学会鉴别主板如何区分电脑主板
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本篇為“電腦硬件知識科普第01課-主板簡介”的補充內容。
本篇內容結構如下。
本篇主要講解如何鑒別主板
在購買主板時,我們一般根據CPU來選擇主板。CPU分為Intel和AMD兩個系列,因此主板也涇渭分明地分成了兩個不同類型的平臺。
一般來說,支持Intel和AMD的主板通過其CPU插槽就可以簡單地分辨:
- Intel主板的CPU插槽上有金屬陣腳。
支持Intel CPU的主板
- AMD主板的CPU插槽是一些小孔。
此外,不同的主板在板型、芯片組、接口等方面也存在著差異。
1.板型
我們在主板簡介中曾經介紹過主板的板型。主板的板型由大到小分別為XL-ATX,ATX,M-ATX,ITX等四種,其中常見是ATX,M-ATX,ITX主板。這些主板的板型和主板芯片或者具體型號沒有對應的關系。但由于板面的面積依次減小,擴展能力也相應降低。
ATX主板
ATX(Advanced Technology Extended)俗稱標準大板,其結構為長方形,尺寸最大,需要搭配“中塔”以上大機箱,其優點是做工用料較好,擴展接口豐富。
標準型ATX主板
M-ATX主板
M-ATX(Micro-ATX)主板為緊湊型主板,也被稱為“小板”,其結構為方形,尺寸大約24.4x 22.6cm,適合配置小型主機的電腦用戶使用。
緊湊型M-ATX主板
MINI-ITX主板
MINI-ITX主板為迷你型主板,其采用最小空間占用的設計原則,尺寸大約是17 x 17cm,此類主板的尺寸更小,適合安裝在小巧的一些迷你小電腦的主機中使用。
迷你型MINI-ITX主板
大尺寸主板和小尺寸主板的性能分析:
- 大尺寸主板和小尺寸主板性能相同,主板的尺寸并不會影響到電腦的性能;
- 大尺寸主板的擴展接口可能會更豐富一些,比如尺寸大的主板標配4個內存插槽,而尺寸小的主板有可能只有2個(甚至是1個),另外尺寸大的主板上的PCI插槽也可能會更多一些;
- 大尺寸主板的做工用料相對充足,但價格上相對小尺寸主板也會更貴一些;
- 大尺寸主板需要選擇中塔以上尺寸的大機箱,而小尺寸的主板既可以兼容大機箱,也可以兼容一些迷你小機箱,價格也相對可能更便宜一些。
中塔機箱
2. 芯片組
如果說CPU是整個電腦系統的大腦,那么芯片組就相當于電腦系統的心臟,其性能優劣不但決定了主板性能的好壞與級別的高低,也影響到整個電腦系統性能的發揮。
過去,芯片組由兩塊超大規模集成電路組成,分別是北橋芯片(也稱主橋,North Bridge,NB)和南橋芯片(South Bridge,SB)。隨著成本和穩定性的需要,北橋的部分功能如內存控制器和核心顯卡一樣被集成到CPU中,剩余功能與南橋集成在一起,在主板上形成看起來只有南橋芯片的樣貌,稱為單橋(PCH,Platform controller Hub)。
由于芯片組本身會發熱,所以在芯片組上一般會覆蓋大塊散熱金屬,而很多主板就會同時把自家的LOGO貼在散熱片上。
主板上的PCH芯片
Intel和AMD各自都有自己的主板芯片組,兩家的芯片組互相不兼容。
Intel芯片組
支持Intel第八代CPU的是300系芯片組的主板,檔次從低到高分別為:H310、B360、H370、Z370、X299等。
Intel平臺
其中。
- H310:為入門級芯片組,價格最低,不支持超頻。適合家用辦公電腦使用。
- B360:為Intel平臺的主流芯片組,性價比較高,不支持超頻,適合后綴名不帶k的CPU。
- H370:為中高端芯片組,價格稍貴,不支持超頻,建議搭配酷睿i7-8700使用。
- Z370:為高端芯片組,價格較貴,支持超頻,支持DDR4高頻內存。需要搭配1151接口的八代i5-8600K或者i7-8700K CPU。
- X299:為Intel最高等級的芯片組,一般都是搭配旗艦CPU的,這類CPU型號一般也會帶有X的后綴。
微星(MSI)X299 RAIDER主板
我們在選擇Intel主板時還需要看主板芯片組的第二個數字,數字越大定位越高端。另外,隨著技術的進步,CPU將不斷升級換代,每一代CPU所搭配的主板都會不同。這里介紹的內容只能在一段時間以內作為參考。
AMD芯片組
AMD芯片組支持銳龍CPU的主板檔次從低到高分別為A320、B350、X370、X470、X399。
AMD平臺
