主板結構

由於主板是電腦中各種設備的連接載體，而這些設備的各不相同的，而且主板本身也有晶元組，各種I/O控制晶元，擴展插槽，擴展介面，電源插座等元器件，因此制定一個標準以協調各種設備的關係是必須的。所謂主板結構就是根據主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形狀，所使用的電源規格等制定出的通用標準，所有主板廠商都必須遵循。

分為AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等結構。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板結構；而LPX、NLX、Flex ATX則是ATX的變種，多見於國外的品牌機，國內尚不多見；EATX和WATX則多用於伺服器/工作站主板；ATX是目前市場上最常見的主板結構，擴展插槽較多，PCI插槽數量在4-6個，大多數主板都採用此結構；Micro ATX又稱Mini ATX，是ATX結構的簡化版，就是常說的“小板”，擴展插槽較少，PCI插槽數量在3個或3個以下，多用於品牌機並配備小型機箱；而BTX則是英特爾制定的最新一代主板結構。

PCAT主板

在PC推出后的第三年即1984年，IBM公布了PCAT。AT主板的尺寸為13"×12"，板上集成有控制晶元和8個I/0擴充插槽。由於AT主板尺寸較大，因此系統單元（機箱）水平方向增加了2英寸，高度增加了1英寸，這一改變也是為了支持新的較大尺寸的AT格式適配卡。將8位數據、20位地址的XT擴展槽改變到16位數據、24位地址的AT擴展槽。為了保持向下兼容，它保留62腳的XT擴展槽，然後在同列增加36腳的擴展槽。XT擴展卡仍使用62腳擴展槽（每側31腳），AT擴展卡使用共98腳的的兩個同列擴展槽。這種PC AT匯流排結構演變策略使得它仍能在當今的任何一個PC Pentium/PCI系統上正常運行。

PC AT的初始設計是讓擴展匯流排以微處理器相同的時鐘速率來運行，即6MHz的286，匯流排也是6MHz；8MHz的微處理器，則匯流排就是8MHz。隨著微處理器速度的增加，增加擴展匯流排的速度也很簡單。後來一些PC AT系統的擴展匯流排速度達到了10和12MHz。不幸的是，某些適配器不能以這樣的速度工作或者能很好得工作。因此，絕大多數的PC AT仍以8或8.33MHz為擴展匯流排的速率，在此速度下絕大多數適配器都不能穩定工作。

AT主板尺寸較大，板上能放置較多的元件和擴充插槽。但隨著電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主板規範，簡稱為Baby AT主板。

Baby AT主板

是從最早的XT主板繼承來的，它的大小為15"×8.5"，比AT主板是略長，而寬度大大窄於AT主板。Baby AT主板沿襲了AT主板的I/0擴展插槽、鍵盤插座等外設介面及元件的擺放位置，而對內存槽等內部元件結構進行了緊縮，再加上大規模集成電路使內部元件減少，使得Baby AT主板比AT主板布局緊湊而功能不減。

但隨著計算機硬體技術的進一步發展，計算機主板上集成功能越來越多，Baby AT主板有點不負重荷，而AT主板又過於龐大，於是很多主板商又採取另一種折衷的方案，即一方面取消主板上使用較少的零部件以壓縮空間（如將I/0擴展槽減為7個甚至6個，另一方面將Baby AT主板適當加寬，增加使用面積，這就形成了眾多的規格不一的Baby AT主板。當然這些主板對基本I/0插槽、外圍設備介面及主板固定孔的位置不加改動，使得即使是最小的Baby AT主板也能在標準機箱上使用。最常見的Baby AT主板尺寸是3/4Baby AT主板（26.5cm×22cm即10.7"×8.7"），採用7個I/0擴展槽。

由於Baby AT主板市場的不規範和AT主板結構過於陳舊，英特爾在95年1月公布了擴展AT主板結構，即ATX（AT extended）主板標準。這一標準得到世界主要主板廠商支持，目前已經成為最廣泛的工業標準。97年2月推出了ATX2.01版。

