主板 : IDE接口
IDE是Integrated Device Electronics的简称,是一种硬盘的传输接口,它有另一个名称叫做ATA(AT Attachment),这两个名词都有厂商在用,指的是相同的东西。IDE的规格后来有所进步,而推出了EIDE(Enhanced IDE)的规格名称,而这个规格同时又被称为Fast ATA。所不同的是Fast ATA是专指硬盘接口,而EIDE还制定了连接光盘等非硬盘产品的标准。而这个连接非硬盘类的IDE标准,又称为ATAPI接口。而之后再推出更快的接口,名称都只剩下ATA的字样,像是Ultra ATA、ATA/66、ATA/100等。
主板IDE接口
早期的IDE接口有两种传输模式,一个是PIO(Programming I/O)模式,另一个是DMA(Direct Memory Access)。虽然DMA模式系统资源占用少,但需要额外的驱动程序或设置,因此被接受的程度比较低。后来在对速度要求愈来愈高的情况下,DMA模式由于执行效率较好,操作系统开始直接支持,而且厂商更推出了愈来愈快的DMA模式传输速度标准。而从英特尔的430TX芯片组开始,就提供了对Ultra DMA 33的支持,提供了最大33MB/sec的的数据传输率,以后又很快发展到了ATA 66,ATA 100以及迈拓提出的ATA 133标准,分别提供66MB/sec,100MB/sec以及133MB/sec的最大数据传输率。值得注意的是,迈拓提出的ATA 133标准并没能获得业界的广泛支持,硬盘厂商中只有迈拓自己才采用ATA 133标准,而日立(IBM),希捷和西部数据则都采用ATA 100标准,芯片组厂商中也只有VIA,SIS,ALi以及nViidia对次标准提供支持,芯片组厂商中英特尔则只支持ATA 100标准。
各种IDE标准都能很好的向下兼容,例如ATA 133兼容ATA 66/100和Ultra DMA33,而ATA 100也兼容Ultra DMA 33/66。
要特别注意的是,对ATA 66以及以上的IDE接口传输标准而言,必须使用专门的80芯IDE排线,其与普通的40芯IDE排线相比,增加了40条地线以提高信号的稳定性。
以上这些都是传统的并行ATA传输方式,现在又出现了串行ATA(Serial ATA,简称SATA),其最大数据传输率更进一步提高到了150MB/sec,将来还会提高到300MB/sec,而且其接口非常小巧,排线也很细,有利于机箱内部空气流动从而加强散热效果,也使机箱内部显得不太凌乱。与并行ATA相比,STAT还有一大优点就是支持热插拔。
主板SATA接口
在选购主板时,其实并无必要太在意IDE接口传输标准有多快,其实在ATA 100,ATA 133以及SATA 150下硬盘性能都差不多,因为受限于硬盘的机械结构和数据存取方式,硬盘的性能瓶颈是硬盘的内部数据传输率而非外部接口标准,目前主流硬盘的内部数据传输率离ATA 100的100MB/sec都还差得很远。所以要按照自己的具体需求选购。
IDE接口详细解释,请参看本站硬盘部分术语解释。
主板 : 支持CPU类型
是指能在该主板上所采用的CPU类型。CPU的发展速度相当快,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经历了很多代的改进。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很大。只有购买与主板支持CPU类型相同的CPU,二者才能配套工作。
主板 : 显示芯片
显示芯片是指主板所板载的显示芯片,有显示芯片的主板不需要独立显卡就能实现普通的显示功能,以满足一般的家庭娱乐和商业应用,节省用户购买显卡的开支。板载显示芯片可以分为两种类型:整合到北桥芯片内部的显示芯片以及板载的独立显示芯片,市场中大多数板载显示芯片的主板都是前者,如常见的865G/845GE主板等;而后者则比较少见,例如精英的“游戏悍将”系列主板,板载SIS的Xabre 200独立显示芯片,并有64MB的独立显存。
主板板载显示芯片的历史已经非常悠久了,从较早期VIA的MVP4芯片组到后来英特尔的810系列,815系列,845GL/845G/845GV/845GE,865G/865GV以及910GL/915G/915GL/915GV等芯片组都整合了显示芯片。而英特尔也正是依靠了整合的显示芯片,才占据了图形芯片市场的较大份额。
目前各大主板芯片组厂商都有整合显示芯片的主板产品,而所有的主板厂商也都有对应的整合型主板。英特尔平台方面整合芯片组的厂商有英特尔,VIA,SIS,ATI等,AMD平台方面整合芯片组的厂商有VIA,SIS,NVIDIA等等。从性能上来说,英特尔平台方面显示芯片性能最高的是945G芯片组,而AMD平台方面显示芯片性能最高的是NVIDIA的C61P芯片组。
主板 : USB
扩展接口是主板上用于连接各种外部设备的接口。通过这些扩展接口,可以把打印机,外置Modem,扫描仪,闪存盘,MP3播放机,DC,DV,移动硬盘,手机,写字板等外部设备连接到电脑上。而且,通过扩展接口还能实现电脑间的互连。
目前,常见的扩展接口有串行接口(Serial Port),并行接口(Parallel Port),通用串行总线接口(USB),IEEE 1394接口等。
USB
USB是英文Universal Serial Bus的缩写,中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的总线标准,而是应用在PC领域的接口技术。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。不过直到近期,它才得到广泛地应用。从1994年11月11日发表了USB V0.7版本以后,USB版本经历了多年的发展,到现在已经发展为2.0版本,成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0,各USB版本间能很好的兼容。USB用一个4针插头作为标准插头,采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来,最多可以连接127个外部设备,并且不会损失带宽。USB需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片组,主板上也安装有USB接口插座,而且除了背板的插座之外,主板上还预留有USB插针,可以通过连线接到机箱前面作为前置USB接口以方便使用(注意,在接线时要仔细阅读主板说明书并按图连接,千万不可接错而使设备损坏)。而且USB接口还可以通过专门的USB连机线实现双机互连,并可以通过Hub扩展出更多的接口。USB具有传输速度快(USB1.1是12Mbps,USB2.0是480Mbps),使用方便,支持热插拔,连接灵活,独立供电等优点,可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等,几乎所有的外部设备。
主板 : CPU插槽类型
我们知道,CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展,采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口,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,所以不能互相接插。
AMD的Socket AM2插槽采用全新设计处理器插槽,其拥有940根针脚,这种处理器内建DDR2内存控制器,可以支持最高DDR2 800的内存。而AMD计划从AM2插槽开始统一处理器的插槽,未来所有的AMD桌面处理器,包括Athlon 64, Athlon 64 X2以及Sempron处理器都会采用这种接口。需要注意的是,目前AMD把AM2架构还是在称为Rev F,到正式发布的时候就可称为AM2,并且AMD宣称这种处理器将官方支持DDR2-533, 667以及800内存,而对手英特尔目前最高内存支持的幅度仅为DDR 667;当然等到第三季度,英特尔推出Conroe核心处理器的时候,英特尔才会逐步引入DDR2 800的支持。
Socket 939插槽,是Athlon64处理器所采用的接口类型,针脚数为939针。支持 Socket 939 处理器的主板只需要4层 PCB。使用普通DDR内存。
Socket 940插槽,是Athlon64处理器所采用的接口类型,针脚数为940针。Socket 940接口的处理器支持双通道ECC内存,支持 Socket 940 处理器的主板必须采用6至9层PCB,必须采用带ECC校验的DDR内存。
Socket 754插槽,是Athlon64处理器所采用的接口类型,针脚数为754针。Socket 754 接口处理器支持单通道内存
LGA 775插槽,是Intel 925X Express和Intel 915 Express芯片组,所采用的接口类型,支持Pentium 4和Pentium 4 Extreme Edition处理器,针脚数为775针。
Socket 478插槽是目前Pentium 4系列处理器所采用的接口类型,针脚数为478针。Socket 478的Pentium 4处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。采用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 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,可以支持133MHz外频。如同Socket 370一样,降低了制造成本,简化了结构设计。
Socket 423插槽是最初Pentium 4处理器的标准接口,Socket 423的外形和前几种Socket类的插槽类似,对应的CPU针脚数为423。Socket 423插槽多是基于Intel 850芯片组主板,支持1.3GHz~1.8GHz的Pentium 4处理器。不过随着DDR内存的流行,英特尔又开发了支持SDRAM及DDR内存的i845芯片组,CPU插槽也改成了Socket 478,Socket 423插槽也就销声匿迹了。
Socket 370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构,外观上与Socket 7非常像,也采用零插拔力插槽,对应的CPU是370针脚。
Socket 370主板多为采用Intel ZX、BX、i810芯片组的产品,其他厂商有VIA Apollo Pro系列、SIS 530系列等。最初认为,Socket 370的CPU升级能力可能不会太好,所以Socket 370的销量总是不如SLOT 1接口的主板。但在英特尔推出的“铜矿”和”图拉丁”系列CPU, Socket 370接口的主板一改低端形象,逐渐取代了SLOT 1接口。目前市场中还有极少部分的主板采用此种插槽。
SLOT 1是英特尔公司为取代Socket 7而开发的CPU接口,并申请的专利。这样其它厂商就无法生产SLOT 1接口的产品,也就使得AMD、VIA、SIS等公司不得不联合起来,对Socket 7接口升级,也得到了Super 7接口。后来随着Super 7接口的兴起,英特尔又将SLOT 1结构主板的制造授权提供给了VIA、SIS、ALI等主板厂商,所以这些厂商也相应推出了采用SLOT 1接口的系列主板,丰富了主板市场。
SLOT 1是英特尔公司为Pentium Ⅱ系列CPU设计的插槽,其将Pentium Ⅱ CPU及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上,多数Slot 1主板使用100MHz外频。SLOT 1的技术结构比较先进,能提供更大的内部传输带宽和CPU性能。采用SLOT 1接口的主板芯片组有Intel的BX、i810、i820系列及VIA的Apollo系列,ALI 的Aladdin Pro Ⅱ系列及SIS的620、630系列等。此种接口已经被淘汰,市面上已无此类接口的主板产品。
SLOT 2用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的CPU也是很昂贵的Xeon(至强)系列。Slot 2与Slot 1相比,有许多不同。首先,Slot 2插槽更长,CPU本身也都要大一些。其次,Slot 2能够胜任更高要求的多用途计算处理,这是进入高端企业计算市场的关键所在。在当时标准服务器设计中,一般厂商只能同时在系统中采用两个 Pentium Ⅱ处理器,而有了Slot 2设计后,可以在一台服务器中同时采用 8个处理器。而且采用Slot 2接口的Pentium Ⅱ CPU都采用了当时最先进的0.25微米制造工艺。支持SLOT 2接口的主板芯片组有440GX和450NX。