- A320:為AMD平臺的入門級芯片,不支持超頻,價格便宜。適合家用辦公電腦使用。
- B350:為AMD平臺的主流芯片組,支持超頻(但不支持完整的XFR超頻),性價比較高,適合大部分用戶。
- X370\X470:為高端芯片組,支持自適應動態擴頻(XFR)超頻,價格較高,并且可以組雙顯卡。
- X399:為AMD高端芯片組,價格昂貴,面向專業用戶,僅支持AMD TR4接口的 銳龍 Threadripper(線程撕裂者)CPU。
技嘉(GIGABYTE)X470 AORUS ULTRA GAMING電競主板
與Intel幾乎新一代的CPU需要搭配新一代主板不同,AMD平臺的主板可以向下兼容,例如銳龍一代和二代的CPU除了能夠支持400系列芯片組,還可以向下兼容300系列芯片組的主板。
3. 接口
由于電腦的硬件擴展能力主要取決于主板接口數量的多少,因此接口也是我們鑒別一款主板性能的參考條件之一。
CPU插槽
CPU插槽是安裝CPU的插座。
根據CPU的類型不同,主板上CPU插槽的插孔數、體積、形狀都有區別。現在AMD CPU主要使用socket 插槽。而Intel CPU則使用LGA系列的插槽。
供電接口
目前主流電腦主板上至少會配置兩種供電接口,一種是24pin主供電接口,另一種則是CPU供電接口。
供電接口
CPU供電接口早期的標準配置是4pin接口。
而現在8pin接口已經逐步成為主流。
8pin CPU供電接口
中高端主板上配置的則多采用4+8pin接口。
4+8pin CPU供電接口
旗艦級主板則可能使用2個甚至是3個8pin接口,以滿足不同狀況下的CPU供電需求。
從CPU供電接口的配置越來越高這點來看,我們不難得出這樣一個結論,那就是CPU的功耗是越來越高了。這個結論似乎與我們的認知有些矛盾,因為新的CPU會采用更先進的制程工藝,而更先進的制程往往會帶來更低的功耗。
但實際上這是相對而言的,在性能與規模相同的情況下,更先進的制程工藝確實能帶來更低的功耗,但反過來說那就是在相同的功耗下,先進的制程工藝往往可以帶來更高的硬件規模和更高的性能,對于廠商而言,其實它們更傾向于后者,因此新的CPU往往是有著更高的性能與更高的能耗比,但是就功耗而言,新的CPU還真的不一定比舊款產品更低。
內存插槽
DIMM(Dual Inline Memory Modules)內存插槽,就是主板用來安裝內存的地方。這里需要注意的是:很多主板是有內存插槽優先級,我們在主板的內存插槽旁可以看到相應的標識,一般來講絕大多數主板從左往右數2、4槽是被優先使用的。
主板上的內存插槽及內存插槽優先級說明
此外,不同的主板所支持的內存類型是不同的。一般在主板內存插槽的旁邊會標注其支持的內存類型,如果標注只能支持DDR4內存,那就無法安裝DDR3內存,因為不同內存的PCB電路板上的金手指接口不同。
關于內存的相關知識這里有詳細介紹:內存簡介
目前市場面有同時支持DDR4和DDR3內存的主板,此類主板雖然同時提供了DDR4和DDR3內存插槽,但這兩種內存不能在主板上混合使用。只能選擇一種使用。
PCI-E插槽
主板上PCI-E(PCI-Express)插槽的主要作用是連接高帶寬(高數據吞吐量)需求的配件,比如顯卡。
目前,PCI-E插槽已經成為了主板上的主要擴展插槽,除了顯卡會用到PCI-E插槽外,例如獨立聲卡、獨立網卡、USB 3.0/3.1接口擴展卡以及SSD(固態硬盤)等硬件都可以使用PCI-E插槽,因此現在的主板除非是受到板型或者平臺芯片的限制,否則廠商都會給它們裝上足夠多的PCI-E插槽,以確保自家產品的擴展能力,滿足玩家的使用需求。
PCI-E接口的顯卡
我們在了解PCI-E插槽之前,需要先簡單了解一下PCI-E的相關規范。PCI-E規范又稱為PCI Express規范,它由PCI-SIG協會制定,該組織組成立于1992年,其成員有包括英特爾、AMD、NVIDIA、惠普、戴爾、高通、聯想、IBM等900多家精英企業,除了現行的PCI-E規范之外,早年的PCI規范以及PCI-X規范也是由該協會制定的。
目前PCI-E規范已經發展出5個大版本,每一次大版本的進化,都能帶來相比上一版本近乎于翻倍的帶寬。
與經常換插槽的CPU不同,PCI-E規范雖然已經發展出5大版本,但是在插槽的結構卻基本維持一致,同樣通道數的PCI-E插槽,我們是無法從外觀判定其對應的是哪個版本的PCI-E規范。同時更高版本的插槽也兼容低版本的設備,反之亦然,只是速率上要遵守“短板原理”(水桶效應),因此PCI-E插槽的兼容性是很強的。