ATX結構主板

Baby AT結構標準的首先表現在主板橫向寬度太窄（一般為22cm），使得直接從主板引出介面的空間太小。大大限制了對外介面的數量，這對於功能載來越強、對外介面越來越多的微機來說，是無法克服的缺點。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由於性能低、功耗小，散熱的要求不高。而今天的CPU性能高、功耗大，為了使其工作穩定，必須要有良好的散熱裝置，加裝散熱片或風扇，因而大大增加了CPU的高度。在AT結構標準里CPU位於擴展槽的下方，使得很多全長的擴展卡插不上去或插上去后阻礙CPU風扇運轉。內存的位置也不盡合理。早期的計算機內存大小是固定的，對安裝位置無特殊要求。Baby AT主板在結構上按習慣把內存插槽安放在機箱電源的下方，安裝、更換內存條往往要拆下電源或主板，很不方便。內存條散熱條件也不好。此外，由於軟硬碟控制器及軟硬碟支架沒有特定的位置，這造成了軟硬碟線纜過長，增加了電腦內部連線的混亂，降低了電腦的中靠性。甚至由於硬碟線纜過長，使很多高速硬碟的轉速受到影響。ATX主板針對AT和Baby AT主板的缺點做了以下改進：

主板外形在Baby AT的基礎上旋轉了90度，其幾何尺寸改為30.5cm×24.4cm。

採用7個I/O插槽，CPU與I/O插槽、內存插槽位置更加合理。

優化了軟硬碟驅動器介面位置。

提高了主板的兼容性與可擴充性。

採用了增強的電源管理，真正實現電腦的軟體開/關機和綠色節能功能。

Micro ATX保持了ATX標準主板背板上的外設介面位置，與ATX兼容。

MATX結構主板

Micro ATX主板把擴展插槽減少為3-4隻，DIMM插槽為2-3個，從橫向減小了主板寬度，其總面積減小約0.92平方英寸，比ATX標準主板結構更為緊湊。按照Micro ATX標準，板上還應該集成圖形和音頻處理功能。在很多品牌機主板使用了Micro ATX標準，在DIY市場上也常能見到Micro ATX主板。

BTX是英特爾提出的新型主板架構Balanced Technology Extended的簡稱，是ATX結構的替代者，這類似於前幾年ATX取代AT和Baby AT一樣。革命性的改變是新的BTX規格能夠在不犧牲性能的前提下做到最小的體積。新架構對介面、匯流排、設備將有新的要求。重要的是所有的雜亂無章，接線凌亂，充滿噪音的PC機將很快過時。當然，新架構仍然提供某種程度的向後兼容，以便實現技術革命的順利過渡。

BTX具有如下特點

支持Low-profile，也即窄板設計，系統結構將更加緊湊；針對散熱和氣流的運動，對主板的線路布局進行了優化設計；

主板的安裝將更加簡便，機械性能也將經過最優化設計。

而且，BTX提供了很好的兼容性。在已經有數種BTX的派生版本推出，根據板型寬度的不同分為標準BTX （325.12mm），microBTX（264.16mm）及Low-profile的picoBTX（203.20mm），以及未來針對伺服器的Extended BTX。而且，現在流行的新匯流排和介面，如PCI Express和串列ATA等，也將在BTX架構主板中得到很好的支持。

值得一提的是，新型BTX主板將通過預裝的SRM（支持及保持模塊）優化散熱系統，特別是對CPU而言。另外，散熱系統在BTX的術語中也被稱為熱模塊。一般來說，該模塊包括散熱器和氣流通道。在已經開發的熱模塊有兩種類型，即full-size及low-profile。

得益於新技術的不斷應用，將來的BTX主板還將完全取消傳統的串口、並口、PS/2等介面。

Mini-ITX主板

Mini-ITX是由威盛電子主推的主板規格。Mini-ITX主板能用於microATX或ATX機箱，尺寸為17x17厘米，剛剛好能包括四顆固定螺絲和一條擴充插槽。由於擴充性不大，Mini-ITX主要用於嵌入式系統。英特爾亦有推出使用Mini-ITX 規格的桌面系統主板，尺寸為171.45mmx 171.45mm，但在網頁上標示為“uATX”而非Mini-ITX

ITX主板相對於普通的ATX和mATX主板要小巧的多，而且功能也相當齊全。集成CPU的ITX主板可以大大降低平台的組建成本，以Intel集成ATOM的ITX主板為例，主板售價499元，加上2G的內存大概150元，電源大概150元左右，對於不同用戶對硬碟要求不同如果是下載用戶配上1TB的硬碟599元整個平台造價為1398元，遠遠要比組裝一台低價的電腦要便宜很多，而且價格可能要比市面上售賣的1TB的NAS還便宜，功能要比NAS更為強大。

