2024年3月18日发(作者:仇涵阳)
主板知识大全
适用类型
主板适用类型,是指该主板所适用的应用类型。针对不同
用户的不同需求、不同应用范围,主板被设计成各不相同的类
型,即分为台式机主板和服务器/工作站主板。
台式机主板
台式机主板,确实是平常大部分场合所提到的应用于PC
的主板,板型是ATX或Micro ATX结构,使用一般的机箱电源,
采纳的是台式机芯片组,只支持单CPU,内存最大只能支持到
4GB,而且一般都不支持ECC内存。存储设备接口也是采纳IDE
或SATA接口,某些高档产品会支持RAID。显卡接口多半差不
多上采纳AGP 4X或AGP 8X,某些高档产品也会采纳AGP Pro
接口以支持某些高能耗的高档显卡。扩展接口也比较丰富,有
多个USB2.0/1.1,IEEE1394,COM,LPT,IrDA等接口以满足
用户的不同需求。扩展插槽的类型和数量也比较多,有多个
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PCI,CNR,AMR等插槽适应用户的需求。部分带有整合的网卡
芯片,有低档的10/100Mbps自适应网卡,也有高档的千兆网
卡。在价格方面,既有几百元的入门级或主流产品,也有一二
千元的高档产品以满足不同用户的需求,。台式机主板的生产
厂商和品牌也特不多,市场上常见的就有几十种之多。
服务器/工作站主板
服务器/工作站主板,则是专用于服务器/工作站的主板产
品,板型为较大的ATX,EATX或WATX,使用专用的服务器机
箱电源。其中,某些低端的入门级产品会采纳高端的台式机芯
片组,例如英特尔的I875P芯片组就被广泛用在低端入门级产
品上;而中高端产品则都会采纳专用的服务器/工作站芯片组,
例如英特尔 E7501,Sever Works GC-SL等芯片组。对服务器
/工作站主板而言,最重要的是高可靠性和稳定性,其次才是
高性能。因为大多数的服务器都要满足每天24小时、每周7
天的满负荷工作要求。由于服务器/工作站数据处理量专门大,
需要采纳多CPU并行处理结构,即一台服务器/工作站中安装
2、4、8等多个CPU;关于服务器而言,多处理器可用于数据
库处理等高负荷高速度应用;而关于工作站,多处理器系统则
能够用于三维图形制作和动画文件编码等单处理器无法实现
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的高处理速度应用。为适应长时刻,大流量的高速数据处理任
务,在内存方面,服务器/工作站主板能支持高达十几GB甚至
几十GB的内存容量,而且大多支持ECC内存以提高可靠性。
服务器主板
服务器主板在存储设备接口方面,中高端产品也多采纳
SCSI接口而非IDE接口,同时支持RAID方式以提高数据处理
能力和数据安全性。在显示设备方面,服务器与工作站有专门
大不同,服务器对显示设备要求不高,一般多采纳整合显卡的
芯片组,例如在许多服务器芯片组中都整合有ATI的RAGE XL
显示芯片,要求稍高点的采纳一般的AGP显卡,甚至是PCI显
卡;而图形工作站对显卡的要求特不高,主板上的显卡接口也
多采纳AGP Pro 150,而且多采纳高端的3DLabs、ATI等显卡
公司的专业显卡,如3DLabs的“野猫”系列显卡,中低端则
采纳NVIDIA的Quandro系列以及ATI的Fire GL系列显卡等
等。在扩展插槽方面,服务器/工作站主板与台式机主板也有
所不同,例如PCI插槽,台式机主板采纳的是标准的33MHz的
32位PCI插槽,而服务器/工作站主板则多采纳64位的PCI
X-66甚至PCI X-133,其工作频率分不为66MHz和133MHz,
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数据传输带宽得到了极大的提高,同时支持热插拔,其电气规
范以及外型尺寸都与一般的PCI插槽不同。在网络接口方面,
服务器/工作站主板也与台式机主板不同,服务器主板大多配
备双网卡,甚至是双千兆网卡以满足局域网与Internet的不
同需求。服务器主板技术要求特不高,因此与台式机主板相比,
生产厂商也就少得多了,比较出名的也确实是英特尔、超微、
华硕、技嘉、泰安、艾崴等品牌,在价格方面,从一千多元的
入门级产品到几万元甚至十几万元的高档产品都有
芯片组
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,假如讲中央
处理器(CPU)是整个电脑系统的心脏,那么芯片组将是整个
躯体的躯干。在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic,
Core的中文意义是核心或中心,光从字面的意义就足以看出
其重要性。关于主板而言,芯片组几乎决定了这块主板的功能,
进而阻碍到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。
芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级不的高低。这
是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一,假如芯片
组不能与CPU良好地协同工作,将严峻地阻碍计算机的整体性
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能甚至不能正常工作。
主板芯片组几乎决定着主板的全部功能,其中CPU的类
型、主板的系统总线频率,内存类型、容量和性能,显卡插槽
规格是由芯片组中的北桥芯片决定的;而扩展槽的种类与数
量、扩展接口的类型和数量(如USB2.0/1.1,IEEE1394,串
口,并口,笔记本的VGA输出接口)等,是由芯片组的南桥决
定的。还有些芯片组由于纳入了3D加速显示(集成显示芯片)、
AC'97声音解码等功能,还决定着计算机系统的显示性能和
音频播放性能等。
现在的芯片组,是由过去286时代的所谓超大规模集成电
路:门阵列操纵芯片演变而来的。芯片组的分类,按用途可分
为服务器/工作站,台式机、笔记本等类型,按芯片数量可分
为单芯片芯片组,标准的南、北桥芯片组和多芯片芯片组(要
紧用于高档服务器/工作站),按整合程度的高低,还可分为整
合型芯片组和非整合型芯片组等等。
台式机芯片组要求有强大的性能,良好的兼容性,互换性
和扩展性,对性价比要求也最高,并适度考虑用户在一定时刻
内的可升级性,扩展能力在三者中最高。在最早期的笔记本设
计中并没有单独的笔记本芯片组,均采纳与台式机相同的芯片
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组,随着技术的进展,笔记本专用CPU的出现,就有了与之配
套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗,良好
的稳定性,但综合性能和扩展能力在三者中却也是最低的。服
务器/工作站芯片组的综合性能和稳定性在三者中最高,部分
产品甚至要求全年满负荷工作,在支持的内存容量方面也是三
者中最高,能支持高达十几GB甚至几十GB的内存容量,而且
其对数据传输速度和数据安全性要求最高,因此其存储设备也
多采纳SCSI接口而非IDE接口,而且多采纳RAID方式提高性
能和保证数据的安全性。
到目前为止,能够生产芯片组的厂家有英特尔(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)、Server Works(美国)
等几家,其中以英特尔和VIA的芯片组最为常见。在台式机的
英特尔平台上,英特尔自家的芯片组占有最大的市场份额,而
且产品线齐全,高、中、低端以及整合型产品都有,VIA、SIS、
ALI和最新加入的ATI几家加起来都只能占有比较小的市场份
额,而且要紧是在中低端和整合领域。在AMD平台上,AMD自
身通常是扮演一个开路先锋的角色,产品少,市场份额也专门
小,而VIA却占有AMD平台芯片组最大的市场份额,但现在却
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收到受到后起之秀NVIDIA的强劲挑战,后者凭借其nForce2
芯片组的强大性能,成为AMD平台最优秀的芯片组产品,进而
从VIA手里夺得了许多市场份额,。而SIS与ALi依旧是扮演
配角,要紧也是在中、低端和整合领域。笔记本方面,英特尔
平台具有绝对的优势,因此英特尔的笔记本芯片组也占据了最
大的市场分额,其它厂家都只能扮演配角以及为市场份额微小
的AMD平台设计产品。服务器/工作站方面,英特尔平台更是
绝对的优势地位,英特尔自家的服务器芯片组产品占据着绝大
多数中、低端市场,而Server Works由于获得了英特尔的授
权,在中高端领域占有最大的市场份额,甚至英特尔原厂服务
器主板也有采纳Server Works芯片组的产品,在服务器/工作
站芯片组领域,Server Works芯片组就意味着高性能产品;
而AMD服务器/工作站平台由于市场份额较小,要紧差不多上
采纳AMD自家的芯片组产品。
芯片组的技术这几年来也是突飞猛进,从ISA、PCI到AGP,
从ATA到SATA,Ultra DMA技术,双通道内存技术,高速前端
总线等等 ,每一次新技术的进步都带来电脑性能的提高。2004
年,芯片组技术又会面临重大变革,最引人注目的确实是PCI
Express总线技术,它将取代PCI和AGP,极大的提高设备带
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宽,从而带来一场电脑技术的革命。另一方面,芯片组技术也
在向着高整合性方向进展,例如AMD Athlon 64 CPU内部差不
多整合了内存操纵器,这大大降低了芯片组厂家设计产品的难
度,而且现在的芯片组产品差不多整合了音频,网络,SATA,
RAID等功能,大大降低了用户的成本
支持CPU类型
是指能在该主板上所采纳的CPU类型。CPU的进展速度相
当快,不同时期CPU的类型是不同的,而主板支持此类型就代
表着属于此类的CPU大多能在该主板上运行(在主板所能支持
的CPU频率限制范围内)。CPU类型从早期的386、486、Pentium、
K5、K6、K6-2、Pentium II、Pentium III等,到今天的Pentium
4、Duron、AthlonXP、至强(XEON)、Athlon 64经历了专门
多代的改进。每种类型的CPU在针脚、主频、工作电压、接口
类型、封装等方面都有差异,尤其在速度性能上差异专门大。
只有购买与主板支持CPU类型相同的CPU,二者才能配套工作。
