联想LCSE初级教材-第03章主板与总线

计算机硬件基础,主板与总线篇,主要内容,3.1概述3.2主板外形规格3.3芯片组体系结构3.4芯片组主要生产厂商3.5Intel平台芯片组产品3.6AMD平台芯片组产品3.7总线,3.1概述,主板（Mainboard）又称为母板（Motherboard）或系统底板（Systemboard）主板主要由以下部分组成：电子元器件接口电路总线主板的作用是什么？,3.2主板外形规格,PC机主板有一些通用的外形规格，你了解它的发展过程吗？新的外形规格实现了真正的标准化，增强了每种类型内部的可交换性,3.2.1标准AT,标准（Full-size）AT主板是符合原装IBMAT设计的主板标准AT是XT主板沿两个方向扩展而产生的一种新的主板规格首先用在IBM-AT机上，随后的各兼容机都采纳了这种规格AT主板的尺寸稍微缩小后产生了小AT主板（Baby-AT）规格,3.2.1标准AT,IBMAT主板,典型的Baby-AT主板,3.2.2ATX,ATX（ATExtended）的中文意思是AT扩展ATX外形规格的主板同以前的Baby-AT及LPX设计均不兼容ATX规范由Intel于1995年7月发布,从最初的1.0版本,先后经过了1.1、2.0、2.01、2.02、2.03等版本ATX相对于Baby-AT及LPX主板，改进的主要方面有:内置双高度外部I/O连接器面板单独键控（Singlekeyed）内部电源连接器重新布置的CPU及内存重新布置的内部I/O连接器改良的冷却设计制造成本的降低还有一种尺寸稍小的Mini-ATX规格ATX主板各部件的布局基本固定，但外部I/O连接器面板的配置有许多变化,3.2.2ATX,典型的ATX主板,3.2.2ATX,典型的ATX主板外部I/O连接器面板,3.2.2ATX,你认识它们吗？,3.2.3Micro-ATX,Micro-ATX同标准ATX或Mini-ATX的区别如下：主板宽度尺寸为244mm，小于标准ATX和Mini-ATX主板较少的I/O总线扩展槽（最多4个，多数仅3个）电源功率减少（符合SFX规范）可以使用小型机箱和SFX电源，也可以使用标准ATX机箱以及标准的ATX电源,3.2.4Flex-ATX,Flex-ATX定义的主板尺寸是ATX主板族系中最小的,3.2.4Flex-ATX,Flex-ATX主板,Flex-ATX只支持插座式处理器可以使用小型机箱和SFX电源，也可以使用标准ATX机箱以及标准的ATX电源,3.2.5NLX,NLX（NewLow-profileExtended）的中文意思是新型小尺寸扩展扩展竖板和主板两部分组成，并且相对独立,3.2.5NLX,NLX系统的优势：容易损坏的部分设置在扩展竖板上，提高可靠性，降低生产和维护成本主板与扩展竖板的不同搭配，满足不同配置的要求，减少了再设计和再生产的成本连接线缆更短，提高传输的速度和质量简化机箱内部的混乱程度散热空间加大，使散热效果更加出色空间利用率的提高，适合应用在小型或迷你型机箱内，符合小型化的发展方向NLX系统的劣势：需要特殊的机箱配合主板线路也要有较大的改动机箱内部扩展空间有一定限制,3.2.6BTX,BTX（BalancedTechnologyExtended）的中文意思是平衡技术扩展BTX具有如下特点：针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑主板的安装更加简便，机械性能也将经过最优化设计,3.2.6BTX,处理器插座移到了机箱前部，芯片组在其后，通过风道式结构设计可以得到良好的散热内存插槽竖排，使气流可以顺着内存通过，有利于散热外部I/O连接器和扩展槽的位置与ATX相比交换了位置,3.2.6BTX,根据主板宽度的不同分为标准BTX、Micro-BTX及Pico-BTX,SRM模块可有效防止主板变形，还能大大降低外力对整体系统的冲击力热模块包括散热器和气流通道,3.3芯片组体系结构,芯片组是计算机的中枢神经系统任何有相同芯片组的主板，其功能是基本一致的目前芯片组的体系结构主要有以下两种：南北桥(North/SouthBridge)体系结构HUB体系结构,你了解芯片组的发展史吗？