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發表於 : 週五 8月 24, 2001 9:47 pm
ultraman
主板新技術

主板又名主機板、母板、系統板等。
  在一台微型電腦裏,主板上安裝了電腦的主要電路系統,並具有擴展槽和插有各種插件。電腦的質量與主板的設計和工藝有極大的關係。所以從電腦誕生開始,各廠家和用戶都十分重視主板的體系結構和加工水平。瞭解主板的特性及使用情況,對購機、裝機、用機都是極有價值的。下面我們分別介紹當前流行的Pentium級主板和Pentium Ⅱ 級主板的主要技術特性和使用的有關問題。

  主板上的新技術
  電腦行業的技術更新無疑是最頻繁和最迅速的,一種主板從投入市場到淘汰一般只有1~2年的時間。目前市場中銷售的主板普遍使用了一些常見的新技術,並具有一些共同的特點。主要是:採用Flash BIOS,用戶只需軟體即可升級;採用同步突髮式(PB Cache)二級快取記憶體,與以前的非同步緩存相比,可提高速度和效率;主板集成兩個串口、一個並口和一個軟盤機介面;主板集成2個通道的增強型(EIDE)硬碟介面,用於連接硬碟、IDE光碟機、磁帶機等設備。有些主板還設有PS/2滑鼠口、通用串列匯流排(USB)、DMI資源管理等。下面對一些典型技術作一介紹。

  支持MMX
  CPU技術的更新和主板產品的更新換代是密切相關的。一旦有新一代的CPU問世,就會有新的晶片組(Chip Set)與之配合,當然也需要新一代的主板支持。目前最熱門的話題當然是MMX技術。
  為了更好地和MMX CPU配合,Intel公司推出了430TX晶片組。該晶片組在集成度與速度上進行了優化,支援168線同步記憶體,採用ACPI(高級配置電源介面)方式的電源管理以便應用於筆記本電腦,另外TX晶片組採用Ultra DMA方式管理IDE設備,除相容老的Mode 4的硬碟外,對於新一代ATAPI 3硬碟,可提供高達33MB/Sec的傳輸速率,可與SCSI硬碟媲美。目前,基於Intel 430TX晶片組的主板大量上市,主要有技嘉、華碩、微星等廠家的產品。
  在高能奔騰級產品,Intel公司也在加緊把MMX技術應用到Pentium Pro處理器中去,構成1998年高檔微機的主流CPU晶片,原代號為Klamath的Pentium Ⅱ。
  Pentium Ⅱ 一改原來的陶瓷封裝形式而採用CPU插卡結構,CPU卡一面作為CPU主體及散熱片,另一面可集成CPU的二級緩存。在1998年的今天,Pentium Ⅱ CPU已成為主流晶片大量上市。相應的基於支援晶片組440LX、440BX等的主板也大量面市。

  ATX結構
  ATX乃ATeXternal的縮寫,是由Intel公司首創以提升微機主板整體性能的新技術。與以前的Baby/MiniAT主板相比,ATX板的優點簡述於下。後面將對AT主板和ATX主板進行較詳細比較。

    (1)ATX的主板看上去像是旋轉了90度的Baby AT,但它卻使輸入/輸出介面及其連接器可直接做在主板上。
  (2)在ATX主板中,CPU和記憶體插槽均遠離擴展槽,所有擴展槽都可以插全長的擴展卡,記憶體的插拔也很方便。此外,因CPU靠近電源,電源風扇也可給CPU散熱。
  (3)在ATX主板上,軟硬碟連接器正好位於軟硬碟支架附近,因此只需較短的連線就可連接它們。並在主板上集成了串並口和PS/2滑鼠鍵盤介面。
  (4)ATX主板還對整機的電源做了改進,使其更節省能源。新的ATX電源提供3V電壓,以適應新的CPU需要。
  另外,ATX主板上還可提供Soft Power(軟電源開關)弁遄A即由主板控制電源開關,這樣可實現遙控開機和Win95自動關機等弁遄C但ATX主板需用專門的ATX機箱。值得一提的是,有些主板廠家為方便用戶使用和升級,在BABY-AT主板上做了普通和ATX兩種電源介面,使用戶不必使用ATX機箱,在普通機箱上加上ATX電源即可享有ATX電源的弁遄C

