主板
 |
 Intel D945GCCR主板 | |
| 连接至 | 微处理器通过：
存储器通过： 周边装置通过： 扩展卡通过：
|
|---|---|
| 主板规格 | ATX microATX Mini-ITX |
| 常见制造商 | 华硕 技嘉 微星 华擎科技 映泰集团 |
主板（英语：mainboard）或母板（motherboard）也称主机板、系统板、逻辑板（logic board）、底板等，简称MB[1][2][3]，是构成复杂电子系统例如电脑的中心或者主电路板。
主板的主要功能是提供一系列接合点，形成一个能集成处理器、内存、存储装置（硬盘、固态驱动器、闪存等）、显卡、声卡、网卡和各种外部装置的连接平台。主板通常直接固定在机箱内壁，表面设计有可以直接插入扩展卡的插槽或可以连接其它内建装置（比如光驱）的线路连接。主板上最重要的构成组件是晶片组。早期的晶片组通常由北桥和南桥组成，不过在2010年后，Intel/AMD将北桥功能集成至CPU，所以现在的主板只剩下南桥晶片。晶片组为主板提供一个通用平台供不同装置连接，控制不同装置的沟通。它亦包含对不同扩展插槽的支持，例如处理器、PCI Express。晶片组亦为主板提供额外功能，例如内建于晶片组的GPU。现在的家用主板绝大多数内建声卡、网卡。一些主板也集成红外通讯技术、蓝牙和802.11（Wi-Fi）等功能。部分电竞主板支持RGB LED光效功能。
主板特指具有扩展能力的PCB，顾名思义，该主板通常被称为所有连接组件的“母”，通常包括外围装置、接口卡：声卡、显卡、网卡、硬盘、电视调谐卡、IEEE 1394卡以及各种其他自定义组件。
类似地，术语“主板”应用于具有单个板并且没有额外扩展能力的装置，例如打印机、电视机、洗衣机、手机、嵌入式系统中的控制板。
主要组成
下图的LGA 1366主板包含南桥和北桥，这是最后一代使用双晶片的主板。之后所有Intel与AMD的主板仅有南桥，北桥已集成到CPU。
温度与可靠度
主板一般会使用散热片给晶片组和CPU散热，在以前这种被动散热方式可以满足需求。直到1990年，因为处理器的频率提升以及功率上升，所以CPU散热器需要挂载风扇以满足散热需求。除此之外，也有机壳的风扇帮助散热。现在的主板集成了温度传感器，用于侦测CPU等装置的温度，透过BIOS或是操作系统分析温度变化以控制风扇的转动速度。
历史
在微处理器的发明之前，数字电脑由卡笼外壳中的多个印刷电路板组成。在非常古老的设计中，铜线是卡连接器引脚之间的分立连接，但印刷电路板很快成为标准做法。中央处理单元（CPU）、存储器和外围装置安装在单独的印刷电路板上，这些印刷电路板插入背板中。20世纪70年代无处不在的S-100总线就是这种背板系统的一个例子。
20世纪80年代最流行的电脑，如Apple II和IBM PC，已经发布了允许快速逆向工程和第三方替换主板的原理图和其他文档。通常用于构建与示例兼容的新电脑，许多主板提供额外的性能或其他功能，并用于升级制造商的原始装置。
在20世纪80年代末至今，将越来越多的周边装置功能集成到主板上让电脑变得经济实惠。在20世纪80年代后期，个人电脑主板能够通过Super I/O晶片支持一组低速外设：键盘、滑鼠、软盘驱动器、串行端口和并行端口。20世纪90年代末至今，许多个人电脑主板都集成了声卡、显卡、网卡而不需要安装多余的扩展卡，现在的个人电脑通常仅将显卡保留为单独的接口卡。工作站和伺服器更可能需要扩展卡。
BIOS 启动
电脑主板是电脑的主要骨干，上面有实体电路并且用电路将各组件做联结，而可控制主板上逻辑电路运作的是用户、软件程序以及输入装置；但是要从关机状态启动，则必须执行初始化的软件指令。
大部分的主板的BIOS存储在Flash ROM晶片内，用于对主板作启动的初始化；在启动的过程中包含存储器、周边装置都会被测试以及做初始设置，这个过程称为 加电自检（POST），若是在 POST 的过程中出现错误，则主机会发出"哔"声或是出现错误消息在屏幕上。
从2011年起，大部分的零售主板已采用UEFI BIOS，一些厂商（尤其是微星科技、华硕）还率先导入图形界面UEFI BIOS等技术。
大约从Pentium III起，主板厂商逐步在BIOS中加入了超频功能，但是自Intel Sandy Bridge微架构开始，Intel对超频进行大幅限制，不支持超频的Intel处理器（如大部分型号不以K结尾的桌面型Intel Core处理器）难以超频。AMD则是持开放的态度不禁止玩家超频，这个情况一直到AMD Ryzen系列后AMD才锁上A320主板。OEM主板的BIOS通常不支持超频。基于稳定性考虑，伺服器超频是不允许的。
CPU插座
不同CPU系列使用不同插槽。后期CPU插槽，数字多数与针脚数量相同。前期CPU插槽则根据问世次序命名。
Intel处理器插槽
- Socket 2 及 Socket 3 - Intel 80486。
- Socket 7 - Intel Pentium OverDrive 和 Pentium MMX、AMD K5、K6、K6-2、K6-3、K6-2+、K6-3+、Rise mP6、IDT／Centaur 的WinChip、WinChip2和一些IBM及Cyrix处理器。
- Socket 8 - Pentium Pro。
