Conocimiento completo de placas base

La placa base del chasis de computadora también se llama placa base, placa base o placa base; se divide en dos tipos: placa base comercial y placa base industrial; Se instala en el chasis y es uno de los componentes más básicos e importantes del microordenador. La placa base es generalmente una placa de circuito rectangular, en la que se instalan los sistemas de circuitos principales que componen la computadora. Generalmente, hay chips BIOS, chips de control de E/S, interfaces de interruptores de control de panel y teclas, conectores de luces indicadoras, ranuras de expansión. Placas base y tarjetas enchufables, conectores de fuente de alimentación CC y otros componentes. El siguiente es un análisis completo del conocimiento de la placa base que he compilado para su referencia y estudio. Espero que le resulte útil después de estudiar.

1. Introducción a BIOS y CMOS:

(1) BIOS:

BIOS es la abreviatura de Entrada-Salida Básica Sistema. Es el sistema básico de entrada y salida de la PC. Es un circuito integrado EPROM o EEPROM cargado con programas de inicio y autoprueba, que es un chip ROM (memoria de solo lectura) integrado en la placa base. Contiene el programa básico de entrada/salida más importante, el programa de configuración de información del sistema, el programa de autoprueba de encendido y el gestor de arranque del sistema de PC.

(2) CMOS:

El nombre completo en inglés de CMOS es Complementary Metal-Oxicle-Semiconductor, que se traduce al chino como "Semiconductor de óxido metálico complementario".

CMOS es un chip RAM legible y grabable en la placa base del microordenador. Se utiliza principalmente para guardar la configuración de hardware del sistema actual y la configuración del operador para ciertos parámetros. El chip CMOS RAM es alimentado por el sistema a través de una batería de respaldo, por lo que no importa si está apagado o si se produce un corte de energía del sistema, la información CMOS no se perderá. Dado que el chip ROM CMOS en sí es solo una pieza de memoria y solo tiene la función de guardar datos, la configuración de varios parámetros en el CMOS requiere programas especiales. Ahora la mayoría de los fabricantes han integrado el programa de configuración CMOS en el chip BIOS y presionan el botón. al encender la computadora Presione la tecla DEL para ingresar al programa de configuración de CMOS para configurar fácilmente el sistema, por lo que la configuración de CMOS a menudo se denomina configuración de BIOS.

(3) La relación entre BIOS y CMOS:

El programa de configuración del sistema en BIOS es el medio para completar la configuración de parámetros CMOS. La RAM no es solo el lugar de almacenamiento para que BIOS; establece los parámetros del sistema, pero también es el resultado de la configuración del BIOS de los parámetros del sistema. Por lo tanto, la relación entre ellos es configurar los parámetros CMOS a través del programa de configuración del BIOS.

(4) La diferencia entre BIOS y CMOS: (Gracias al internauta deng1231000 por brindar sugerencias)

CMOS es solo una pieza de memoria y BIOS es la "entrada y salida básica" de la PC. Programa "Sistema". Dado que tanto BIOS como CMOS están estrechamente relacionados con la configuración del sistema, los términos configuración de BIOS y configuración de CMOS en realidad se refieren a lo mismo durante el uso real, pero BIOS y CMOS son dos conceptos completamente diferentes.

2. Introducción a los PCB:

PCB, es decir, Placa de circuito impreso (PCB). Aparece en casi todos los dispositivos electrónicos. Si hay componentes electrónicos en un determinado dispositivo, también están montados en PCB de diferentes tamaños. Además de fijar varias piezas pequeñas, la función principal de la PCB es proporcionar conexiones eléctricas entre las distintas piezas que la componen. A medida que los equipos electrónicos se vuelven cada vez más complejos y requieren cada vez más piezas, los circuitos y piezas de la PCB se vuelven cada vez más densos.

Cuando no hay resistencias, chips, condensadores y otras piezas en la placa base del ordenador, es solo una placa PCB.

