冒险岛消灭可疑分子认识主机板「主机板」（Motherboard）不算电脑里最先进的零组件，但绝对是塞最多东西的零组件。事实上，现在新的主机板简直像怪物，上面可能有数十个长长短短、大大小小、圆的方的、各式各样的插槽。即使我已经见过不下百张的主机板，仍然会惊讶于一张板子怎么能塞这么多东西，更可怕的是，东西还一年比一年多。平台的概念在电脑零件组中，主机板扮演的是一个「平台」（Platform）的角色，它把所有其他零组件串连起来，变成一个整体。我们常说CPU像大脑一样，负责所有运算的工作，而主机板就有点像脊椎，连接扩充卡、硬盘、网络、音效、键盘、鼠标器、打印机等等所有的周边，让CPU可以掌控。所以玩电脑的人，常会在意「板子稳不稳」，因为主机板连接的周边太多，若稳定性不够就容易出现各种灵异现象。CPU不够快，顶多人笨一点算得慢，但脊椎出毛病就不良于行了。当然，CPU还是最重要的零件，CPU挂了就像本草纲目所记载的：「脑残没药医」。目前全世界最大的主机板厂通通都在台湾（生产线当然在大陆），所以一定要好好认识一下台湾之光，但就像最前面说的，现在主机板上实在塞太多东西，每个插槽都是一种规格，有自己的历史和技术。这篇主要是讲一个「综观」，各插槽的技术会在对应零组件里详细说明，出现一堆英文缩写请别在意。废话不多说，我们挑一张目前最新的主机板做介绍，大家一起感谢微星提供两张P35Plnum供小弟任意解体，幸好，在本专题中没有一张主机板死亡。主机板外观先把一定会有的东西框出来标号，依序做介绍。：CPUSocket1CPU插槽造型，以支，不同的主机板通常会有不同的CPU首先，主机板一定有个插槽放CPU或主机板的世代，而即使插槽造型一样，主机板也不一定都能支持，这跟CPU不同的CPUCPU交替，或是厂商自己划分产品定位有关。而在照片左端有一个八个洞白色插槽，那是给供电用的。非常高，TDP现在高阶的章节有提到，CPU的耗电CPU这是插上电源插头之后的样子，在是很精密的电子零件，它有固定范围CPUCPU所以要有专门的电源模组，特别给用。另外，的工作电压，过高过低都会伤到CPU，所以CPU插槽旁边都会布满一颗颗的小圆柱（照片中银色紫色交错的东西）。这些「电容」的作用像小型的电池，当输入电压较高时就存贮电力，输入电压较低时就释放电力，而快速的存贮和释放，会让供电保持在一个较稳定的环境，而不是上上下下的暴风雨。喜欢超频的玩家会很在意这些电容，因为这是稳定电压的零件之一，可提高电源的纯净度，玩家会讲究电容的造型（固态或电解）、厂牌（日系或台系），甚至是安装（插件式或SMD式）的方法，为的就是给CPU最稳定的环境，达到超频的爽度。※但要注意，稳压不是只有电容在做，而是要搭配其他零件（如电容旁边的R25方块，电感）和整体线路，不一定用上高级电容就保证有高级电源，最重要的还是主机板的线路设计方式。而现在主机板常常标榜的「分相」，就是把供电的电流和电压分开成数个，比如原本输入120W，可拆成四相各30W，由于每一相的负载较低，比较容易保持供电的稳定度。一般说来分相愈多，电源的环境就愈好，但这并非绝对，设计功力还是最重要的。而要看分几相，可以数一下电容或电感的个数，电容数除二或电感个数通常就是相数，但这只是「通常」，依然不是绝对，照片中的主机板是四相电源。2存贮器插槽（DRAMSlot条，或更多，紧邻着CPU和北桥芯片。3北桥芯片（Northbridge）：、存贮器和显示卡，通常中阶以上的主机北桥是主机板上最重要的芯片，负责连接CPU照片中是拆下散热器后的模一样会发热。板都会在北桥上装散热片或风扇，因为它就像CPU都是一颗CPU一样，不过北桥就和样，紫色的东西可能是散热用的贴纸，我不敢硬抠下来，芯片。）