什么是主板？

主板是计算机或笔记本电脑中主要的印刷电路板（PCB），充当连接众多硬件组件的中央枢纽。它为CPU（中央处理单元）、RAM（随机存取存储器）、存储设备、显卡和其他关键硬件提供电气和物理连接。主板还包含用于USB设备、网络和音频等外围设备的连接器和端口。

它充当通信骨干，使所有这些组件能够协同工作，并使计算机系统或笔记本电脑能够运行。本质上，主板是构建计算机的基础，并在确定系统的兼容性和性能方面发挥着至关重要的作用。

主板是计算机的主板和基础，也称为mboard、mobo、mainboard、modb、base board、backplane board、system board、planar board或main circuit board。在苹果电脑上，它被称为逻辑板。

CPU、内存RAM扩展槽、ROM、USB端口和PCI槽连接在计算机主板上。它提供了RAM、CPU和所有其他硬件组件之间的连接。

此外，它还包含键盘、鼠标、硬盘和DVD驱动器等设备的控制器。每个主板都有一个芯片组，即控制器和芯片的集合。每个新主板在其开发时都使用新的芯片组。虽然这些主板通常比前代产品更快、效率更高，但旧组件通常无法与新芯片组兼容。

主板：您电脑的核心

主板，通常称为主板或系统板，是任何笔记本电脑或计算机系统中的关键组件。它作为所有其他硬件组件连接和交互的基础，在系统的功能、整体性能和可扩展性方面发挥着至关重要的作用。在本文中，我们将深入探讨主板领域，探讨其历史、组件、外形规格以及它们在现代计算中所起的关键作用。

市面上有多种主板，它们设计用于适应不同类型和尺寸的计算机。并非所有主板都能与所有类型的内存和处理器配合使用，因为它们被设计成与特定类型的内存和处理器配合使用。

1981年，第一块主板被用于IBM个人电脑。当时，IBM称之为“planar”，而不是主板。

主板历史

• 1981年，第一块主板被用于IBM电脑，最初称为planar。
• 1984年8月，IBM推出了全AT主板外形规格。
• 1985年，Baby AT主板外形规格发布。
• 1987年，Western Digital开发了LPX主板外形规格。
• 1995年7月，Intel发布了首个ATX主板规范版本。
• 1997年3月，Intel（与DEC和IBM联合开发）开发了NLX外形规格。
• 1997年11月，FIC发布了首款支持AGP的主板，Intel于1997年8月也发布了。
• 1997年12月，Intel推出了microATX主板及规范。
• 1998年9月，Intel发布了WTX主板外形规格。
• 1999年，Intel推出了FlexATX主板外形规格。
• 2000年，Kontron推出了ETX主板规范。
• 2001年，TQ-Components推出了UTX主板外形规格。
• 2001年11月，VIA Technologies开发并推出了Mini-ITX外形规格。
• 2003年，PCI-SIG推出了PCI Express标准。随后，支持PCI Express插槽的主板也于2003年推出。
• 2003年3月，Nano-ITX主板外形规格发布。
• 2004年，NVIDIA发布了SLI技术，允许主板连接两块显卡。
• 2004年2月，Intel发布了BTX外形规格及主板规范。此外，2004年还推出了PicoBTX和microBTX外形规格。
• 2004年3月，发布了Mobile-ITX主板外形规格。
• 2005年，PICMG（一个由150多家公司组成的组织）推出了COM Express外形规格。
• 2005年，推出了XTX主板外形规格及规范。
• 2006年，推出了一款用于游戏电脑、支持双显卡的microATX主板，同年Supermicro也推出了SWTX主板外形规格。
• 2007年4月，推出了Pico-ITX主板外形规格。
• 2007年1月，AMD开发了DTX外形规格；同年还推出了Mini-DTX外形规格。
• 2010年，EVGA推出了HPTX主板外形规格。

出乎意料的是，硬件开关回归用于管理BIOS显示，这是对纯软件解决方案的一种反击。EATX外形规格也已成为发烧友平台上的热门选择，因为它提供了无与伦比的扩展可能性。未来，我们可能会看到首次采用PCIe 6.0兼容设计，尽管普及可能还需要数年时间。