,3.3.1南北桥(North/SouthBridge)体系结构,Intel的早期芯片组以及其他生产厂商的大多数芯片组采用这种结构包括北桥和南桥两部分芯片组的名称通常以北桥芯片的名称来命名的北桥芯片通常负责CPU、内存和显卡三者间的“交通协调”，也决定了对这些部件的支持规格情况整合型芯片组的北桥芯片集成了图形芯片南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式与北桥芯片相连南桥芯片负责外部设备的数据处理与传输，也决定了主板对这些设备的支持规格情况不同芯片组中的南桥芯片可能是一样的，不同的只是北桥芯片超级I/O芯片将通常使用的外围设备的控制器都整合到一块芯片里,3.3.1南北桥(North/SouthBridge)体系结构,典型的南北桥体系主板,3.3.2HUB体系结构,Intel公司从8xx系列芯片组开始使用HUB体系结构包括MCH（GMCH）、ICH和FWH三部分MCH（GMCH）和ICH之间通过Hub-Link总线或DMI总线进行连接HUB结构具有以下几个优点：速度更快，Hub-Link的速率为266MB/s，DMI的速率为2.0GB/sPCI负载减少主板布线减少,典型的HUB体系主板,3.4芯片组主要生产厂商,3.4.1Intel3.4.2NVIDIA3.4.3VIA3.4.4SiS3.4.5ATI,3.4.1Intel,430LX,440FX,440LX,810,440ZX-66,440EX,440BX,430TX,430VX,430HX,430FX,440ZX-100,815,820,820E,850,845,865,875,848P,915,925,945,955,975,3.4.2NVIDIA,nForce4IE,nForce,nForce2,nForce4,nForce3,nForce500IE,C51,nForce500,3.4.3VIA,ApolloVPl,ApolloMVP4,ApolloMVP3,ApolloVP2,KX133,KT133,KT133A,ApolloProPlus,ApolloPro,ApolloPro266T,ApolloPro133,ApolloPro133T,P4X266,PT800,P4X533,P4X400,P4X333,PT890,PT890,KT266,KT266A,KT333,KT400,KT400A,KT600,KT880,K8T800,K8T890,K8T900,P4M900,3.4.4SiS,SiS公司的芯片组产品主要面向OEM厂商主攻中低端市场SiS是第一个设计制造单芯片主板的厂商SiS6XX系列芯片组支持Intel平台，SiS7XX系列芯片组支持AMD平台,3.4.5ATI,主要有4个系列的产品RadeonXpress200RadeonXpress1100CrossFireXpress1600CrossFireXpress3200在Intel平台方面有RS300、RC300、RS350、RX330、RD400、RS400、RC400、RC410以及RXC410等几款产品在AMD平台方面有RD480、RS480、RS482、RS485、RX480、RD580等几款产品,3.5Intel平台芯片组产品,Intel公司产品VIA公司产品NVIDIA公司产品,3.6AMD平台芯片组产品,NVIDIA公司产品VIA公司产品,3.5.1Intel公司产品,Intel芯片组的命名规则没有后缀字母通常是最初版本P是主流版本，无集成图形芯片E是进化版本，无集成图形芯片PL相对于P是简化版本PE相对于P是进化版本G是主流的集成图形芯片的版本GV和GL相对于G是集成图形芯片的简化版，没有外接显卡插槽，GL在规格上有所简化GE相对于G是集成图形芯片的进化版X和XE出现在9XX系列的高端芯片组中，无集成图形芯片Intel芯片组的命名规则并不是很严格965系列芯片组将取消后缀，而采用前缀方式，如P965芯片组,3.5.1Intel公司产品,850系列是第一款为IntelPentium4处理器设计的芯片组包括850和850E两个版本,Intel850芯片组系统结