主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理

主板架構(gòu)及工作原理2008年7月1主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024Agenda1.主板基本架構(gòu)2.主要元件動作原理

*CPU-CentralProcessingUnit*DDR-DoubleDataRateSDRAM(Memory)*Northbridge/Southbridge

2主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024CPUP4/PIII/K7NorthBridge北橋SouthBridge南橋FWHVRMforCPUPowerSupplyConnectorAGP4XVRMforAGPIDE1&2USBLEDKeyboardMouseParallelSeriesFloppyDriveSIORJ45LANAC97audioCodecAMPCNRriserPCIslotsDDRClockGenerator100/133Mhz33MhzACLinkLPCBus66MhzHUBLink/Vlink/Zlink100/133/266MhzPCBasicArchitecture3主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024CPU中央處理單元（CPU）是主機板的大腦，計算機系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力主要取決于CPU。

CPU本身包含數(shù)百萬個電晶體，以細微的線路負責執(zhí)行運算、邏輯判斷以及控制各項設(shè)備等關(guān)鍵性任務。

主要由運算器和控制器組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元邏輯單元和存儲單元三大部分,通過這三個部分的協(xié)調(diào)工作，就可以完成各種操作。按照其處理信息的字長,CPU可以分為：四位微處理器、八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等等。4主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024CPU是怎樣工作的？CPU的工作原理：CPU.其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲單元三大部分。CPU的工作原理就象一個工廠對產(chǎn)品的加工過程：進入工廠的原料（指令），經(jīng)過物資分配部門（控制單元）的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線（邏輯運算單元），生產(chǎn)出成品（處理后的數(shù)據(jù)）后，再存儲在倉庫（存儲器）中，最后等著拿到市場上去賣（交由應用程序使用）。

5主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024CPU參數(shù)介紹CPU的外頻：外頻是CPU的基準頻率，也叫前端總線頻率和系統(tǒng)總線頻率。P4之前的CPU外頻就是主板為CPU提供的基準時鐘頻率。前端總線是CPU和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對計算機整體性能作用很大，如果沒足夠快的前端總線，再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。6主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024CPUCPU的主頻：CPU主頻也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核電路的實際運行頻率?；旧?，CPU的主頻=CPU的外頻x倍頻系數(shù)?？偩€：CPU透過總線和電腦系統(tǒng)各單元聯(lián)系。依功能分為三種1.地址總線：指定資料存取的目的位址；2.數(shù)據(jù)總線：負責資料的傳送；3.控制總線：借此送出控制訊號，以控制地址總線和數(shù)據(jù)總線7主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024DDR(DoubleDataRate)雙倍數(shù)據(jù)速率結(jié)構(gòu),每個時鐘周期傳送兩個數(shù)據(jù)（上沿和下沿）何謂雙通道？

簡單來說，就是芯片組可以在兩個不同的數(shù)據(jù)通道上分別尋址、讀取

數(shù)據(jù)。這兩個相互獨立工作的內(nèi)存通道是依附于兩個獨立并行工作的，內(nèi)存帶寬陡增一倍。8主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024DDRIVSDDRⅡOCD、9主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/202410主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024Northbridge/SouthbridgeMotherboard上面,CPU主要通過系統(tǒng)總線與北橋做溝通，完成數(shù)據(jù)、地址、控制訊號的傳輸.另外,CPU還有一些訊號直接與南橋做溝通,這些訊號是系統(tǒng)發(fā)生異常時,南橋發(fā)給CPU,讓CPU來做初始化、休眠、停止時鐘、或者各種中斷動作.下面就主要介紹一下chipsets（Northbridge/Southbridge）11主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024Northbridge芯片組(Chipset)是主板的核心組成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分為北橋芯片和南橋芯片。

北橋芯片（NorthBridge）是主板芯片組中起主導作用的最重要的組成部分，也稱為主橋（HostBridge）。一般來說，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來命名的。北橋芯片負責與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線頻率、內(nèi)存的類型（SDRAM，DDRSDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。

12主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024Northbridge北橋芯片就是主板上離CPU最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。因為北橋芯片的數(shù)據(jù)處理量非常大，發(fā)熱量也越來越大，所以現(xiàn)在的北橋芯片都覆蓋著散熱片用來加強北橋芯片的散熱，有些主板的北橋芯片還會配合風扇進行散熱。因為北橋芯片的主要功能是控制內(nèi)存，而內(nèi)存標準與處理器一樣變化比較頻繁，所以不同芯片組中北橋芯片是肯定不同的，當然這并不是說所采用的內(nèi)存技術(shù)就完全不一樣，而是不同的芯片組北橋芯片間肯定在一些地方有差別。

13主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024Northbridge由于已經(jīng)發(fā)布的AMDK8（現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)M2，以及更新的）核心的CPU將內(nèi)存控制器集成在了CPU內(nèi)部，于是支持K8芯片組的北橋芯片變得簡化多了，甚至還能采用單芯片芯片組結(jié)構(gòu)。這也許將是一種大趨勢，北橋芯片的功能會逐漸單一化，為了簡化主板結(jié)構(gòu)、提高主板的集成度，也許以后主流的芯片組很有可能變成南北橋合一的單芯片形式（事實上SIS老早就發(fā)布了不少單芯片芯片組）。

14主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024Southbridge

南橋芯片（SouthBridge）是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠一點有利于布線。相對于北橋芯片來說，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過一定的方式（不同廠商各種芯片組有所不同），與北橋芯片相連。

15主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024Southbridge南橋芯片負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等，這些技術(shù)一般相對來說比較穩(wěn)定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。所以現(xiàn)在主板芯片組中北橋芯片的數(shù)量要遠遠多于南橋芯片。南橋芯片的發(fā)展方向主要是集成更多的功能，例如網(wǎng)卡、RAID、IEEE1394、甚至WI-FI無線網(wǎng)絡等等。

16主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024CPUNorthSouthAnalogVideo

OutSATAIDEUSBAC’97PCIEXPRESSConnectorRTL8100C&8110SB&811SCPCISLOTFWHSUPERI/OFSBLPCBUSRGBPCI-33HUBLINKSerialATAATA33/66/100/133USB1.0/2.0AC-linkIntelChipset(7267)DIMM1DIMM2DualchannelDDRIIVRMPCI17主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理5/9/2024CPUNorthSouthPCI-ExpressX16IDEUSB1394controllerPCISLOTFWHSUPERI/OFSBLPCBUS16XPCI-33