主機板 MB
Motherboard
影片目錄
- 0:13 主機板的英文縮寫
- 0:28 主機板的功能
- 0:55 主機板各部分解說
- 2:43 主機板有各種尺寸
- 3:30 Intel 主機板的 CPU 插槽
- 4:01 AMD 主機板的 CPU 插槽
- 4:23 記憶體插槽
- 4:44 PCIe 插槽
- 6:53 南橋晶片
- 7:20 筆電的主機板
- 8:08 實際安裝的例子
主機板的功能
主機板是組裝個人電腦最重要的電路板,所有的個人電腦營建都是直接或間接安裝在主機板上,下圖為現代主機的示意圖
以下分成各部分主要組成來說明
CPU 插槽
現在桌上型電腦可自行安裝的 CPU 品牌有 Intel 及 AMD ,可安裝 Intel CPU 的主機板,其插槽如下圖是有針腳的
至於可安裝 AMD CPU 的主機板,其插槽如下圖則是可讓針腳插入
筆電的 CPU 則是有設計成可更換升級,或是不可更換升級,不可更換升級 CPU 的筆電是把 CPU 直接焊接在主機板上。
記憶體插槽
主機板的記憶體插槽通常位於 CPU 插槽旁邊,如下圖
記憶體插槽分成一長一短兩段是防呆設計,避免插錯方向。
主機板會依 CPU 支援的記憶體規格來設計可安裝的記憶體種類,例如支援 DDR4 的記憶體就是能安裝 DDR4 的記憶體,其中長短的防呆設計也會改變,避免誤插。
通常桌上型電腦的主機板只設計成能安裝桌上型電腦的記憶體,有些主機板因為尺寸較小,設計能安裝的是筆電型的記憶體,如下圖
筆電型記憶體的尺寸較小,防呆設計不同,其他方面都跟桌上型電腦一樣。
絕大多數的筆電也有配備記憶體插槽,安裝方式是採如下圖的水平方向
上圖筆電的主機板也有直接焊接的記憶體顆粒。
M.2 插槽
現在個人電腦上通常會有 M.2 插槽可以直接安裝 M.2 的 SSD ,如下圖是筆電的 M.2 SSD
M.2 的 SSD 分成 B key 及 M key , B key 走 SATA 通道, M key 走 PCIe 通道,現在主機板通常兩種都支援。
下圖筆電的 M.2 插槽是 A E Key ,這是用來安裝 WiFi 及藍牙的網路卡
至於桌機主機板有些提供 A E Key 的 M.2 插槽,有些則無,沒有 A E Key M.2 插槽的主機板可以透過 PCIe 卡擴充無限網路的功能。
PCIe 插槽
PCIe 是目前主機板上最主要的擴充插槽,依頻寬分成 ×1 、 ×2 、 ×4 、 ×8 、 ×16 ,下圖長型藍色的插槽為 ×16 ,其他三個白色的插槽為 ×1
×16 的頻寬最高,通常用來安裝顯示卡,此外 ×16 的插槽也可以安裝 ×1 、 ×2 、 ×4 、 ×8 等的擴充卡,除了 ×16 的插槽外, ×1 的插槽比較常見。
PCIe 也有版本之分,從 1.0 、 2.0 、 3.0 到現在 4.0 是主流,版本的差別也在頻寬,新的版本會有較高的頻寬。
淡藍色為舊規格的 PCI 插槽,如下圖
PCIe 與 PCI 的防呆設計不一樣, PCIe 的短側靠近主機板的左側,也就是主機後方, PCI 的短側靠近主機板的右側,位置接近主機中央。
南橋
主機板原本有北橋與南橋晶片用以擴充主機板的功能,後來北橋晶片的功能逐漸整合到 CPU 內,現時主機板剩下南橋晶片,主要功能用於各種周邊功能,例如 PCI 控制器、 PCIe 控制器、 SATA 控制器、 USB 控制器、網路控制器、音效控制器等等。
南僑晶片依規格分成低階、中階與高階三種,基本上主機板商會附散熱片,如以下 ASUS 的主機板南橋晶片便以散熱片覆蓋
SATA
SATA 插座是用來擴充硬碟裝置,現在通用的 SATA 版本為 3 , SATA 插座如下圖也有防插錯的防呆機制
前置 IO
前置 IO 為機殼的開機鍵、重開鍵等等的排線,如下圖在針腳附近會標示用途
擴充插座
主機板上會有其他的擴充插座,例如以下為 USB 2 的插座
現時 USB 的版本為 3 ,預計很快就會進入 USB4 , USB4 相容 Thunderbolt 3 ,可以高速傳輸資料,包括外接顯卡。
後置 IO
後置 IO 為主機板後方的輸入或輸出插座
上圖為早期的主機板,因此視訊輸出只有 VGA 與 DVI ,沒有現在主流的 HDMI 或 DisplayPort ,其他包括 PS/2 插座, USB 插座、網路線插座與音源輸出孔。
主機板的分類
依尺寸
個人電腦主機板依尺寸可以分為三大類,主流規格為 ATX ,如下圖尺寸為 305mm×244mm ,有 7 個擴充卡插槽
比較小的主機板簡稱 M-ATX ,標準的 M-ATX 為 244mm×244mm ,下圖的主機板略小為 DTX 規格