构,3.5.1Intel公司产品,845系列与850系列的最大区别是支持SDRAM和DDR内存有845、845D、845E、845PE、845G、845GE、845GV和845GL等版本部分版本支持HTGMCH集成IntelExtremeGraphics图形芯片ICH芯片有ICH2和ICH4两种ICH4支持USB2.0,Intel845E芯片组系统结构,845系列,3.5.1Intel公司产品,3.5.1Intel公司产品,865/875系列865系列芯片组针对桌面平台的PC系统,包括865P、865PE、865G和865GV四个版本875系列主要是指875P芯片组，针对高端桌面系统和工作站875P芯片组支持PAT内存优化模式GMCH集成IntelExtremeGraphics2图形芯片865系列芯片组最高支持800MHz前端总线，双通道DDR400内存，AGP8x接口以及CSA通信流架构搭配ICH5系列，支持SATA-150ICH5系列分为ICH5和ICH5R两个版本，ICH5R支持SATARAID功能2006年Intel发布了新版865G和865GV芯片组，加入了对LGA775接口和PentiumD处理器的支持,3.5.1Intel公司产品,865/875系列,865P芯片组系统结构,865/875系列,3.5.1Intel公司产品,3.5.1Intel公司产品,848P848P芯片组865PE的简化版，除了不能提供双通道的支持外，其他与865PE基本一样的,848P芯片组系统结构,3.5.1Intel公司产品,915/925系列915系列芯片组包括915GL、915PL、915P、915G和915GV五个版本925系列芯片组包括925X和925XE两个版本，面向高端应用和发烧领域支持LGA775接口的处理器，芯片组均能支持800MHz前端总线，925XE更能支持1066MHz，同时也都支持超线程技术支持双通道DDR2内存支持PCIExpress总线GMCH集成Intel第三代图形芯片IntelExtremeGraphics3（IntelGMA900）搭配ICH6系列，提供1个IDE接口，4个SATA接口，4个PCIExpressx1接口低端的910GL芯片组仅仅支持533MHz前端总线，不支持DDR2内存DMI取代了Hub-Link来连接MCH（GMCH）和ICH芯片ICH6系列分为ICH6和ICH6R两个版本，ICH6R支持SATARAID和英特尔矩阵存储技术功能ICH6支持HDA（高清晰度音频）,3.5.1Intel公司产品,915/925系列,915P芯片组系统结构,915/925系列,3.5.1Intel公司产品,3.5.1Intel公司产品,945/955/975系列945系列包括945GZ、945PL、945P、945G四个版本，面向主流中低端市场955/975主要指的是955X和975X芯片组，面向高端台式机和个人工作站，具有内存流水线技术（MPT）、高达8GB的内存寻址能力、ECC内存支持全系列支持双核处理器和双通道DDR2内存支持最高1066MHz的前端系统总线以及DDR2667内存955/975系列芯片组支持PentiumXE系列处理器945/955/975系列芯片组支持英特尔伸缩内存技术ICH7系列分为ICH7和ICH7R两个版本，支持SATA-300和英特尔主动管理技术ICH7R支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10和英特尔矩阵存储技术ICH7R提供6个PCIExpressx1接口，其中4个可以捆绑，ICH7只提供4个975X芯片组与955X相比增加了一个PCIExpressx16接口,3.5.1Intel公司产品,945/955/975系列,945P芯片组系统结构,945/955/975系列,3.5.1Intel公司产品,3.5.2VIA公司产品,P4X266、P4X333、P4X400、P4X533系列P4X266是VIA首款支持Pentium4处理器的芯片组P4X266系列包括P4X266、P4X266A、P4M266、P4M266A等几个版本南北桥之间通过V