CPU插槽类型
我们明白,CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行
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工作。CPU通过这么多年的进展,采纳的接口方式有引脚式、
卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口差不多上针脚式
接口,对应到主板上就有相应的插槽类型。不同类型的CPU具
有不同的CPU插槽,因此选择CPU,就必须选择带有与之对应
插槽类型的主板。主板CPU插槽类型不同,在插孔数、体积、
形状都有变化,因此不能互相接插。
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. Socket 775
2. Socket 754
3. Socket 939
4. Socket 940
5. Socket 603
6. Socket 604
7. Socket 478
8. Socket A
9. Socket 423
10. Socket 370
11. SLOT 1
12. SLOT 2
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13. SLOT A
14. Socket 7 Socket 775
Socket 775又称为Socket T,是目前应用于Intel LGA775
封装的CPU所对应的处理器插槽,能支持LGA775封装的
Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D等CPU。Socket 775
插槽与目前广泛采纳的Socket 478插槽明显不同,特不复杂,
没有Socket 478插槽那样的CPU针脚插孔,取而代之的是775
根有弹性的触须状针脚(事实上是特不纤细的弯曲的弹性金属
丝),通过与CPU底部对应的触点相接触而获得信号。因为触
点有775个,比往常的Socket 478的478pin增加许多,封装
的尺寸也有所增大,为37.5mm×37.5mm。另外,与往常的
Socket 478/423/370等插槽采纳工程塑料制造不同,Socket
775插槽为全金属制造,缘故在于这种新的CPU的固定方式对
插槽的强度有较高的要求,同时新的prescott核心的CPU的
功率增加专门多,CPU的表面温度也提高许多,金属材质的插
槽比较耐得住高温。在插槽的盖子上还卡着一块爱护盖。
Socket 775插槽由于其内部的触针特不柔软和纤薄,假
如在安装的时候用力不当就特不容易造成触针的损坏;其针脚
实在是太容易变形了,相邻的针脚专门容易搭在一起,而短路
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有时候会引起烧毁设备的可怕后果;此外,过多地拆卸CPU也
将导致触针失去弹性进而造成硬件方面的完全损坏,这是其目
前的最大缺点。
目前,采纳Socket 775插槽的主板数量并不太多,要紧
是Intel 915/925系列芯片组主板,也有采纳比较成熟的老芯
片组例如Intel 865/875/848系列以及VIA PT800/PT880等芯
片组的主板。只是随着Intel加大LGA775平台的推广力度,
Socket 775插槽最终将会取代Socket 478插槽,成为Intel
平台的主流CPU插槽。
Socket 939
Socket 939是AMD公司2004年6月才公布的64位桌面
平台标准,是目前高端的Athlon 64以及Athlon 64 FX所对
应的插槽标准,具有939个CPU针脚插孔,支持200MHz外频
和1000MHz的HyperTransport总线频率,同时支持双通道内
存技术。
Socket 939目前的配套主板也逐渐增多,将是AMD64位
桌面平台以后的主流平台。
Socket 754
Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平台最初公布时
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的标准插槽,是目前低端的Athlon 64和高端的Sempron所对
应的插槽标准,具有754个CPU针脚插孔,支持200MHz外频
和800MHz的HyperTransport总线频率,但不支持双通道内存
技术。
Socket 754是目前广泛采纳的AMD64位平台标准,与之
配套的主板特不多。关于Socket 754的前途目前众讲纷纭,
有讲随着Socket 939的普及,Socket 754最终会被完全淘汰;
也有讲Socket 754接口的Athlon 64将会完全停产而只保留
Socket 754接口的Sempron的......不管究竟是如何样,由
于AMD64平台的插槽标准过多,而且互不兼容,Socket 754
应该会逐渐被Socket 939所取代。
Socket 940 Socket 940是最早公布的AMD64位平台标准,
是服务器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon 64 FX
所对应的插槽标准,具有940个CPU针脚插孔,支持200MHz
外频和800MHz的HyperTransport总线频率,同时支持双通道
内存技术。
由于Socket 940接口的CPU价格高昂,而且必须搭配昂
贵的ECC内存才能使用,因此其总体采购成本是比较昂贵的。
现在新出的Athlon 64 FX差不多改用Socket 939接口,因此
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Socket 940将会成为Opteron的专用接口。
Socket 478插槽
Socket 478插槽是目前Pentium 4系列处理器所采纳的
接口类型,针脚数为478针。Socket 478的Pentium 4处理
器面积专门小,其针脚排列极为紧密。采纳Socket 478插槽
的主板产品数量众多,是目前应用最为广泛的插槽类型。
Socket 604 与Socket 603相仿,Socket 604仍然是应
用于Intel平台高端的服务器/工作站主板,但与Socket 603
的最大区不是增加了对133MHz外频以及533MHz前端总线频率
的支持,2004年随着Intel64位的支持EM64T技术的Xeon的
公布,又增加了对200MHz外频以及800MHz前端总线频率的支
持。Socket 604插槽能够兼容Socket 603接口的Xeon和Xeon
MP。
Socket 603 Socket 603的用途比较专业,应用于Intel
平台高端的服务器/工作站主板,其对应的CPU是Xeon MP和
早期的Xeon。Socket 603具有603个CPU针脚插孔,只能支
持100MHz外频以及400MHz前端总线频率。Socket 603插槽
并不能兼容Socket 604接口的Xeon。
Socket A插槽
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Socket A接口,也叫Socket 462,是目前AMD公司Athlon
XP和Duron处理器的插座标准。Socket A接口具有462插空,
能够支持133MHz外频。如同Socket 370一样,降低了制造成
本,简化了结构设计。
前端总线频率
总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部
件的一组传输线。通俗的讲,确实是多个部件间的公共连线,
用于在各个部件之间传输信息。人们常常以MHz表示的速度来
描述总线频率。总线的种类专门多,前端总线的英文名字是
Front Side Bus,通常用FSB表示,是将CPU连接到北桥芯片
的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定
的。
北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并和
南桥芯片连接。CPU确实是通过前端总线(FSB)连接到北桥
芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是
CPU和外界交换数据的最要紧通道,因此前端总线的数据传输
能力对计算机整体性能作用专门大,假如没足够快的前端总
线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最
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大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据
带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。目前PC机上所能达到的
前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz
几种,前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据
传输能力越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术
进展专门快,运算速度提高专门快,而足够大的前端总线能够
保障有足够的数据供给给CPU,较低的前端总线将无法供给足
够的数据给CPU,如此就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶
颈。
外频与前端总线频率的区不:前端总线的速度指的是CPU和北
桥芯片间总线的速度,更实质性的表示了CPU和外界数据传输
的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之
上的,也确实是讲,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟
震荡一万万次,它更多的阻碍了PIC及其他总线的频率。之因
此前端总线与外频这两个概念容易混淆,要紧的缘故是在往常
的专门长一段时刻里(要紧是在Pentium 4出现之前和刚出现
Pentium 4时),前端总线频率与外频是相同的,因此往往直
接称前端总线为外频,最终造成如此的误会。随着计算机技术
