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計(jì)算機(jī)主板的結(jié)構(gòu)詳解
由于主板是電腦中各種設(shè)備的連接載體，而這些設(shè)備的各不相同的，而且主板本身也有芯片組，各種I/O控制芯片，擴(kuò)展插槽，擴(kuò)展接口，電源插座等元器件，因此制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以協(xié)調(diào)各種設(shè)備的關(guān)系是必須的。所謂主板結(jié)構(gòu)就是根據(jù)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(guī)格等制定出的通用標(biāo)準(zhǔn)，所有主板廠(chǎng)商都必須遵循。
主板結(jié)構(gòu)分為AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等結(jié)構(gòu)。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在已經(jīng)淘汰；而LPX、NLX、Flex ATX則是ATX的變種，多見(jiàn)于國(guó)外的品牌機(jī)，國(guó)內(nèi)尚不多見(jiàn)；EATX和WATX則多用于服務(wù)器/工作站主板；ATX是目前市場(chǎng)上最常見(jiàn)的主板結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展插槽較多，PCI插槽數(shù)量在4-6個(gè)，大多數(shù)主板都采用此結(jié)構(gòu)；Micro ATX又稱(chēng)Mini ATX，是ATX結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化版，就是常說(shuō)的“小板”，擴(kuò)展插槽較少，PCI插槽數(shù)量在3個(gè)或3個(gè)以下，多用于品牌機(jī)并配備小型機(jī)箱；而B(niǎo)TX則是英特爾制定的最新一代主板結(jié)構(gòu)。
AT結(jié)構(gòu)??
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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"，板上集成有控制芯片和8個(gè)I/0擴(kuò)充插槽。由于AT主板尺寸較大，因此系統(tǒng)單元（機(jī)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(shù)據(jù)、20位地址的XT擴(kuò)展槽改變到16位數(shù)據(jù)、24位地址的AT擴(kuò)展槽。為了保持向下兼容，它保留62腳的XT擴(kuò)展槽，然后在同列增加36腳的擴(kuò)展槽。XT擴(kuò)展卡仍使用62腳擴(kuò)展槽（每側(cè)31腳），AT擴(kuò)展卡使用共98腳的的兩個(gè)同列擴(kuò)展槽。這種PC AT總線(xiàn)結(jié)構(gòu)演變策略使得它仍能在當(dāng)今的任何一個(gè)PC Pentium/PCI系統(tǒng)上正常運(yùn)行。
Baby AT??
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AT主板尺寸較大，板上能放置較多的元件和擴(kuò)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(guī)范，簡(jiǎn)稱(chēng)為Baby AT主板。
Baby AT主板是從最早的XT主板繼承來(lái)的，它的大小為15"×8.5"，比AT主板是略長(zhǎng)，而寬度大大窄于AT主板。Baby AT主板沿襲了AT主板的I/0擴(kuò)展插槽、鍵盤(pán)插座等外設(shè)接口及元件的擺放位置，而對(duì)內(nèi)存槽等內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了緊縮，再加上大規(guī)模集成電路使內(nèi)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(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)主板上集成功能越來(lái)越多，Baby AT主板有點(diǎn)不負(fù)重荷，而AT主板又過(guò)于龐大，于是很多主板商又采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(kuò)展槽減為7個(gè)甚至6個(gè)，另一方面將Baby AT主板適當(dāng)加寬，增加使用面積，這就形成了眾多的規(guī)格不一的Baby AT主板。當(dāng)然這些主板對(duì)基本I/0插槽、外圍設(shè)備接口及主板固定孔的位置不加改動(dòng)，使得即使是最小的Baby AT主板也能在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱上使用。最常見(jiàn)的Baby AT主板尺寸是3/4Baby AT主板（26.5cm×22cm即10.7"×8.7"），采用7個(gè)I/0擴(kuò)展槽。
PC AT的初始設(shè)計(jì)是讓擴(kuò)展總線(xiàn)以微處理器相同的時(shí)鐘速率來(lái)運(yùn)行，即6MHz 的286，總線(xiàn)也是6MHz；8MHz的微處理器，則總線(xiàn)就是8MHz。隨著微處理器速度的增加，增加擴(kuò)展總線(xiàn)的速度也很簡(jiǎn)單。后來(lái)一些PC AT系統(tǒng)的擴(kuò)展總線(xiàn)速度達(dá)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(shù)的PC AT仍以8或8.33MHz為擴(kuò)展總線(xiàn)的速率，在此速度下絕大多數(shù)適配器都不能穩(wěn)定工作。
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ATX結(jié)構(gòu)??