-Link总线进行连接,P4X333芯片组系统结构,P4X266、P4X333、P4X400、P4X533系列,3.5.2VIA公司产品,3.5.2VIA公司产品,PT800、PM800、P4M800、P4M800Pro芯片组VIA在Intel平台的芯片组编号从P4X过渡到了PT标准搭配的南桥芯片都是VT8237系列这些芯片组的差异主要在于是否集成图形芯片、支持的内存类型和V-Link的带宽方面部分版本集成VIAUniChromeProIGP图形芯片,PT800芯片组系统结构,PT800、PM800、P4M800、P4M800Pro芯片组,3.5.2VIA公司产品,3.5.2VIA公司产品,PT880、PM880、PT880Pro、PT880Ultra芯片组与PT800系列最大的区别是支持双通道内存PT880Pro、PT880Ultra芯片组支持VIA独创的SetUp存储技术，同时支持DDR以及DDR2两种内存规格；这两款芯片组还支持VIA独创的通用显卡界面(UGI)技术，可以同时支持PCIExpress和AGP显卡标准搭配的南桥芯片都是VT8237系列,PT880芯片组系统结构,PT880、PM880、PT880Pro、PT880Ultra芯片组,3.5.2VIA公司产品,3.5.2VIA公司产品,PT890、P4M890、PT894、PT894Pro芯片组提供PCIExpressx16显卡接口PT894Pro芯片组支持DualGFXExpress技术，只可以建立“x16+x4”组合模式标准搭配的南桥芯片都是VT8237系列,PT890芯片组系统结构,PT890、P4M890、PT894、PT894Pro芯片组,3.5.2VIA公司产品,3.5.2VIA公司产品,P4M900芯片组支持1066MHz前端总线支持DDR2667内存集成了支持DirectX9的VIAChrome9HC图形芯片支持外接PCIExpressx16显卡搭配的南桥芯片是VT8251VT8251提供了4个SATA-300接口，能够支持包括300MB/s传输率和NCQ在内的SATA技术；支持RAID5通过UltraV-Link（1066MB/s）连接南北桥芯片,P4M900芯片组系统结构,P4M900芯片组,3.5.2VIA公司产品,3.5.3NVIDIA公司产品,nForce4IntelEdition系列芯片组开发代号为C19在AMD版本的nForce4单芯片控制基础上回到了传统的南北桥设计nForce芯片组的北桥按照是否集成图形芯片来进行划分，没有集成图形芯片的称为SPP，集成图形芯片的称为。南桥芯片被称为媒体及通讯处理器MCP(MediaandCommunicationsProcessor)。nForce4IE因为没有集成图形芯片，所以北桥被称为SPPSPP（IGP）同MCP之间采用HT总线进行连接nForce4IE版本中采用SLI、nTune、MediaShield、TCP/IP加速和ActiveArmor等技术nForce4IE系列芯片组主要包括nForce4SLIX16IE、nForce4SLIIE、nForce4SLIXE和nForce4UltraIE共4个版本,3.5.3NVIDIA公司产品,nForce4IntelEdition系列芯片组,nForce4SLIIE芯片组系统结构,3.5.3NVIDIA公司产品,nForce4IntelEdition系列芯片组,3.5.3NVIDIA公司产品,nForce500IntelEdition系列芯片组采用了众多新技术，包括DualNet、Teaming、FirstPacket、LinkBoost和EPP等。