由于主板是电脑中各种设备的连接载体,而这些设备又各不相同,而且主板本身也有芯片组、各种 I/O 控制芯片、扩展插槽、扩展接口、电源插座等元器件,因此,制定一个标准以协调各种设备的关系是必须的,
电脑主板的组成结构
。所谓主板结构,就是根据主板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形状、所使用的电源规格等,制定出的通用标准,所有主板厂商都必须遵循。
主板结构分为 AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX 以及 BTX 等结构。其中:
AT 和 Baby-AT 是多年前的老主板结构,现在已经淘汰。
而 LPX、NLX、Flex ATX 则是 ATX 的变种,多见于国外的品牌机,国内尚不多见。
EATX 和 WATX 则多用于服务器/工作站主板。
ATX 是目前市场上最常见的主板结构,扩展插槽较多,PCI 插槽数量在 4-6 个,大多数主板都采用此结构。
Micro ATX 又称 Mini ATX,是 ATX 结构的简化版,就是常说的小板,扩展插槽较少,PCI 插槽数量在 3 个或 3 个以下,多用于品牌机并配备小型机箱。
而 BTX 则是英特尔制定的最新一代主板结构。
1) AT
在 PC 推出后的第三年,即 1984 年,IBM 公布了 PCAT。AT 主板的尺寸为 1312,板上集成有控制芯片和 8 个 I/0 扩充插槽。由于 AT 主板尺寸较大,因此系统单元(机箱)水平方向增加了 2 英寸,高度增加了 1 英寸。这一改变也是为了支持新的较大尺寸的 AT 格式适配卡。将 8 位数据、20 位地址的 XT 扩展槽,改变为 16 位数据、24 位地址的 AT 扩展槽。为了保持向下兼容,它保留 62 脚的 XT 扩展槽,然后在同列增加 36 脚的扩展槽。XT 扩展卡仍使用 62 脚扩展槽(每侧 31 脚),AT 扩展卡使用共 98 脚的的两个同列扩展槽。这种 PC AT 总线结构演变策略,使得它仍能在当今的任何一个 PC Pentium/PCI 系统上正常运行。
PC AT 的初始设计,是让扩展总线以微处理器相同的时钟速率来运行,即 6MHz 的 286,总线也是 6MHz;8MHz 的微处理器,则总线就是 8MHz。随着微处理器速度的增加,增加扩展总线的速度也很简单。后来一些 PC AT 系统的扩展总线速度达到了 10 和 12MHz。不幸的是,某些适配器不能以这样的速度工作或者能很好得工作。因此,绝大多数的 PC AT 仍以 8 或 8.33MHz 为扩展总线的速率,在此速度下,绝大多数适配器都不能稳定工作。
2) Baby AT
AT 主板尺寸较大,板上能放置较多的元件和扩充插槽,
电脑资料
《电脑主板的组成结构》(http://meiwen.anslib.com)。但随着电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 主板规范,简称为 Baby AT 主板。Baby AT 主板是从最早的 XT 主板继承来的,它的大小为 158.5,比 AT 主板是略长,而宽度大大窄于 AT 主板。Baby AT 主板沿袭了 AT 主板的 I/0 扩展插槽、键盘插座等外设接口及元件的摆放位置,而对内存槽等内部元件结构进行了紧缩,再加上大规模集成电路使内部元件减少,使得 Baby AT 主板比 AT 主板布局紧凑而功能不减。
但随着计算机硬件技术的进一步发展,计算机主板上的集成功能越来越多,Baby AT 主板有点不负重荷,而 AT 主板又过于庞大,于是,很多主板商又采取另一种折衷的方案,即一方面取消主板上使用较少的零部件,以压缩空间(如将 I/0 扩展槽减为 7 个甚至 6 个,另一方面将 Baby AT 主板适当加宽,增加使用面积,这就形成了众多的规格不一的 Baby AT 主板。当然这些主板对基本 I/0 插槽、外围设备接口及主板固定孔的位置不加改动,使得即使是最小的 Baby AT 主板,也能在标准机箱上使用。最常见的 Baby AT 主板尺寸是 3/4Baby AT 主板(26.5cm22cm 即 10.78.7),采用 7 个 I/0 扩展槽。
3) ATX
由于 Baby AT 主板市场的不规范和 AT 主板结构过于陈旧,英特尔在 95 年 1 月公布了扩展 AT 主板结构,即 ATX(AT extended)主板标准。这一标准得到世界主要主板厂商支持。目前,已经成为最广泛的工业标准。97 年 2 月推出了 ATX 2.01 版。
过去,由于 Baby AT 的结构标准首先表现在主板横向宽度太窄(一般为 22cm),使得直接从主板引出接口的空间太小。大大限制了对外接口的数量。这对于功能越来越强、对外接口越来越多的微机来说,是无法克服的缺点。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,散热的要求不高。而今天的 CPU 性能高、功耗大,为了使其工作稳定,必须要有良好的散热装置,加装散热片或风扇,因而大大增加了 CPU 的高度。在 AT 结构标准里,CPU 位于扩展槽的下方,使得很多全长的扩展卡插不上去或插上去后阻碍 CPU 风扇运转。内存的位置也不尽合理。早期的计算机内存大小是固定的,对安装位置无特殊要求。Baby AT 主板在结构上按习惯把内存插槽安放在机箱电源的下方,安装、更换内存条往往要拆下电源或主板,很不方便。内存条散热条件也不好。此外,由于软硬盘控制器及软硬盘支架没有特定的位置,这造成了软硬盘线缆过长,增加了电脑内部连线的混乱,降低了电脑的可靠性。甚至由于硬盘线缆过长,使很多高速硬盘的转速受到影响。