从零开始认识主板：结构、通信与选购指南
从零开始认识主板：结构、通信与选购指南
主板是电脑的核心部件，它连接着CPU、内存、硬盘等关键组件，是电脑硬件系统的大脑和神经中枢。本文将从主板的基本构成、各部件通信规则以及主板选择三个方面，为您详细解析电脑主板的相关知识。
一、主板及其元器件
IO接口
CPU模块
CPU是电脑的大脑，控制并指挥着电脑的各个模块协同工作。CPU通过主板上的插槽固定，不同的CPU对应不同的插槽类型，如下图所示：
目前CPU提供的上8Pin接口，可给CPU供电350W。
一个8Pin接口的供电已经很接近旗舰版CPU的功耗了。
但是CPU的供电电压大多数在1.3V左右，所以你会看到上图中围绕在CPU周围还有各种电器设备，如很多小的芯片（MOS管）、电感、电容等用于将+12V电压转换成1.3V电压。
这些MOS管、电感、电容和左上角的PWM芯片共同构成了CPU的供电模块。
现在大多数的CPU的都是直出供电，也就是一个MOS管+一个电感+一个电容构成了一个供电相（单相供电），即一个供电模块。
单相供电的供电能力有限，故此需要很多单相供电模块共同构成CPU供电模块。
每一相可在25℃下可承受105A的电流。
内存模块
内存模块用于缓存指令和数据，不同类型的内存型号对应不同的内存插槽。
多个插槽不同的插法有优先级顺序的：
插槽优先级主要受到主板布线有关。内存的频率越高延迟越低，CPU从内存中读取的速度就会越快。
为了达到高速低延迟，CPU和内存之间的通信电路采用了并行数据传输模式。这种模式需要多条电路同时传输数据，电路就容易受到干扰， 为此内存插槽被设计在了CPU的旁边，以尽可能的缩短线路。另外，CPU和内存之间的通信电路并不是直线，而是曲线，原因是并行传输需要保证每条线路的信息同时到达CPU，如线路不等长，信号在抵达CPU时就会产生延迟，会影响数据传输的准确性，主板的内存电路设计，会影响内存能跑多高的频率，但也会和固件的调优调校、内存控制器体质、内存的颗粒品质有关。
扩展模块
长方形的是M2接口，M2接口用于安装固态硬盘。
PCIe插槽：
PCIe插槽用于安装显卡、固态硬盘、声卡等。
PCIe也可以转接卡转车M2接口。PCIe和M2接口都需要向CPU汇报数据。
PCIe接口就像上电脑里的高速公路，版本越新，数量越多，通信速度就越快。
上图的PCIe的规格为：一个PCIe插槽有16条PCIe5.0通道。PCIe的传输速率上M2接口的8倍左右。PCIe和M2接口上直接和CPU连接的，所以它们的传输速率上最快的，延迟最低。有些模块就不需要那么快的传输速率，比如声卡等，就需要使用到南桥区域来进行管理。
南桥芯片
南桥芯片组就像CPU的秘书，它把一些低速接口的数据汇总后将其传送给CPU。
主板外围上各种接口，称之为跳线。
二、主板上的各个部件通信
主板上的各个模块之间需要一套通信规则来实现通信，该套规则称之为主板的固件程序。
主板的固件程序简称BIOS，该程序存储在主板的BIOS芯片里。
主板为防止单BIOS出现故障而导致无法开机问题的产生，部分厂商还在主板上设置主副BIOS芯片，解决单BIOS芯片故障问题。这和现在的分布式架构中的主备架构类似。
主副BIOS的控制由主板上的开关进行切换。
通常高端的主板的BIOS会以图形化的方式，如下图所示：
不同的电脑型号进入BIOS的方式的是不一样的。
三、主板的选择
可以从以下五个方面进行思考：
- 主板型号
- CPU插槽
- 板型尺寸
- 供电
- 扩展性
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