主要包括nForce590SLIIE和nForce570SLIIE两个版本,nForce590SLIIE芯片组系统结构,3.5.3NVIDIA公司产品,nForce500IntelEdition系列芯片组,nForce3系列芯片组针对K8核心的AMD平台包括nForce3150和nForce3250两个版本nForce3250系列主要有nForce3250、nForce3250GB和nForce3250Ultra三个版本采用了南北桥整合的单芯片结构,3.6.1NVIDIA公司产品,nForce3250芯片组系统结构,3.5.3NVIDIA公司产品,nForce3系列芯片组,nForce4系列芯片组针对K8核心的AMD平台包括nForce4-4X、nForce4、nForce4Ultra、nForce4SLI和nForce4SLIX16五个版本除了nForce4SLIX16芯片组以外，采用了南北桥整合的单芯片结构,3.6.1NVIDIA公司产品,nForce4SLIX16芯片组系统结构,3.6.1NVIDIA公司产品,nForce4系列芯片组,3.6.1NVIDIA公司产品,C51系列芯片组包含GeForce6100、GeForce6150两款北桥和nForce410、nForce430两款南桥，C51系列芯片组也就主要包括了采用Geforce6100的C51G和采用Geforce6150的C51PVC51北桥芯片像显卡一样为命名为Geforce系列，强调它的性能非一般IGP芯片可比GeForce6100和GeForce6150都内建Geforce6200TC图形芯片,C51PV芯片组系统结构,3.6.1NVIDIA公司产品,C51系列芯片组,3.6.1NVIDIA公司产品,nForce500系列芯片组采用了众多新技术，包括DualNet、Teaming、FirstPacket、LinkBoost和EPP等有nForce590SLI、nForce570SLI、nForce570Ultra和nForce550共4个版本,nForce570SLI芯片组系统结构,3.6.1NVIDIA公司产品,nForce500系列芯片组,3.6.2VIA公司产品,K8T800、K8M800、K8T800Pro芯片组采用南北桥设计，北桥中不集成内存控制器K8M800集成了VIAUniChromePro图形芯片标准搭配的南桥芯片都是VT8237系列,K8T800芯片组系统结构,K8T800、K8M800、K8T800Pro芯片组,3.5.2VIA公司产品,3.6.2VIA公司产品,K8T890、K8M890、K8T890Pro芯片组VIA在AMD平台上首款支持PCIExpress总线的芯片组是K8T890K8M890是K8T890集成了VIAChrome9HCIGP图形芯片的版本K8T890Pro芯片组支持DualGFXExpress技术标准搭配的南桥芯片都是VT8237系列,K8T890芯片组系统结构,K8T890、K8M890、K8T890Pro芯片组,3.5.2VIA公司产品,3.6.2VIA公司产品,K8T900芯片组支持两块PCIExpressx8显卡的双显卡应用采用VIA特有的RapidFire技术标准搭配的南桥芯片是VT82514个SATA-300接口支持RAID5,K8T900芯片组系统结构,K8T900芯片组,3.5.2VIA公司产品,3.7系统总线类型、功能及特性,3.7.1总线概述3.7.2ISA总线3.7.3微通道总线3.7.4EISA总线3.7.5局部总线VLBPCIAGPPCIExpress,3.7.1总线概述,总线是计算机内数据传输的路径较慢的总线都连接到较快的总线上按总线的功能分为数据总线、地址总线和控制总线按总线连接的部件分为处理器总线、存储器总线、I/O总线、连接器总线和特殊总线许多总线在一个时钟周期内可以使用多个数据周期以达到更高的性能内置设备和插入到系统总线插槽的插卡一样，用同样的方式使用系统资源,3.7.2ISA总线,IndustryStandardArchitecture（工业标准体系结构）的简写8/16位两种版本最大标准速度为8.33MHz,8位ISA总线连接器,ISA16位总线连接器,3.7.3微通道总线,32位处理器的推出需要新的总线MCA是微通道体系结构的缩略MCA总线与ISA总线完全不同EISA总线的出现阻止了MCA的推广,3.7.4EISA总线,是ExtendedIndustryStandardArchitecture（扩展工业标准体系结构）的缩略本质上是ISA的32位版本，仍可以使用8位或16位的ISA卡可以在8.33MHz速度下处理最多32位数据，总线最大带宽为33