《主板》

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主板- 第5部分


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,因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断的提高,其拥有的价格低廉、兼容性强的特点,为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。
主板IDE接口
IDE代表着硬盘的一种类型,但在实际的应用中,人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA…1,这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了,而其后发展分支出更多类型的硬盘接口,比如ATA、UltraATA、DMA、UltraDMA等接口都属于IDE硬盘。
SCSI
SCSI的英文全称为“SmallputerSystemInterface”(小型计算机系统接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。
光纤通道
光纤通道的英文拼写是FibreChannel,和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。
光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计,能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。
SATA
使用SATA(SerialATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是未来PC机硬盘的趋势。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的SerialATA委员会正式确立了SerialATA1。0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但SerialATA委员会已抢先确立了SerialATA2。0规范。SerialATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
支持Serial…ATA技术的标志
主板上的Serial…ATA接口
串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说,就具有非常多的优势。首先,SerialATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,SerialATA仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,SerialATA的起点更高、发展潜力更大,SerialATA1。0定义的数据传输率可达150MB/s,这比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高,而在SerialATA2。0的数据传输率将达到300MB/s,最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。
网卡芯片
  主板网卡芯片是指整合了网络功能的主板所集成的网卡芯片,与之相对应,在主板的背板上也有相应的网卡接口(RJ…45),该接口一般位于音频接口或USB接口附近。
板载RTL8100B网卡芯片
  以前由于宽带上网很少,大多都是拨号上网,网卡并非电脑的必备配件,板载网卡芯片的主板很少,如果要使用网卡就只能采取扩展卡的方式;而现在随着宽带上网的流行,网卡逐渐成为电脑的基本配件之一,板载网卡芯片的主板也越来越多了。
  在使用相同网卡芯片的情况下,板载网卡与独立网卡在性能上没有什么差异,而且相对与独立网卡,板载网卡也具有独特的优势。首先是降低了用户的采购成本,例如现在板载千兆网卡的主板越来越多,而购买一块独立的千兆网卡却需要好几百元;其次,可以节约系统扩展资源,不占用独立网卡需要占用的PCI插槽或USB接口等;再次,能够实现良好的兼容性和稳定性,不容易出现独立网卡与主板兼容不好或与其它设备资源冲突的问题。
  板载网卡芯片以速度来分可分为10/100Mbps自适应网卡和千兆网卡,以网络连接方式来分可分为普通网卡和无线网卡,以芯片类型来分可分为芯片组内置的网卡芯片(某些芯片组的南桥芯片,如SIS963)和主板所附加的独立网卡芯片(如Realtek8139系列)。部分高档家用主板、服务器主板还提供了双板载网卡。
  板载网卡芯片主要生产商是英特尔,3,Realtek,VIA和SIS等等。
南桥芯片
  南桥芯片(SouthBridge)是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说,其数据处理量并不算大,所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连,而是通过一定的方式(不同厂商各种芯片组有所不同,例如英特尔的英特尔HubArchitecture以及SIS的Multi…Threaded“妙渠”)与北桥芯片相连。
  南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等,这些技术一般相对来说比较稳定,所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的,不同的只是北桥芯片。所以现在主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。例如早期英特尔不同架构的芯片组Socket7的430TX和Slot1的440LX其南桥芯片都采用82317AB,而近两年的芯片组845E/845G/845GE/845PE等配置都采用ICH4南桥芯片,但也能搭配ICH2南桥芯片。更有甚者,有些主板厂家生产的少数产品采用的南北桥是不同芯片组公司的产品,例如以前升技的KG7-RAID主板,北桥采用了AMD760,南桥则是VIA686B。