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由于Baby AT主板市場(chǎng)的不規(guī)范和AT主板結(jié)構(gòu)過(guò)于陳舊，英特爾在95年1月公布了擴(kuò)展AT主板結(jié)構(gòu)，即ATX（AT extended）主板標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)得到世界主要主板廠(chǎng)商支持，目前已經(jīng)成為最廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。97年2月推出了ATX2.01版。
ATX結(jié)構(gòu)主板
Baby AT結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的首先表現(xiàn)在主板橫向?qū)挾忍ㄒ话銥?2cm），使得直接從主板引出接口的空間太小。大大限制了對(duì)外接口的數(shù)量，這對(duì)于功能越來(lái)越強(qiáng)、對(duì)外接口越來(lái)越多的微機(jī)來(lái)說(shuō)，是無(wú)法克服的缺點(diǎn)。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由于性能低、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(wěn)定，必須要有良好的散熱裝置，加裝散熱片或風(fēng)扇，因而大大增加了CPU的高度。在AT結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)里CPU位于擴(kuò)展槽的下方，使得很多全長(zhǎng)的擴(kuò)展卡插不上去或插上去后阻礙CPU風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)。內(nèi)存的位置也不盡合理。早期的計(jì)算機(jī)內(nèi)存大小是固定的，對(duì)安裝位置無(wú)特殊要求。Baby AT主板在結(jié)構(gòu)上按習(xí)慣把內(nèi)存插槽安放在機(jī)箱電源的下方，安裝、更換內(nèi)存條往往要拆下電源或主板，很不方便。內(nèi)存條散熱條件也不好。此外，由于軟硬盤(pán)控制器及軟硬盤(pán)支架沒(méi)有特定的位置，這造成了軟硬盤(pán)線(xiàn)纜過(guò)長(zhǎng)，增加了電腦內(nèi)部連線(xiàn)的混亂，降低了電腦的中靠性。甚至由于硬盤(pán)線(xiàn)纜過(guò)長(zhǎng)，使很多高速硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速受到影響。ATX主板針對(duì)AT和Baby AT主板的缺點(diǎn)做了以下改進(jìn)：
主板外形在Baby AT的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)了90度，其幾何尺寸改為30.5cm×24.4cm。
采用7個(gè)I/O插槽，CPU與I/O插槽、內(nèi)存插槽位置更加合理。
優(yōu)化了軟硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口位置。
提高了主板的兼容性與可擴(kuò)充性。
采用了增強(qiáng)的電源管理，真正實(shí)現(xiàn)電腦的軟件開(kāi)/關(guān)機(jī)和綠色節(jié)能功能。
Micro ATX??
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Micro ATX保持了ATX標(biāo)準(zhǔn)主板背板上的外設(shè)接口位置，與ATX兼容。
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MATX結(jié)構(gòu)主板
Micro ATX主板把擴(kuò)展插槽減少為3-4只，DIMM插槽為2-3個(gè)，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(biāo)準(zhǔn)主板結(jié)構(gòu)更為緊湊。按照Micro ATX標(biāo)準(zhǔn)，板上還應(yīng)該集成圖形和音頻處理功能。目前很多品牌機(jī)主板使用了Micro ATX標(biāo)準(zhǔn)，在DIY市場(chǎng)上也常能見(jiàn)到Micro ATX主板。
BTX??
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BTX是英特爾提出的新型主板架構(gòu)Balanced Technology Extended的簡(jiǎn)稱(chēng)，是ATX結(jié)構(gòu)的替代者，這類(lèi)似于前幾年ATX取代AT和Baby AT一樣。革命性的改變是新的BTX規(guī)格能夠在不犧牲性能的前提下做到最小的體積。新架構(gòu)對(duì)接口、總線(xiàn)、設(shè)備將有新的要求。重要的是目前所有的雜亂無(wú)章，接線(xiàn)凌亂，充滿(mǎn)噪音的PC機(jī)將很快過(guò)時(shí)。當(dāng)然，新架構(gòu)仍然提供某種程度的向后兼容，以便實(shí)現(xiàn)技術(shù)革命的順利過(guò)渡。
三種常見(jiàn)主板結(jié)構(gòu)對(duì)比?
??? BTX具有如下特點(diǎn)：
支持Low-profile，也即窄板設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將更加緊湊；
針對(duì)散熱和氣流的運(yùn)動(dòng)，對(duì)主板的線(xiàn)路布局進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；
主板的安裝將更加簡(jiǎn)便，機(jī)械性能也將經(jīng)過(guò)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
而且，BTX提供了很好的兼容性。目前已經(jīng)有數(shù)種BTX的派生版本推出，根據(jù)板型寬度的不同分為標(biāo)準(zhǔn)BTX （325.12mm）， microBTX （264.16mm）及Low-profile的picoBTX （203.20mm），以及未來(lái)針對(duì)服務(wù)器的Extended BTX。而且，目前流行的新總線(xiàn)和接口，如PCI Express和串行ATA等，也將在BTX架構(gòu)主板中得到很好的支持。
值得一提的是，新型BTX主板將通過(guò)預(yù)裝的SRM（支持及保持模塊）優(yōu)化散熱系統(tǒng)，特別是對(duì)CPU而言。另外，散熱系統(tǒng)在BTX的術(shù)語(yǔ)中也被稱(chēng)為熱模塊。一般來(lái)說(shuō)，該模塊包括散熱器和氣流通道。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的熱模塊有兩種類(lèi)型，即full-size及l(fā)ow-profile。
得益于新技術(shù)的不斷應(yīng)用，將來(lái)的BTX主板還將完全取消傳統(tǒng)的串口、并口、PS/2等接口。
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