3. Los chips puente norte y sur de la placa base:

(1) El chip Puente Norte (North Bridge) es el componente más importante que juega un papel protagónico en la placa base. chipset, también llamado chip principal (Host Bridge). En términos generales, el nombre del chipset lleva el nombre del chip Northbridge. Por ejemplo, el chip Northbridge del chipset Intel 845E es 82845E, el chip Northbridge del chipset 875P es 82875P, y así sucesivamente. El chip Northbridge es responsable de contactar la CPU y controlar la transmisión de memoria, datos AGP o PCI-E dentro del Northbridge. Proporciona información sobre el tipo y la frecuencia principal de la CPU, la frecuencia del bus frontal del sistema y el tipo. de memoria (SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM, etc.) y soporte para capacidad máxima, ranura AGP o PCI-E, corrección de errores ECC, etc. El chip Northbridge del chipset integrado también integra el núcleo de pantalla.

El chip Northbridge es el chip más cercano a la CPU en la placa base. Esto se debe principalmente a que la comunicación entre el chip Northbridge y el procesador es la más cercana y la distancia de transmisión se acorta en orden. para mejorar el rendimiento de la comunicación. Debido a que la capacidad de procesamiento de datos del chip Northbridge es muy grande y la cantidad de calor generado está aumentando, los chips Northbridge ahora están cubiertos con disipadores de calor para mejorar la disipación de calor del chip Northbridge. Los chips Northbridge de algunas placas base también estarán equipados con ellos. ventiladores para disipación de calor. Debido a que la función principal del chip Northbridge es controlar la memoria, y los estándares de memoria cambian con frecuencia como los procesadores, los chips Northbridge en diferentes conjuntos de chips son definitivamente diferentes. Por supuesto, esto no significa que la tecnología de memoria utilizada sea completamente diferente, pero debe. Habrá algunas diferencias entre los chips Northbridge de diferentes conjuntos de chips.

(2) South Bridge es una parte importante del chipset de la placa base. Generalmente está ubicado en la parte inferior de la placa base, lejos de la ranura de la CPU y cerca de la ranura PCI. Hay muchos diseños. Los buses de E/S están conectados a él, por lo que estar más lejos del procesador es beneficioso para el cableado. En comparación con el chip Northbridge, su capacidad de procesamiento de datos no es grande, por lo que el chip Southbridge generalmente no cubre el disipador de calor. El chip del puente sur no está conectado directamente al procesador, pero está conectado al chip del puente norte de cierta manera (diferentes fabricantes y varios conjuntos de chips, como Intel Hub Architecture y Multi-Threaded? ¿Miaoqu? de SIS).

El chip Southbridge es responsable de la comunicación entre buses de E/S, como bus PCI, USB, LAN, ATA, SATA, controlador de audio, controlador de teclado, controlador de reloj en tiempo real, administración avanzada de energía, etc. Estas tecnologías son generalmente relativamente estables, por lo que los chips del puente sur en diferentes conjuntos de chips pueden ser los mismos, y la única diferencia es el chip del puente norte. Entonces, ahora la cantidad de chips Northbridge en el conjunto de chips de la placa base es mucho mayor que la de chips Southbridge. La dirección de desarrollo de los chips Southbridge es principalmente integrar más funciones, como tarjetas de red, RAID, IEEE 1394 e incluso redes inalámbricas WI-FI, etc.

4. Ranura de expansión en la placa base:

La ranura de expansión es una ranura de la placa base que se utiliza para fijar las tarjetas de expansión y conectarlas al bus del sistema, también llamadas ranuras de expansión. , ranura de expansión. Las ranuras de expansión son una forma de agregar o mejorar las características y funcionalidades de su computadora. Por ejemplo, si no está satisfecho con el rendimiento de la tarjeta gráfica integrada de la placa base, puede agregar una tarjeta gráfica separada para mejorar el rendimiento de la pantalla; si no está satisfecho con la calidad del sonido de la tarjeta de sonido integrada, puede agregar una; tarjeta de sonido separada para mejorar el efecto de sonido; si la placa base no admite USB2.0 o IEEE1394, puede agregar la tarjeta de expansión USB2.0 o la tarjeta de expansión IEEE1394 correspondiente para obtener esta función, etc.

En la actualidad, los principales tipos de ranuras de expansión incluyen ISA, PCI, AGP, CNR, AMR, ACR y las menos comunes WI-FI, VXB y PCMCIA para ordenadores portátiles. Ha habido ranuras MCA, ranuras EISA, ranuras VESA, etc. que han sido eliminadas en la historia. La ranura de expansión principal actual es la ranura PCI Express.