的进展,人们发觉前端总线频率需要高于外频,因此采纳了
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QDR(Quad Date Rate)技术,或者其他类似的技术实现那个
目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得前
端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高,从此之后前端
总线和外频的区不才开始被人们重视起来。此外,在前端总线
中比较专门的是AMD64的HyperTransport。
目前各种芯片组所支持的前端总线频率(FSB):
Intel平台系列
Intel芯片组:
845、845D、845GL所支持的前端总线频率是400MHz,845E、
845G、845GE、845PE、845GV以及865P、910GL所支持的前端
总线频率是533MHz,而865PE、865G、865GV、848P、875P、
915P、915G、915GV、925X所支持的前端总线频率是800MHz,
925XE所支持的前端总线频率是1066MHz,这是目前PC机最高
的前端总线频率。
VIA芯片组:
P4X266、P4X266A、P4M266所支持的前端总线频率是400MHz,
P4X266E、P4X333、P4X400、P4X533所支持的前端总线频率是
533MHz,PT800、PT880、PM800、PM880所支持的前端总线频
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率是800MHz。
SIS芯片组:
SIS645、SIS645DX、SIS650所支持的前端总线频率是400MHz,
SIS651、SIS655、SIS648所支持的前端总线频率是533MHz,
SIS648FX、SIS661FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS649、SIS656
所支持的前端总线频率是800MHz。
ATI芯片组:
Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP、RX330所支持的前
端总线频率是800MHz。
ULI芯片组:
M1683和M1685所支持的前端总线频率是800MHz。
AMD平台系列
VIA芯片组:
KT266、KT266A、KM266所支持的前端总线频率是266MHz,
KT333、KT400、KT400A、KM400、KN400所支持的前端总线频
率是333MHz,KT600和KT880所支持的前端总线频率是400MHz。
SIS芯片组: SIS735、SIS745、SIS746、SIS740所支持的前
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端总线频率是266MHz,SIS741GX和SIS746FX所支持的前端总
线频率是333MHz,SIS741和SIS748所支持的前端总线频率是
400MHz。
Uli芯片组:
M1647所支持的前端总线频率是266MHz。
nVidia芯片组:
nForce2 IGP、nForce2 400和nForce2 Ultra 400所支持的
前端总线频率是400MHz。
此外,由于AMD64系列CPU内部整合了内存操纵器,其
HyperTransport频率只与CPU接口类型有关,而与主板芯片
组无关,因此其HyperTransport频率的区分是相当简单的:
Socket 754平台的HyperTransport频率是800MHz,Socket 939
平台的HyperTransport频率是1000MHz,而Socket 940平台
的HyperTransport频率也是800MHz
主板结构
由于主板是电脑中各种设备的连接载体,而这些设备的各
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不相同的,而且主板本身也有芯片组,各种I/O操纵芯片,扩
展插槽,扩展接口,电源插座等元器件,因此制定一个标准以
协调各种设备的关系是必须的。所谓主板结构确实是依照主板
上各元器件的布局排列方式,尺寸大小,形状,所使用的电源
规格等制定出的通用标准,所有主板厂商都必须遵循。
主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、
Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。其中,AT和Baby-AT
是多年前的老主板结构,现在差不多淘汰;而LPX、NLX、Flex
ATX则是ATX的变种,多见于国外的品牌机,国内尚不多见;
EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板;ATX是目前市场上
最常见的主板结构,扩展插槽较多,PCI插槽数量在4-6个,
大多数主板都采纳此结构;Micro ATX又称Mini ATX,是ATX
结构的简化版,确实是常讲的“小板”,扩展插槽较少,PCI
插槽数量在3个或3个以下,多用于品牌机并配备小型机箱;
而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构。
1. AT
2. Baby AT
3. ATX
4. Micro ATX
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5. BTX AT结构 在PC推出后的第三年即1984年,IBM公
布了PCAT。AT主板的尺寸为13"×12",板上集成有操纵芯片
和8个I/0扩充插槽。由于AT主板尺寸较大,因此系统单元
(机箱)水平方向增加了2英寸,高度增加了1英寸,这一改
变也是为了支持新的较大尺寸的AT格式适配卡。将8位数据、
20位地址的XT扩展槽改变到16位数据、24位地址的AT扩展
槽。为了保持向下兼容,它保留62脚的XT扩展槽,然后在同
列增加36脚的扩展槽。XT扩展卡仍使用62脚扩展槽(每侧
31脚),AT扩展卡使用共98脚的的两个同列扩展槽。这种
PC AT总线结构演变策略使得它仍能在当今的任何一个PC
Pentium/PCI系统上正常运行。
PC AT的初始设计是让扩展总线以微处理器相同的时钟速
率来运行,即6MHz 的286,总线也是6MHz;8MHz的微处理器,
则总线确实是8MHz。随着微处理器速度的增加,增加扩展总
线的速度也专门简单。后来一些PC AT系统的扩展总线速度达
到了10和12MHz。不幸的是,某些适配器不能以如此的速度
工作或者能专门好得工作。因此,绝大多数的PC AT仍以8或
8.33MHz为扩展总线的速率,在此速度下绝大多数适配器都不
能稳定工作。
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Baby AT
AT主板尺寸较大,板上能放置较多的元件和扩充插槽。
但随着电子元件集成化程度的提高,相同功能的主板不再需要
全AT的尺寸。因此在1990年推出了Baby/Mini AT主板规范,
简称为Baby AT主板。
Baby AT主板是从最早的XT主板继承来的,它的大小为
15"×8.5",比AT主板是略长,而宽度大大窄于AT主板。Baby
AT主板沿袭了AT主板的I/0扩展插槽、键盘插座等外设接口
及元件的摆放位置,而对内存槽等内部元件结构进行了紧缩,
再加上大规模集成电路使内部元件减少,使得Baby AT主板比
AT主板布局紧凑而功能不减。
但随着计算机硬件技术的进一步进展,计算机主板上集成
功能越来越多,Baby AT主板有点不负重荷,而AT主板又过
于庞大,因此专门多主板商又采取另一种折衷的方案,即一方
面取消主板上使用较少的零部件以压缩空间(如将I/0扩展槽
减为7个甚至6个,另一方面将Baby AT主板适当加宽,增加
使用面积,这就形成了众多的规格不一的Baby AT主板。因此
这些主板对差不多I/0插槽、外围设备接口及主板固定孔的位
置不加改动,使得即使是最小的Baby AT主板也能在标准机箱
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上使用。最常见的Baby AT主板尺寸是3/4Baby AT主板
(26.5cm×22cm即10.7"×8.7"),采纳7个I/0扩展槽
ATX结构
由于Baby AT主板市场的不规范和AT主板结构过于陈旧,
英特尔在95年1月公布了扩展AT主板结构,即ATX(AT
extended)主板标准。这一标准得到世界要紧主板厂商支持,
目前差不多成为最广泛的工业标准。97年2月推出了ATX2.01
版。
ATX结构主板
Baby AT结构标准的首先表现在主板横向宽度太窄(一般
为22cm),使得直接从主板引出接口的空间太小。大大限制
了对外接口的数量,这关于功能越来越强、对外接口越来越多
的微机来讲,是无法克服的缺点。其次,Baby AT主板上CPU
和I/0插槽的位置安排不合理。早期的CPU由于性能低、功耗
小,散热的要求不高。而今天的CPU性能高、功耗大,为了使
其工作稳定,必须要有良好的散热装置,加装散热片或风扇,
因而大大增加了CPU的高度。在AT结构标准里CPU位于扩展
槽的下方,使得专门多全长的扩展卡插不上去或插上去后阻碍
CPU风扇运转。内存的位置也不尽合理。早期的计算机内存大
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小是固定的,对安装位置无专门要求。Baby AT主板在结构上
按适应把内存插槽安放在机箱电源的下方,安装、更换内存条
往往要拆下电源或主板,专门不方便。内存条散热条件也不行。
此外,由于软硬盘操纵器及软硬盘支架没有特定的位置,这造
成了软硬盘线缆过长,增加了电脑内部连线的混乱,降低了电
脑的中靠性。甚至由于硬盘线缆过长,使专门多高速硬盘的转
速受到阻碍。ATX主板针对AT和Baby AT主板的缺点做了以
下改进:
• 主板外形在Baby AT的基础上旋转了90度,其几何尺寸改
为30.5cm×24.4cm。
• 采纳7个I/O插槽,CPU与I/O插槽、内存插槽位置更加
合理。
• 优化了软硬盘驱动器接口位置。
• 提高了主板的兼容性与可扩充性。
• 采纳了增强的电源治理,真正实现电脑的软件开/关机和绿
色节能功能。
Micro ATX
Micro ATX保持了ATX标准主板背板上的外设接口位置,
与ATX兼容。