：Southbridge4南桥芯片（南桥是主机板上的老二，和北桥互连并连接其他周边，我们熟知的主机板「功能」大多来自南桥，比如USB、网络、音效、SATAIDE硬盘，都是从南桥连出来的。它也是一颗芯片，照片中看起来好像比北桥还大，那只是芯片制程和封装的造型不同。现在主机板为了差异化，有时南北桥都会做散热片，甚至还兼做造型，让南北桥与CPU旁的稳压线路全部连在一起做散热。当然，通常只有高阶产品才会这样做，入门主机板黏个散热片就算很有义气了。5扩充卡插槽（ExpansiCardSlot虽然某些主机板已经内建了「所有」必要的东西，比如网络、音效、甚至显示芯片，但还是有扩充的需求，这些插槽就是拿来装别的卡，比如插上电视卡就可以在电脑上看天下第一味，或是插无线网卡，让桌上型电脑也能无线化。而最常见的，就是插一张显示这是显示卡插上PCI-Express插槽，网络卡插上PCI插槽的样子。PCI-ExpressPCI都是扩充卡的插槽造型，从名字也看得出来，PCI-Express比较先进。6硬盘光驱插槽（IDE、SATA）：蓝色小插槽和黄色长一堆针的，都是连接硬盘或光驱用的，蓝色的是SATA、黄色的是IDE（或叫PATA），现在IDE通常只有光盘在用了，硬盘几乎快全面转换到SATA左边那堆黄绿红的小针脚是连接机壳用的，比如机壳上的USB、电源键、灯号等等，这部分的安装通常要参考主机板说明书，每一张主机板的针脚并不固定。SATA和IDE的排线，很明显看的出来SATA的插拔方便多了。7整合周边（IntegratedPeripheral这些主机板本身功能的输出输入口。USB和网络插孔应该认得出来，右边六个洞是音讯输出和输入，左边两个圆的是PS2，插旧型的键盘和鼠标器，其他光纤输出（音讯）、eSATA（外接硬盘）、IEEE1394（周边）的位置如图所示。8BIOS：10那个看起来像水银电池的东西，嗯就是电池。用来供电给BIOS，存贮主机板的设置和时间，就算电源拔掉，资料也可以保留很长一段时间。至于BIOS（BasiInputOutputSystem），有点像是主机板内建的「软件」，用来辨识主机板上的各式装置，调整各种设置，再交给操作系统启动，BIOS是开机过程中的第一步，BIOS辨识完毕之后再给操作系统接手。BIOS软件通常放在一个很小的FlashROM存贮装置（可以刷BIOS更新内容），照片中贴着绿色贴纸的就是，和旁边的插槽相比真的超小。电脑开机时可能会秀这样的图形或文字，通常一闪而过，但一定会显示按什么键可以进入BIOS设置，一般是按DEL或F1。早期的BIOS可以用一个方法「定住」，就是把键盘线拔掉，BIOS就会停在一个错误信息，可以仔细看清楚，但现在不一定管用了，只能用各位高11超的动态视觉，或是按「Pause」键停住。哈！突然想到一个关于BIOS的冷笑话，很久很久以前，随插即用的USB键盘还没那么普及时，BIOS预设若没抓到PS2键盘就会停住，然后出现「keyboardpleasepressF1keynue」，请按F1键继续。[b][size=3]这是最常见的BIOS 画面，现在BIOS 不止拿来做基本的硬件设置，最重要 功能已经变成是超频了，BIOS 也是各家主机板厂差异化的主要部分，之后我们会有完 整一个章节来介绍BIOS。 9电源输入（ATX Power Connect 12南北桥要吃电、存贮器要吃电、显示卡要吃电，就连USB 也要吃电（虽然不多），而 电就从这个20 或24 针的电源插座进来，供电给整张主机板。这插槽是给电源供应器插 的地方，就像主机板其他有电源输入的地方一样，旁边一定有电容排排站。 主机板基本结构 看完这一堆，应该不难想像主机板上到底塞了多少东西，这里写的还是简化过的，内建 显示、音效Codec 和网络Phy 芯片还没提到呢！但这只是主机板的第一篇而已，之后 会在「北桥」和「南桥」篇另外解说。