SLOT A接口类似于英特尔公司的SLOT 1接口,供AMD公司的K7 Athlon使用的。在技术和性能上,SLOT A主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是Intel的P6 GTL+ 总线协议,而是Digital公司的Alpha总线协议EV6。EV6架构是种较先进的架构,它采用多线程处理的点到点拓扑结构,支持200MHz的总线频率。支持SLOT A接口结构的主板芯片组主要有两种,一种是AMD的AMD 750芯片组,另一种是VIA的Apollo KX133芯片组。此类接口已被Socket A接口全面取代。
Socket 7:Socket在英文里就是插槽的意思,Socket 7也被叫做Super 7。最初是英特尔公司为Pentium MMX系列CPU设计的插槽,后来英特尔放弃Socket 7接口转向SLOT 1接口,AMD、VIA、ALI、SIS等厂商仍然沿用此接口,直至发展出Socket A接口。该插槽基本特征为321插孔,系统使用66MHz的总线。Super 7主板增加了对100MHz外频和AGP接口类型的支持。
Super 7采用的芯片组有VIA公司的MVP3、MVP4系列,SIS公司的530/540系列及ALI的Aladdin V系列等主板产品。对应Super 7接口CPU的产品有AMD K6-2、K6-Ⅲ 、Cyrix M2及一些其他厂商的产品。此类接口目前已被淘汰,只有部分老产品才能见到。
主板 : 扩展插槽
扩展插槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽,也叫扩展槽、扩充插槽。扩展槽是一种添加或增强电脑特性及功能的方法。例如,不满意主板整合显卡的性能,可以添加独立显卡以增强显示性能;不满意板载声卡的音质,可以添加独立声卡以增强音效;不支持USB2.0或IEEE1394的主板可以通过添加相应的USB2.0扩展卡或IEEE1394扩展卡以获得该功能等。
目前扩展插槽的种类主要有ISA,PCI,AGP,CNR,AMR,ACR和比较少见的WI-FI,VXB,以及笔记本电脑专用的PCMCIA等。历史上出现过,早已经被淘汰掉的还有MCA插槽,EISA插槽以及VESA插槽等等。未来的主流扩展插槽是PCI Express插槽。
在选购主板产品时,扩展插槽的种类和数量的多少是决定购买的一个重要指标。有多种类型和足够数量的扩展插槽就意味着今后有足够的可升级性和设备扩展性,反之则会在今后的升级和设备扩展方面碰到巨大的障碍。这点对初学者尤其重要。例如不满意整合主板的游戏性能想升级为独立显卡却发现主板上没有AGP插槽;想添加一块视频采集卡却发现使用的PCI插槽都已插满等等。但扩展插槽也并非越多越好,过多的插槽会导致主板成本上升从而加大用户的购买成本,而且过多的插槽对许多用户而言并没有作用,例如一台只需要做文本处理和上网的办公电脑却配有6个PCI插槽而且配有独立显卡,就是一种典型的资源浪费,这种类型的电脑只用整合型的Micro ATX主板就能完全满足使用要求。所以在具体产品的选购上要根据自己的需要来选购,符合自己的才是最好的。
主板 : 内存插槽
内存插槽是指主板上所采用的内存插槽类型和数量。主板所支持的内存种类和容量都由内存插槽来决定的。目前主要应用于主板上的内存插槽有:
SIMM(Single Inline Memory Module,单内联内存模块)
168针SIMM插槽
内存条通过金手指与主板连接,内存条正反两面都带有金手指。金手指可以在两面提供不同的信号,也可以提供相同的信号。SIMM就是一种两侧金手指都提供相同信号的内存结构,它多用于早期的FPM和EDD DRAM,最初一次只能传输8bif数据,后来逐渐发展出16bit、32bit的SIMM模组,其中8bit和16bitSIMM使用30pin接口,32bit的则使用72pin接口。在内存发展进入SDRAM时代后,SIMM逐渐被DIMM技术取代。
DIMM
184针DIMM插槽
DIMM与SIMM相当类似,不同的只是DIMM的金手指两端不像SIMM那样是互通的,它们各自独立传输信号,因此可以满足更多数据信号的传送需要。同样采用DIMM,SDRAM 的接口与DDR内存的接口也略有不同,SDRAM DIMM为168Pin DIMM结构,金手指每面为84Pin,金手指上有两个卡口,用来避免插入插槽时,错误将内存反向插入而导致烧毁;DDR DIMM则采用184Pin DIMM结构,金手指每面有92Pin,金手指上只有一个卡口。卡口数量的不同,是二者最为明显的区别。DDR2 DIMM为240pin DIMM结构,金手指每面有120Pin,与DDR DIMM一样金手指上也只有一个卡口,但是卡口的位置与DDR DIMM稍微有一些不同,因此DDR内存是插不进DDR2 DIMM的,同理DDR2内存也是插不进DDR DIMM的,因此在一些同时具有DDR DIMM和DDR2 DIMM的主板上,不会出现将内存插错插槽的问题。
240针DDR2 DIMM插槽
RIMM
RIMM是Rambus公司生产的RDRAM内存所采用的接口类型,RIMM内存与DIMM的外型尺寸差不多,金手指同样也是双面的。RIMM有也184 Pin的针脚,在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口。RIMM非ECC版有16位数据宽度,ECC版则都是18位宽。由于RDRAM内存较高的价格,此类内存在DIY市场很少见到,RIMM接口也就难得一见了。
主板 : 网卡芯片
主板网卡芯片是指整合了网络功能的主板所集成的网卡芯片,与之相对应,在主板的背板上也有相应的网卡接口(RJ-45),该接口一般位于音频接口或USB接口附近。
板载RTL8100B网卡芯片
以前由于宽带上网很少,大多都是拨号上网,网卡并非电脑的必备配件,板载网卡芯片的主板很少,如果要使用网卡就只能采取扩展卡的方式;而现在随着宽带上网的流行,网卡逐渐成为电脑的基本配件之一,板载网卡芯片的主板也越来越多了。
在使用相同网卡芯片的情况下,板载网卡与独立网卡在性能上没有什么差异,而且相对与独立网卡,板载网卡也具有独特的优势。首先是降低了用户的采购成本,例如现在板载千兆网卡的主板越来越多,而购买一块独立的千兆网卡却需要好几百元;其次,可以节约系统扩展资源,不占用独立网卡需要占用的PCI插槽或USB接口等;再次,能够实现良好的兼容性和稳定性,不容易出现独立网卡与主板兼容不好或与其它设备资源冲突的问题。
板载网卡芯片以速度来分可分为10/100Mbps自适应网卡和千兆网卡,以网络连接方式来分可分为普通网卡和无线网卡,以芯片类型来分可分为芯片组内置的网卡芯片(某些芯片组的南桥芯片,如SIS963)和主板所附加的独立网卡芯片(如Realtek 8139系列)。部分高档家用主板、服务器主板还提供了双板载网卡。
板载网卡芯片主要生产商是英特尔,3Com,Realtek,VIA和SIS等等。
主板 : 并/串
串行接口
串行接口,简称串口,也就是COM接口,是采用串行通信协议的扩展接口。串口的出现是在1980年前后,数据传输率是115kbps~230kbps,串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备,目前部分新主板已开始取消该接口。
并行接口
并行接口,简称并口,也就是LPT接口,是采用并行通信协议的扩展接口。并口的数据传输率比串口快8倍,标准并口的数据传输率为1Mbps,一般用来连接打印机、扫描仪等。所以并口又被称为打印口。
另外,串口和并口都能通过直接电缆连接的方式实现双机互连,在此方式下数据只能低速传输。多年来PC的串口与并口的功能和结构并没有什么变化。在使用串并口时,原则上每一个外设必须插在一个接口上,如果所有的接口均被用上了就只能通过添加插卡来追加接口。串、并口不仅速度有限,而且在使用上很不方便,例如不支持热插拔等。随着USB接口的普及,目前都已经很少使用了,而且随着BTX规范的推广,是必然会被淘汰的。
主板 : 前端总线频率
总线是将计算机微处理器与内存芯片以及与之通信的设备连接起来的硬件通道。前端总线将CPU连接到主内存和通向磁盘驱动器、调制解调器以及网卡这类系统部件的外设总线。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。
前端总线(FSB)频率是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最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,1066MHz,1333MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与内存之间的数据传输量越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以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,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。
外频与前端总线频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s(1Byte=8bit)。
主板支持的前端总线是由芯片组决定的,一般都带有足够的向下兼容性。如865PE主板支持800MHz前端总线,那安装的CPU的前端总线可以是800MHz,也可以是533MHz,但这样就无法发挥出主板的全部功效。
主板 : 支持内存类型
支持内存类型是指主板所支持的具体内存类型。不同的主板所支持的内存类型是不相同的。内存类型主要有FPM,EDO,SDRAM,RDRAM已经DDR DRAM等。
FPM是Fast Page Mode(快页模式)的简称,是较早的PC机普遍使用的内存,它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据。现在早就被淘汰掉了。
EDO是Extended Data Out(扩展数据输出)的简称,它取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,每隔2个时钟脉冲周期传输一次数据,大大地缩短了存取时间,使存取速度提高30%,达到60ns。EDO内存主要用于72线的SIMM内存条,以及采用EDO内存芯片的PCI显示卡。这种内存流行在486以及早期的奔腾计算机系统中,它有72线和168线之分,采用5V工作电压,带宽32 bit,必须两条或四条成对使用,可用于英特尔430FX/430VX甚至430TX芯片组主板上。目前也已经被淘汰,只能在某些老爷机上见到。
SDRAM是Synchronous Dynamic Random Access Memory(同步动态随机存储器)的简称,是前几年普遍使用的内存形式。SDRAM采用3.3v工作电压,带宽64位,SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使RAM和CPU能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,与 EDO内存相比速度能提高50%。SDRAM基于双存储体结构,内含两个交错的存储阵列,当CPU从一个存储体或阵列访问数据时,另一个就已为读写数据做好了准备,通过这两个存储阵列的紧密切换,读取效率就能得到成倍的提高。SDRAM不仅可用作主存,在显示卡上的显存方面也有广泛应用。SDRAM曾经是长时间使用的主流内存,从430TX芯片组到845芯片组都支持SDRAM。但随着DDR SDRAM的普及,SDRAM也正在慢慢退出主流市场。
RDRAM是Rambus Dynamic Random Access Memory(存储器总线式动态随机存储器)的简称,是Rambus公司开发的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的内存,它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据,同时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。最开始支持RDRAM的是英特尔820芯片组,后来又有840,850芯片组等等。RDRAM最初得到了英特尔的大力支持,但由于其高昂的价格以及Rambus公司的专利许可限制,一直未能成为市场主流,其地位被相对廉价而性能同样出色的DDR SDRAM迅速取代,市场份额很小。
DDR SDRAM是Double Data Rage Dynamic Random Access Memory(双数据率同步动态随机存储器)的简称,是由VIA等公司为了与RDRAM相抗衡而提出的内存标准。DDR SDRAM是SDRAM的更新换代产品,采用2.5v工作电压,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度,并具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽,例如DDR 266与PC 133 SDRAM相比,工作频率同样是133MHz,但内存带宽达到了2.12 GB/s,比PC 133 SDRAM高一倍。目前主流的芯片组都支持DDR SDRAM,是目前最常用的内存类型。