  通用串列匯流排(USB)介面技術
  通用串列匯流排USB(Universal Serial Bus)是Intel和其他一些公司共同倡導的一種新型介面標準。隨著電腦應用的發展,外設越來越多,數據機、掃描器、磁帶機等各種各樣的外設使電腦本身所帶的有限介面顯得異常緊張。通用串列匯流排USB可以簡單地解決這一問題。按目前的工業標準,它是一種四芯的串列通信設備介面,可以連接多達128個週邊設備,並支援即插即用。主要用作電腦與外設之間的連接。通信速率可達12MB/s,比傳統的RS-233C串列通信介面要快得多。今後USB匯流排的可用速率還會提高。採用USB匯流排可以把鍵盤、滑鼠、印表機、掃描器、數據機、網路(HUB)等設備按統一的介面方式連接起來,使用戶安裝這些設備變得更簡單。
  採用USB匯流排後,電腦後面的釵h介面都可以免去,而剩下一兩個統一的USB介面。使用USB匯流排要求有USB驅動程式來配合各種USB設備,而USB驅動程式的基礎部分一般是放在BIOS中的。現在市場上的釵h奔騰類主板已經能夠支援USB匯流排,並具有USB介面,但多數主板卻沒有配USB介面線,BIOS中可能也沒有USB匯流排的驅動程式。所以大家不能僅從主板的說明書看到有USB介面,就以為你的主板今後可以使用USB匯流排。目前,符合USB標準的硬碟已經問世,不久將來還會出現更多帶有USB的外設。在國內市場上支援USB介面的主板有大眾、聯訊、華碩等公司的產品。

  桌面管理介面DMI技術
  DMI,即Desktop Management Interface桌面管理介面,是用來讓系統保存自身及週邊設備相關資料的應用程式。通過DMI可以在作業系統級查詢系統配置資訊(不用進入BIOS),包括CPU、記憶體、I/O擴充插槽等。DMI可以將上述資料存儲在BIOS中的特定位置,也可以利用DMI對資料庫中系統配置情況作出修改以適應不同環境的系統需求(不必進入BIOS)。
  主板上的BIOS會盡可能地收集系統資訊,將它存在主板上Flash EPROM中一個4K的小塊中,DMI可以恢復資料庫中的系統資訊——這個資料庫叫作MIFD(Management Information Format Database)。該BIOS允陸妧A即時更新DMI資訊,DMI還允釵b手工加入BIOS不能探測到的資訊如使用者姓名、銷售商、電腦編號等。管理者根據DMI提供的資訊,很容易地發現系統故障。該介面不僅為管理者提供更多的方便,還能降低維護成本。

  對稱多處理結構
  由於CPU速度和性能不斷提高,微機伺服器和工作站由於其突出的性能價格比,越來越受到重視。於是,支援對稱多處理器結構的主板也相繼問世。目前市場常見的多為支持兩顆CPU的Pentium、Pentium Pro和Pentium Ⅱ 主板,主要用於小型伺服器領域。在安裝兩顆CPU的情況下,性能比一顆時提高60%~80%。當然,只有在支援對稱多處理器的作業系統下,比如Windows NT,才能發揮兩顆CPU的弁遄C

  綠色環保電腦
  在電腦使用過程中,很多時候電腦設備是空閒的,可是卻全必v運行著,既耗電也加快了系統的老化。綠色環保電腦增強了電腦的電源管理弁遄A使其在沒有人使用或無程式運行時自動減少各部件的弁荂A達到節省能源和保護機器的目的。
  目前綠色環保電腦一般遵循EPA(Environmentd Protection Agency,美國環境保護署)標準,符合該標準的電腦在開機啟動時會有一個黃色或綠色的EPA或Energy Star(能源之星)標誌出現在螢幕上,如開機啟動時的EPA顯示圖所示。EPA電腦在省電模式下系統耗電量低於30W,其各部件的定義如下:
  (1)CPU (如Pentium)正常耗電約5W,進入休眠狀態後只耗0.4W;
  (2)顯示器(一般符合DPMS規範):ON(開機)→等待(Standby)(<15W)→休眠(Suspend)(<15W)→off(<5W);
  (3)硬碟:正常耗電3-10W,休眠時馬達停轉,耗電<1W。
  由此可見,綠色環保電腦由“綠色主板”、“綠色CPU”、“綠色顯示器”和“綠色硬碟”等部件組成,其中主板是關鍵部件,統率著各週邊設備及CPU的綠色弁鄔M對節能參數的設置。當某個週邊設備不支援綠色環保弁鉈犮u影響到該子系統的省電模式不能實施,而主板不支援綠色弁鄎h使所有的外設節能弁鄍╳纂C
  綠色環保電腦的省電模式按無操作時間長短(可設定)分以下幾個檔次:
  ◇Doze(打盹):CPU時鐘頻率降低,程式運行變慢。
  ◇Stand by(等待):CPU時鐘頻進一步降低,顯示器黑屏。
  ◇Suspend(休眠):CPU停止運行,所有程式處於停頓狀態,顯示器進入關閉模式。有的主板將硬碟停轉時間單獨設置,也有的將其歸入Suspend。一些新型的主板還支援Suspend狀態下CPU風扇的停轉,而ATX規格的主板更是支援軟體控制開/關機,達到完全意義上的“綠色環保”。
  在上述任何一種省電模式,只要接收到系統認可的啟動信號,如滑鼠移動、擊鍵、MODEM呼叫等,均會啟動電腦使其進入正常工作狀態。
  省電模式的等待時間間隔與系統認可的啟動信號均在系統BIOS中設置。在配備了PC97要求的ACPI(高級電源管理)的主板上也可以通過作業系統(如Windows95)進行節能設置。