按照PCI-SIG提供的規范,PCI-E插槽有x1,x2,x4,x8,x12,x16和x32共計7種版本,對應1/2/4/8/12/16/32通道,其中PCI-E x32由于體積問題,僅應用在某些特殊場合中,對應的量產產品幾乎為零;PCI-E x12則主要用在服務器領域,基本不會出現在消費級平臺上;PCI-E x2則主要用于內部的接口而非擴展插槽,即便是部分有提供該接口的主板,其PCI-E x2也基本是以M.2接口的形式出現,而非PCI-E插槽的形式。因此目前主板上主流的PCI-E插槽,就只有PCI-E x1、x4、x8、x16四種。
PCI-E x16插槽
主板上最靠近CPU的PCI-E x16插槽最適合安裝顯卡。
PCI-E x16插槽全長89mm,擁有164根針腳,分為前后兩組,位于前面較短的插槽有22根針腳,主要用于供電,后面一組較長的插槽142根,主要用于數據傳輸。這樣設計讓PCI-E x16插槽擁有極佳的兼容性,它可以向下兼容x1/x4/x8級別的設備,在加上其16通道所帶來的高帶寬,因此PCI-E x16插槽可以說是PCI-E插槽的完全體,多數用于安裝數據吞吐量很大的產品,如顯卡以及RAID陣列卡等。
PCI-E x16插槽
PCI-E x8插槽
PCI-E x8插槽全長56mm,擁有98根針腳,相比于PCI-E x16插槽主要是數據針腳減少至76根,供電針腳并無變化。我們一般很少能在主板上看見真正的PCI-E x8插槽,因為它通常會以PCI-E x16插槽的形式出現,但數據針腳只有一半是有效的。
PCI-E x8插槽
實際上把PCI-E x8插槽做成PCI-E x16的樣子是有原因的,因為PCI-E x8就是為了搭建多顯卡平臺而生的,為了讓采用PCI-E x16接口的顯卡順利安裝到PCI-E x8接口上,后者自然需要把自己“偽裝”成PCI-E x16插槽。
要區分真正的PCI-E x16插槽和PCI-E x8模式的PCI-E x16插槽,我們可以觀察主板上的PCI-E插槽布線,后者的后半段往往是沒有線路連接的,甚至沒有針腳焊接。
PCI-E x4插槽
PCI-E x4插槽的長度為39mm,同樣是在PCI-E x16插槽的基礎上,以減少數據針腳的方式實現的。主要用于PCI-E SSD(固態硬盤),或者是通過PCI-E轉接卡安裝M.2 SSD等方面。
PCI-E x4插槽
PCI-E x4插槽在有些主板上以“速率為PCI-E x4級別的PCI-E x16插槽”的形式登場,在有些主板上則擴展為M.2接口,用于安裝M.2 SSD(固態硬盤)、M.2無線網卡或者其他M.2接口設備。
PCI-E x4插槽也會以M.2接口的形式出現
PCI-E x1插槽
PCI-E x1插槽的長度是最短的,僅有25mm,相比PCI-E x16插槽,其數據針腳是大幅度減少至14個。
PCI-E x1插槽的帶寬通常由主板芯片提供,獨立網卡、獨立聲卡、USB 3.0/3.1擴展卡等都會用到PCI-E x1插槽。
此外PCI-E x1插槽還存在著另外一個形態,一般稱為Mini PCI-E插槽,常見于Mini-ITX主板以及筆記本電腦上,多數用來擴展無線網卡,但由于其在物理結構上與mSATA插槽相同,因此也有不少主板會通過跳線或者BIOS設定讓Mini PCI-E接口在PCI-E模式或者SATA模式中切換,以實現一口兩用的效果。
SATA接口
SATA的全稱是SerialAdvancedTechnology Attachment(一種基于行業標準的串行硬件驅動器接口),是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規范。
SATA接口的主要功能是用作主板和大量存儲設備(如硬盤)之間的數據傳輸之用。
目前,SATA接口在主板上十分常見,幾乎每一款主板上都有SATA接口。現在SATA接口的最高版本是SATA3.0,其最大傳輸速度為6Gbps(實際速度最大為560MB/s),已經無法滿足固態硬盤日益增長的讀寫速度,所以M.2插槽應運而生。
M.2插槽
M.2接口,是Intel推出的一種替代MSATA(迷你版本SATA接口)新的接口規范。主板上M.2插槽的主要作用是安裝固態硬盤(也可以裝M.2接口的無線網卡)。
M.2接口在主板上的插槽又分為B-KEY和M-KEY兩種設計,目前的絕大多數主板都采用M-KEY設計,走PCI-E x4(PCH)通道。