(1) La ranura AGP (puerto de gráficos acelerados) se desarrolló sobre la base del bus PCI. Está optimizada principalmente para la visualización de gráficos y se utiliza específicamente para tarjetas de visualización gráfica.

El estándar AGP también ha pasado por varios años de desarrollo, desde los AGP 1.0 y AGP2.0 iniciales hasta el AGP 3.0 actual. Si se distingue por múltiples velocidades, ha pasado principalmente por AGP 1X, AGP 2X, AGP 4X y AGP PRO. En la actualidad, la última versión cinematográfica es AGP 3.0, que es AGP 8X. La velocidad de transferencia de AGP 8X puede alcanzar 2,1 GB/s, que es el doble de la velocidad de transferencia de AGP 4X. La ranura AGP suele ser marrón (el propósito de distinguir las tres interfaces anteriores con diferentes colores es facilitar la identificación del usuario. Otra cosa a tener en cuenta es que no está al mismo nivel que las ranuras PCI e ISA, sino que está hacia adentro). lo que hace imposible conectar tarjetas PCI e ISA

(2) PCI-Express es el último estándar de bus e interfaz. Su nombre original es "3GIO", que fue propuesto por Intel. Lo que Intel quiere decir es que representa la próxima generación de estándares de interfaz de E/S. Pasó a llamarse PCI-Express después de ser certificado y lanzado por PCI-SIG (PCI Special Interest Group). Este nuevo estándar reemplazará por completo a los actuales PCI y AGP y, en última instancia, logrará la unificación de los estándares de bus. Su principal ventaja es su alta velocidad de transferencia de datos, que actualmente puede alcanzar hasta 10 GB/s o más, y también tiene un considerable potencial de desarrollo. PCI Express también tiene una variedad de especificaciones, desde PCI Express 1X hasta PCI Express 16X, que pueden satisfacer las necesidades de dispositivos de baja y alta velocidad que aparecerán ahora y en un cierto período de tiempo en el futuro.

La diferencia entre PCI-E y AGP:

Primero, el canal del bus PCI-E x16 es más ancho y tiene un límite de velocidad máxima más alto que AGP; > En segundo lugar, el canal PCI-E es un "carril dual", es decir, una "transmisión dúplex". El mismo período de tiempo permite que dos señales digitales, entrantes y salientes, pasen al mismo tiempo, mientras que AGP es sólo un canal. carril único, es decir, una vez Permite el flujo de datos en una dirección. El resultado de estas mejoras es que el ancho de banda de transmisión PCI-E x16 puede alcanzar 2?4Gb/s=8Gb/s, mientras que la especificación AGP 8x sólo tiene un máximo de 2Gb/s. Las ventajas de PCI-E son evidentes.

(3) La ranura PCI es una ranura de expansión basada en el bus local PCI (Pedpherd Component Interconnect, interfaz de expansión de componentes periféricos). Su color es generalmente blanco lechoso y se encuentra debajo de la ranura AGP de la placa base. La ranura ISA encima del comedero. Su ancho de bits es de 32 o 64 bits, la frecuencia de funcionamiento es de 33 MHz y la velocidad máxima de transferencia de datos es de 133 MB/s (32 bits) y 266 MB/s (64 bits). Se puede conectar a una tarjeta gráfica, una tarjeta de sonido, una tarjeta de red, un módem integrado, un módem ADSL integrado, una tarjeta USB2.0, una tarjeta IEEE1394, una tarjeta de interfaz IDE, una tarjeta RAID, una tarjeta de TV, una tarjeta de captura de vídeo y otras expansiones. tarjetas. La ranura PCI es la ranura de expansión principal de la placa base. Al conectar diferentes tarjetas de expansión, puede obtener casi todas las funciones externas que pueden lograr las computadoras actuales.