主板组件

下面列出了所有主板组件。一些常见组件解释如下：

• 散热器
• 并行端口
• 背板连接器
• 电容器
• 北桥
• 南桥
• 跳线
• 集成电路
• PCI插槽
• 4针电源连接器
• 电感器
• CPU插槽
• 3针机箱风扇连接器
• 螺丝孔
• RAID
• 系统面板连接器
• 串行端口连接器
• USB接口
• 1394接口
• SPDIF
• 内存插槽
• SATA接口
• Super Input/Output（超级输入/输出）
• 软驱接口
• IDE / ATA硬盘主接口

散热器：它是一种带有内置风扇的设备，用于将处理器、CPU等热组件保持在适当的温度。它连接到处理器上，由铜或铝合金等金属制成。主动式和被动式是散热器的两种类型。风扇和散热器的组合称为主动散热器，没有风扇的散热器称为被动散热器。此外，它还用于制冷和空调系统、GPU和显卡处理器，主要用于所有CPU。

并行端口：大多数旧打印机使用并行端口进行连接。它使用多条线一次发送或接收一组数据位，而串行端口使用一条线。此外，并行端口使用25针母头DB连接器。

背板连接器：它是一种连接器，指定了连接器与插孔或端口之间的连接。例如，鼠标、键盘、显示器在使用前都必须连接到计算机。

电容器：它是一种双端电子元件，用于在电场中静电存储能量。它最初称为电容器。当直流电（DC）进入电容器时，一个极板或一组极板会产生正电荷，而另一个极板会产生负电荷。电容器通常用于电子电路中，以阻止直流电并允许交流电通过。

北桥：它是主板芯片组中的一个集成电路，负责在AGP、CPU接口和内存之间提供连接。与南桥不同，它直接连接到CPU接口、AGP和内存。北桥的主要任务是通过总线提供CPU和外部设备之间的通信。

南桥：它是主板上的一个集成电路，设计用于单一功能并以单一单元制造。它对于I/O控制器、硬盘控制器和集成硬件很重要。

跳线：它是一个微小的金属连接器，允许计算机闭合电路，从而使电流流向电路板的某些区域。它包含一组可以用跳线帽覆盖的小针脚。它也是双列直插式开关的替代品，包含两个或多个连接点，用于控制电路板。

集成电路：它是一个小芯片，也称为单片集成电路、微芯片或裸芯片。它充当振荡器、放大器、微处理器甚至内存。它包含多个电路、通路、逻辑门和其他组件，它们协同工作以执行特定功能。

1952年5月7日，第一块IC由英国雷达工程师Geoffrey Dummer推出。后来，Jack Kilby和Robert Noyce对其进行了开发，并于1958年9月12日成功演示。

PCI插槽：它允许用户向台式电脑添加内部组件。1992年，它由Intel设计和推出。它代表外围组件互连（Peripheral Component Interface），用于连接调制解调器、声卡、显卡和网络硬件卡等PCI设备。

内存插槽：内存插槽允许将计算机内存（RAM）插入计算机。大多数主板包含两个到四个内存插槽，指定了计算机的RAM类型。台式电脑最常见的RAM类型是DDR SDRAM，笔记本电脑为SODIMM，包括不同类型和速度。

USB接口：它是主板上的一组针脚，允许向计算机添加额外的USB端口。

Super I/O（超级输入/输出）：它是一种集成电路，开始用于个人电脑主板。它曾经出现在扩展卡上，并于20世纪80年代末推出。后来，它被嵌入到主板中，集成了各种低带宽设备的接口。它处理不那么重要的计算机输入/输出设备，如串行端口UART、入侵检测、游戏端口、红外线、软盘控制器等。

串行端口连接器：它是一种接口，用于在计算机上一次传输或接收一位数据。大多数IBM兼容计算机将串行端口作为通信端口。例如，调制解调器可能连接到COM端口1，鼠标连接到COM端口2。