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MATX结构主板
Micro ATX主板把扩展插槽减少为3-4只,DIMM插槽为
2-3个,从横向减小了主板宽度,其总面积减小约0.92平方
英寸,比ATX标准主板结构更为紧凑。按照Micro ATX标准,
板上还应该集成图形和音频处理功能。目前专门多品牌机主板
使用了Micro ATX标准,在DIY市场上也常能见到Micro ATX
主板。
BTX BTX是英特尔提出的新型主板架构Balanced
Technology Extended的简称,是ATX结构的替代者,这类似
于前几年ATX取代AT和Baby AT一样。革命性的改变是新的
BTX规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。新架构
对接口、总线、设备将有新的要求。重要的是目前所有的杂乱
无章,接线凌乱,充满噪音的PC机将专门快过时。因此,新
架构仍然提供某种程度的向后兼容,以便实现技术革命的顺利
过渡。
BTX具有如下特点:
• 支持Low-profile,也即窄板设计,系统结构将更加紧凑;
• 针对散热和气流的运动,对主板的线路布局进行了优化设
计;
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• 主板的安装将更加简便,机械性能也将通过最优化设计。
而且,BTX提供了专门好的兼容性。目前差不多有数种BTX
的派生版本推出,依照板型宽度的不同分为标准BTX
(325.12mm), microBTX (264.16mm)及Low-profile的
picoBTX (203.20mm),以及以后针对服务器的Extended BTX。
而且,目前流行的新总线和接口,如PCI Express和串行ATA
等,也将在BTX架构主板中得到专门好的支持。
值得一提的是,新型BTX主板将通过预装的SRM(支持及
保持模块)优化散热系统,特不是对CPU而言。另外,散热系
统在BTX的术语中也被称为热模块。一般来讲,该模块包括散
热器和气流通道。目前差不多开发的热模块有两种类型,即
full-size及low-profile。
得益于新技术的不断应用,今后的BTX主板还将完全取消
传统的串口、并口、PS/2等接口。
北桥芯片
北桥芯片(North Bridge)是主板芯片组中起主导作用的
最重要的组成部分,也称为主桥(Host Bridge)。一般来讲,
芯片组的名称确实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,875P芯片组的北桥芯片是
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82875P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并操纵内存、AGP、
PCI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(SDRAM,DDR SDRAM以及RDRAM
等等)和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、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。北桥芯片确实是主
板上离CPU最近的芯片,这要紧是考虑到北桥芯片与处理器之
间的通信最紧密,为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北
桥芯片的数据处理量特不大,发热量也越来越大,因此现在的
北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热,有些主板
的北桥芯片还会配合风扇进行散热。因为北桥芯片的要紧功能
是操纵内存,而内存标准与处理器一样变化比较频繁,因此不
同芯片组中北桥芯片是确信不同的,因此这并不是讲所采纳的
内存技术就完全不一样,而是不同的芯片组北桥芯片间确信在
一些地点有差不。
由于差不多公布的AMD K8核心的CPU将内存操纵器集成
在了CPU内部,因此支持K8芯片组的北桥芯片变得简化多了,
甚至还能采纳单芯片芯片组结构。这也许将是一种大趋势,北
桥芯片的功能会逐渐单一化,为了简化主板结构、提高主板的
集成度,也许以后主流的芯片组专门有可能变成南北桥合一的
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单芯片形式(事实上SIS老早就公布了许多单芯片芯片组)。
由于每一款芯片组产品就对应一款相应的北桥芯片,因此
北桥芯片的数量特不多。针对不同的平台,目前主流的北桥芯
片有以下产品(不包括较老的产品而且只对用户最多的英特尔
芯片组作较详细的讲明)
Intel平台
Intel:
845系列芯片组
,
的
除82845E/82845GL/82845G/82845GV/82845GE/82845PE
82845GL以外都支持533MHz FSB(82845GL只支持400MHz FSB),
支持内存方面,所有845系列北桥都支持最大2GB内存。
82845GL/82845E支持DDR 266,其余都支持DDR 333。除
82845GL/82845GV之外都支持AGP 4X规范。865系列芯片组的
82865P/82865G/82865PE/82865GV/82848P,除82865P之外都
支持800MHz FSB,DDR 400(82865P只支持533MHz FSB,DDR
333,除82848P之外都支持双通道内存以及最大4GB内存容量
(82848P只支持单通道最大2GB内存),除82865GV之外都
支持AGP 8X规范;还有目前最高端的875系列的82875P北桥,
支持800MHz FSB,4GB双通道DDR 400以及PAT功能。英特尔
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的芯片组或北桥芯片名称中带有“G”字样的还整合了图形核
心。
比较新的有915/925系列的82910GL、82915P、82915G、
82915GV、82925X和82925XE六款北桥芯片。在支持的前端总
线频率方面,82910GL只支持533MHz FSB,而82925XE则支持
1066MHz FSB,其余的82915P、82915G、82915GV和82925X都
支持800MHz FSB;在内存支持方面,82910GL只支持DDR内存
(DDR 400),82925X和82925XE则只支持DDR2内存(DDR2 533),
其余的82915P、82915G和82915GV都能支持DDR内存(DDR 400)
和DDR2内存(DDR2 533),所有这六款北桥芯片都能支持双通
道内存技术,最大支持4GB内存容量;82910GL、82915G和
82915GV集成了支持DirectX 9.0的Intel GMA900显示芯片
(Intel Graphics Media Accelerator 900);在外接显卡接口
方面,82915P、82915G、82925X和82925XE都提供一条PCI
Express X16显卡插槽,而82910GL和82915GV则不支持独立
的显卡插槽。82925X由于自身尴尬定位的缘故,性能比915
系列强不了多少,而却比82925XE差得多,面临着停产或限产
的命运。
SIS:
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要紧有支持DDR SDRAM内存的SIS648FX、SIS655FX、
SIS655TX、SIS656、SIS649以及集成了SiS Mirage显示芯片
的SIS 661FX。其中,SIS655FX、SIS655TX和SIS656支持双
通道内存技术;SIS648FX、SIS655FX、SIS655TX和SIS 661FX
支持AGP 8X规范,而SIS656和SIS649则支持PCI Express X16
规范;所有这六款北桥芯片都支持DDR 400内存,而SIS 649
则能支持DDR2 533内存,SIS 656更能支持DDR2 667内存。
ATI:
要紧确实是Radeon 9100系列北桥芯片。Radeon 9100 IGP、
Radeon 9100 Pro IGP和RX330这三款北桥芯片都能支持
800MHz FSB、双通道DDR 400内存和AGP 8X规范,Radeon 9100
IGP和Radeon 9100 Pro IGP还集成了支持DirectX 8.1的
Radeon 9200显示芯片。
VIA:
要紧有比较新的PT800/PT880/PM800/PM880以及较早期
的P4X400/P4X333/P4X266/P4X266A/P4X266E/P4M266等等,其
中,VIA芯片组名称或北桥名称中带有“M”字样的还整合了
图形核心(英特尔平台和AMD平台都如此)。PT800、PT880、
PM800和PM880这四款北桥芯片都能支持800MHz FSB和DDR
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400内存,同时都支持AGP 8X规范。其中PT880和PM880支
持双通道内存技术,PM800和PM880还集成了S3 UniChrome Pro
显示芯片。
ULI:
离开芯片组市场多年,目前产品不多,要紧是M1683和
M1685,这两款北桥芯片都能支持800MHz FSB,其中,M1683
支持AGP 8X规范和DDR 500内存,而M1685则支持PCI Express
X16规范和DDR2 667内存
AMD平台
VIA:
除了支持K7系列CPU(Athlon/Duron/Athlon XP)的
KT880/KT600/KT400A以及较早期的
KT400/KM400/KT333/KT266A/KT266/KT133/KT133A外,还有有
K8M800、K8T800、K8T800 Pro、K8T890和K8T890 Pro。其中,
支持K7系列的KT600和KT880支持400MHz FSB、DDR 400内
存和AGP 8X规范,KT880还支持双通道内存技术。支持K8系
列的K8M800和K8T800支持800MHz HyperTransport频率,
K8T800 Pro、K8T890和K8T890 Pro支持1000MHz