说到南北桥，其实上面所有的东西可以简单的分 割成三大部分，主机板就是由「CPU」、「北桥」和「南桥」组合而成，其中南北桥 芯片合称「芯片组」（Chi pset）。只要把CPU 想成大脑，芯片组的北桥和南桥则是 脊椎的两个部分，一切就不难理解了。 13 我把CPU 装上主机板，并把南北桥的散热器拔掉，露出芯片。是不是有一种「三位一 体」的神力流贯你全身的感觉？（有才怪 标上框线和箭头，应该清楚多了。这就是一个「平台」的结构图，会叫北桥和南桥，是因为画这种结构图时，北桥都会在上面，南桥在下面。以最快的方法解释：北桥连接高 速周边，传输速度以每秒数GB 来计算的，比如CPU（8～10 GBs）、存贮器（8～ 10 GBs）、显示卡（8 GBs）；而南桥连接慢速周边，传输速度以每秒数MB 来计算 比如硬盘（375MBs）、USB（60 MB s）、PCI（133 MBs）、网络、音效等等。 换句话说，北桥直接影响电脑的「效能」，南桥决定电脑的「功能」。所以，当你从 USB 随身碟读一个资料，资料就从 USB CPU。而连接北桥和南桥之间的通道，则依芯片组厂商的设计而不同，Intel 过去是用专属的Hub Li nk，新的芯片组则用标准化的PCI -Express，至于NVI DIA 和AMD 则习惯用 HyperTransport 。由于北桥最重要的就是存贮器控制器，有时也叫Memory Cont rol erHub，南桥是各式输出入周边，所以也叫IO Control erHub，你想绕英文 我不反对，但我自己是习惯南北桥的称呼啦！ PS：MB 是MegaByte，GB 则是Gi gaByte 1024MB。 14 结语 虽然一般主机板通常会有南北桥，但没有规定说这两颗芯片不能塞在一起变一颗，尤其 AMD 最近的CPU 都内建存贮器控制器，把北桥最重要的功能转移到CPU 片组的设计变得非常好玩，北桥可以变南桥，横跨世代完全利用。在接下来的北桥和南桥篇，会有更完整的平台升级和周边IO 的介绍。 界线模糊的北桥和南桥 当初规画这一系列教学文章时，我最怕的就是写到南北桥芯片组的部分。一方面是芯片 组产品又乱又复杂，有点不知如何下手，在楼上的认识主机板里就讲到，主机板是把电 脑里所有零组件兜在一起的平台，所以芯片组的规格一定会扯到所有零组件和周边的规 格，而每项规格都是十几年演变的成果，真的要细写，这篇大概十万字都写不完。仔细 考虑之后，决定还是以芯片组的大方向着手，至于细部规格实在太多，所以稍微简单介 绍就好，在各零组件的章节都还会再讲到。这篇主要目的是希望未来有新的芯片组产品 发表时，大家能有基本的了解。而原本打算北桥和南桥是分开写成两个章节，但想想这 两个实在紧密难分，所以还是合在一起写吧！ 为什么要分南北桥 南北桥是主机板上最主要的芯片，通常是上游芯片组厂商（NVIDIA、AMD、Intel 出芯片，下游板卡厂（华硕、技嘉、微星等等）再做成主机板，某些极少数的主机板是由芯片组厂商自行生产，再以完整的板子卖给下游板卡厂去出货。先来一张之前用过的 芯片组简易结构图： 15 如果就芯片设计的角度，为什么要分成北桥和南桥？这主要是两个考量：设计和制造。 势必就得拉出传输的通道，只要一分离，要让东西沟通的速度越快，那就让它们越靠近 越好，最好是把所有功能全部塞进一颗芯片如果可以的话，而有通道就要布线、就有传 输的推迟。内，可是必须考量到芯片制造的难度，厂商一定想赚钱，如果设计出一颗根 本生产不出来、现在芯片组搭载的功北桥和南桥就是在这样的取舍下分离，或太贵没人 要买的芯片也没用。所以就让需要高速传输的功能而且很多周边的速度太快，很难在一 颗芯片内搞定，能超多，做间接CPU，并独立成北桥芯片，而其他较慢速的周边就变 成南桥来连接北桥，与靠近CPU 只要设计和制造难度允许，很多厂当然，整合南北桥 变成一颗芯片是绝对是可行的，传输。