ECC并不是内存类型,ECC(Error Correction Coding或Error Checking and Correcting)是一种具有自动纠错功能的内存,英特尔的82430HX芯片组就开始支持它,使用该芯片组的主板都可以安装使用ECC内存,但由于ECC内存成本比较高,所以主要应用在要求系统运算可靠性比较高的商业电脑中,例如服务器/工作站等等。由于实际上存储器出错的情况不会经常发生,而且普通的主板也并不支持ECC内存,所以一般的家用与办公电脑也不必采用ECC内存。
一般情况下,一块主板只支持一种内存类型,但也有例外。有些主板具有两种内存插槽,可以使用两种内存,例如以前有些主板能使用EDO和SDRAM,现在有些主板能使用SDRAM和DDR SDRAM。
主板 : 南桥芯片
南桥芯片(South Bridge)是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说,其数据处理量并不算大,所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连,而是通过一定的方式(不同厂商各种芯片组有所不同,例如英特尔的英特尔Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”)与北桥芯片相连。
南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等,这些技术一般相对来说比较稳定,所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的,不同的只是北桥芯片。所以现在主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。例如早期英特尔不同架构的芯片组Socket 7的430TX和Slot 1的440LX其南桥芯片都采用82317AB,而近两年的芯片组845E/845G/845GE/845PE等配置都采用ICH4南桥芯片,但也能搭配ICH2南桥芯片。更有甚者,有些主板厂家生产的少数产品采用的南北桥是不同芯片组公司的产品,例如以前升技的KG7-RAID主板,北桥采用了AMD 760,南桥则是VIA 686B。
南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能,例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI无线网络等等。
主板 : 超线程技术
CPU生产商为了提高CPU的性能,通常做法是提高CPU的时钟频率和增加缓存容量。不过目前CPU的频率越来越快,如果再通过提升CPU频率和增加缓存的方法来提高性能,往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约。
尽管提高CPU的时钟频率和增加缓存容量后的确可以改善性能,但这样的CPU性能提高在技术上存在较大的难度。实际上在应用中基于很多原因,CPU的执行单元都没有被充分使用。如果CPU不能正常读取数据(总线/内存的瓶颈),其执行单元利用率会明显下降。另外就是目前大多数执行线程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism,多种指令同时执行)支持。这些都造成了目前CPU的性能没有得到全部的发挥。因此,Intel则采用另一个思路去提高CPU的性能,让CPU可以同时执行多重线程,就能够让CPU发挥更大效率,即所谓“超线程(Hyper-Threading,简称“HT”)”技术。超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高的CPU的运行效率。
采用超线程及时可在同一时间里,应用程序可以使用芯片的不同部分。虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令,但是在任一时刻只能够对一条指令进行操作。而超线程技术可以使芯片同时进行多线程处理,使芯片性能得到提升。
超线程技术是在一颗CPU同时执行多个程序而共同分享一颗CPU内的资源,理论上要像两颗CPU一样在同一时间执行两个线程,P4处理器需要多加入一个Logical CPU Pointer(逻辑处理单元)。因此新一代的P4 HT的die的面积比以往的P4增大了5%。而其余部分如ALU(整数运算单元)、FPU(浮点运算单元)、L2 Cache(二级缓存)则保持不变,这些部分是被分享的。
虽然采用超线程技术能同时执行两个线程,但它并不象两个真正的CPU那样,每个CPU都具有独立的资源。当两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂时停止,并让出资源,直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗CPU的性能。
英特尔P4 超线程有两个运行模式,Single Task Mode(单任务模式)及Multi Task Mode(多任务模式),当程序不支持Multi-Processing(多处理器作业)时,系统会停止其中一个逻辑CPU的运行,把资源集中于单个逻辑CPU中,让单线程程序不会因其中一个逻辑CPU闲置而减低性能,但由于被停止运行的逻辑CPU还是会等待工作,占用一定的资源,因此Hyper-Threading CPU运行Single Task Mode程序模式时,有可能达不到不带超线程功能的CPU性能,但性能差距不会太大。也就是说,当运行单线程运用软件时,超线程技术甚至会降低系统性能,尤其在多线程操作系统运行单线程软件时容易出现此问题。
需要注意的是,含有超线程技术的CPU需要芯片组、软件支持,才能比较理想的发挥该项技术的优势。目前支持超线程技术的芯片组包括如:英特尔i845GE、PE及矽统iSR658 RDRAM、SiS645DX、SiS651可直接支持超线程;英特尔i845E、i850E通过升级BIOS后可支持;威盛P4X400、P4X400A可支持,但未获得正式授权。操作系统如:Microsoft Windows XP、Microsoft Windows 2003,Linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超线程技术。
主板 : 电源回路
电源回路是主板中的一个重要组成部分,其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换,将电压变换至CPU所能接受的内核电压值,使CPU正常工作,以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤,滤除各种杂波和干扰信号以保证电脑的稳定工作。电源回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。
电源回路依其工作原理可分为线性电源供电方式和开关电源供电方式。
线性电源供电方式
这是好多年以前的主板供电方式,它是通过改变晶体管的导通程度来实现的,晶体管相当于一个可变电阻,串接在供电回路中。由于可变电阻与负载流过相同的电流,因此要消耗掉大量的能量并导致升温,电压转换效率低。尤其是在需要大电流的供电电路中线性电源无法使用。目前这种供电方式早已经被淘汰掉了。
开关电源供电方式
这是目前广泛采用的供电方式,PWM控制器IC芯片提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得场效应管MOSFET1与MOSFET2轮流导通。扼流圈L0与L1是作为储能电感使用并与相接的电容组成LC滤波电路。
其工作原理是这样的:当负载两端的电压VCORE(如CPU需要的电压)要降低时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源供电断开,电感释放出刚才充入的能量,这时的电感就变成了电源继续对负载供电。随着电感上存储能量的消耗,负载两端的电压开始逐渐降低,外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电。依此类推在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压,永远使负载两端的电压不会升高也不会降低,这就是开关电源的最大优势。还有就是由于MOSFET场效应管工作在开关状态,导通时的内阻和截止时的漏电流都较小,所以自身耗电量很小,避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。这也就是所谓的“单相电源回路”的工作原理。
单相供电一般可以提供最大25A的电流,而现今常用的CPU早已超过了这个数字,P4处理器功率可以达到70-80瓦,工作电流甚至达到50A,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。(如图2)就是一个两相供电的示意图,很容易看懂,就是两个单相电路的并联,因此它可以提供双倍的电流供给,理论上可以绰绰有余地满足目前CPU的需要了。但上述只是纯理论,实际情况还要添加很多因素,如开关元件性能,导体的电阻,都是影响Vcore的要素。实际应用中存在供电部分的效率问题,电能不会100%转换,一般情况下消耗的电能都转化为热量散发出来,所以我们常见的任何稳压电源总是电器中最热的部分。要注意的是,温度越高代表其效率越低。这样一来,如果电路的转换效率不是很高,那么采用两相供电的电路就可能无法满足CPU的需要,所以又出现了三相甚至更多相供电电路。但是,这也带来了主板布线复杂化,如果此时布线设计如果不很合理,就会影响高频工作的稳定性等一系列问题。目前在市面上见到的主流主板产品有很多采用三相供电电路,虽然可以供给CPU足够动力,但由于电路设计的不足使主板在极端情况下的稳定性一定程度上受到了限制,如要解决这个问题必然会在电路设计布线方面下更大的力气,而成本也随之上升了。
电源回路采用多相供电的原因是为了提供更平稳的电流,从控制芯片PWM发出来的是那种脉冲方波信号,经过LC震荡回路整形为类似直流的电流,方波的高电位时间很短,相越多,整形出来的准直流电越接近直流。
电源回路对电脑的性能发挥以及工作的稳定性起着非常重要的作用,是主板的一个重要的性能参数。在选购时应该选择主流大厂设计精良,用料充足的产品。
主板 : CPU自动检测
以前的老式主板需要用户自己设定CPU的外频,倍频以及电压等参数(一般都是通过跳线来设定),现在生产的主板都能自动检测到这些参数,进而正确设定这些参数,并保存在CMOS中。在CMOS掉电时,也不需要打开机箱重新进行设置。
另外,现在的主板还具有老式主板所没有的CPU温度检测报警功能。CPU温度过高会导致系统工作不稳定或者死机,甚至损坏CPU等,所以对CPU的温度检测是很重要的。它会在CPU温度超出安全范围时发出警告检测。温度的探头有两种:一种集成在处理器之中,依靠BIOS的支持;另一种是外置的,在主板上面可以见到,通常是一颗热敏电阻。它们都是通过温度的改变来改变自身的电阻值,让温度检测电路探测到电阻的改变,从而改变温度数值。
主板 : 适用平台
适用平台分Intel平台和AMD平台,下面我们就来看看Intel平台和AMD平台的区别:
Intel:
845系列芯片组的82845E/82845GL/82845G/82845GV/82845GE/82845PE,除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原因,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:
主要有支持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:
主要就是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:
主要有比较新的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 400内存,并且都支持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,主要是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
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 HyperTransport频率,K8M800、K8T800和K8T800 Pro支持AGP 8X规范,而K8T890和K8T890 Pro则支持PCI Express X16规范,并且与nVidia的nForce4 SLI相同,K8T890 Pro同样也能支持两块nVidia的Geforce 6系列显卡之间的SLI连接以提升系统的图形性能;K8M800还集成了S3 UniChrome Pro显示芯片。。
SIS:
主要有支持K7系列CPU的SIS748/SIS746/SIS746FX/SIS745/SIS741/SIS741GX/SIS740/SIS735,以及支持k8系列CPU的SIS755、SIS755FX、SIS760和SIS756。其中,SIS755和SIS760支持800MHz HyperTransport频率,SIS755FX和SIS756则支持1000MHz HyperTransport频率;SIS755、SIS755FX和SIS760支持AGP 8X规范,而SIS756则支持PCI Express X16规范;SIS760还集成了支持DirectX 8.1的SIS Mirage 2显示芯片。。
NVIDIA:
除了早期的支持K7系列CPU的nForce2 IGP/SPP,nForce2 Ultra 400,nForce2 400等,比较新的是支持K8系列CPU的nForce3系列的nForce3 250、nForce3 250Gb、nForce3 Ultra、nForce3 Pro以及nForce4系列的nForce4、nForce4 Ultra和nForce4 SLI,这些全都是单芯片芯片组,其中nForce3系列支持AGP 8X规范,而nForce4系列则支持PCI Express X16规范,nForce4 SLI更能支持两块nVidia的Geforce 6系列显卡(支持SLI技术的GeForce 6800Ultra 、GeForce 6800GT、GeForce 6600GT)之间的SLI连接,极大地提升系统的图形性能。
ULI:
离开芯片组市场多年,目前产品不多,主要就是单芯片的支持K8系列CPU的M1689,比较特别的是,M1689能支持所有的K8系列CPU,包括桌面平台(Athlon 64和Athlon 64 FX)、移动平台(Mobile Athlon 64)和服务器/工作站平台(Opteron)。支持800MHz HyperTransport频率和AGP 8X规范。
ATI:
ATI刚进入AMD平台芯片组市场,目前只有支持K8系列CPU的Radeon Xpress 200(北桥芯片是RS480)和Radeon Xpress 200P(北桥芯片是RX480),这二者都支持PCI Express X16规范,其中,Radeon Xpress 200还集成了支持DirectX 9.0的Radeon X300显示芯片。Radeon Xpress 200有两项技术比较有特色,一是“HyperMemory”技术,简单的说就是在主板的北桥芯片旁边板载整合图形核芯专用的本地显存,ATI也为HyperMemory技术做了很灵活的设计,可以单独使用板载显存,也可以和系统共用内存,更可以同时使用板载显存和系统内存;二是“SurroundView”功能,即再添加一块独立显卡配合整合的图形核心,可以实现三屏显示输出功能。
主板 : 其他内部插口
AMR
AMR(Audio Modem Riser,声音和调制解调器插卡)规范,它是1998年英特尔公司发起并号召其它相关厂商共同制定的一套开放工业标准,旨在将数字信号与模拟信号的转换电路单独做在一块电路卡上。因为在此之前,当主板上的模拟信号和数字信号同处在一起时,会产生互相干扰的现象。而AMR规范就是将声卡和调制解调器功能集成在主板上,同时又把数字信号和模拟信号隔离开来,避免相互干扰。这样做既降低了成本,又解决了声卡与Modem子系统在功能上的一些限制。由于控制电路和数字电路能比较容易集成在芯片组中或主板上,而接口电路和模拟电路由于某些原因(如电磁干扰、电气接口不同)难以集成到主板上。因此,英特尔公司就专门开发出了AMR插槽,目的是将模拟电路和I/O接口电路转移到单独的AMR插卡中,其它部件则集成在主板上的芯片组中。AMR插槽的位置一般在主板上PCI插槽(白色)的附近,比较短(大约只有5厘米),外观呈棕色。可插接AMR声卡或AMR Modem卡,不过由于现在绝大多数整合型主板上都集成了AC'97音效芯片,所以AMR插槽主要是与AMR Modem配合使用。但由于AMR Modem卡比一般的内置软Modem卡更占CPU资源,使用效果并不理想,而且价格上也不比内置Modem卡占多大优势,故此AMR插槽很快被CNR所取代。
AMR插槽
CNR
为顺应宽带网络技术发展的需求,弥补AMR规范设计上的不足,英特尔适时推出了CNR(CommunicATIon Network Riser,通讯网络插卡)标准。与AMR规范相比,新的CNR标准应用范围更加广泛,它不仅可以连接专用的CNR Modem,还能使用专用的家庭电话网络(Home PNA),并符合PC 2000标准的即插即用功能。最重要的是,它增加了对10/100MB局域网功能的支持,以及提供对AC’97兼容的AC-Link、SMBus接口和USB(1.X或2.0)接口的支持。另外,CNR标准支持ATX、Micro ATX和Flex ATX规格的主板,但不支持NLX形式的主板(AMR支持)。从外观上看,CNR插槽比AMR插槽比较相似(也呈棕色),但前者要略长一点,而且两者的针脚数也不相同,所以AMR插槽与CNR插槽无法兼容。CNR支持的插卡类型有Audio CNR、Modem CNR、USB Hub CNR、Home PNA CNR、LAN CNR等。但市场对CNR的支持度不够,相应的产品很少,所以大多数主板上的CNR插槽也成了无用的摆设。
CNR插槽
ACR
ACR是Advanced CommuniATIon Riser(高级通讯插卡)的缩写,它是VIA(威盛)公司为了与英特尔的AMR相抗衡而联合AMD、3Com、Lucent(朗讯)、Motorola(摩托罗拉)、NVIDIA、Texas Instruments等世界著名厂商于2001年6月推出的一项开放性行业技术标准,其目的也上为了拓展AMR在网络通讯方面的功能。ACR不但能够与AMR规范完全兼容,而且定义了一个非常完善的网络与通讯的标准接口。ACR插卡可以提供诸如Modem、LAN(局域网)、Home PNA、宽带网(ADSL、Cable Modem)、无线网络和多声道音效处理等功能。ACR插槽大多都设计放在原来ISA插槽的地方。ACR插槽采用120针脚设计,兼容普通的PCI插槽,但方向正好与之相反,这样可以保证两种类型的插卡不会混淆。管ACR和CNR标准都包含了AMR标准的全部内容,但这两者并不兼容,甚至可以说是互相排斥(这也是市场竞争的恶果)。两者最明显的差别是,CNR放弃了原有的基础架构,即放弃了对AMR标准的兼容,而ACR标准在增加了众多新功能的同时保留了与AMR的兼容性。但与CNR一样,市场对ACR的支持度不够,相应的产品很少,所以大多数主板上的ACR插槽也成了无用的摆设。
IEEE 1394
IEEE 1394的前身即Firewire(火线),是1986年由苹果电脑公司针对高速数据传输所开发的一种传输介面,并于1995年获得美国电机电子工程师协会认可,成为正式标准。现在大家看到的IEEE1394、Firewire和i.LINK其实指的都是这个标准,通常,在PC个人计算机领域将它称为IEEE1394,在电子消费品领域,则更多的将它称为i.LINK,而对于苹果机则仍以最早的Firewire称之。IEEE 1394也是一种高效的串行接口标准,功能强大而且性能稳定,而且支持热拔插和即插即用。IEEE 1394可以在一个端口上连接多达63个设备,设备间采用树形或菊花链拓扑结构。
IEEE 1394标准定义了两种总线模式,即:Backplane模式和Cable模式。其中Backplane模式支持12.5、25、50Mbps的传输速率;Cable模式支持100、200、400Mbps的传输速率。目前最新的IEEE 1394b标准能达到800Mbps的传输速率。IEEE1394是横跨PC及家电产品平台的一种通用界面,适用于大多数需要高速数据传输的产品,如高速外置式硬盘、CD-ROM、DVD-ROM、扫描仪、打印机、数码相机、摄影机等。IEEE 1394分为有供电功能的6针A型接口和无供电功能的4针B型接口,A型接口可以通过转接线兼容B型,但是B型转换成A型后则没有供电的能力。6针的A型接口在Apple的电脑和周边设备上使用很广,而在消费类电子产品以及PC上多半都是采用的简化过的4针B型接口,需要配备单独的电源适配器。IEEE1394接口可以直接当做网卡联机,也可以通过Hub扩展出更多的接口。没有IEEE1394接口的主板也可以通过插接IEEE 1394扩展卡的方式获得此功能。
RAID
RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,中文简称为廉价磁盘冗余阵列。RAID就是一种由多块硬盘构成的冗余阵列。虽然RAID包含多块硬盘,但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种:
通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能
通过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度
通过镜像或校验操作提供容错能力
最初开发RAID的主要目的是节省成本,当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容量的硬盘。目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显,但是RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID还可以提供良好的容错能力,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。
RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度,安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。常用的RAID级别有以下几种:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID3,RAID5等。目前经常使用的是RAID5和RAID(0+1)。
NRAID
NRAID即Non-RAID,所有磁盘的容量组合成一个逻辑盘,没有数据块分条(no block stripping)。NRAID不提供数据冗余。要求至少一个磁盘。
JBOD
JBOD代表Just a Bunch of Drives,磁盘控制器把每个物理磁盘看作独立的磁盘,因此每个磁盘都是独立的逻辑盘。JBOD也不提供数据冗余。要求至少一个磁盘。
RAID 0
RAID 0即Data Stripping(数据分条技术)。整个逻辑盘的数据是被分条(stripped)分布在多个物理磁盘上,可以并行读/写,提供最快的速度,但没有冗余能力。要求至少两个磁盘。我们通过RAID 0可以获得更大的单个逻辑盘的容量,且通过对多个磁盘的同时读取获得更高的存取速度。RAID 0首先考虑的是磁盘的速度和容量,忽略了安全,只要其中一个磁盘出了问题,那么整个阵列的数据都会不保了。
RAID 1
RAID 1,又称镜像方式,也就是数据的冗余。在整个镜像过程中,只有一半的磁盘容量是有效的(另一半磁盘容量用来存放同样的数据)。同RAID 0相比,RAID 1首先考虑的是安全性,容量减半、速度不变。
RAID 0+1
为了达到既高速又安全,出现了RAID 10(或者叫RAID 0+1),可以把RAID 10简单地理解成由多个磁盘组成的RAID 0阵列再进行镜像。
RAID 3和RAID 5
RAID 3和RAID 5都是校验方式。RAID 3的工作方式是用一块磁盘存放校验数据。由于任何数据的改变都要修改相应的数据校验信息,存放数据的磁盘有好几个且并行工作,而存放校验数据的磁盘只有一个,这就带来了校验数据存放时的瓶颈。RAID 5的工作方式是将各个磁盘生成的数据校验切成块,分别存放到组成阵列的各个磁盘中去,这样就缓解了校验数据存放时所产生的瓶颈问题,但是分割数据及控制存放都要付出速度上的代价。
按照硬盘接口的不同,RAID分为SCSI RAID,IDE RAID和SATA RAID。其中,SCSI RAID主要用于要求高性能和高可靠性的服务器/工作站,而台式机中主要采用IDE RAID和SATA RAID。
以前RAID功能主要依靠在主板上插接RAID控制卡实现,而现在越来越多的主板都添加了板载RAID芯片直接实现RAID功能,目前主流的RAID芯片有HighPoint的HTP372和Promise的PDC20265R,而英特尔更进一步,直接在主板芯片组中支持RAID,其ICH5R南桥芯片中就内置了SATA RAID功能,这也代表着未来板载RAID的发展方向---芯片组集成RAID。
主板 : 双通道内存