- Slot 1 - Pentium II、Pentium III和Celeron（233MHz-1.13GHz）。
- Slot 2 - Pentium II Xeon、Pentium III Xeon处理器（Pentium II/III 核心）。
- Socket PAC418 - Itanium处理器。
- Socket PAC611 - Itanium 2处理器。
- Socket 370 - Celeron 和 Pentium III（800MHz—1.4GHz）。
- Socket 423 - Pentium 4 和 Celeron（建基于Willamette核心）。
- Socket 478 - Pentium 4 和 Celeron（建基于Northwood、Prescott，以及Willamette 核心）。
- Socket 479 - Pentium M 和 Celeron M（建基于 Banias 和 Dothan 核心）。
- Socket 480 - Pentium M（建基于 Yonah 核心）。
- Socket 603／604- Xeon - 建基于 Northwood 和 Willamette Pentium 4 核心。
- LGA 775 - Pentium D和Pentium 4和Pentium XE和Pentium Dual-Core、Celeron、Intel Core 2、部分Xeon处理器（建基于Northwood和Prescott、Presler、Yorkfield及Conroe核心）。
- LGA 771 - Xeon处理器（建基于第二代 Core 核心）。
- LGA 1156 - 第1代Core i3、Core i5、Core i7处理器。
- LGA 1366 - Core i7处理器。
- LGA 1155 - Sandy Bridge Core i3，Sandy Bridge Core i5，Sandy Bridge Core i7，Ivy Bridge Core i3，Ivy Bridge Core i5，Ivy Bridge Core i7处理器。
- LGA 2011-0 - Sandy Bridge-E Core i7，Ivy Bridge-E Core i7处理器，对应X79晶片组。
- LGA 2011-v3 - Haswell-E Core i7和Broadwell-E Core i7，对应X99晶片组，不向下兼容LGA2011-0。
- LGA 1150 - Haswell架构及Broadwell架构处理器。
- LGA 1151 - Skylake、Kaby Lake、Coffee Lake架构处理器。
- LGA 2066 - Intel Core X系列处理器。
- LGA 1200 - Comet Lake以及Rocket Lake架构处理器。
- LGA 1700 - Alder Lake以及Raptor Lake架构处理器。
AMD处理器插槽
- Slot A - Athlon处理器。
- Socket 462（即是 Socket A）- Athlon、Athlon XP、Sempron、和Duron处理器。
- Socket 754 - 低端Athlon 64和 Sempron处理器 ，只支持单通道DDR SDRAM。
- Socket 939 - Athlon 64和Athlon 64 X2和Athlon 64 FX处理器 ，支持双通道DDR SDRAM和双核心技术。
- Socket 940 - Opteron和早期 Athlon 64 FX 处理器 。
- Socket AM2 - Athlon 64及Sempron处理器，支持双通道DDR2 SDRAM（有940支针脚，但排列跟Socket 940不同）。
- Socket AM2+ - Athlon 64、Sempron处理器 及Phenom处理器 ，支持双通道DDR2（晶片组集成显卡，支持HyperTransport 3.0等技术）。
- Socket AM3 - Athlon II、Phenom II、Sempron II处理器 ，支持双通道DDR2、DDR3。
- Socket AM3+ - AMD FX系列，向下兼容AM3接口。
- Socket FM1 - AMD APU系列处理器或AMD Athlon系列处理器，核心代号是“Llano”，支持双通道DDR3内存。AMD APU集成了GPU，AMD Athlon则不集成GPU。
- Socket FM2 - AMD APU系列处理器或AMD Athlon系列处理器，支持双通道DDR3内存，不兼容FM1接口。AMD APU集成了GPU，而AMD Athlon则不集成GPU。
- Socket AM4 - Zen微架构，Zen+微架构，Zen 2微架构，Zen 3微架构的AMD Ryzen处理器。以及旧制程的“Bristol Ridge” A6、A8、A10、A12处理器。不向下兼容Socket AM3+ 和Socket FM2接口。
- Socket AM5 - Zen微架构，是超微半导体（AMD）开发的一款CPU插座，将用于Zen 4架构的Ryzen处理器，拥有1718个针脚，与Intel的LGA 1700类似，AMD计划给予AM5接口5年的支持，与AM4平台类似。