制造难平台或功能较少的入门芯片组，因为花样 少、AMD 商都出过单芯片的产品，但通常是 度较低，做成单芯片会有利于降低成本。 南北桥的功用 这部分免不了要特别的案例最后再聊。的南北桥结构做解说，我们 先以最标准的Intel 看芯片组的结构图，别太紧张，其实看结构图会比看实际的板子更 容易了解芯片组的设计， 16 只不过是一些PowerPoi nt 的方块图而已XD。 Intel P35 芯片组的结构图，这是非常标准的南北桥设计，由P35 北桥加ICH9 旁边都有标上通道的速度，可明显看出南桥连出去的周边都比北桥慢。北桥所连的都是高速传输的周边，包括CPU、存贮器和显示卡，也就是电脑最核心的 三项零组件，只要其中有一项产品出现大改的新规格，相对应的北桥就一定要出新版， 而换北桥就是出新的主机板，换主机板差不多就是砍掉重练整台电脑，也就是大家常说 的世代交替或败家升级了。基本上，北桥可视为一堆通道的集合体，有专属的通道连往 CPU、存贮器、显示卡和南桥，通过北桥这个转运中心，CPU 就可接收和送出资料给 所有电脑周边。 1CPU 通道： 北桥和CPU 连接的通道就是Intel 的FSB 或AMD 的HyperTransport ，在CPU 节已经提过很多次，这是CPU对外的沟通渠道，也就是和北桥连接，进而与所有周边 沟通。很直觉的，CPU 和北桥的FSB 和HyperTransport ，两边一定要配对才能使用 或是北桥支持的FSB HyperTransport 速度要高于CPU 的，也就是新主机板能向下相容旧CPU，但旧 主机板不一定能向上相容新CPU（注意是不一定，例外到处都有，能不断向上相容的 板子很多，台湾板卡厂RD 太强了）。CPU 每隔一两年，对外的FSB HyperTransport的速度就会提高，自然就会有新的北桥出现与它搭配，比如AMD 近要推新的AM2+CPU，支持HyperTransport 到最新的30 版，时脉达2GHz（之前 的是1GHz），AMD 就推出新的RD790 北桥来搭配。除了CPU 与北桥之间的通道要 匹配之外，当然还有CPU 脚位的问题，如果CPU 更改传输脚位的定 17 义，主机板上的北桥通常也要更新或修改才能支持。 2存贮器通道： 北桥另一个重点是存贮器控制器，直接决定支持的存贮器种类和时脉，时脉的部分，就 是由CPU 的外频，乘上北桥里控制器内附的比值，计算出存贮器时脉。比如 CPU 外频是266，北桥设置的比值是1:15，那存贮器的线MHz，DDR 之后就是800MHz。这个比值有很多种，计算方式也不一定 都是这样，但无论如何，都是由北桥的存贮器控制器来决定算法和时脉。至于存贮器种 类，北桥通常只会支持一种存贮器，比如现在主流的DDR2，但在世代交替的当口，就 会出现同时支持两种存贮器的北桥，以缓和世代转换的阵痛，像Intel 现在正要推行 DDR3 新规格，P35 X38 芯片组就同时支持DDR2 和DDR3。 这是Intel X38 芯片组的主机板，共有六个存贮器插槽，其中有两个和另外四个的防呆 缺口位置不同，这是世代交替下的产物，DDR2DDR3 通用的主机板，防呆缺口较靠 近边边的是新的DDR3。 由于北桥控制FSB HyperTransport 和存贮器的时脉，它会影响整体的超频能力，所 以一些高阶主机板的北桥散热才会愈做愈夸张，连水冷都出来了（有时我会怀疑，北桥 真的有「这么」热吗？）。但超频牵涉的因素很多，CPU、存贮器、主机板布线等等 北桥并不是唯一会影响的。3显示卡： 显示卡是近几年才变成高速周边的，当它开始需要大频宽时，北桥其实并没有对应的总 线MB 频宽太慢了），所以才会有AGP 的出现。