽和插座下图显示了主板背板I/O(输入/Ou

本篇内容结构如下:

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本篇将介绍主板的基础知识

1. 概述

主板(英语Motherboard, Mainboard,简称Mobo);又称主机板、系统板、逻辑板、母板、底板等,是构成复杂电子系统例如微型计算器的中心的主电路板。

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简单来说,主板是由集成电路和插槽构成的电路板,为其他电脑硬件提供安装位置、供电和其他功能。如下图所示为主板的各种插槽和插座。

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主板上常用的插槽和插座

下图所示为主板背板I/O(Input/Output)上的各种接口。

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主板的背板I/O接口

主板上大部分插槽的名字反映了该插槽的功能,通俗易懂。例如背板I/O(Input/Output)接口上包含的USB、VGA视频接口、HDMI接口、RJ45网络接口,音频接口等对应连接指定的设备;SATA接口用于连接SATA接口的硬盘;开/关机插座与机箱上的接口线连接,为机箱提供电源键、USB、音频等功能。

2. 分类

主板多以其芯片组分类的。芯片是有处理能力的集成电路,芯片组就是由多块芯片构成的芯片集。过去,芯片组有两名成员:在主板上方靠近CPU的北桥(也称主桥,North Bridge,NB)芯片和右下方与PCI槽相邻的南桥(South Bridge,SB)芯片,如下图所示。

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主板上的南桥和北桥芯片

北桥芯片主要控制CPU与内存之间的数据传输,南桥芯片主要控制I/O(Input/Output)接口。随着成本和稳定性的需要,北桥的部分功能如内存控制器和核心显卡一样被集成到CPU中,剩余功能与南桥集成在一起,在主板上形成看起来只有南桥芯片的样貌,称为单桥(PCH,Platform controller Hub),如下图所示。

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主板上的PCH芯片

过去,南桥芯片肩负着CPU运算的重任,故芯片组均以南桥芯片的类型命名,如H81、B85、Z87等。相应地,也把搭载不同芯片组的主板简称为H81主板、B85主板等,便形成了主板的分类。

不同芯片组,主板所承载的硬件规格不同

一般来说,更高端的芯片组,可承载的其他硬件规格就更高。如100系列主板(包括Z170、B150等)可支持DDR4内存,如下图所示。

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Intel B150主板可支持DDR4内存

此外,不同芯片组支持的最大内存频率、M.2接口的支持与否等也各有不同。 
不同芯片组,主板所承载的硬件数量不同

更高端的芯片组,可承载的硬件数量就更多。例如,如H81主板只有2个内存插槽,也就只能插两条内存,如下图所示。

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Intel H81主板

而B85主板则拥有最多4个内存插槽,如下图所示。

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Intel B85主板

此外,USB接口数、PCI-E总线数、SATA接口数等各种接口数量上,不同芯片所搭载的数量也有区别。

不同芯片组,主板的拓展功能不同

更高端的芯片组,拓展性更强。例如B85等非旗舰芯片组难以进行多显卡SLI(让两块或者多块显卡协同工作,即显卡交火,如下图所示),不仅是因为其PCI-E总线数不足,而且本身芯片组就对SLI进行了限制。

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双显卡SLI

3. 品牌

与CPU市场不同,主板市场并非由少数厂家支撑,而是百家争鸣。不同的品牌,做工、品牌理念、面向用户和定位都是不同的。

根据成立时间、市场份额、产品线完整度和官方网店等特点,可以将目前市场上常见的主板品牌分为知名品牌(一线和二线)和其他品牌。

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华硕(ASUS)

华硕计算机股份有限公司(英语:ASUSTeK Computer Inc.,以ASUS之名营销于市场),简称华硕计算机或华硕,是一家总部设于中国台北市北投区的台湾跨国硬件及电子组件公司。该公司也是一家OEM制造商。

华硕是世界上第一大主板制造商。

官网地址:www.asus.com.cn

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玩家国度(ROG,Republic of Gamers)是自2006年以来由ASUS使用的一个电竞品牌,包括一系列主要面向PC游戏的高规格计算机硬件,个人电脑,外围设备和配件。