其實個別尺寸都有個別專門的名稱,不過電腦賣家通常會籠統地拿 M-ATX 稱呼尺寸介於 ATX 與 mini-ITX 的主機板。
個人電腦組裝市場中最小的主機板為 mini-ITX ,尺寸如下圖為 170mm×170mm
主機板尺寸跟機殼尺寸有關,小尺寸的主機板可以裝在小的機殼中,大的 ATX 機殼則可以安裝相容從 ATX 到 mini-ITX 的主機板。
依晶片
現在主機板會用代號來區分南橋晶片的等級, Intel 從低階到高階為 H 、 B 、 Z , AMD 則是 A 、 B 、 X ,等級越高的晶片,主機板的擴充功能也就越多。
桌機主機板的製造商
主機板的製造商很多,俗稱三大廠為華碩、技嘉與微星。
選購電腦零件如何挑選主機板
選購主機板由以下三個面向來考慮
- CPU 廠商
- 機殼尺寸
- 擴充功能
如果要用 Intel 的 CPU 就只能選 Intel CPU 插槽與 Intel 南橋晶片的主機板,反之亦然,而選用的機殼尺寸會是挑選主機板尺寸的重量考量,相對擴充功能也是,如果需要很多的擴充功能,像是接很多硬碟,就需要大的機殼與 ATX 主機板,相對不需要很多的擴充功能,就能選小型的機殼安裝 mini-ITX 主機板。
術語解釋
- 主機板的英文原文主要為 motherboard 或 mianboard 。 回到原處
- CPU 是中央處理器的英文縮寫,英文原文為 Central Processing Unit 。 回到原處
- 記憶體的英文原文為 Random Access Memory ,完整中文全名為隨機存取記憶體,縮寫為 RAM 。 回到原處
- M.2 原本稱為 NGFF ,用來取代 mSATA ,後來筆電與小型化主機的發展下,也就是要利用平面安裝擴充裝置。 M.2 裝置除了支援 SATA 協議外,也支援 NVMe 協議,也就是走 PCIe 通道,用以取代 mini PCIe 的擴充裝置。 回到原處
- PCIe 的英文原文為 PCI Express ,用為取代舊的 AGP 和 PCI 擴充槽。 回到原處
- PCI 的英文原文為 Peripheral Component Interconnect 或 Personal Computer Interface ,其為個人電腦早期的主要匯流排形式,現已被 PCIe 取代 。 回到原處
- 北橋的英文原文為 northbridge ,原本用作控制 CPU 與記憶體、 PCIe 之間的高速通訊,包括內建顯示核心,後來功能整合到 CPU 內。 回到原處
- 南橋的英文原文為 southbridge 。 回到原處
- SATA 的英文原文為 Serial Advanced Technology Attachment ,這是種專門用來連結儲存裝置的匯流排形式,儲存裝置包括軟碟機、光碟機與硬碟,現在主流 SATA 3 的傳輸速率為 6 Gb/s 。 回到原處
- USB 的英文原文為 SUniversal Serial Bus ,這是現在個人電腦最主要連接外部設備的接口。 回到原處
- USB4 為 USB 改成 Type-C 接口,相容於 Thunderbolt 3 標準,傳輸速率至少 20 Gbit/s ,可達 40 Gbit/s 。 回到原處
- Thunderbolt 3 採用 Type-C 接口,由 Intel 開放授權,但是 Thunderbolt 3 的插座與傳輸線都需要專用的晶片。 回到原處
- VGA 的英文原文為 Video Graphics Array ,這是早期類比顯示器的標準。 回到原處
- DVI 的英文原文為 Digital Visual Interface ,中文為數位視訊介面,這是早期以數位方式傳輸訊號到顯示器的標準。 回到原處
- HDMI 的英文原文為 High Definition Multimedia Interface ,這是目前主流連結顯示器的標準。 回到原處
- DisplayPort 於西元 2008 年推出,主要目的是取代舊的 VGA 或 DVI 接口,也是目前顯示卡最主要的輸入介面。 回到原處
- PS/2 主要是用來連接鍵盤跟滑鼠,通常以紫色連接鍵盤,綠色連接滑鼠,現在已經被 USB 取代。 回到原處
- ATX 的英文原文為 Advanced Technology Extended ,這是 Intel 在西元 1995 年制定的規格。 回到原處
- M-ATX 的英文原文為 microATX ,在標準 M-ATX 到 mini ITX 之間的規格還有 DTX 、 FlexATX 、 Mini-DTX 與 EBX 等。 回到原處
- Mini ITX 最早是由威盛在西元 2001 提出,用於嵌入式裝備,後來變成小型電腦的主流主機板規格,只具備一個 PCIe 插槽。 回到原處