双通道内存技术其实是一种内存控制和管理技术,它依赖于芯片组的内存控制器发生作用,在理论上能够使两条同等规格内存所提供的带宽增长一倍。它并不是什么新技术,早就被应用于服务器和工作站系统中了,只是为了解决台式机日益窘迫的内存带宽瓶颈问题它才走到了台式机主板技术的前台。在几年前,英特尔公司曾经推出了支持双通道内存传输技术的i820芯片组,它与RDRAM内存构成了一对黄金搭档,所发挥出来的卓绝性能使其一时成为市场的最大亮点,但生产成本过高的缺陷却造成了叫好不叫座的情况,最后被市场所淘汰。由于英特尔已经放弃了对RDRAM的支持,所以目前主流芯片组的双通道内存技术均是指双通道DDR内存技术,主流双通道内存平台英特尔方面是英特尔 865、875系列,而AMD方面则是NVIDIA Nforce2系列。
双通道内存技术是解决CPU总线带宽与内存带宽的矛盾的低价、高性能的方案。现在CPU的FSB(前端总线频率)越来越高,英特尔 Pentium 4比AMD Athlon XP对内存带宽具有高得多的需求。英特尔 Pentium 4处理器与北桥芯片的数据传输采用QDR(Quad Data Rate,四次数据传输)技术,其FSB是外频的4倍。英特尔 Pentium 4的FSB分别是400、533、800MHz,总线带宽分别是3.2GB/sec,4.2GB/sec和6.4GB/sec,而DDR 266/DDR 333/DDR 400所能提供的内存带宽分别是2.1GB/sec,2.7GB/sec和3.2GB/sec。在单通道内存模式下,DDR内存无法提供CPU所需要的数据带宽从而成为系统的性能瓶颈。而在双通道内存模式下,双通道DDR 266、DDR 333、DDR 400所能提供的内存带宽分别是4.2GB/sec,5.4GB/sec和6.4GB/sec,在这里可以看到,双通道DDR 400内存刚好可以满足800MHz FSB Pentium 4处理器的带宽需求。而对AMD Athlon XP平台而言,其处理器与北桥芯片的数据传输技术采用DDR(Double Data Rate,双倍数据传输)技术,FSB是外频的2倍,其对内存带宽的需求远远低于英特尔 Pentium 4平台,其FSB分别为266、333、400MHz,总线带宽分别是2.1GB/sec,2.7GB/sec和3.2GB/sec,使用单通道的DDR 266、DDR 333、DDR 400就能满足其带宽需求,所以在AMD K7平台上使用双通道DDR内存技术,可说是收效不多,性能提高并不如英特尔平台那样明显,对性能影响最明显的还是采用集成显示芯片的整合型主板。
NVIDIA推出的nForce芯片组是第一个把DDR内存接口扩展为128-bit的芯片组,随后英特尔在它的E7500服务器主板芯片组上也使用了这种双通道DDR内存技术,SiS和VIA也纷纷响应,积极研发这项可使DDR内存带宽成倍增长的技术。但是,由于种种原因,要实现这种双通道DDR(128 bit的并行内存接口)传输对于众多芯片组厂商来说绝非易事。DDR SDRAM内存和RDRAM内存完全不同,后者有着高延时的特性并且为串行传输方式,这些特性决定了设计一款支持双通道RDRAM内存芯片组的难度和成本都不算太高。但DDR SDRAM内存却有着自身局限性,它本身是低延时特性的,采用的是并行传输模式,还有最重要的一点:当DDR SDRAM工作频率高于400MHz时,其信号波形往往会出现失真问题,这些都为设计一款支持双通道DDR内存系统的芯片组带来不小的难度,芯片组的制造成本也会相应地提高,这些因素都制约着这项内存控制技术的发展。
普通的单通道内存系统具有一个64位的内存控制器,而双通道内存系统则有2个64位的内存控制器,在双通道模式下具有128bit的内存位宽,从而在理论上把内存带宽提高一倍。虽然双64位内存体系所提供的带宽等同于一个128位内存体系所提供的带宽,但是二者所达到效果却是不同的。双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器,理论上来说,两个内存控制器都能够在彼此间零延迟的情况下同时运作。比如说两个内存控制器,一个为A、另一个为B。当控制器B准备进行下一次存取内存的时候,控制器A就在读/写主内存,反之亦然。两个内存控制器的这种互补“天性”可以让等待时间缩减50%。双通道DDR的两个内存控制器在功能上是完全一样的,并且两个控制器的时序参数都是可以单独编程设定的。这样的灵活性可以让用户使用二条不同构造、容量、速度的DIMM内存条,此时双通道DDR简单地调整到最低的内存标准来实现128bit带宽,允许不同密度/等待时间特性的DIMM内存条可以可靠地共同运作。
支持双通道DDR内存技术的台式机芯片组,英特尔平台方面有英特尔的865P、865G、865GV、865PE、875P以及之后的915、925系列;VIA的PT880,ATI的Radeon 9100 IGP系列,SIS的SIIS 655,SIS 655FX和SIS 655TX;AMD平台方面则有VIA的KT880,NVIDIA的nForce2 Ultra 400,nForce2 IGP,nForce2 SPP及其以后的芯片。
AMD的64位CPU,由于集成了内存控制器,因此是否支持内存双通道看CPU就可以。目前AMD的台式机CPU,只有939接口的才支持内存双通道,754接口的不支持内存双通道。除了AMD的64位CPU,其他计算机是否可以支持内存双通道主要取决于主板芯片组,支持双通道的芯片组上边有描述,也可以查看主板芯片组资料。此外有些芯片组在理论上支持不同容量的内存条实现双通道,不过实际还是建议尽量使用参数一致的两条内存条。
内存双通道一般要求按主板上内存插槽的颜色成对使用,此外有些主板还要在BIOS做一下设置,一般主板说明书会有说明。当系统已经实现双通道后,有些主板在开机自检时会有提示,可以仔细看看。由于自检速度比较快,所以可能看不到。因此可以用一些软件查看,很多软件都可以检查,比如cpu-z,比较小巧。在“memory”这一项中有“channels”项目,如果这里显示“Dual”这样的字,就表示已经实现了双通道。两条256M的内存构成双通道效果会比一条512M的内存效果好,因为一条内存无法构成双通道。
主板 : 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)。一般来说,芯片组的名称就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82875P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、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。北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片,这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切,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非常大,发热量也越来越大,所以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。因为北桥芯片的主要功能是控制内存,而内存标准与处理器一样变化比较频繁,所以不同芯片组中北桥芯片是肯定不同的,当然这并不是说所采用的内存技术就完全不一样,而是不同的芯片组北桥芯片间肯定在一些地方有差别。
由于已经发布的AMD K8核心的CPU将内存控制器集成在了CPU内部,于是支持K8芯片组的北桥芯片变得简化多了,甚至还能采用单芯片芯片组结构。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很有可能变成南北桥合一的单芯片形式(事实上SIS老早就发布了不少单芯片芯片组)。
由于每一款芯片组产品就对应一款相应的北桥芯片,所以北桥芯片的数量非常多。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说明)
英特尔平台方面:
英特尔
845系列芯片组的82845E/82845GL/82845G/82845GV/82845GE/82845PE,除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。
SIS
主要有支持DDR SDRAM内存的SIS648/SIS648FX/SIS655/SIS655FX/SIS655TX以及整合了图形核心的SIS661FX,还有支持RDRAM内存的SISR659等等。
ATI
主要就是Radeon 9100 IGP北桥芯片,这是目前英特尔平台图形性能最强劲的整合芯片组北桥芯片。
VIA
主要有比较新的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)。
Ali
离开芯片组市场多年,目前产品不多,主要是比较新的M1681和M1683。
AMD平台方面
VIA
主要有支持K7系列CPU(Athlon/Duron/Athlon XP)的比较新的KT880/KT600/KT400A以及较早期的KT400/KM400/KT333/KT266A/KT266/KT133/KT133A等等。支持K8系列CPU(Opteron/Athlon 64/Athlon 64 FX )的有K8T800和K8M800。
SIS
主要有支持K7系列CPU的SIS748/SIS746/SIS746FX/SIS745/SIS741/SIS741GX/SIS740/SIS735,以及支持k8系列CPU的SIS755/SIS755FX/SIS760等等。
NVIDIA
主要有支持K7系列CPU的nForce2 IGP/SPP,nForce2 Ultra 400,nForce2 400以及支持K8系列CPU的nForce3 150和nForce3 250等等。
ALi
离开芯片组市场多年,目前产品不多,主要有支持K8系列CPU的M1687和M1689。
主板 : AC97声卡
AC97标准的提出
1996年6月,5家PC领域中颇具知名度和权威性的软硬件公司共同提出了一种全新思路的芯片级PC音源结构,也就是我们现在所见的AC97标准(AUDIO CODEC97)。这5家电脑公司包括了在主板芯片组领域占有举足轻重位置且市场占有率第一的INTEL公司、声卡业界的龙头大哥新加坡的创新科技公司(CREATIVE LABS)、在MIDI领域享有盛誉的日本YAMAHA 公司、芯片组制造大厂美国国家半导体及专门制造信息处理器系统的美国ANALONG DEVICES公司。与此同时,AC97标准同时也得到了国际上一些其它著名品牌厂商的大力支持和合作意向,其中包括比较著名的AZTECH LABS、CRYSTAL SEMICONDUCTOR、ESS TECHNOLOGY、OAK TECHNOLOGY公司等。从支持AC97标准的各大公司阵容来分析,AC97标准在当时的提出,其主要目的就是给未来的家用PC提供更出色、更高级的音源品质。AC97标准作为一种全新的音源架构,主要就是针对于PC多媒体市场需求日益迫切的音源信号处理方式和音源硬件加速方式而强化的两项功能,并据此提出了一种切实可行的解决方案。这种解决方案简而言之,就是把它们全部集成在芯片组中,以此来形成一种全新的PC音源架构。可以想见,在不久的将来PC多媒体音效市场必将由此而引发一场深层次的革命,一如当年AGP标准对显示卡业界的冲击。
众所周知,以往电脑音效厂商为了能够在PC机上加强各种音效处理,特别是增强3D音效的部分,逐渐发展并提出了许多技术规格来借以加强3D音效。就象早期的ISA声卡,由于其集成度不高,声卡上散布了大量元器件,后来随着技术和工艺水平的发展,出现了单芯片的声卡,只用一块芯片就可以完成所有的声卡功能。如YAMAHA719、ALS007、AD1816等,由于数字部分和模拟部分同处在一块上,很难降低电磁串扰对模拟部分的影响,使ISA声卡信噪比并不理想,一般只能达到60-75分贝。只有少数象创新AWE系列的高档声卡信噪比能达到80分贝以上。从目前观之,发展最快、最成熟、最完善也是当前最重要的,当属模拟与数字两种处理技术。重要的模拟音效处理技术包括SRS(SOUND RETRIEVAL SYSTEM)-SRS LABS、SPATIALIZER-DESPER PRODUCTS、QXPANDER-QSOUND LABS等。而相对于数字音效技术,目前仍然主要利用DSP芯片来完成诸如3D立体音效的处理。尽管数字音效处理所花费的成本可能较之于模拟音效处理技术要高出很多,但其具备能够同时集成不同音源的优势,并将会逐渐成为新一代音效处理标准。
因此可以这样讲,由5家业内厂商共同推出的新一代AC97标准规格,从根本上改进了传统的音源处理方式,首次采用了双芯片结构。AC97标准结合了数字处理和模拟处理双方面的优点,一方面减少了由模拟线路转换至数字线路时可能会出现的噪声,营造出了更加纯净的音质;另一方面,将音效处理集成到芯片组后,可以进一步协助厂商降低成本。另外,从另一个角度来分析,随着USB标准和IEEE 1394的日趋流行,而目前的PC声音信号仍然只能通过PCI或ISA总线进行传输,也确实到了必须加以改进不可的时候了。时不我待,AC97标准规格也正是面对这样一个形势应运而生的产物。对于最终用户的消费者而言,既能够得到比以前更为优质的高品质声音,同时又能够进一步降低自己的购置费用,一石而二鸟,何乐而不为呢?