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2024年3月18日发(作者:仇涵阳)
主板知识大全
适用类型
主板适用类型,是指该主板所适用的应用类型。针对不同
用户的不同需求、不同应用范围,主板被设计成各不相同的类
型,即分为台式机主板和服务器/工作站主板。
台式机主板
台式机主板,确实是平常大部分场合所提到的应用于PC
的主板,板型是ATX或Micro ATX结构,使用一般的机箱电源,
采纳的是台式机芯片组,只支持单CPU,内存最大只能支持到
4GB,而且一般都不支持ECC内存。存储设备接口也是采纳IDE
或SATA接口,某些高档产品会支持RAID。显卡接口多半差不
多上采纳AGP 4X或AGP 8X,某些高档产品也会采纳AGP Pro
接口以支持某些高能耗的高档显卡。扩展接口也比较丰富,有
多个USB2.0/1.1,IEEE1394,COM,LPT,IrDA等接口以满足
用户的不同需求。扩展插槽的类型和数量也比较多,有多个
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PCI,CNR,AMR等插槽适应用户的需求。部分带有整合的网卡
芯片,有低档的10/100Mbps自适应网卡,也有高档的千兆网
卡。在价格方面,既有几百元的入门级或主流产品,也有一二
千元的高档产品以满足不同用户的需求,。台式机主板的生产
厂商和品牌也特不多,市场上常见的就有几十种之多。
服务器/工作站主板
服务器/工作站主板,则是专用于服务器/工作站的主板产
品,板型为较大的ATX,EATX或WATX,使用专用的服务器机
箱电源。其中,某些低端的入门级产品会采纳高端的台式机芯
片组,例如英特尔的I875P芯片组就被广泛用在低端入门级产
品上;而中高端产品则都会采纳专用的服务器/工作站芯片组,
例如英特尔 E7501,Sever Works GC-SL等芯片组。对服务器
/工作站主板而言,最重要的是高可靠性和稳定性,其次才是
高性能。因为大多数的服务器都要满足每天24小时、每周7
天的满负荷工作要求。由于服务器/工作站数据处理量专门大,
需要采纳多CPU并行处理结构,即一台服务器/工作站中安装
2、4、8等多个CPU;关于服务器而言,多处理器可用于数据
库处理等高负荷高速度应用;而关于工作站,多处理器系统则
能够用于三维图形制作和动画文件编码等单处理器无法实现
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的高处理速度应用。为适应长时刻,大流量的高速数据处理任
务,在内存方面,服务器/工作站主板能支持高达十几GB甚至
几十GB的内存容量,而且大多支持ECC内存以提高可靠性。
服务器主板
服务器主板在存储设备接口方面,中高端产品也多采纳
SCSI接口而非IDE接口,同时支持RAID方式以提高数据处理
能力和数据安全性。在显示设备方面,服务器与工作站有专门
大不同,服务器对显示设备要求不高,一般多采纳整合显卡的
芯片组,例如在许多服务器芯片组中都整合有ATI的RAGE XL
显示芯片,要求稍高点的采纳一般的AGP显卡,甚至是PCI显
卡;而图形工作站对显卡的要求特不高,主板上的显卡接口也
多采纳AGP Pro 150,而且多采纳高端的3DLabs、ATI等显卡
公司的专业显卡,如3DLabs的“野猫”系列显卡,中低端则
采纳NVIDIA的Quandro系列以及ATI的Fire GL系列显卡等
等。在扩展插槽方面,服务器/工作站主板与台式机主板也有
所不同,例如PCI插槽,台式机主板采纳的是标准的33MHz的
32位PCI插槽,而服务器/工作站主板则多采纳64位的PCI
X-66甚至PCI X-133,其工作频率分不为66MHz和133MHz,
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数据传输带宽得到了极大的提高,同时支持热插拔,其电气规
范以及外型尺寸都与一般的PCI插槽不同。在网络接口方面,
服务器/工作站主板也与台式机主板不同,服务器主板大多配
备双网卡,甚至是双千兆网卡以满足局域网与Internet的不
同需求。服务器主板技术要求特不高,因此与台式机主板相比,
生产厂商也就少得多了,比较出名的也确实是英特尔、超微、
华硕、技嘉、泰安、艾崴等品牌,在价格方面,从一千多元的
入门级产品到几万元甚至十几万元的高档产品都有
芯片组
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,假如讲中央
处理器(CPU)是整个电脑系统的心脏,那么芯片组将是整个
躯体的躯干。在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic,
Core的中文意义是核心或中心,光从字面的意义就足以看出
其重要性。关于主板而言,芯片组几乎决定了这块主板的功能,
进而阻碍到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。
芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级不的高低。这
是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一,假如芯片
组不能与CPU良好地协同工作,将严峻地阻碍计算机的整体性
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能甚至不能正常工作。
主板芯片组几乎决定着主板的全部功能,其中CPU的类
型、主板的系统总线频率,内存类型、容量和性能,显卡插槽
规格是由芯片组中的北桥芯片决定的;而扩展槽的种类与数
量、扩展接口的类型和数量(如USB2.0/1.1,IEEE1394,串
口,并口,笔记本的VGA输出接口)等,是由芯片组的南桥决
定的。还有些芯片组由于纳入了3D加速显示(集成显示芯片)、
AC'97声音解码等功能,还决定着计算机系统的显示性能和
音频播放性能等。
现在的芯片组,是由过去286时代的所谓超大规模集成电
路:门阵列操纵芯片演变而来的。芯片组的分类,按用途可分
为服务器/工作站,台式机、笔记本等类型,按芯片数量可分
为单芯片芯片组,标准的南、北桥芯片组和多芯片芯片组(要
紧用于高档服务器/工作站),按整合程度的高低,还可分为整
合型芯片组和非整合型芯片组等等。
台式机芯片组要求有强大的性能,良好的兼容性,互换性
和扩展性,对性价比要求也最高,并适度考虑用户在一定时刻
内的可升级性,扩展能力在三者中最高。在最早期的笔记本设
计中并没有单独的笔记本芯片组,均采纳与台式机相同的芯片
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组,随着技术的进展,笔记本专用CPU的出现,就有了与之配
套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗,良好
的稳定性,但综合性能和扩展能力在三者中却也是最低的。服
务器/工作站芯片组的综合性能和稳定性在三者中最高,部分
产品甚至要求全年满负荷工作,在支持的内存容量方面也是三
者中最高,能支持高达十几GB甚至几十GB的内存容量,而且
其对数据传输速度和数据安全性要求最高,因此其存储设备也
多采纳SCSI接口而非IDE接口,而且多采纳RAID方式提高性
能和保证数据的安全性。
到目前为止,能够生产芯片组的厂家有英特尔(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)、Server Works(美国)
等几家,其中以英特尔和VIA的芯片组最为常见。在台式机的
英特尔平台上,英特尔自家的芯片组占有最大的市场份额,而
且产品线齐全,高、中、低端以及整合型产品都有,VIA、SIS、
ALI和最新加入的ATI几家加起来都只能占有比较小的市场份
额,而且要紧是在中低端和整合领域。在AMD平台上,AMD自
身通常是扮演一个开路先锋的角色,产品少,市场份额也专门
小,而VIA却占有AMD平台芯片组最大的市场份额,但现在却
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收到受到后起之秀NVIDIA的强劲挑战,后者凭借其nForce2
芯片组的强大性能,成为AMD平台最优秀的芯片组产品,进而
从VIA手里夺得了许多市场份额,。而SIS与ALi依旧是扮演
配角,要紧也是在中、低端和整合领域。笔记本方面,英特尔
平台具有绝对的优势,因此英特尔的笔记本芯片组也占据了最
大的市场分额,其它厂家都只能扮演配角以及为市场份额微小
的AMD平台设计产品。服务器/工作站方面,英特尔平台更是
绝对的优势地位,英特尔自家的服务器芯片组产品占据着绝大
多数中、低端市场,而Server Works由于获得了英特尔的授
权,在中高端领域占有最大的市场份额,甚至英特尔原厂服务
器主板也有采纳Server Works芯片组的产品,在服务器/工作
站芯片组领域,Server Works芯片组就意味着高性能产品;
而AMD服务器/工作站平台由于市场份额较小,要紧差不多上
采纳AMD自家的芯片组产品。
芯片组的技术这几年来也是突飞猛进,从ISA、PCI到AGP,
从ATA到SATA,Ultra DMA技术,双通道内存技术,高速前端
总线等等 ,每一次新技术的进步都带来电脑性能的提高。2004
年,芯片组技术又会面临重大变革,最引人注目的确实是PCI
Express总线技术,它将取代PCI和AGP,极大的提高设备带
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宽,从而带来一场电脑技术的革命。另一方面,芯片组技术也
在向着高整合性方向进展,例如AMD Athlon 64 CPU内部差不
多整合了内存操纵器,这大大降低了芯片组厂家设计产品的难
度,而且现在的芯片组产品差不多整合了音频,网络,SATA,
RAID等功能,大大降低了用户的成本
支持CPU类型
是指能在该主板上所采纳的CPU类型。CPU的进展速度相
当快,不同时期CPU的类型是不同的,而主板支持此类型就代
表着属于此类的CPU大多能在该主板上运行(在主板所能支持
的CPU频率限制范围内)。CPU类型从早期的386、486、Pentium、
K5、K6、K6-2、Pentium II、Pentium III等,到今天的Pentium
4、Duron、AthlonXP、至强(XEON)、Athlon 64经历了专门
多代的改进。每种类型的CPU在针脚、主频、工作电压、接口
类型、封装等方面都有差异,尤其在速度性能上差异专门大。