SATA接口：它是用于IBM兼容计算机的并行ATA接口的替代品，代表串行AT附件 (serial AT attachment)。SATA的第一个版本1.0于2001年8月推出。在一个磁盘阵列中，它能够为每个驱动器提供1.5 Gbps的性能。它提供了一个小电缆，有助于简化线缆布线。此外，与ATA驱动器使用的旧扁平电缆相比，它提供了更好的气流。

系统面板连接器：它通常被称为fpanel或前面板连接器，用于控制计算机的重置按钮、电源按钮、机箱扬声器、键盘锁和LED。它包含两条颜色编码的电线，有助于识别它们需要连接到主板前面板的位置。有不同类型的系统面板电缆，如HDD LED、PLED、PWRSW、Reset SW、Speaker等。

主板外形规格

主板外形规格是其整体形状和尺寸的规范。它有助于防止许多硬件制造商之间的不兼容。它还决定了电源类型、支持的机箱、主板的物理布局和组织以及安装孔的位置。此外，如果您自己构建计算机系统，外形规格非常重要，因为它规定了计算机系统的正确机箱和组件。如今，ATX是台式电脑最常见的形式因素。主板有不同类型的形式因素，如下所示：

1. AT & Baby AT：1997年之前，IBM电脑使用非常大的主板。后来，随着时间的推移，主板尺寸减小，并发布了使用AT（Advanced Technology）外形规格的扩展主板。1984年8月，IBM推出了AT主板外形规格，并在20世纪80年代广泛使用。AT的尺寸为12"宽x 13.8"深，很少使用，已被ATX和Baby AT取代。
   1985年，IBM推出了Baby AT主板，它是AT主板的替代品，也称为BAT。它一直使用到20世纪90年代，与286、386、486和Pentium电脑一起使用。Baby AT的宽度为8.57"，深度为13.04"，与原始的IBM XT主板非常相似。它主要为键盘和鼠标等外围设备设计。
2. ATX：它代表Advanced Technology eXtended，于1995年7月首次由Intel发布。它是一种用于规定主板和尺寸以改进标准化的规范。它包含不同版本；2.01版本于1997年2月推出，2.03版本于2000年5月发布。2002年6月发布了2.1版本，2004年2月发布了2.2版本。直到1996年中期，ATX主板在市场上才流行起来，当时它们开始在新系统中取代Baby-AT主板。标准ATX或全ATX的尺寸为12"宽x 9.6"深。ATX外形规格也有一些改进，例如用于电源的单一20针连接器，驱动器托架与主板之间的重叠减少，以及直接焊接到主板上的集成I/O端口连接器。
3. BTX（Balanced Technology Extended）：BTX是一种主板外形规格，于2003年9月17日宣布作为ATX的替代品。2004年2月，BTX的第一个版本1.0推出。BTX包含的特性包括更高效的布局以方便散热，低矮的外形，支持高质主板组件，以及可扩展的板以适应多种系统尺寸。Intel于2006年9月宣布停止BTX的所有未来开发。它被开发出来是为了提供PCI Express、ATA和USB 2.0等优势。
   此外，它使用直线式气流，并允许交换内存插槽和扩展插槽的位置。其主要组件，如芯片组、图形控制器和处理器，使用相同的气流，从而减少了系统中所需的风扇数量；因此，不必要的噪音也减少了。行业将ATX外形规格视为标准，尽管目前主要仍在使用旧的AT系统。BTX外形规格与ATX的设计不兼容。因此，它不是行业标准。
4. DTX：在电信领域，它代表discontinuous transmission（不连续传输）。这是一种用于提高双向无线语音通信效率的方法。它通过暂时静音或关闭便携式无线电话（当检测不到语音输入时）来实现。
   在计算机中，它是一种主板外形规格，是ATX规范的一种变体。AMD于2007年1月开发了DTX。它专为小型机箱计算机（如家庭影院PC）设计，尺寸为8 x 9.6英寸。它是AMD声明的一个开放标准，与ATX外形规格机箱向下兼容。此外，还开发了更小的版本Mini-DTX，尺寸为8.0英寸x 6.7英寸。它使用的印刷电路板布线层更少，从而降低了制造成本。预计它将作为Shuttle“SFF”设计等小型计算机的标准。
5. LPX（Low Profile eXtension）：它是最广泛使用的主板外形规格，于1987年由Western Digital开发。LPX主板的尺寸为9英寸宽x 13英寸深，在20世纪80年代末和整个90年代使用。与其他主板相比，它在视频、串行、并行和PS/2端口的放置上有多种变化。它被称为低剖面（low profile），因为它包含一个用于扩展卡插槽的大插槽，允许扩展卡平行于主板安装。使用低剖面主板的计算机比使用Baby-AT主板的计算机要薄得多。
6. microATX：它是一种较小的主板，设计遵循ATX外形规格，具有相同的优点。但它通过减小主板的物理尺寸来降低整体设计成本。1997年12月，Intel开发了第一块mATX主板。mATX的尺寸为9.6英寸宽x 9.6英寸深，可以减小到6.75英寸宽x 6.75英寸深。此外，它也可以用于ATX或更小的计算机机箱。它在背面提供了更多的I/O空间，并且借助集成输入/输出连接器有助于减少辐射。
7. NLX：它基于主板，代表New Low Profile Extended。20世纪90年代末，NLX主板进入市场。1997年3月，它由Intel开发和定稿。这些主板可以轻松拆卸，并且是为了取代非标准的LPX设计而开发的。NLX主板的最大尺寸为9英寸宽x 13.6英寸深，最小尺寸为8英寸x 10英寸深。它包含多种功能，如支持AGP、DIMM、USB、Pentium II、更大的内存模块、更低的机箱，并可以减少线缆长度。此外，它是实际标准（与NLX外形规格不同），拥有更多的组件选项用于维修和升级。