97年后,市场上出现的PCI声卡大多已经开始符合AC97标准规范,把模拟部分的电路从声卡芯片可中独立出来,成为一块称之为Audio Codec的小型芯片,如图所示,左上角那块WM9701就是Wolfson生产的AC97芯片,中央的大芯片为FORTEMEDIA公司的FM801,可称之为Digital Control,是数字部分,简写为DC\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"97芯片。DC\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"97完成大部分声卡功能,如WAV回放,MIDI合成,音效处理等,再把PCM的数字信号通过与AC97相连的5条引线送到AC97芯片中,由AC97芯片完成数字和模拟信号的转换后输出到音箱。别看AC97芯片只有7X7mm见方,48脚的TQFP封装,它比普通DAC能完成更多的功能,还包含有把模拟信号转换为数字信号的ADC,多路模拟信号混合输入及输出,就象音响中的数字编码/解码器和前置功放的作用。如图1右上角的VIDEO的PHONE接口,可以联接第二只CDROM和电视卡的音频输出。不同AC97芯片之间引脚兼容,原则上可以互相替代,购买声卡时可注意一下AC97芯片的型号,因为AC97芯片生产厂商众多,性能也大不一样。早期的PCI声卡售价高,材料也用得足,如YAMAHA724声卡上的AC97芯片采用了SigmaTel的STAC97系列,而后期为了降低成本,采用了廉价的AC97芯片,性能不升反降,购买时一定要注意。不妨先看看高档声卡上的AC97芯片,记下其型号和厂商,以备在选购声卡时对照。SigmaTel的STAC97系列常用于高档声卡,如创新的PCI128 Digital采用了STAC9708芯片,支持四声道输出。SigmaTel最新的STAC9744芯片信噪比高达96分贝。象AD、Crystal、华邦等厂商生产的AC97芯片性能比它低,但大多数能达到80分贝的信噪比,常见于中低档声卡和主板集成声卡中。有的声卡宣称信噪比是如何优秀,其实并不是采用何种主芯片的关系,是全仗采用AC97芯片性能的优秀。普通AC97芯片十万块售价为4美元左右,名牌的产品价格更高。这使有的声卡生产厂商改变电路设计,市场上常见售价低于100元的声卡就没有采用AC97芯片,象CMI8738、ALS4000、VIBRA128等,是单芯片结构,数字部分和模拟部不分离,虽然降低了成本,不过信噪比是达不到80分贝的。现在可以回过头来看主板上的AC97声卡是怎么回事了,自VIA和INTEL相继在南桥芯片中加入声卡的功能,通过软件模拟声卡,完成一般声卡上主芯片的功能,音频输出就交由一块AC97芯片完成。所以这类主板看不到上面有较大的声卡芯片,只有一块小小的AC97芯片。与直接集成的硬声卡相比,由于采用软件模拟,CPU占用率比一般声卡高,如果CPU速度达不到要求或因为驱动软件问题,就很容易会产生爆音影响音质。为解决类似问题和提高性能,有的主板采用了集成硬声卡的方式,较正规也符合AC97标准,有一块较大的主流声卡芯片,还有一块较小的AC97芯片。而低成本集成声卡往往采用不符合AC97标准的声卡,如CMI8738等四声道音效芯片,其芯片成本与较高档AC97芯片也高不到那里去,但用户更乐意接受硬声卡,而不去关心其是否另带AC97芯片。
AC97标准的规格
采用双芯片的PC声音解决方案;
两种标准的封装方式:48针和64针;
数字/模拟信号分离,全面改善信噪比(>90db);
16位立体声全双工codec、固定48K采样频率;
4种模拟立体声输入,分别来自LINE、CD、VIDEO、AUX;
两种模拟单声道输入,分别来自麦克风和PC喇叭;
可从两个外接音源交换的单声道麦克风进行输入;
高品质的CD输入;
立体声线性输出;
电话单声道输出;
支持电源管理;
可选音调控制;
可选高音控制;
可选3D立体声增强;
可选立体声耳机输出;
可选18或20位DAC及ADC分辩;
可选MODEM线性codec(ADC和DAC);
可为麦克风选择第三个ADC输入通道。
由上述不难看出,AC97标准对于电路的要求更加严格。根据AC97标准的规定,由于IC电路集成度较高,将DAC、ADC及其它相关的数字电路集成成为芯片形式后,不仅能够减少整个系统的设计成本,同时也可以获得更好、更有效的声音效果。这一点完全可以从其信噪比至少要求90db可以看出。此外,由于采用了双芯片的设计形式,厂商们在设计方面也可以更加灵活,更易于在整个系统中的集成。同时,从某种意义上讲,AC97标准也为另外一个重要课题,即百分之百数字音效PC提供了一套完整的解决方案。那么,新的概念又来了,什么是百分之百数字音效PC呢?顾名思义,即在一部PC中,所有的声音来源或输出都是采用数字方式来处理的,即使是在电脑内部,所有声音也都将以数字的方式来传输。利用这种方式,用户们想来就可以得到更好的声音效果,避免了数字线路与模拟线路转换过程中可能产生的大量噪声。以前,受成本、保持向下兼容以及无法有效利用PC资源系统等诸多因素的影响(如CPU、RAM、总线),百分之百数字音效PC一直没有一套切实可行的解决方案。AC97标准正是妥善考虑到了这一点,提出了“与总线无关”的声音输出概念。在这个方案中,声音信号仍然可以通过传统的总线方式传输,如ISA或PCI。但现在它也能重新导向至USB或IEEE 1394总线,所以无论模拟输出(DAC做在PC内部,声音输出到标准立体声音箱)还是数字输出(DAC做在PC外部,声音输出到USB或IEEEE 1394连接器,即所谓的USB音箱等)均可以随心所欲,任意左右。
AC97的硬件加速机制
传统的音效硬件加速方式:IN-LINE
以下就以播放DVD为例,先来简单说明一下传统的音效处理加速方式。
众所周知,一部电脑在播放DVD-ROM时,CPU处理器肯定是先把编码过的杜比AC-3声音从MPEG-2影片中分离出来,并将其放置在DRAM缓冲区内,再通过AC-3硬件解压缩设备从DRAM的缓冲区内将音效数据提出、解码,最后与5.1声道混合成为双声道输出,
最终达成IN-LINE音效硬件加速的目的。
明白了这一点,下面再让我们一起来对比看一看AC97标准的音效硬件加速方式:multi-trip
符合AC97标准规格的芯片组与传统的音效输出方式不同,此时的音效数据可以改向传至USB或IEEE 1394。其具体实现主要有以下几个步骤:第一步先由AC-3硬件加速装置从DRAM中提取出CPU处理器事先已经分离出的数据;第二步由AC-3执行解压缩与混音操作,把合成后的数据重新送入DRAM中的另一块缓存区。这时会产生一个中断信号,以此来告诉操作系统,合成声音数据已经准备完毕;第三步操作系统会协同CPU处理器将已经处理好的声音数据转移到新的缓冲区,然后将数据送入USB管道,等待输出;最后一步是USB控制器取得相关的声音数据后将其送至相对应的数字扬声器。
如何在系统中实现AC97的标准
为了让厂商真正将符合AC97标准的芯片组顺利移植到主板上,INTEL公司建议设计者采用以下三种方式:
一是,将控制器和声音解码芯片全部都整合在主板上,让这二者通过AC-LINK加以沟通。这样做的好处在于,芯片组与主板之间的整合度可以达到最佳;
二是,将控制器做在主板上,而将声音解码芯片做在接口卡上,让二者仍然通过AC-LINK进行沟通。这样一来,用户便可以比较灵活地选择解码芯片。另外,在接口卡上也可以选择性地添加modem语音部分的传输功能。
三是,将控制器和解码芯片全部都做在卡上,通过32或64位PCI总线与其它外设进行沟通。当然,采用IEEE 1394或USB与主板通信也是可行的,只要控制器能够支持IEEE 1394或USB接口便可以了。当然,除此之外还要搭配一条SIDEBAND HEADER的信号线,完成控制器与主板的连接。应该说,采用这种方式的设计难度最小,主板设计厂商们只要在自己的主板上预留出SIDEBAND HEADER的信号线插座及相关的电路便一切OK了。
主板 : PCI-Express
PCI-Express是目前比较流行的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔提出的,很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP,最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s以上,而且还有相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格,从PCI Express 1X到PCI Express 16X,能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express的主要是英特尔的i915和i925系列芯片组。当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程,就象当初PCI取代ISA一样,都会有个过渡的过程。
主板 : 支持CPU数
支持CPU数顾名思义就是指支持CPU的个数,一般主板都支持一个CPU,而服务器主板一般都支持2个或者2个以上的CPU
主板 : 什么是酷睿
是英特尔推出的新一代基于Core微架构的产品体系统称。于2006年7月27日发布。
一个跨平台的构架体系,包括服务器版、桌面版、移动版三大领域。其中,服务器版的开发代号为Woodcrest,桌面版的开发代号为Conroe,移动版的开发代号为Merom。
主板 : CMOS与BIOS
CMOS是互补金属氧化物半导化的缩写。本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。其实,在这里是指主板上一块可读写的存储芯片。它存储了微机系统的时钟信息和硬件配置信息等,共计128个字节。系统加电引导时,要读取CMOS信息,用来初始化机器各个部件的状态。它靠系统电源或后备电池来供电,关闭电源信息不会丢失。
BIOS是基本输入输出系统的缩写。指集成在主板上的一个ROM芯片,其中保存了微机系统最重要的基本输入输出程序、系统开机自检程序等。它负责开机时,对系统各项石硬件进行初始化设置和测试,以保证系统能正常工作。
由于CMOS与BIOS都跟微机系统设置密切相关,所以才有CMOS设置与BIOS设置的说法,CMOS是系统存放参数的地方,而BIOS中的系统设置程序是完成参数设置的手段。因此,准确的说法是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置与BIOS设置是其简化说法,也就在一定程度上造成两个概念的混淆。
主板 : 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,就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,使用普通的机箱电源,采用的是台式机芯片组,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用IDE或SATA接口,某些高档产品会支持RAID。显卡接口多半都是采用AGP 4X或AGP 8X,某些高档产品也会采用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非常多,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用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用专用的服务器/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/工作站数据处理量很大,需要采用多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;对于服务器而言,多处理器可用于数据库处理等高负荷高速度应用;而对于工作站,多处理器系统则可以用于三维图形制作和动画文件编码等单处理器无法实现的高处理速度应用。为适应长时间,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,中高端产品也多采用SCSI接口而非IDE接口,并且支持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,服务器与工作站有很大不同,服务器对显示设备要求不高,一般多采用整合显卡的芯片组,例如在许多服务器芯片组中都整合有ATI的RAGE XL显示芯片,要求稍高点的采用普通的AGP显卡,甚至是PCI显卡;而图形工作站对显卡的要求非常高,主板上的显卡接口也多采用AGP Pro 150,而且多采用高端的3DLabs、ATI等显卡公司的专业显卡,如3DLabs的“野猫”系列显卡,中低端则采用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,台式机主板采用的是标准的33MHz的32位PCI插槽,而服务器/工作站主板则多采用64位的PCI X-66甚至PCI X-133,其工作频率分别为66MHz和133MHz,数据传输带宽得到了极大的提高,并且支持热插拔,其电气规范以及外型尺寸都与普通的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非常高,所以与台式机主板相比,生产厂商也就少得多了,比较出名的也就是英特尔、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。
主板 : 硬盘接口类型
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度,在整个系统中,硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整体的角度上,硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种,IDE接口硬盘多用于家用产品中,也部分应用于服务器,SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场,而光纤通道只在高端服务器上,价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型,还正出于市场普及阶段,在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大类别下,又可以分出多种具体的接口类型,又各自拥有不同的技术规范,具备不同的传输速度,比如ATA100和SATA;Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口,各自的速度差异也较大。
IDE
IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造起来变得更容易,因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断的提高,其拥有的价格低廉、兼容性强的特点,为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。
主板IDE接口
IDE代表着硬盘的一种类型,但在实际的应用中,人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1,这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了,而其后发展分支出更多类型的硬盘接口,比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。
SCSI
SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。
光纤通道
光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。