AGP 是专门给 显示卡用的 18 扩充「埠」，它是一对一的通道，不是总线，北桥内建一个AGP 埠就只能插一张显示 卡。由于AGP 限制太多，所以现在都改用 PCI-Express，希望可以统合PCI AGP，做为扩充卡的总线单一标准。不过结果大家都看的到，AGP是差不多淘汰了， 但PCI 还活的好好的。PCI-Express 的设计是以Lane 为主，每条Lane 就像一条独立 车道，双向频宽是每秒500MB，北桥会支持一个固定的Lane 数，但可自由调配组合 成宽度不一的道路。比如NVIDIA MCP55 支持PCI-E Lanes x28，当插一张显示卡时 就可以用PCI-Ex16 的速度，插两张显示卡时就变x8 加x8，剩下的12 Lanes，可以 再分成x8、x4、x1 等不同数目的插槽，给不同的扩充卡周边使用。另外，一些低阶的 北桥产品也会直接内建显示芯片，当然，在设计与制造成本的考量下，内建显示芯片通 常就是拿来「显示」而已，3D 能力绝对比不上同一个世代的独立显示卡，不过针对它 所在的定位，只要能显示画面就很够了。 好久不见的主机板AGP 插槽，现在新出的主机板已经非常非常难看到AGP 19GeForce AGP6800GT 版显示卡，骨董一张。自从上一代显示芯片之后（NVI DIA GeForce 显示卡仍然AGPAGP 的显示芯片，不过就不再生产原生，与7Radeon X1000）NVI DIA 和ATI AGP一直有出，都是用桥接芯片从PCI-Express 转到 的插槽，目前好像只PCI -Express x1PCI-Express 主机板的插槽，那两根很短的就是 20 有电视卡、音效卡和少数显示卡有这种介面。最左边的两条则是传统PCI ，通常是由南 桥接出来。 相对于北桥都是高速周边，南桥就是比较功能面的，除了以上那些核心零组件之外，其他都是放在南桥，比如PCI 插槽、IDESATA 硬盘介面、大家一定用过的USB、AC97 或HD Audi 音效和101001000网络，如果板卡厂愿意，还可以另加芯片和南桥连 接，让主机板的附加价值更高，比如快闪存贮器（ReadyBoost ）、无线;。由于南桥芯片的独立性和它所控制的功能面，芯片组厂商都会 让一颗北桥搭配不同的南桥，做出不同定位与附加功能的芯片组产品。 IDE、SATA、和主机板背后的这些插孔，都是从南桥连接出来。 21 可能自己还会在主但厂商为了增加附加价值，虽然现在芯片组的南桥都已经包山包海， 功能的1394 就是让主机板多出机板外加芯片，塞进更多功能，比如这颗VIA VT6308PIEEE 芯片。 ，要让主机板可以直接发声，必现在的南桥都有内建音效，但那只有「数位音效处理」 22 需把数位音讯转换成模拟输出，才能连接耳机或喇叭，而这个数位模拟的转换芯片， 南桥通常不会内建，所以主机板都会有一颗类似照片中「ALC888T」的Audi Codec，负责转换成模拟输出，或是颠倒过来，把模拟转成数位做出录音功能。南桥的网络功能通常只有提供MAC，做为网络数位资料的传输功能，但要真正支持实 体网络线的电子讯号传输，还要另外再加网络PHY 芯片，比如照片中的RTL811B。 非传统设计的芯片组 以前芯片组的设计厂商很多，但在一连串收购之后（NVIDIA 并ULi ，AMD 并ATI 现在芯片组厂商主要有三大厂：Intel、AMDATI NVIDIA，国产之光VIA 和SIS 实也很不错（尤其是SIS），只是近几年很少有板卡厂愿意生产VIA和SIS 芯片组的主 机板，因此曝光度大减，蛮可惜的。而三大厂中，Intel 当然只支持Intel CPU； NVI DIA 没有出CPU，所以两边都做，AMD 是收购ATI 的芯片组产品，目前还是两边 都有，但未来可能不会支持Intel CPU（不过AMD 说的很含糊，搞不好还是会有，但 也要看Intel 愿不愿意授权）。