主板上有多少端口或插槽？

现代主板通常具有15-30+个端口和插槽，分布在各种类别中，但确切数量因外形规格（ATX、mATX、ITX）和目标市场（游戏、工作站、经济型）而异。最常见的接口包括：

对于内部连接，您会找到：

• 1个CPU插槽（LGA1700/AM5）
• 2-8个内存插槽（DDR4/DDR5 DIMMs）
• 1-3个PCIe x16插槽（用于GPU）
• 1-4个M.2插槽（NVMe SSD）
• 4-8个SATA端口（用于HDD/SSD）
• 2-4个风扇接口（PWM/RGB控制）
• 1-2个USB 3.0/3.2内部接口
• 1-2个ARGB/DRGB接口（用于灯光）

外部后置I/O通常提供：

• 4-10个USB端口（Type-A/C，速度各异）
• 1-2个HDMI/DisplayPort输出
• 1-2.5/10Gb以太网端口
• 3-6个音频插孔（另有光纤S/PDIF）
• 1-2个Wi-Fi天线连接器
• 1个BIOS Flashback按钮（高端主板）

扩展潜力急剧增长——2000年代的主板只有1-2个USB 3.0端口，而现代主板如ASUS ROG Maximus Z790 Hero则拥有20多个USB端口（包括Thunderbolt 4）。工作站主板更是将极限推向更高，提供7个PCIe插槽和双10G LAN，而Mini-ITX型号则通过堆叠连接器和组合端口巧妙地最大化有限空间。有趣的是，有些端口兼具多种功能——例如，USB-C端口同时支持40Gbps数据和60W PD充电。

端口演变反映了计算趋势

• 衰退的：旧式端口（PS/2、VGA、并行）
• 稳定的：基本端口（以太网、3.5mm音频）
• 增长的：高速端口（PCIe 5.0、USB4）
• 新兴的：未来兼容端口（PCIe 6.0就绪插槽）

端口最密集消费级主板（ASUS Pro WS W790-ACE）拥有10个SATA + 5个M.2 + 7个PCIe插槽，而服务器如Supermicro H12DSi则支持双CPU + 24个内存插槽。令人惊讶的是，尽管接口种类繁多，但40%的主板研发仍专注于优化这些接口的信号完整性——这证明在现代设计中，质量与数量同等重要。