光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计,能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。
SATA
使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是未来PC机硬盘的趋势。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
主板上的Serial-ATA接口
串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说,就具有非常多的优势。首先,Serial ATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,这比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高,而在Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s,最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。
主板 : 磁盘阵列RAID
RAID,廉价冗余磁盘阵列,是Redundant Arrays of Independent Disks的简称。
磁盘阵列可以分为软阵列和硬阵列两种。软阵列就是通过软件程序来完成,要由计算机的处理器提供运算能力,只能提供最基本的RAID容错功能。硬阵列是由独立操作的硬件(阵列卡)提供整个磁盘阵列的控制和计算功能,卡上具备独立的处理器,不依靠系统的CPU资源,所有需要的容错功能均可以支持,所以硬阵列所提供的功能和性能均比软阵列好。
作为高性能的存储技术,RAID巳经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在,巳经发展了很多个级别,但是最常用的是0、1、3、5四个级别。下面就介绍这四个级别。
RAID 0:把多个磁盘合并成一个大的磁盘,不具有冗余功能,并行I/O,速度最快。它是将多个磁盘并列起来,成为一个大硬盘。在存放数据时,其将数据按磁盘的个数来进行分段,然后同时将这些数据写进这些磁盘中。所以,在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能,如果一个磁盘(物理)损坏,则所有的数据都无法使用。
RAID 1:两组相同的磁盘系统互作镜像,速度没有提高,但是允许单个磁盘出错,可靠性最高。RAID 1就是镜像。其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘(物理)损坏时,镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有50%,是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别。
RAID 3 存放数据的原理和RAID 0、RAID 1不同。RAID 3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位,数据则分段存储于其余硬盘中。它象RAID 0一样以并行的方式来存放数,但速度没有RAID 0快。如果数据盘(物理)损坏,只要将坏硬盘换掉,RAID控制系统则会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据。利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高,但是硬盘利用率得到了很大的提高,为n-1。但缺点是作为存放校验位的硬盘,工作负荷会很大,因为每次写操作,都会把生成的校验信息写入该磁盘,而其它磁盘的负荷相对较小,这会对性能有一定的影响。
RAID 5:在RAID 3的基础上,RAID 5进行了一些改进,当向阵列中的磁盘写数据,奇偶校验数据均匀存放在阵列中的各个盘上,允许单个磁盘出错。RAID 5也是以数据的校验位来保证数据的安全,但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位,而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样,任何一个硬盘损坏,都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率也是n-1。
主板 : 显卡插槽
是指显卡与主板连接所采用的接口种类。显卡的接口决定着显卡与系统之间数据传输的最大带宽,也就是瞬间所能传输的最大数据量。不同的接口决定着主板是否能够使用此显卡,只有在主板上有相应接口的情况下,显卡才能使用,并且不同的接口能为显卡带来不同的性能。
目前各种3D游戏和软件对显卡的要求越来越高,主板和显卡之间需要交换的数据量也越来越大,过去的插槽早已不能满足这样大量的数据交换,因此通常主板上都带有专门插显卡的插槽。假如显卡插槽的传输速度不能满足显卡的需求,显卡的性能就会受到巨大的限制,再好的显卡也无法发挥。显卡发展至今主要出现过ISA、PCI、AGP、PCI Express等几种接口,所能提供的数据带宽依次增加。其中2004年推出的PCI Express接口已经成为主流,以解决显卡与系统数据传输的瓶颈问题,而ISA、PCI接口的显卡已经基本被淘汰。
主板 : 板载RAID
RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,中文简称为廉价磁盘冗余阵列。RAID就是一种由多块硬盘构成的冗余阵列。虽然RAID包含多块硬盘,但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种:
通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能
通过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度
通过镜像或校验操作提供容错能力
最初开发RAID的主要目的是节省成本,当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容量的硬盘。目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显,但是RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID还可以提供良好的容错能力,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。
RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度,安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。常用的RAID级别有以下几种:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID3,RAID5等。目前经常使用的是RAID5和RAID(0+1)。
NRAID
NRAID即Non-RAID,所有磁盘的容量组合成一个逻辑盘,没有数据块分条(no block stripping)。NRAID不提供数据冗余。要求至少一个磁盘。
JBOD
JBOD代表Just a Bunch of Drives,磁盘控制器把每个物理磁盘看作独立的磁盘,因此每个磁盘都是独立的逻辑盘。JBOD也不提供数据冗余。要求至少一个磁盘。
RAID 0
RAID 0即Data Stripping(数据分条技术)。整个逻辑盘的数据是被分条(stripped)分布在多个物理磁盘上,可以并行读/写,提供最快的速度,但没有冗余能力。要求至少两个磁盘。我们通过RAID 0可以获得更大的单个逻辑盘的容量,且通过对多个磁盘的同时读取获得更高的存取速度。RAID 0首先考虑的是磁盘的速度和容量,忽略了安全,只要其中一个磁盘出了问题,那么整个阵列的数据都会不保了。
RAID 1
RAID 1,又称镜像方式,也就是数据的冗余。在整个镜像过程中,只有一半的磁盘容量是有效的(另一半磁盘容量用来存放同样的数据)。同RAID 0相比,RAID 1首先考虑的是安全性,容量减半、速度不变。
RAID 0+1
为了达到既高速又安全,出现了RAID 10(或者叫RAID 0+1),可以把RAID 10简单地理解成由多个磁盘组成的RAID 0阵列再进行镜像。
RAID 3和RAID 5
RAID 3和RAID 5都是校验方式。RAID 3的工作方式是用一块磁盘存放校验数据。由于任何数据的改变都要修改相应的数据校验信息,存放数据的磁盘有好几个且并行工作,而存放校验数据的磁盘只有一个,这就带来了校验数据存放时的瓶颈。RAID 5的工作方式是将各个磁盘生成的数据校验切成块,分别存放到组成阵列的各个磁盘中去,这样就缓解了校验数据存放时所产生的瓶颈问题,但是分割数据及控制存放都要付出速度上的代价。
按照硬盘接口的不同,RAID分为SCSI RAID,IDE RAID和SATA RAID。其中,SCSI RAID主要用于要求高性能和高可靠性的服务器/工作站,而台式机中主要采用IDE RAID和SATA RAID。
以前RAID功能主要依靠在主板上插接RAID控制卡实现,而现在越来越多的主板都添加了板载RAID芯片直接实现RAID功能,目前主流的RAID芯片有HighPoint的HTP372和Promise的PDC20265R,而英特尔更进一步,直接在主板芯片组中支持RAID,其ICH5R南桥芯片中就内置了SATA RAID功能,这也代表着未来板载RAID的发展方向---芯片组集成RAID。
主板 : 内存传输标准
内存传输标准是指主板所支持的内存传输带宽大小或主板所支持的内存的工作频率。不同类型的内存其传输标准是不相同的。主板支持内存传输标准决定着,主板所能采用最高性能的内存规格,是选择购买主板的关键之一。
以下分别说明各种主流内存的传输标准。
SDRAM
标准的SDRAM分为66MHz SDRAM(即俗称的PC 66,但PC 66并非正规术语),PC 100以及PC 133,其标准工作频率分别为66MHz,100MHz和133MHz,对应的内存传输带宽分别为533MB/sec,800MB/sec和1.06GB/sec。非标准的还有PC 150等。需要注意的是,对所有的内存而言,内存的标准工作频率只是指其在此频率下能稳定工作,而并非只能工作在该频率下。高标准的SDRAM可以工作在较低的频率下,例如PC 133也可以工作在100MHz,只是此时内存性能不能得到完全发挥,性能大打折扣;而低标准的内存通过超频也可以工作在较高频率上以获得较高的内存性能,只是稳定性和可靠性要大打折扣。
DDR
标准的DDR SDRAM分为DDR 200,DDR 266,DDR 333以及DDR 400,其标准工作频率分别100MHz,133MHz,166MHz和200MHz,对应的内存传输带宽分别为1.6GB/sec,2.12GB/sec,2.66GB/sec和3.2GB/sec,非标准的还有DDR 433,DDR 500等等。初学者常被DDR 266,PC 2100等字眼搞混淆,在这里要说明一下,DDR 266与PC 2100其实就是一回事,只是表述方法不同罢了。DDR 266是指的该内存的工作频率(实际工作频率为133MHz,等效于266MHz 的SDRAM),而PC 2100则是指其内存传输带宽(2100MB/sec)。同理,PC 1600就是DDR 200,PC 2700就是DDR 333,PC 3200就是DDR 400。
DDRII
DDR2可以看作是DDR技术标准的一种升级和扩展:DDR的核心频率与时钟频率相等,但数据频率为时钟频率的两倍,也就是说在一个时钟周期内必须传输两次数据。而DDR2采用“4 bit Prefetch(4位预取)”机制,核心频率仅为时钟频率的一半、时钟频率再为数据频率的一半,这样即使核心频率还在200MHz,DDR2内存的数据频率也能达到800MHz―也就是所谓的DDR2 800。
目前,已有的标准DDR2内存分为DDR2 400和DDR2 533,今后还会有DDR2 667和DDR2 800,其核心频率分别为100MHz、133MHz、166MHz和200MHz,其总线频率(时钟频率)分别为200MHz、266MHz、333MHz和400MHz,等效的数据传输频率分别为400MHz、533MHz、667MHz和800MHz,其对应的内存传输带宽分别为3.2GB/sec、4.3GB/sec、5.3GB/sec和6.4GB/sec,按照其内存传输带宽分别标注为PC2 3200、PC2 4300、PC2 5300和PC2 6400。
RDRAM
目前RDRAM有PC 600,PC 800,PC 1066和PC 1600等,其工作频率分别为300MHz,400MHz,533MHz和800MHz,其对应的内存传输带宽分别为1.2GB/sec,1.6GB/sec,2.12GB/sec和2.4GB/sec,并可组成双通道或四通道获得惊人的内存带宽。使用RDRAM时必须将内存插槽全部插满,如果内存条数量不够,必须使用专用的连接器插满内存插槽。
在选购好CPU和主板之后选购内存时,必须注意该主板所支持的内存类型和内存传输标准,以及是否支持双通道等等。要选购符合该主板要求的内存才能获得最佳的性能。
主板 : 支持内存最大容量
主板所能支持内存的最大容量是指最大能在该主板上插入多大容量的内存条,超过容量的内存条即便插在主板上,主板也无不支持。主板支持的最大内存容量理论上由芯片组所决定,北桥决定了整个芯片所能支持的最大内存容量。但在实际应用中,主板支持的最大内存容量还受到主板上内存插槽数量的限制,主板制造商出于设计、成本上的需要,可能会在主板上采用较少的内存插槽,此时即便芯片组支持很大的内存容量,但主板上并没有足够的内存插槽供适用,就没法达到理论最大值。
比如KT600北桥最大能支持4GB的内存,但大部分的主板厂商只提供了两个或三个184pin的DDR DIMM内存插槽,其支持最大内存容量就只能达到2GB或3GB。
主板 : 硬件监控
为了让用户能够了解硬件的工作状态(温度、转速、电压等),主板上通常有一块至两块专门用于监控硬件工作状态的硬件监控芯片。当硬件监控芯片与各种传感元件(电压、温度、转速)配合时,便能在硬件工作状态不正常时,自动采取保护措施或及时调整相应元件的工作参数,以保证电脑中各配件工作在正常状态下。常见的有温度控制芯片和通用硬件监控芯片等等。
温度控制芯片:主流芯片可以支持两组以上的温度检测,并在温度超过一定标准的时候自动调整处理器散热风扇的转速,从而降低CPU的温度。超过预设温度时还可以强行自动关机,从而保护电脑系统。常见的温度控制芯片有Analog Devices的ADT7463等等。
通用硬件监控芯片:这种芯片通常还整合了超级I/O(输出/输出管理)功能,可以用来监控受监控对象的电压、温度、转速等。对于温度的监控需与温度传感元件配合;对风扇电机转速的监控,则需与CPU或显卡的散热风扇配合。比较常见的硬件监控芯片有华邦公司的W83697HF和W83627HF,SMSC公司的LPC47M172,ITE公司的IT8705F、IT8703F,ASUS公司的AS99172F(此芯片能同时对三组系统风扇和三组系统温度进行监控)等。
主板 : AGP插槽
AGP是Accelerated Graphics Port(图形加速端口)的缩写,是显示卡的专用扩展插槽,它是在PCI图形接口的基础上发展而来的。AGP规范是英特尔公司解决电脑处理(主要是显示)3D图形能力差的问题而出台的。AGP并不是一种总线,而是一种接口方式。随着3D游戏做得越来越复杂,使用了大量的3D特效和纹理,使原来传输速率为133MB/sec的PCI总线越来越不堪重负,籍此原因Intel才推出了拥有高带宽的AGP接口。这是一种与PCI总线迥然不同的图形接口,它完全独立于PCI总线之外,直接把显卡与主板控制芯片联在一起,使得3D图形数据省略了越过PCI总线的过程,从而很好地解决了低带宽PCI接口造成的系统瓶颈问题。可以说,AGP代替PCI成为新的图形端口是技术发展的必然.