由于Intel 芯片组占有率实在太高，其他厂商为了和 Intel 竞争，通常花样会比较有趣，也不会像Intel 南北桥设计那么中规中矩，而且ATI NVIDIA都是显示芯片起家，他们的芯片组产品也特别强调显示卡的特殊应用，比如 CrossFi re 和SLI 的显示卡串连技术。另一方面，AMD 在K8 结构之后，CPU 内建存贮器控制器，等于把一大部分北桥的功能挖掉，这就让芯片组 设计的玩法更具变化性了。 23 NVIDI 以NVIDIA来说，他们就很喜欢把前一代AMD 平台的北桥，弄成下一代Intel 平台的南 桥。由于AMD 平台的北桥没有存贮器控制器，少了一大块就容易做成单芯片产品，把 PCI -Express、HyperTransport 和其他周边功能全整合在一颗北桥芯片内。而换到 Intel 平台时，因为要做存贮器控制器，所以一定要有一颗新的北桥，但这时AMD 台的北桥就可以变成Intel平台的南桥，不会有存贮器控制器重覆的问题，而且会变功 能超强的南桥，因为南北桥都有大量的PCI-E Lanes。NVIDIA 就靠这个达成双PCI-E x16 SLI 串连技术，而且不会因为芯片组的世代交替而浪费掉旧产品，比如AMD 平台 的nForce 570 SLI 就是用MCP55 单芯片北桥，而同一颗北桥就变成nForce 680i 南桥，甚至用到NVIDIA即将出的下一代Intel 平台芯片组。正好AMD HyperTransport，而NVI DIA 南北桥互连也是HyperTransport ，接来接去都刚刚好。 NVI DIA nForce 680i SLI 芯片组的南桥是MCP55，也就是AMD 平台nForce 570 SLI 的单芯片北桥，这让nForce 680i 的南北桥都有PCI-E x16，插的两张显示卡都能 有PCI-E x16 的全速，相较于一般SLI（双PCI-E x8）会快一点。可是因为两张显示 卡分别位于南北桥，所以串连效能会卡在南北桥之间的通道上，NVIDIA 下一代的北桥 就直接支持PCI-E x32 Lanes，双PCI-E x16 都在北桥上，想必可以避开瓶颈，增加效能。 24 ATI 如果说NVIDIA 把高速的PCI x16移到南桥去算特例的线G 很特别的设计了。RS690G是内建显示芯片的产品，正好现在蓝光、HDMI 吵的很热， RS690G 想内建HDMI 输出带起话题，但HDMI 的优势是同时输出视讯和音讯，而音 讯功能「传统上」是放在南桥，如果北桥的显示芯片想做HDMI 输出，音讯资料就得经 过北桥到南桥，然后再接回北桥统一HDMI 输出，有点大绕远路，所以RS690G 接把音讯改到北桥，节省路径，统一输出。AMD 690 芯片组的结构，为了让北桥的内建显示芯片能直接输出HDMI 的视讯加音讯 音讯（Audio）功能从南桥移到北桥。 除了Intel 维持比较传统的南北桥分界，其他两家都开始玩一些创意，像是三卡SLI 连、四卡CrossFire 串连、插上显示卡时不关闭内建显示、内建显示辅助运算等等。大 家对南北桥的定义也不必那么严格，毕竟创意无限，而且随着时代进步，很多高速周边 都会变慢速周边，很久以前，慢到死的PCI 介面就是放在北桥的。因为太多高阶技术 讲不完，所以这里没办法仔细介绍每一家的芯片组产品，大家不妨到他们的官方网站上 瞧瞧，但他们通常不会写出南北桥的代号或结构图，这种细部资料得去黑客的网站上请 人偷出这些资料，呵呵！ 25

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