北橋晶元（North Bridge）是主板晶元組中起主導作用的最重要的組成部分，也稱為主橋（Host Bridge）。一般來說，晶元組的名稱就是以北橋晶元的名稱來命名的，例如英特爾965P晶元組的北橋晶元是82965P，975P晶元組的北橋晶元是82975P等等。北橋晶元負責與CPU的聯繫並控制內存、AGP，PCI-E數據在北橋內部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統的前端匯流排頻率、內存的類型（SDRAM，DDR，DDR2以及DDR3等等）和最大容量、AGP插槽、PCI-E插槽，ECC糾錯等支持，整合型晶元組的北橋晶元還集成了顯示核心。通常在主板上靠近CPU插槽的位置，這主要是考慮到北橋晶元與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。因為北橋晶元的數據處理量非常大，發熱量也越來越大，北橋晶元都覆蓋著散熱片用來加強北橋晶元的散熱，有些主板的北橋晶元還會配合風扇進行散熱。

南橋晶元（South Bridge）也是主板晶元組的重要組成部分。主要負責I/O匯流排之間的通信以及IDE設備的控制等。例如英特爾的P35晶元組所搭配的南橋晶元就是ICH9系列，根據同需要和定位南橋規格略有同。

我們知道，CPU需要通過某個介面與主板連接的才能進行工作。CPU經過這麼多年的發展，採用的介面方式有引腳式、卡式、觸點式、針腳式等。而CPU的介面都是針腳式介面，對應到主板上就有相應的插槽類型。不同類型的CPU具有不同的CPU插槽，因此選擇CPU，就必須選擇帶有與之對應插槽類型的主板。主板CPU插槽類型不同，在插孔數、體積、形狀都有變化，所以不能互相接插。

Socket 775又稱為Socket T，支持Pentium 4、Pentium 4EE、Celeron D以及雙核心的Pentium D，Pentium EE和Core架構的Cornoe處理器等CPU，採用觸鬚狀針腳，通過與CPU底部對應的觸點相接觸而獲得信號，是InTEL平台的主流CPU插槽。

Socket AM2是2006年5月底發布的支持DDR2內存的AMD64位桌面CPU的插槽標準，支持AMD Athlon 64 FX/Athlon 64 X2/Athlon 64/Sempron等處理器。Socket AM2具有940個CPU針腳插孔，支持200MHz外頻和1000MHz的HyperTransport匯流排頻率，支持雙通道DDR2內存。

Socket AM2+針腳跟現行AM2完全一樣，只是HyperTransport匯流排提高到3.0標準，支持最高2.6GHz的工作頻率，該頻率下數據傳輸帶寬將達到5.2GT/s 即20.8GB/s，是AMD K10處理器的標準插槽，可以兼容AM2。

內存插槽是主板上用來安裝內存的地方。需要注意的是不同類型的內存插槽它們的引腳，電壓，性能功能都是不盡相同的，不同的內存在不同的內存插槽上不能互相兼容

SDRAM是Synchronous Dynamic Random Access Memory（同步動態隨機存儲器）的簡稱，採用3.3伏工作電壓，168Pin的DIMM介面，帶寬為64位，有PC66、PC100、PC133等不同規格，SDRAM內存金手指上有兩個缺口。

DDR應該叫DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫，採用的是2.5V電壓，184pin，內存金手指有一個缺口。

DDR2（Double Data Rate 2）是由JEDEC（電子設備工程聯合委員會）進行開發的新生代內存技術標準是目主流內存類型，電壓為1.8V，針腳數量為240pin，雖然和DDR金手指同樣有一個缺口，但兩者缺口的位置略有不同，所以不可兼容。

DDR3（Double Data Rate 3）電壓為1.5V，針腳數量為240pin。

PCI插槽是基於PCI局部匯流排（Pedpherd Component Interconnect，周邊元件擴展介面）的擴展插槽。其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz，最大數據傳輸率為133MB/sec（32位）和266MB/sec（64位）。可插接顯卡、音效卡、網卡、內置Modem、內置ADSL Modem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE介面卡、RAID卡、電視卡、視頻採集卡以及其它種類繁多的擴展卡。