技嘉(GIGABYTE)

技嘉科技(GIGABYTE Technology)是台湾的计算机硬件生产商之一,以主板产品为主力。是全球第二大主板制造商。

官网地址:www.gigabyte.cn

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AORUS是技嘉科技旗下的一个高端电竞品牌。2017年,技嘉正式把AORUS作为子品牌切入到主板市场。至此,AORUS以主板、笔记本电脑和显卡为主,覆盖全方位电竞产品的高端品牌初步形成。

微星(MSi)

微星科技 (MSI)是一家台湾跨国科技公司,初期以主板、显示适配器为主要产品。2000-2016年,MSI长期位列全球前四大主板制造商。

官网地址:cn.msi.com

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七彩虹(Colorful)

七彩虹前身叫做世和资讯,初期主要代理台湾、美国的计算机产品。1999年2月,推出自主板卡品牌七彩虹(Colorful)。2003年推出计算机周边品牌鑫谷(Sego),隶属于七彩虹科技。

官网地址:www.colorful.cn

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EVGA

EVGA是一家主要供应基于NVIDIA显示核心的显示适配器生产商,是NVIDIA的AIC合作伙伴之一,产品在全球多个国家贩卖。

官网地址:cn.evga.com

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在NVIDIA取消nForce芯片组的研发后,EVGA也开始销售基于Intel芯片组的主板。EVGA主板产品大都定位于高端,面向顶级玩家或工作站。

映泰(BIOSTAR)

映泰是一家总部位于中国台湾的计算机主板制造商。其的市场份额长期处于前四之外,属于二线品牌。

官网地址:www.biostar.cn

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华擎(ASRock)

华擎科技(英语: ASRock)成立于2002年, 2008年改隶属于和硕联合科技(和硕是华硕的子公司)。其主力产品包括个人计算机主板、迷你计算机与准系统等。

官网地址:www.asrock.cn

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精英(ECS)

精英是一家总部位于台湾的计算机主板制造商。精英曾一度是全球排名前四的主板制造商,但随后跌至二线品牌。

官网地址:www.ecs.com.cn

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除了上面介绍的主板品牌以外,目前市场上还有昂达(ONDA)、铭瑄(Maxsun)、翔升(pcasl)、捷波(JETWAY)、盈通(YESTON)、盘正(SUPoX)、富士康(FOXCONN)、英特尔(Intel)、顶星(Topstar)、索泰(Zotac)、昂台(ONTAI)、钻石(DFI)、信步(seavo)、影驰(GALAXY)、微升(MIS)、建碁(AOpen)、蓝宝(SAPPHIRE)、立人(e.mini)、杰和(Giada)等其他主板品牌。
4. 选购

在选购主板时,选择合适的主板芯片组其实很简单。下面围绕下图所示就同一个芯片组的主板到底能有什么区别进行介绍。

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选购主板时应考虑的问题

板型

板型是主板与主板之间最直观的区别,常见的板型由大到小分别为XL-ATX,ATX,M-ATX,ITX。这里的命名是比较混乱的,尤其在电商购买时往往分类不标准:

  • XL-ATX一般也记为E-ATX;
  • ATX也称Standard-ATX,是标准板型;
  • M-ATX即Micro-ATX,其实包括正宗的M-ATX和μ-ATX:M-ATX为正方形;μ-ATX为宽度比M-ATX小的长方形,尺寸比M-ATX更小;
  • ITX又称Mini-ITX;
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在购买主板时应注意:尺寸小的主板,其插槽也会相对较少。其中M-ATX主板一般瞄准低端市场,用料也会比较低端,价格上一般比较便宜。ITX主板用于组装小巧精致的Mini台式电脑,这类台式电脑更多是为了美观而设计的,所以某些主板厂商瞄准这些高端用户推出用料精良的高端ITX主板,所以采用ITX主板的某些计算机产品可能比采用ATX主板的台式电脑还贵。

背板I/O接口

不同的主板芯片组可支持的I/O接口的类型和数量是不同的,另外,I/O接口也由主板厂商的设计决定,例如:

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华硕TUF B360M-PLUS GAMING S 游戏主板

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微星B360M MORTAR迫击炮 电竞主板

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技嘉B360 M AORUS PRO游戏主板

同为并B360主板,华硕、微星和技嘉的产品在I/O接口的数量和型号上就不一样。I/O接口的差异影响着实用性,购买主板时应仔细比较,并判断自己所需要的I/O接口。

供电模块

电力从电源传输到主板,主板进行稳流和调制后传输给各个硬件,供电模块的作用便是为硬件提供稳定、纯净的电流。供电模块的构成比较复杂,普通用户一般只关注供电相数、电子元件的质量等。其中电子元件的质量取决于生产元件的厂家,主板厂商一般会把所用的元件品牌型号列出,这里不予讨论,仅讨论供电相数。

  • 供电相数:一相供电由一个电感,一个电容和一对MOS管组成,用于滤波、稳流。随着CPU性能的增强,对供电的要求越来越高,主板的供电相数也越做越多。
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供电相数多,自然可以提供更稳定的电流。但过多也是有弊端的:首先,电子元件多了,价格自然也贵。其次,电子元件的增加使电路变复杂,后果便是主板设计更加困难。
内存插槽

购买主板时内存插槽的数量是需要关注的。尤其是分类模糊的M-ATX主板中,μ-ATX板型的主板一般仅有两根内存插槽,购买前应看清楚。

SATA接口

主板上的SATA接口是连接硬盘的接口,其数量和种类是关键。SATA接口也分为2.0和3.0版本,后者传输速度较高。不同主板提供的SATA接口种类和数量可能不同,购买时应注意。

PCH设计

同一芯片组的情况下,有些主板总是比其他主板便宜,乍一看可能会让一些用户不知所以然,其实可能是其PCH设计偷工减料。这里主要是指PCH散热设计。

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上图为PCH处采用了主动散热的主板,PCH散热设计和供电模块散热设计一样,体现了主板厂商的设计思路和供电模块散热相似,我们并不能通过PCH散热的有无判断主板在使用过程中会不会出问题,中低端主板的散热并非十分必要,而是锦上添花的设计。但对于高端主板,面对高强度使用的消费者,主板设计的这些小细节有时还是能让许多用户对之青睐。

PCI-E接口

PCI-E接口是许多用户都很关心的接口,毕竟显卡、无线网卡、采集器等硬件都需要它,不同主板的PCI-E接口数量和种类可能不同,应按需选购。

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对于普通用户而言,PCI-E接口的数量和种类并不十分重要,在其中安装一个独立显卡或无线网卡是一般用户使用PCI-E接口的需求。但对于高端计算机用户来说,如果要在电脑上设置多卡SLI或CF、视频采集卡、无线网卡等时,主板上PCI-E插槽的数量还是十分重要的。

其他芯片
  • 声卡芯片:一些主板品牌会推出特殊的声卡芯片。例如映泰的Hi-Fi系列主板,通过优质声卡、电容、金属分割线和金属屏蔽等设计,提供所谓的Hi-Fi级音效。
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上图所示标注出的音频模块,可以看到声卡设计有金属屏蔽罩,电容和放大芯片区域由金属走线隔离,为用户提供Hi-Fi音效(即“高保真”音效)。
  • 网卡芯片:比较有名气的便是Bigfoot Networks为网游打造的Killer杀手网卡。
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虽然Killer网卡并非所有游戏主板的标配,也并非比把别的网卡强大许多,但“杀手网卡”4个字打在主板宣传上页足矣吸引很多消费者买单。
其他功能

相对于前面各项主板硬件之外,主板的生产厂商为主板设计的各种特色功能也是五花八门,并且一般都能抓住用户选购主板的“痛点”。例如:游戏加持、主板稳定性加持、网络加持等等。在选购时,用户可以根据自己的需求选择,这里不详细介绍。

至此,主板的功能、分类和异同就介绍清楚了。相信选购主板已经没有大碍了。再总结一下选购主板的步骤。

  • 第一步:选择芯片组
  • 第二步:选择价位。
  • 第三步:比较同价位的产品。

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