主板如何连接到电脑机箱？

主板通过支架固定在台式电脑机箱上。当主板连接到电脑机箱时，所有其他设备都连接到已安装的扩展卡或主板上。

• 支架：支架也称为垫片或隔离柱，是连接到电脑机箱上的小塑料或金属螺丝，用于固定主板，如下图所示。
  
  支架可以将主板与电脑机箱隔开。如果主板接触到金属电脑机箱，可能会导致主板出现任何故障。故障会损坏主板，并导致计算机系统启动出现问题。因此，使用支架有助于防止问题发生，并保护主板免受损坏。

智能手机、笔记本电脑和平板电脑中也有主板吗？

是的，它存在于笔记本电脑、智能手机和平板电脑中。但它最常被称为逻辑板。逻辑板非常像主板，并执行相同的功能。尽管如此，在平板电脑和智能手机中，由于尺寸要求，RAM和处理器等组件被焊接到大多数逻辑板上。此外，这些设备中的许多没有升级选项，因此它们不像传统计算机主板那样有插槽或插座。

• 在手机中，主板通常是一个紧凑且集成化的单元，因为设备的尺寸较小。它容纳了CPU（中央处理单元）、RAM（随机存取存储器）、存储和其他各种关键组件。
• 在笔记本电脑中，主板越来越复杂，因为它需要容纳更多的硬件组件，包括CPU、GPU（图形处理单元）、RAM、存储驱动器、端口和连接器。笔记本电脑主板还可能包含Wi-Fi和蓝牙模块等功能。
• 平板电脑，与智能手机类似，拥有比笔记本电脑更小、更集成的_集成_主板。它们包含运行所需的基本组件，包括CPU、RAM和存储；但是，它们被设计成尽可能紧凑，以适应平板电脑纤薄的机身。

因此，虽然主板的基本概念在这些设备中是相同的，但主板的大小、复杂性和功能将根据设备类型及其特定需求而有所不同。

主板在现代计算中发挥着至关重要的作用

• 中央枢纽：主板充当连接计算机中所有关键硬件组件的宝贵枢纽。
• 数据与电源：它们促进数据交换和电源分配，确保系统平稳运行。
• 先进技术：主板支持高速数据传输和冷却解决方案等先进技术。
• 定制化：它们与各种组件的兼容性允许根据不同的计算需求进行定制。
• 基础：主板是现代计算的基础，可满足各种应用程序的需求。

常见问题 - 主板

1. 主板在计算机系统中的主要功能是什么？

1. 存储操作系统文件
2. 充当连接所有硬件组件的中央枢纽
3. 运行杀毒软件
4. 控制互联网连接

2. 以下哪个术语不是主板的替代名称？

1. 逻辑板
2. 主电路板
3. 中央处理器单元
4. 系统板

3. 主板上的哪个组件控制CPU、内存和AGP之间的数据流？

1. 南桥
2. 北桥
3. I/O控制器
4. 散热器

4. 1995年后，哪个外形规格成为大多数台式主板的标准？

1. BTX
2. Baby AT
3. ATX
4. LPX

5. 主板上的哪个组件用于散热CPU等关键芯片？

北桥

南桥

电容器

散热器

6. 用户可以将显卡或声卡等组件插入主板的哪种插槽？

1. SATA端口
2. CPU插槽
3. PCI插槽
4. M.2插槽

7. 在主板的上下文中，“外形规格”指的是什么？

1. 使用的BIOS类型
2. 内存速度
3. 形状、尺寸和布局标准
4. 可用的USB端口数量

8. AMD为HTPC等紧凑型系统推出了哪款主板外形规格？

1. microBTX
2. DTX
3. NLX
4. FlexATX

9.以下哪个组件嵌入在主板中，并处理键盘和鼠标输入？

1. VRM
2. 集成电路
3. Super I/O
4. RAID控制器

10. 在将主板安装到机箱时，为什么要使用支架或垫片？

1. 提供更好的气流
2. 增强美学外观
3. 防止主板短路
4. 提高处理速度