(4) PCI-X es una arquitectura extendida del bus PCI. Se diferencia del bus PCI en que el bus PCI debe intercambiar datos con frecuencia entre el dispositivo de destino y el bus, mientras que PCI-X. El dispositivo de destino solo puede ver un único dispositivo PCI-X que se haya intercambiado. Al mismo tiempo, si el dispositivo PCI-X no transmite ningún dato, el bus eliminará automáticamente el dispositivo PCI-X para reducir la espera. ciclo entre dispositivos PCI. Por lo tanto, a la misma frecuencia, PCI-X podrá proporcionar un rendimiento entre un 14 y un 35% mayor que PCI.

Otro factor ventajoso de PCI-X es que tiene frecuencia escalable, es decir, la frecuencia de PCI-X ya no será fija como PCI, sino que puede cambiar según cambie el dispositivo, por ejemplo. , si un dispositivo funciona a 66MHz, funcionará a 66MHz, y si el dispositivo admite 100MHz, PCI-X funcionará a 100MHz. PCI-X puede admitir frecuencias de 66, 100 y 133 MHz y, en el futuro, es posible que se proporcione más soporte de frecuencia.

5. Controlador de Memoria

El Controlador de Memoria es una parte importante del sistema informático que controla la memoria e intercambia datos entre la memoria y la CPU a través del controlador de memoria. El controlador de memoria determina parámetros importantes como la capacidad máxima de memoria que el sistema informático puede utilizar, el número de BANCOS de memoria, el tipo y la velocidad de la memoria, la profundidad y el ancho de los datos de las partículas de memoria, etc. En otras palabras, determina el rendimiento de la memoria de el sistema informático, afectando así también el rendimiento de la memoria del sistema informático. Tienen un mayor impacto en el rendimiento general del sistema informático.

En los sistemas informáticos tradicionales, el controlador de memoria se encuentra dentro del chip Northbridge del chipset de la placa base. Para intercambiar datos entre la CPU y la memoria, es necesario pasar por?CPU--Northbridge--Memory-. -Northbridge--¿CPU? En este modo, los datos se transmiten a través de múltiples etapas y el retraso de los datos es obviamente relativamente grande, lo que afecta el rendimiento general del sistema informático, mientras que las CPU de la serie K8 de AMD (incluidos varios procesadores con Socket 754/939); /940 y otras interfaces) Al integrar internamente el controlador de memoria, el proceso de intercambio de datos entre la CPU y la memoria se simplifica a tres pasos: CPU--memoria--CPU. Se omiten dos pasos. El proceso de intercambio de datos es obviamente menor, lo que ayuda a mejorar el rendimiento general de su sistema informático.

La ventaja de integrar el controlador de memoria dentro de la CPU es que puede controlar efectivamente el controlador de memoria para que funcione a la misma frecuencia que el núcleo de la CPU, y porque el intercambio de datos entre la memoria y la CPU no Si necesita pasar por el Puente Norte, puede reducir efectivamente el retraso en la transmisión. Por ejemplo, esto es como trasladar el almacén de mercancías directamente al lado del taller de procesamiento, lo que reduce en gran medida el tiempo necesario para transportar materias primas y productos terminados de ida y vuelta entre el almacén de mercancías y el taller de procesamiento, mejorando en gran medida la eficiencia de la producción. De esta forma también se mejora el rendimiento general del sistema.

La mayor desventaja del controlador de memoria integrado dentro de la CPU es que tiene poca adaptabilidad y flexibilidad a la memoria. Solo puede usar tipos específicos de memoria, y también existen restricciones en la capacidad y velocidad de la misma. memoria Para admitir nuevos tipos de memoria, el controlador de memoria integrado dentro de la CPU debe actualizarse, lo que significa que se debe reemplazar una nueva CPU, ya que el controlador de memoria de la solución tradicional está ubicado dentro del chip Northbridge del chipset de la placa base. , no hay problema en este sentido. Es necesario reemplazar la placa base y puede usar diferentes tipos de memoria incluso sin cambiar la placa base, como la CPU Intel Pentium serie 4, si la placa base original no es compatible con DDR2, puede usarla. DDR2 simplemente reemplazándola con una placa base que admita DDR2. Es una placa base que admite tanto DDR como DDR2, por lo que puede usar DDR2 directamente sin reemplazar la placa base.