只有购买与主板支持CPU类型相同的CPU,二者才能配套工作。
CPU插槽类型
我们明白,CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行
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工作。CPU通过这么多年的进展,采纳的接口方式有引脚式、
卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口差不多上针脚式
接口,对应到主板上就有相应的插槽类型。不同类型的CPU具
有不同的CPU插槽,因此选择CPU,就必须选择带有与之对应
插槽类型的主板。主板CPU插槽类型不同,在插孔数、体积、
形状都有变化,因此不能互相接插。
1
. Socket 775
2. Socket 754
3. Socket 939
4. Socket 940
5. Socket 603
6. Socket 604
7. Socket 478
8. Socket A
9. Socket 423
10. Socket 370
11. SLOT 1
12. SLOT 2
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13. SLOT A
14. Socket 7 Socket 775
Socket 775又称为Socket T,是目前应用于Intel LGA775
封装的CPU所对应的处理器插槽,能支持LGA775封装的
Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D等CPU。Socket 775
插槽与目前广泛采纳的Socket 478插槽明显不同,特不复杂,
没有Socket 478插槽那样的CPU针脚插孔,取而代之的是775
根有弹性的触须状针脚(事实上是特不纤细的弯曲的弹性金属
丝),通过与CPU底部对应的触点相接触而获得信号。因为触
点有775个,比往常的Socket 478的478pin增加许多,封装
的尺寸也有所增大,为37.5mm×37.5mm。另外,与往常的
Socket 478/423/370等插槽采纳工程塑料制造不同,Socket
775插槽为全金属制造,缘故在于这种新的CPU的固定方式对
插槽的强度有较高的要求,同时新的prescott核心的CPU的
功率增加专门多,CPU的表面温度也提高许多,金属材质的插
槽比较耐得住高温。在插槽的盖子上还卡着一块爱护盖。
Socket 775插槽由于其内部的触针特不柔软和纤薄,假
如在安装的时候用力不当就特不容易造成触针的损坏;其针脚
实在是太容易变形了,相邻的针脚专门容易搭在一起,而短路
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有时候会引起烧毁设备的可怕后果;此外,过多地拆卸CPU也
将导致触针失去弹性进而造成硬件方面的完全损坏,这是其目
前的最大缺点。
目前,采纳Socket 775插槽的主板数量并不太多,要紧
是Intel 915/925系列芯片组主板,也有采纳比较成熟的老芯
片组例如Intel 865/875/848系列以及VIA PT800/PT880等芯
片组的主板。只是随着Intel加大LGA775平台的推广力度,
Socket 775插槽最终将会取代Socket 478插槽,成为Intel
平台的主流CPU插槽。
Socket 939
Socket 939是AMD公司2004年6月才公布的64位桌面
平台标准,是目前高端的Athlon 64以及Athlon 64 FX所对
应的插槽标准,具有939个CPU针脚插孔,支持200MHz外频
和1000MHz的HyperTransport总线频率,同时支持双通道内
存技术。
Socket 939目前的配套主板也逐渐增多,将是AMD64位
桌面平台以后的主流平台。
Socket 754
Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平台最初公布时
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的标准插槽,是目前低端的Athlon 64和高端的Sempron所对
应的插槽标准,具有754个CPU针脚插孔,支持200MHz外频
和800MHz的HyperTransport总线频率,但不支持双通道内存
技术。
Socket 754是目前广泛采纳的AMD64位平台标准,与之
配套的主板特不多。关于Socket 754的前途目前众讲纷纭,
有讲随着Socket 939的普及,Socket 754最终会被完全淘汰;
也有讲Socket 754接口的Athlon 64将会完全停产而只保留
Socket 754接口的Sempron的......不管究竟是如何样,由
于AMD64平台的插槽标准过多,而且互不兼容,Socket 754
应该会逐渐被Socket 939所取代。
Socket 940 Socket 940是最早公布的AMD64位平台标准,
是服务器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon 64 FX
所对应的插槽标准,具有940个CPU针脚插孔,支持200MHz
外频和800MHz的HyperTransport总线频率,同时支持双通道
内存技术。
由于Socket 940接口的CPU价格高昂,而且必须搭配昂
贵的ECC内存才能使用,因此其总体采购成本是比较昂贵的。
现在新出的Athlon 64 FX差不多改用Socket 939接口,因此
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Socket 940将会成为Opteron的专用接口。
Socket 478插槽
Socket 478插槽是目前Pentium 4系列处理器所采纳的
接口类型,针脚数为478针。Socket 478的Pentium 4处理
器面积专门小,其针脚排列极为紧密。采纳Socket 478插槽
的主板产品数量众多,是目前应用最为广泛的插槽类型。
Socket 604 与Socket 603相仿,Socket 604仍然是应
用于Intel平台高端的服务器/工作站主板,但与Socket 603
的最大区不是增加了对133MHz外频以及533MHz前端总线频率
的支持,2004年随着Intel64位的支持EM64T技术的Xeon的
公布,又增加了对200MHz外频以及800MHz前端总线频率的支
持。Socket 604插槽能够兼容Socket 603接口的Xeon和Xeon
MP。
Socket 603 Socket 603的用途比较专业,应用于Intel
平台高端的服务器/工作站主板,其对应的CPU是Xeon MP和
早期的Xeon。Socket 603具有603个CPU针脚插孔,只能支
持100MHz外频以及400MHz前端总线频率。Socket 603插槽
并不能兼容Socket 604接口的Xeon。
Socket A插槽
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Socket A接口,也叫Socket 462,是目前AMD公司Athlon
XP和Duron处理器的插座标准。Socket A接口具有462插空,
能够支持133MHz外频。如同Socket 370一样,降低了制造成
本,简化了结构设计。
前端总线频率
总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部
件的一组传输线。通俗的讲,确实是多个部件间的公共连线,
用于在各个部件之间传输信息。人们常常以MHz表示的速度来
描述总线频率。总线的种类专门多,前端总线的英文名字是
Front Side Bus,通常用FSB表示,是将CPU连接到北桥芯片
的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定
的。
北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并和
南桥芯片连接。CPU确实是通过前端总线(FSB)连接到北桥
芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是
CPU和外界交换数据的最要紧通道,因此前端总线的数据传输
能力对计算机整体性能作用专门大,假如没足够快的前端总
线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最
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大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据
带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。目前PC机上所能达到的
前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz
几种,前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据
传输能力越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术
进展专门快,运算速度提高专门快,而足够大的前端总线能够
保障有足够的数据供给给CPU,较低的前端总线将无法供给足
够的数据给CPU,如此就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶
颈。
外频与前端总线频率的区不:前端总线的速度指的是CPU和北
桥芯片间总线的速度,更实质性的表示了CPU和外界数据传输
的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之
上的,也确实是讲,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟
震荡一万万次,它更多的阻碍了PIC及其他总线的频率。之因
此前端总线与外频这两个概念容易混淆,要紧的缘故是在往常
的专门长一段时刻里(要紧是在Pentium 4出现之前和刚出现
Pentium 4时),前端总线频率与外频是相同的,因此往往直
接称前端总线为外频,最终造成如此的误会。随着计算机技术
的进展,人们发觉前端总线频率需要高于外频,因此采纳了