風扇插座
主板上的風扇插座一般都是4Pin接口,也有老式的主板采用3Pin接口。接口都是相互兼容的,區別是4Pin接口的插座可以調節風扇速度。
在主板上的所有風扇插座中,連接CPU風扇的插座旁一般會標注CPU_FAN,如果在組裝電腦時插錯了,或者沒有接,電腦啟動時可能會有報警提示。
CPU_FAN
此外,主板上的風扇接口不僅可以接風扇,還可以接水冷系統泵。
USB接針
一般情況下,主板除了會在背板I/O接口上提供USB接口以外,還會將一部分USB接口以接針的形式放在其四周,這是為了給機箱前置USB接口提供跳線。
USB接口主要分為USB 2.0、USB 3.0,還有一些高端主板會裝備USB 3.1接口。
- USB2.0接針:主板上的USB2.0接針主要用于給機箱上的前置USB2.0接口提供條線,一般為9針,在其四周會標注有USB字樣。
USB 2.0接針
- USB3.0接針:USB 3.0接針又名USB 3.1 Gen 1接針,它在主板上的明顯標志就是有兩排19針(多余的一針是為了防止插反)。
USB 3.0接針
- USB 3.1接針:下圖所示U31G2_E1實際上就是USB 3.1 Gen 2的縮寫,也就是沒改名的USB 3.1接針,這個接口用于連接機箱前置USB 3.1接口。
USB 3.1接針
4.供電模塊
在了解主板的板型、芯片組和接口等參數之后,如果我們想要進一步學會鑒別主板的質量和使用壽命,判斷其供電模塊的質量是最好的途徑之一。一個好的供電模塊輸出將會使主板不會有任何的電壓波動或雜波,可以提供給CPU和其他電腦部件干凈、平穩的電壓。而差的供電模塊則會導致電腦在工作時電壓波動及雜波,造成各種故障(例如重啟、死機、藍屏等)。
主板的供電模塊
主板的供電電路很容易識別。因為它是主板上唯一采用電感(線圈)的主板電路,電感附近一般就能找到供電模塊。通常供電模塊環繞在CPU四周。但也有一些電感散布在主板上,通常靠近內存和臨近南橋(PCH)芯片,為這些組件提供所需電壓。
CPU四周的供電模塊由“多相并聯”控制電路組成,其中比較標準的每一相供電是由1個電容、1個電感、1對MOS管組成的,還有一塊PWM芯片負責控制,它決定了供電相數。
此外,有些主板上也有“每相2顆電感”這種的組合,或者說“2上2下”4個一組的MOS管等配置,主板上供電模塊用料越多給人的感覺確實就越高端,不過也要看所用元器件的品牌和具體的型號規格,一些差的8相供電可能還比不上稍微好點的6相供電。
電容的作用
電容主要起到濾波的作用(高通),在電腦運行的過程中保證電壓、電流的穩定,它就像蓄水池一樣,當忽高忽低的水流進入后,使水流緩緩地流出。
電感的作用
電感的作用也是濾波(低通),具體來說就是凈化電流、提高穩定性。它就像水車一樣,當突然而來的高速水流會被它阻擋。主板上每相可能會有多顆電感,采用“并聯”或者“倍相”方案。
- “并聯”電感就是把2電感個當1個用,實際相數只有看到的一半,對實際供電效果并沒有任何幫助。但能夠通過分攤供電壓力,在一定程度上降低溫度。
- “倍相”電感則需要通過專門的倍相芯片的介入,其實際效果接近原生相數,但發熱量也也會增大。
MOS管的作用
MOS管起到開關的作用。主要用于給硬件設備穩定電壓,CPU、內存、顯卡等硬件都會使用它。MOS管的體積非常小,但發熱量較大,有些主板在MOS管上覆蓋一塊散熱片。
在主板超頻時,如果MOS管散熱部分沒做好也會造成主板過熱、導致供電不穩定、從而影響超頻效果。
PWM芯片的作用
PWM芯片非常重要,它利用數字輸出的方式對模擬電路進行控制,可以對模擬信號電平實現數字編碼。通過輸出N路脈沖寬度可調方波,控制MOS管的開關得到相應的電壓。
通過主板上PWM芯片可以查詢主板的實際供電相數,以及供電效果。但由于很少有廠商宣傳其型號和規格,我們需要自己抄下PWM芯片上的編號去網絡中搜索。
一般來說,每一相供電根據用料的不同,能夠負載20~30A左右的電流,主板供電相數越多能夠承載的電流就越大。因此,主板主板的在供電模塊中的用料越豐厚,其運行相對就越穩定。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的学会鉴别主板如何区分电脑主板的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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