南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能,例如网卡、RAID、IEEE1394、甚至WI…FI无线网络等等。
  上图中,中间靠下的那个较大的芯片,就是主板的南桥芯片,放大后效果如下图:
支持内存最大容量
  主板所能支持内存的最大容量是指最大能在该主板上插入多大容量的内存条,超过容量的内存条即便插在主板上,主板也无不支持。主板支持的最大内存容量理论上由芯片组所决定,北桥决定了整个芯片所能支持的最大内存容量。但在实际应用中,主板支持的最大内存容量还受到主板上内存插槽数量的限制,主板制造商出于设计、成本上的需要,可能会在主板上采用较少的内存插槽,此时即便芯片组支持很大的内存容量,但主板上并没有足够的内存插槽供适用,就没法达到理论最大值。
  比如KT600北桥最大能支持4GB的内存,但大部分的主板厂商只提供了两个或三个184pin的DDRDIMM内存插槽,其支持最大内存容量就只能达到2GB或3GB。
AC97声卡
AC97标准的提出
1996年6月,5家PC领域中颇具知名度和权威性的软硬件公司共同提出了一种全新思路的芯片级PC音源结构,也就是我们现在所见的AC97标准(AUDIOCODEC97)。这5家电脑公司包括了在主板芯片组领域占有举足轻重位置且市场占有率第一的INTEL公司、声卡业界的龙头大哥新加坡的创新科技公司(CREATIVELABS)、在MIDI领域享有盛誉的日本YAMAHA公司、芯片组制造大厂美国国家半导体及专门制造信息处理器系统的美国ANALONGDEVICES公司。与此同时,AC97标准同时也得到了国际上一些其它著名品牌厂商的大力支持和合作意向,其中包括比较著名的AZTECHLABS、CRYSTALSEMICONDUCTOR、ESSTECHNOLOGY、OAKTECHNOLOGY公司等。从支持AC97标准的各大公司阵容来分析,AC97标准在当时的提出,其主要目的就是给未来的家用PC提供更出色、更高级的音源品质。AC97标准作为一种全新的音源架构,主要就是针对于PC多媒体市场需求日益迫切的音源信号处理方式和音源硬件加速方式而强化的两项功能,并据此提出了一种切实可行的解决方案。这种解决方案简而言之,就是把它们全部集成在芯片组中,以此来形成一种全新的PC音源架构。可以想见,在不久的将来PC多媒体音效市场必将由此而引发一场深层次的革命,一如当年AGP标准对显示卡业界的冲击。
众所周知,以往电脑音效厂商为了能够在PC机上加强各种音效处理,特别是增强3D音效的部分,逐渐发展并提出了许多技术规格来借以加强3D音效。就象早期的ISA声卡,由于其集成度不高,声卡上散布了大量元器件,后来随着技术和工艺水平的发展,出现了单芯片的声卡,只用一块芯片就可以完成所有的声卡功能。如YAMAHA719、ALS007、AD1816等,由于数字部分和模拟部分同处在一块上,很难降低电磁串扰对模拟部分的影响,使ISA声卡信噪比并不理想,一般只能达到60…75分贝。只有少数象创新AWE系列的高档声卡信噪比能达到80分贝以上。从目前观之,发展最快、最成熟、最完善也是当前最重要的,当属模拟与数字两种处理技术。重要的模拟音效处理技术包括SRS(SOUNDRETRIEVALSYSTEM)…SRSLABS、SPATIALIZER…DESPERPRODUCTS、QXPANDER…QSOUNDLABS等。而相对于数字音效技术,目前仍然主要利用DSP芯片来完成诸如3D立体音效的处理。尽管数字音效处理所花费的成本可能较之于模拟音效处理技术要高出很多,但其具备能够同时集成不同音源的优势,并将会逐渐成为新一代音效处理标准。
因此可以这样讲,由5家业内厂商共同推出的新一代AC97标准规格,从根本上改进了传统的音源处理方式,首次采用了双芯片结构。AC97标准结合了数字处理和模拟处理双方面的优点,一方面减少了由模拟线路转换至数字线路时可能会出现的噪声,营造出了更加纯净的音质;另一方面,将音效处理集成到芯片组后,可以进一步协助厂商降低成本。另外,从另一个角度来分析,随着USB标准和IEEE1394的日趋流行,而目前的PC声音信号仍然只能通过PCI或ISA总线进行传输,也确实到了必须加以改进不可的时候了。时不我待,AC97标准规格也正是面对这样一个形势应运而生的产物。对于最终用户的消费者而言,既能够得到比以前更为优质的高品质声音,同时又能够进一步降低自己的购置费用,一石而二鸟,何乐而不为呢?
97年后,市场上出现的PCI声卡大多已经开始符合AC97标准规范,把模拟部分的电路从声卡芯片可中独立出来,成为一块称之为AudioCodec的小型芯片,如图所示,左上角那块WM9701就是Wolfson生产的AC97芯片,中央的大芯片为FORTEMEDIA公司的FM801,可称之为DigitalControl,是数字部分,简写为DC”97芯片。DC”97完成大部分声卡功能,如WAV回放,MIDI合成,音效处理等,再把PCM的数字信号通过与AC97相连的5条引线送到AC97芯片中,由AC97芯片完成数字和模拟信号的转换后输出到音箱。别看AC97芯片只有7X7mm见方,48脚的TQFP封装,它比普通DAC能完成更多的功能,还包含有把模拟信号转换为数字信号的ADC,多路模拟信号混合输入及输出,就象音响中的数字编码/解码器和前置功放的作用。如图1右上角的VIDEO的PHONE接口,可以联接第二只CDROM和电视卡的音频输出。不同AC97芯片之间引脚兼容,原则上可以互相替代,购买声卡时可注意一下AC97芯片的型号,因为AC97芯片生产厂商众多,性能也大不一样。早期的PCI声卡售价高,材料也用得足,如YAMAHA724声卡上的AC97芯片采用了SigmaTel的STAC97系列,而后期为了降低成本,采用了廉价的AC97芯片,性能不升反降,购买时一定要注意。不妨先看看高档声卡上的AC97芯片,记下其型号和厂商,以备在选购声卡时对照。SigmaTel的STAC97系列常用于高档声卡,如创新的PCI128Digital采用了STAC9708芯片,支持四声道输出。SigmaTel最新的STAC9744芯片信噪比高达96分贝。象AD、Crysta
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