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QDR(Quad Date Rate)技术,或者其他类似的技术实现那个
目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X,它们使得前
端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高,从此之后前端
总线和外频的区不才开始被人们重视起来。此外,在前端总线
中比较专门的是AMD64的HyperTransport。
目前各种芯片组所支持的前端总线频率(FSB):
Intel平台系列
Intel芯片组:
845、845D、845GL所支持的前端总线频率是400MHz,845E、
845G、845GE、845PE、845GV以及865P、910GL所支持的前端
总线频率是533MHz,而865PE、865G、865GV、848P、875P、
915P、915G、915GV、925X所支持的前端总线频率是800MHz,
925XE所支持的前端总线频率是1066MHz,这是目前PC机最高
的前端总线频率。
VIA芯片组:
P4X266、P4X266A、P4M266所支持的前端总线频率是400MHz,
P4X266E、P4X333、P4X400、P4X533所支持的前端总线频率是
533MHz,PT800、PT880、PM800、PM880所支持的前端总线频
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率是800MHz。
SIS芯片组:
SIS645、SIS645DX、SIS650所支持的前端总线频率是400MHz,
SIS651、SIS655、SIS648所支持的前端总线频率是533MHz,
SIS648FX、SIS661FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS649、SIS656
所支持的前端总线频率是800MHz。
ATI芯片组:
Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP、RX330所支持的前
端总线频率是800MHz。
ULI芯片组:
M1683和M1685所支持的前端总线频率是800MHz。
AMD平台系列
VIA芯片组:
KT266、KT266A、KM266所支持的前端总线频率是266MHz,
KT333、KT400、KT400A、KM400、KN400所支持的前端总线频
率是333MHz,KT600和KT880所支持的前端总线频率是400MHz。
SIS芯片组: SIS735、SIS745、SIS746、SIS740所支持的前
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端总线频率是266MHz,SIS741GX和SIS746FX所支持的前端总
线频率是333MHz,SIS741和SIS748所支持的前端总线频率是
400MHz。
Uli芯片组:
M1647所支持的前端总线频率是266MHz。
nVidia芯片组:
nForce2 IGP、nForce2 400和nForce2 Ultra 400所支持的
前端总线频率是400MHz。
此外,由于AMD64系列CPU内部整合了内存操纵器,其
HyperTransport频率只与CPU接口类型有关,而与主板芯片
组无关,因此其HyperTransport频率的区分是相当简单的:
Socket 754平台的HyperTransport频率是800MHz,Socket 939
平台的HyperTransport频率是1000MHz,而Socket 940平台
的HyperTransport频率也是800MHz
主板结构
由于主板是电脑中各种设备的连接载体,而这些设备的各
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不相同的,而且主板本身也有芯片组,各种I/O操纵芯片,扩
展插槽,扩展接口,电源插座等元器件,因此制定一个标准以
协调各种设备的关系是必须的。所谓主板结构确实是依照主板
上各元器件的布局排列方式,尺寸大小,形状,所使用的电源
规格等制定出的通用标准,所有主板厂商都必须遵循。
主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、
Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。其中,AT和Baby-AT
是多年前的老主板结构,现在差不多淘汰;而LPX、NLX、Flex
ATX则是ATX的变种,多见于国外的品牌机,国内尚不多见;
EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板;ATX是目前市场上
最常见的主板结构,扩展插槽较多,PCI插槽数量在4-6个,
大多数主板都采纳此结构;Micro ATX又称Mini ATX,是ATX
结构的简化版,确实是常讲的“小板”,扩展插槽较少,PCI
插槽数量在3个或3个以下,多用于品牌机并配备小型机箱;
而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构。
1. AT
2. Baby AT
3. ATX
4. Micro ATX
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5. BTX AT结构 在PC推出后的第三年即1984年,IBM公
布了PCAT。AT主板的尺寸为13"×12",板上集成有操纵芯片
和8个I/0扩充插槽。由于AT主板尺寸较大,因此系统单元
(机箱)水平方向增加了2英寸,高度增加了1英寸,这一改
变也是为了支持新的较大尺寸的AT格式适配卡。将8位数据、
20位地址的XT扩展槽改变到16位数据、24位地址的AT扩展
槽。为了保持向下兼容,它保留62脚的XT扩展槽,然后在同
列增加36脚的扩展槽。XT扩展卡仍使用62脚扩展槽(每侧
31脚),AT扩展卡使用共98脚的的两个同列扩展槽。这种
PC AT总线结构演变策略使得它仍能在当今的任何一个PC
Pentium/PCI系统上正常运行。
PC AT的初始设计是让扩展总线以微处理器相同的时钟速
率来运行,即6MHz 的286,总线也是6MHz;8MHz的微处理器,
则总线确实是8MHz。随着微处理器速度的增加,增加扩展总
线的速度也专门简单。后来一些PC AT系统的扩展总线速度达
到了10和12MHz。不幸的是,某些适配器不能以如此的速度
工作或者能专门好得工作。因此,绝大多数的PC AT仍以8或
8.33MHz为扩展总线的速率,在此速度下绝大多数适配器都不
能稳定工作。
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Baby AT
AT主板尺寸较大,板上能放置较多的元件和扩充插槽。
但随着电子元件集成化程度的提高,相同功能的主板不再需要
全AT的尺寸。因此在1990年推出了Baby/Mini AT主板规范,
简称为Baby AT主板。
Baby AT主板是从最早的XT主板继承来的,它的大小为
15"×8.5",比AT主板是略长,而宽度大大窄于AT主板。Baby
AT主板沿袭了AT主板的I/0扩展插槽、键盘插座等外设接口
及元件的摆放位置,而对内存槽等内部元件结构进行了紧缩,
再加上大规模集成电路使内部元件减少,使得Baby AT主板比
AT主板布局紧凑而功能不减。
但随着计算机硬件技术的进一步进展,计算机主板上集成
功能越来越多,Baby AT主板有点不负重荷,而AT主板又过
于庞大,因此专门多主板商又采取另一种折衷的方案,即一方
面取消主板上使用较少的零部件以压缩空间(如将I/0扩展槽
减为7个甚至6个,另一方面将Baby AT主板适当加宽,增加
使用面积,这就形成了众多的规格不一的Baby AT主板。因此
这些主板对差不多I/0插槽、外围设备接口及主板固定孔的位
置不加改动,使得即使是最小的Baby AT主板也能在标准机箱
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上使用。最常见的Baby AT主板尺寸是3/4Baby AT主板
(26.5cm×22cm即10.7"×8.7"),采纳7个I/0扩展槽
ATX结构
由于Baby AT主板市场的不规范和AT主板结构过于陈旧,
英特尔在95年1月公布了扩展AT主板结构,即ATX(AT
extended)主板标准。这一标准得到世界要紧主板厂商支持,
目前差不多成为最广泛的工业标准。97年2月推出了ATX2.01
版。
ATX结构主板
Baby AT结构标准的首先表现在主板横向宽度太窄(一般
为22cm),使得直接从主板引出接口的空间太小。大大限制
了对外接口的数量,这关于功能越来越强、对外接口越来越多
的微机来讲,是无法克服的缺点。其次,Baby AT主板上CPU
和I/0插槽的位置安排不合理。早期的CPU由于性能低、功耗
小,散热的要求不高。而今天的CPU性能高、功耗大,为了使
其工作稳定,必须要有良好的散热装置,加装散热片或风扇,
因而大大增加了CPU的高度。在AT结构标准里CPU位于扩展
槽的下方,使得专门多全长的扩展卡插不上去或插上去后阻碍
CPU风扇运转。内存的位置也不尽合理。早期的计算机内存大
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小是固定的,对安装位置无专门要求。Baby AT主板在结构上
按适应把内存插槽安放在机箱电源的下方,安装、更换内存条
往往要拆下电源或主板,专门不方便。内存条散热条件也不行。
此外,由于软硬盘操纵器及软硬盘支架没有特定的位置,这造
成了软硬盘线缆过长,增加了电脑内部连线的混乱,降低了电
脑的中靠性。甚至由于硬盘线缆过长,使专门多高速硬盘的转
速受到阻碍。ATX主板针对AT和Baby AT主板的缺点做了以
下改进:
• 主板外形在Baby AT的基础上旋转了90度,其几何尺寸改
为30.5cm×24.4cm。
• 采纳7个I/O插槽,CPU与I/O插槽、内存插槽位置更加
合理。
• 优化了软硬盘驱动器接口位置。
• 提高了主板的兼容性与可扩充性。
• 采纳了增强的电源治理,真正实现电脑的软件开/关机和绿
色节能功能。
Micro ATX
Micro ATX保持了ATX标准主板背板上的外设接口位置,
与ATX兼容。
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MATX结构主板