6. Efecto de división de frecuencia del controlador de memoria

Cuando el sistema está funcionando, la frecuencia de funcionamiento de la memoria cambia de acuerdo con el cambio de la frecuencia de funcionamiento de la CPU. El componente que controla este cambio es el controlador de memoria. La forma en que el controlador de memoria ajusta la frecuencia operativa de la memoria de acuerdo con la frecuencia real de la CPU se denomina efecto de división de frecuencia del controlador de memoria. El método de división de frecuencia específico varía entre diferentes plataformas.

(1) Plataforma AMD

Actualmente, las CPU AMD convencionales tienen controladores de memoria integrados internamente, por lo que no importa qué placa base se utilice, el mecanismo de división de frecuencia de la memoria es seguro. Cada plataforma AMD con una configuración de hardware determinada tiene su coeficiente de división de frecuencia de memoria fijo, y estos coeficientes afectan la frecuencia de funcionamiento real de la memoria.

El método de cálculo específico del coeficiente de división de frecuencia de la memoria de la plataforma AMD es el siguiente:

Coeficiente de división N=¿Frecuencia principal predeterminada de la CPU?2?Frecuencia nominal de la memoria

Obtener Luego, el número se redondea a un número entero utilizando el método de un paso. Tenga en cuenta que el "método de suma" no redondea, sino que redondea los dígitos después del punto decimal y suma 1 a la parte entera anterior.

En este momento, ¿la frecuencia de funcionamiento real de la memoria = la frecuencia de funcionamiento real de la CPU? El coeficiente de división de frecuencia N.

Por ejemplo, cuando la interfaz AM2 Athlon64 300 se combina con la memoria DDR2 667, configuramos la frecuencia de la memoria en DDR2 667 en el BIOS, pero en este momento la memoria realmente funciona en DDR2 600. Esto es la división de frecuencia de la memoria causada por el coeficiente.

Dado que el valor de configuración del BIOS en este momento no es la frecuencia operativa real de la memoria, llamamos al valor de configuración en el BIOS la frecuencia nominal de la memoria.

Tome el AM2 Athlon64 300 mencionado anteriormente con memoria DDR2 667 como ejemplo:

N=1800?2?667?5.397, tomando un número entero = 6,

En este momento, la frecuencia de funcionamiento real de la memoria = 1800MHz 6 = 300MHz, que es DDR2 600.

Si la memoria está configurada en DDR2 533 en el BIOS, entonces el coeficiente de división de frecuencia N=7 se calcula usando la fórmula anterior y la memoria realmente funciona con DDR2 517.

Cuando se emparejan memorias con diferentes frecuencias con CPU con diferentes velocidades de reloj, sus coeficientes de división de frecuencia de memoria serán diferentes.

Si la CPU se cambia a 320, la frecuencia predeterminada es 2 GHz,

Luego en DDR2 667: N=2000?2?667, el número entero es 6,

Cuando DDR2 533, N=2000?2?533, el número entero es 8.

Si la configuración de hardware de la plataforma es diferente, el coeficiente N será diferente.

Para la plataforma AMD, los tres factores decisivos que están directamente relacionados con el rango de overclocking son: CPU, memoria y bus HT. Si alguno de ellos se ve obstaculizado, el rango de overclocking de toda la plataforma se verá afectado. verse muy afectada. Podemos reducir artificialmente el multiplicador de CPU y el multiplicador de bus HT para reducir el impacto de la CPU y el bus HT en los resultados del overclocking. En este momento, el overclocking puede determinar el límite de overclocking de la memoria.

(2) Plataforma Intel

El controlador de memoria de la plataforma Intel generalmente está integrado en el chip de la placa base, y su mecanismo de división de frecuencia también está determinado por diferentes chips de la placa base.

El coeficiente de división de frecuencia de la memoria de la plataforma Intel = CPU FSB: frecuencia de funcionamiento de la memoria.

Tomando como ejemplo el actual chipset Intel 965/975, su mecanismo de división de frecuencia es muy claro y varios coeficientes de división de frecuencia fijos se proporcionan directamente en el BIOS. Por ejemplo, 1:1, 1:1,33, 1:1,66, etc.

El FSB predeterminado del E6300 es 266MHz si el coeficiente de división de frecuencia se establece en 1:1,33,