目前扩展插槽的种类主要有PCI-E,ISA,PCI,AGP,CNR,AMR,ACR和比较少见的WI-FI,VXB,以及笔记本电脑专用的PCMCIA等。历史上出现过,早已经被淘汰掉的还有MCA插槽,EISA插槽以及VESA插槽等等。未来的主流扩展插槽是PCI Express插槽。
主板 : 支持内存传输标准
内存传输标准是指主板所支持的内存传输带宽大小或主板所支持的内存的工作频率。不同类型的内存其传输标准是不相同的。主板支持内存传输标准决定着,主板所能采用最高性能的内存规格,是选择购买主板的关键之一。
以下分别说明各种主流内存的传输标准。
标准的SDRAM分为66MHz SDRAM(即俗称的PC 66,但PC 66并非正规术语),PC 100以及PC 133,其标准工作频率分别为66MHz,100MHz和133MHz,对应的内存传输带宽分别为533MB/sec,800MB/sec和1.06GB/sec。非标准的还有PC 150等。需要注意的是,对所有的内存而言,内存的标准工作频率只是指其在此频率下能稳定工作,而并非只能工作在该频率下。高标准的SDRAM可以工作在较低的频率下,例如PC 133也可以工作在100MHz,只是此时内存性能不能得到完全发挥,性能大打折扣;而低标准的内存通过超频也可以工作在较高频率上以获得较高的内存性能,只是稳定性和可靠性要大打折扣。
标准的DDR SDRAM分为DDR 200,DDR 266,DDR 333以及DDR 400,其标准工作频率分别100MHz,133MHz,166MHz和200MHz,对应的内存传输带宽分别为1.6GB/sec,2.12GB/sec,2.66GB/sec和3.2GB/sec,非标准的还有DDR 433,DDR 500等等。初学者常被DDR 266,PC 2100等字眼搞混淆,在这里要说明一下,DDR 266与PC 2100其实就是一回事,只是表述方法不同罢了。DDR 266是指的该内存的工作频率(实际工作频率为133MHz,等效于266MHz 的SDRAM),而PC 2100则是指其内存传输带宽(2100MB/sec)。同理,PC 1600就是DDR 200,PC 2700就是DDR 333,PC 3200就是DDR 400。
目前RDRAM有PC 600,PC 800,PC 1066和PC 1600等,其工作频率分别为300MHz,400MHz,533MHz和800MHz,其对应的内存传输带宽分别为1.2GB/sec,1.6GB/sec,2.12GB/sec和2.4GB/sec,并可组成双通道或四通道获得惊人的内存带宽。使用RDRAM时必须将内存插槽全部插满,如果内存条数量不够,必须使用专用的连接器插满内存插槽。
在选购好CPU和主板之后选购内存时,必须注意该主板所支持的内存类型和内存传输标准,以及是否支持双通道等等。要选购符合该主板要求的内存才能获得最佳的性能。
主板 : 硬件错误侦测
由于硬件的安装错误、不兼容或硬件损坏等原因,容易引起的硬件错误,从而导致轻则运行不正常,重则系统无法工作的故障。碰到此类情况,以前只能通过POST自检时的BIOS报警提示音,硬件替换法或通过DEBUG卡来查找故障原因。但这些方法使用起来很不方便,而且对用户的专业知识也要求较高,对普通用户并不适用。
针对此问题,现在的主板厂商加如了许多人性化的设计,以方便用户快速,准确地判断故障原因。
例如,现在许多主板特别设计了硬件加电自检故障的语言播报功能。以华硕的“POST播报员”为例,这个功能主要由华邦电子的W83791SD芯片,配合华硕自己设计芯片组合而成。可以监测CPU电压、CPU风扇转速、CPU温度、机壳风扇转速、电源风扇是否失效、机箱入侵警告等。这样就较好地保持了电脑的最佳工作状态。当系统有某个设备出故障时,POST播报员就会用语音提醒该配件出了故障。
在硬件侦错报警方面,一些主板大厂都有自己非常独到的设计,譬如微星主板,用四支LED来反映主板的故障所在。而有的主板则干脆引入了早些年的Debug侦错卡的侦错技术,采用了更为直接的数码管来指出故障所在。
另外,许多厂商还为主板设计了AGP保护电路,除了起显卡保护作用之外,保护电路还用一个LED发光二极管来告诉用户故障是否由显卡引起。
主板的”双通道 的意思
双通道内存技术其实是一种内存控制和管理技术,它依赖于芯片组的内存控制器发生作用,在理论上能够使两条同等规格内存所提供的带宽增长一倍。它并不是什么新技术,早就被应用于服务器和工作站系统中了,只是为了解决台式机日益窘迫的内存带宽瓶颈问题它才走到了台式机主板技术的前台。在几年前,英特尔公司曾经推出了支持双通道内存传输技术的i820芯片组,它与RDRAM内存构成了一对黄金搭档,所发挥出来的卓绝性能使其一时成为市场的最大亮点,但生产成本过高的缺陷却造成了叫好不叫座的情况,最后被市场所淘汰。由于英特尔已经放弃了对RDRAM的支持,所以目前主流芯片组的双通道内存技术均是指双通道DDR内存技术,主流双通道内存平台英特尔方面是英特尔 865、875系列,而AMD方面则是NVIDIA Nforce2系列。
双通道内存技术是解决CPU总线带宽与内存带宽的矛盾的低价、高性能的方案。现在CPU的FSB(前端总线频率)越来越高,英特尔 Pentium 4比AMD Athlon XP对内存带宽具有高得多的需求。英特尔 Pentium 4处理器与北桥芯片的数据传输采用QDR(Quad Data Rate,四次数据传输)技术,其FSB是外频的4倍。英特尔 Pentium 4的FSB分别是400、533、800MHz,总线带宽分别是3.2GB/sec,4.2GB/sec和6.4GB/sec,而DDR 266/DDR 333/DDR 400所能提供的内存带宽分别是2.1GB/sec,2.7GB/sec和3.2GB/sec。在单通道内存模式下,DDR内存无法提供CPU所需要的数据带宽从而成为系统的性能瓶颈。而在双通道内存模式下,双通道DDR 266、DDR 333、DDR 400所能提供的内存带宽分别是4.2GB/sec,5.4GB/sec和6.4GB/sec,在这里可以看到,双通道DDR 400内存刚好可以满足800MHz FSB Pentium 4处理器的带宽需求。而对AMD Athlon XP平台而言,其处理器与北桥芯片的数据传输技术采用DDR(Double Data Rate,双倍数据传输)技术,FSB是外频的2倍,其对内存带宽的需求远远低于英特尔 Pentium 4平台,其FSB分别为266、333、400MHz,总线带宽分别是2.1GB/sec,2.7GB/sec和3.2GB/sec,使用单通道的DDR 266、DDR 333、DDR 400就能满足其带宽需求,所以在AMD K7平台上使用双通道DDR内存技术,可说是收效不多,性能提高并不如英特尔平台那样明显,对性能影响最明显的还是采用集成显示芯片的整合型主板。
NVIDIA推出的nForce芯片组是第一个把DDR内存接口扩展为128-bit的芯片组,随后英特尔在它的E7500服务器主板芯片组上也使用了这种双通道DDR内存技术,SiS和VIA也纷纷响应,积极研发这项可使DDR内存带宽成倍增长的技术。但是,由于种种原因,要实现这种双通道DDR(128 bit的并行内存接口)传输对于众多芯片组厂商来说绝非易事。DDR SDRAM内存和RDRAM内存完全不同,后者有着高延时的特性并且为串行传输方式,这些特性决定了设计一款支持双通道RDRAM内存芯片组的难度和成本都不算太高。但DDR SDRAM内存却有着自身局限性,它本身是低延时特性的,采用的是并行传输模式,还有最重要的一点:当DDR SDRAM工作频率高于400MHz时,其信号波形往往会出现失真问题,这些都为设计一款支持双通道DDR内存系统的芯片组带来不小的难度,芯片组的制造成本也会相应地提高,这些因素都制约着这项内存控制技术的发展。
普通的单通道内存系统具有一个64位的内存控制器,而双通道内存系统则有2个64位的内存控制器,在双通道模式下具有128bit的内存位宽,从而在理论上把内存带宽提高一倍。虽然双64位内存体系所提供的带宽等同于一个128位内存体系所提供的带宽,但是二者所达到效果却是不同的。双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器,理论上来说,两个内存控制器都能够在彼此间零延迟的情况下同时运作。比如说两个内存控制器,一个为A、另一个为B。当控制器B准备进行下一次存取内存的时候,控制器A就在读/写主内存,反之亦然。两个内存控制器的这种互补“天性”可以让等待时间缩减50%。双通道DDR的两个内存控制器在功能上是完全一样的,并且两个控制器的时序参数都是可以单独编程设定的。这样的灵活性可以让用户使用二条不同构造、容量、速度的DIMM内存条,此时双通道DDR简单地调整到最低的内存标准来实现128bit带宽,允许不同密度/等待时间特性的DIMM内存条可以可靠地共同运作。
支持双通道DDR内存技术的台式机芯片组,英特尔平台方面有英特尔的865P、865G、865GV、865PE、875P以及之后的915、925系列;VIA的PT880,ATI的Radeon 9100 IGP系列,SIS的SIIS 655,SIS 655FX和SIS 655TX;AMD平台方面则有VIA的KT880,NVIDIA的nForce2 Ultra 400,nForce2 IGP,nForce2 SPP及其以后的芯片。
AMD的64位CPU,由于集成了内存控制器,因此是否支持内存双通道看CPU就可以。目前AMD的台式机CPU,只有939接口的才支持内存双通道,754接口的不支持内存双通道。除了AMD的64位CPU,其他计算机是否可以支持内存双通道主要取决于主板芯片组,支持双通道的芯片组上边有描述,也可以查看主板芯片组资料。此外有些芯片组在理论上支持不同容量的内存条实现双通道,不过实际还是建议尽量使用参数一致的两条内存条。
内存双通道一般要求按主板上内存插槽的颜色成对使用,此外有些主板还要在BIOS做一下设置,一般主板说明书会有说明。当系统已经实现双通道后,有些主板在开机自检时会有提示,可以仔细看看。由于自检速度比较快,所以可能看不到。因此可以用一些软件查看,很多软件都可以检查,比如cpu-z,比较小巧。在“memory”这一项中有“channels”项目,如果这里显示“Dual”这样的字,就表示已经实现了双通道。两条256M的内存构成双通道效果会比一条512M的内存效果好,因为一条内存无法构成双通道。
主板报警音长短分类
Award BIOS的报警音:
1短:系统正常启动。没有任何问题。
2短:常规错误,请进入CMOS Setup,重新设置不正确的选项。
1长1短:RAM或主板出错。换一条内存试试,若还是不行,只好更换主板。
1长2短:显示器或显示卡错误。
1长3短:键盘控制器错误。检查主板。
1长9短:主板Flash RAM或EPROM错误,BIOS损坏。换块Flash RAM试试。
不断地响(长声):内存条未插紧或损坏。重插内存条,若还是不行,只有更换一条内存。
重复短响:电源有问题。
无声音无显示:电源有问题。
AMI BIOS的报警音代码:
1短:内存刷新失败。更换内存条。
2短:内存ECC较验错误。在CMOS Setup中将内存关于ECC校验的选项设为Disabled就可以解决,不过最根本的解决办法还是更换一条内存。
3短:系统基本内存(第1个64kB)检查失败。换内存。
4短:系统时钟出错。
5短:中央处理器(CPU)错误。
6短:键盘控制器错误。
7短:系统实模式错误,不能切换到保护模式。
8短:显示内存错误。显示内存有问题,更换显卡试试。
9短:ROM BIOS检验和错误。
1长3短:内存错误。内存损坏,更换即可。
1长8短:显示测试错误。显示器数据线没插好或显示卡没插牢。