Micro ATX主板把扩展插槽减少为3-4只,DIMM插槽为
2-3个,从横向减小了主板宽度,其总面积减小约0.92平方
英寸,比ATX标准主板结构更为紧凑。按照Micro ATX标准,
板上还应该集成图形和音频处理功能。目前专门多品牌机主板
使用了Micro ATX标准,在DIY市场上也常能见到Micro ATX
主板。
BTX BTX是英特尔提出的新型主板架构Balanced
Technology Extended的简称,是ATX结构的替代者,这类似
于前几年ATX取代AT和Baby AT一样。革命性的改变是新的
BTX规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。新架构
对接口、总线、设备将有新的要求。重要的是目前所有的杂乱
无章,接线凌乱,充满噪音的PC机将专门快过时。因此,新
架构仍然提供某种程度的向后兼容,以便实现技术革命的顺利
过渡。
BTX具有如下特点:
• 支持Low-profile,也即窄板设计,系统结构将更加紧凑;
• 针对散热和气流的运动,对主板的线路布局进行了优化设
计;
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• 主板的安装将更加简便,机械性能也将通过最优化设计。
而且,BTX提供了专门好的兼容性。目前差不多有数种BTX
的派生版本推出,依照板型宽度的不同分为标准BTX
(325.12mm), microBTX (264.16mm)及Low-profile的
picoBTX (203.20mm),以及以后针对服务器的Extended BTX。
而且,目前流行的新总线和接口,如PCI Express和串行ATA
等,也将在BTX架构主板中得到专门好的支持。
值得一提的是,新型BTX主板将通过预装的SRM(支持及
保持模块)优化散热系统,特不是对CPU而言。另外,散热系
统在BTX的术语中也被称为热模块。一般来讲,该模块包括散
热器和气流通道。目前差不多开发的热模块有两种类型,即
full-size及low-profile。
得益于新技术的不断应用,今后的BTX主板还将完全取消
传统的串口、并口、PS/2等接口。
北桥芯片
北桥芯片(North Bridge)是主板芯片组中起主导作用的
最重要的组成部分,也称为主桥(Host Bridge)。一般来讲,
芯片组的名称确实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,875P芯片组的北桥芯片是
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82875P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并操纵内存、AGP、
PCI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(SDRAM,DDR SDRAM以及RDRAM
等等)和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、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。北桥芯片确实是主
板上离CPU最近的芯片,这要紧是考虑到北桥芯片与处理器之
间的通信最紧密,为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北
桥芯片的数据处理量特不大,发热量也越来越大,因此现在的
北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热,有些主板
的北桥芯片还会配合风扇进行散热。因为北桥芯片的要紧功能
是操纵内存,而内存标准与处理器一样变化比较频繁,因此不
同芯片组中北桥芯片是确信不同的,因此这并不是讲所采纳的
内存技术就完全不一样,而是不同的芯片组北桥芯片间确信在
一些地点有差不。
由于差不多公布的AMD K8核心的CPU将内存操纵器集成
在了CPU内部,因此支持K8芯片组的北桥芯片变得简化多了,
甚至还能采纳单芯片芯片组结构。这也许将是一种大趋势,北
桥芯片的功能会逐渐单一化,为了简化主板结构、提高主板的
集成度,也许以后主流的芯片组专门有可能变成南北桥合一的
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单芯片形式(事实上SIS老早就公布了许多单芯片芯片组)。
由于每一款芯片组产品就对应一款相应的北桥芯片,因此
北桥芯片的数量特不多。针对不同的平台,目前主流的北桥芯
片有以下产品(不包括较老的产品而且只对用户最多的英特尔
芯片组作较详细的讲明)
Intel平台
Intel:
845系列芯片组
,
的
除82845E/82845GL/82845G/82845GV/82845GE/82845PE
82845GL以外都支持533MHz FSB(82845GL只支持400MHz FSB),
支持内存方面,所有845系列北桥都支持最大2GB内存。
82845GL/82845E支持DDR 266,其余都支持DDR 333。除
82845GL/82845GV之外都支持AGP 4X规范。865系列芯片组的
82865P/82865G/82865PE/82865GV/82848P,除82865P之外都
支持800MHz FSB,DDR 400(82865P只支持533MHz FSB,DDR
333,除82848P之外都支持双通道内存以及最大4GB内存容量
(82848P只支持单通道最大2GB内存),除82865GV之外都
支持AGP 8X规范;还有目前最高端的875系列的82875P北桥,
支持800MHz FSB,4GB双通道DDR 400以及PAT功能。英特尔
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的芯片组或北桥芯片名称中带有“G”字样的还整合了图形核
心。
比较新的有915/925系列的82910GL、82915P、82915G、
82915GV、82925X和82925XE六款北桥芯片。在支持的前端总
线频率方面,82910GL只支持533MHz FSB,而82925XE则支持
1066MHz FSB,其余的82915P、82915G、82915GV和82925X都
支持800MHz FSB;在内存支持方面,82910GL只支持DDR内存
(DDR 400),82925X和82925XE则只支持DDR2内存(DDR2 533),
其余的82915P、82915G和82915GV都能支持DDR内存(DDR 400)
和DDR2内存(DDR2 533),所有这六款北桥芯片都能支持双通
道内存技术,最大支持4GB内存容量;82910GL、82915G和
82915GV集成了支持DirectX 9.0的Intel GMA900显示芯片
(Intel Graphics Media Accelerator 900);在外接显卡接口
方面,82915P、82915G、82925X和82925XE都提供一条PCI
Express X16显卡插槽,而82910GL和82915GV则不支持独立
的显卡插槽。82925X由于自身尴尬定位的缘故,性能比915
系列强不了多少,而却比82925XE差得多,面临着停产或限产
的命运。
SIS:
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要紧有支持DDR SDRAM内存的SIS648FX、SIS655FX、
SIS655TX、SIS656、SIS649以及集成了SiS Mirage显示芯片
的SIS 661FX。其中,SIS655FX、SIS655TX和SIS656支持双
通道内存技术;SIS648FX、SIS655FX、SIS655TX和SIS 661FX
支持AGP 8X规范,而SIS656和SIS649则支持PCI Express X16
规范;所有这六款北桥芯片都支持DDR 400内存,而SIS 649
则能支持DDR2 533内存,SIS 656更能支持DDR2 667内存。
ATI:
要紧确实是Radeon 9100系列北桥芯片。Radeon 9100 IGP、
Radeon 9100 Pro IGP和RX330这三款北桥芯片都能支持
800MHz FSB、双通道DDR 400内存和AGP 8X规范,Radeon 9100
IGP和Radeon 9100 Pro IGP还集成了支持DirectX 8.1的
Radeon 9200显示芯片。
VIA:
要紧有比较新的PT800/PT880/PM800/PM880以及较早期
的P4X400/P4X333/P4X266/P4X266A/P4X266E/P4M266等等,其
中,VIA芯片组名称或北桥名称中带有“M”字样的还整合了
图形核心(英特尔平台和AMD平台都如此)。PT800、PT880、
PM800和PM880这四款北桥芯片都能支持800MHz FSB和DDR
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400内存,同时都支持AGP 8X规范。其中PT880和PM880支
持双通道内存技术,PM800和PM880还集成了S3 UniChrome Pro
显示芯片。
ULI:
离开芯片组市场多年,目前产品不多,要紧是M1683和
M1685,这两款北桥芯片都能支持800MHz FSB,其中,M1683
支持AGP 8X规范和DDR 500内存,而M1685则支持PCI Express
X16规范和DDR2 667内存
AMD平台
VIA:
除了支持K7系列CPU(Athlon/Duron/Athlon XP)的
KT880/KT600/KT400A以及较早期的
KT400/KM400/KT333/KT266A/KT266/KT133/KT133A外,还有有
K8M800、K8T800、K8T800 Pro、K8T890和K8T890 Pro。其中,
支持K7系列的KT600和KT880支持400MHz FSB、DDR 400内
存和AGP 8X规范,KT880还支持双通道内存技术。支持K8系
列的K8M800和K8T800支持800MHz HyperTransport频率,
K8T800 Pro、K8T890和K8T890 Pro支持1000MHz
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