  智慧型主板
  所謂的智慧型主板,不同的主板生產廠家有不同的說法,有的認為智慧型主板應該沒有跳線(NO JUMPER)、能自動設置CPU的類型、頻率和內外電壓;也有的認為能夠自動偵測CPU和進行電壓設置、CPU過熱可以自動報警的主板稱為智慧型主板;還有的主板本身並不是智慧型主板,但廠商稱可以通過升級卡升級到智慧型主板。那麼,到底什麼樣的主板才算是真正的智慧型主板呢?一般認為,應該滿足下面兩個條件:
  1.智慧型主板首先應該採用無跳線技術設計
  使用跳線的主要好處就是可以在同一主板上使用多種品牌型號的CPU,但缺點是存在跳線錯誤,輕則機器不能啟動,重則燒毀CPU。486出現以前由於大多數CPU是焊死在主板上的,無法更換,所以真正自己跳過線的用戶很少。隨著奔騰時代的到來,部分主板已開始使用DIP開關取代跳線來控制CPU的工作狀態。一般情況下,安裝不同的CPU只需對照說明書撥動DIP跳線開關即可,這比裝跳線器方便得多。
  但CPU的種類和型號不斷增多,設置DIP開關也變得越來越複雜,而且對普通用戶來說仍顯得太困難。正是在這樣的環境下,無跳線的主板才應運而生。第一塊這樣的主板是聯想生產的,隨後聯想又推出了430TX、40LX系列主板,這類主板的共同特點就是通過BIOS來設置CPU的類型、主頻、匯流排頻率和內外電壓。一般情況下,用戶只須插好CPU,開機啟動,主板BIOS即可自動識別CPU種類、型號,並自動根據識別的CPU設置工作電壓,根本不用關心是單電壓還是雙電壓。當然,用戶也可以自己手工設定CPU的時鐘頻率,BIOS將根據CPU類型設定缺省電壓,用戶還可以手工設定核心電壓值,簡單而靈活。如果因設置錯誤造成連續三次無法啟動時,BIOS可自動將CPU頻率設成最低並將BIOS參數設成缺省,進入BIOS重新設定。因為BIOS的資料庫中存儲有各種CPU的參數,所以對新式CPU的識別理論上可以通過升級BIOS來實現,當然這需要硬體上的支援,如主板提供的電壓是否可滿足新式CPU要求。因此,理論上的智慧型主機板可以將因錯誤設置跳線而造成的災難性後果減小到零。由於無跳線技術的優越性,在聯想的PDI-P51430系列之後,升技推出了X5、TX5 、IT5V、IT5H、SM5、SM5-A、AR5,承啟推出了5TDM,聯訊推出了KTX430、ATX431。
  隨著時間的推移,無跳線主板設計將成為一種潮流和時尚。需要說明的是,雖同為無跳線技術,但不同的主板廠家為其命名卻各不相同,聯想稱這為SPEEDEASY,承啟稱之為SEEPU,聯訊稱之為SMARTSOFT,升技稱之為SOFTMENU。
  2.能夠對CPU及系統運行狀態進行自動監測
  這一點主要體現在具有自動系統監察和能源管理方面,在自動系統監察方面,可自動監察CPU溫度、CPU風扇轉動情況、系統電壓、溫度、資源(包括記憶體資源和硬碟空間)、信號、輸入、病毒入侵等,如當CPU或系統風扇停轉、溫度過高、系統電壓問題、系統資源不足、病毒入侵時,將顯示警告資訊,如果未能引起用戶的注意,將自動採取處理措施,例如當CPU溫度過高時,將在螢幕上顯示警告資訊並自動將CPU運行速度減慢(如僅以75MHz運行),避免將CPU燒毀。
  對CPU及系統的監控一般是通過使用LM75和LM78專用晶片來實現的。較高級的主板上,在CPU插座下麵均安裝有溫度感應器,如LM75晶片(8個管腳),可感應CPU溫度,當CPU溫度過熱時會發出警報。
  在能源管理方面,應能支持PC97/98設計指南中的ACPI(高級配置和電源介面)標準,待機模式下可自動停止風扇轉動,關閉硬碟、光碟機、軟盤機等部件的電源,以降低耗電和噪音。另外應具備軟體關機弁鄔M數據機喚醒弁