- Socket TR4 - 采用Zen微架构的第一代AMD Ryzen Threadripper处理器，和采用Zen+微架构的第二代AMD Ryzen Threadripper处理器。
- Socket sTRX4 - 采用Zen 2微架构的第三代AMD Ryzen Threadripper处理器。
扩展插槽
主板通常有数条插槽供扩展之用。早年的主板使用AGP插槽连接显卡，现时AGP已被PCI-Express x16取代。PCI亦已被PCI-Express取代。OEM根据晶片组的限制来决定插槽的类型和数量。
通常有：
- ISA - 8/16-bit，旧制式扩展插槽，现无人使用，16-bit版兼容于8-bit版。2004年后已被淘汰。
Computer-motherboard - MCA - 32-bit，微通道，IBM特有技术，仅用于IBM PS/2系列个人电脑上。早已被淘汰。
- EISA - 32-bit，COMPAQ提出，兼容8-bit ISA与16-bit ISA。早已过时。
- Local Bus - 32-bit，初期无标准，各晶片组业者自定义自用，如OPTi、SiS皆有自定义版本。早已过时。
- VLB - 32-bit，VESA订立的Local Bus，是业者紊乱各自定义立Local Bus后的收敛标准。早已过时。
- PCI - 32/64-bit，由Intel提出，是PC平台上首个真正做到通用、兼容性好的总线接口，取代Local Bus、VLB之用，以前较常用，能接上电视卡、声效卡、网卡。已被PCI Express取代。
- PCI-X - 64-bit，工作站、伺服器用，已被PCI Express取代。
- AGP - 32-bit，接上或升级显卡之用（上代），另有供电强化的AGP-Pro，64-bit版AGP虽有制订的规格标准，但从未真正实现过。已被PCI-Express x16取代。
- PCI Express ，串列传输，有PCIe x1、PCIe x2、PCIe x4、PCIe x8、PCIe x16等规格，简称PCI-E或PCIe，与ISA、PCI皆为通用型扩展槽，即不限定连接扩展用途。PCIe x16主要用于连接显卡。PCIe x1可连接低速装置如网卡、声卡等。
可选的外部接口
- IDE - 又称(ATA)：连接硬盘和光碟机，已被SATA取代，Intel Sandy Bridge及以后的主板都不提供IDE接口。
- SATA（含SATA、SATA2、SATA3）：连接硬盘和光碟机。
- eSATA：连接eSATA接口的外置硬盘。
- PS/2：连接键盘和滑鼠，逐渐被USB取代中。
- USB：包含USB Type-A、USB Micro-B、USB Type-C等。
- IEEE 1394：用于连接专业的DV。
- Thunderbolt：是由英特尔发表的连接器标准，第一代、第二代接口与Mini DisplayPort集成，第三代开始改为与USB Type-C结合。
- M.2：用于连接固态盘、无线网卡等装置。
- 蓝牙：无线方式连接手机、以太网、耳机等
- 网卡：通过RJ-45接口连接网络。
- 声卡：通常有三个音频接口，代表喇叭、麦克风和线路输入。
- 内建显卡：D型口、DVI、HDMI或DisplayPort。
- SCSI：连接高阶硬盘，已被SAS取代。
- SAS：连接高阶硬盘，常见于伺服器。
- U.2：连接高阶固态盘，常见于伺服器。
- 串口：连接旧式滑鼠、旧式打印机或其他工业装置，已被USB取代。
- 并行端口：连接旧式打印机等装置，已被USB取代。
主板规格
不同主板规格有不同功用，所以大小也有不同。现时常用ATX、MicroATX、Mini-ITX 。
- XT（8.5 × 11"或216 × 279 mm）
- AT（12 × 11"–13"或305 × 279–330 mm）
- Baby-AT（8.5" × 10"–13"或216 mm × 254-330 mm）
- EATX（12" × 13"或305mm × 330 mm）
- Mini ATX（11.2" × 8.2"或284 mm × 208 mm）
- MicroATX（1996; 9.6" × 9.6"或244 mm × 244 mm）- 扩展插口比ATX规格少。
- Mini-ITX （170mm x 170mm）
- LPX（9" × 11"–13"或229 mm × 279–330 mm）
- picoBTX：主板最长203.20毫米，最多一个扩展卡插槽。
- microBTX：主板最长264.16毫米，最多四个扩展卡插槽。
- ATX（12" × 9.6"或305 mm × 244 mm）
- BTX：主板最长325.12毫米，最多七个扩展卡插槽。
- DTX：主板尺寸为203 mm乘244 mm，最多两个扩展卡插槽。
知名主板生产商
- 华硕（ASUSTek）
- 技嘉（Gigabyte）
- 微星（MSI）
- 七彩虹（Colorful）
- 映泰（Biostar）
- 昂达（Onda）
- 英特尔 (Intel)
- 华擎（ASRock）
- 精英（ECS）
- 鸿海 (Foxconn)
- 铭瑄 (Maxsun)
- 盈通（Yeston）
- 磐英（EPoX）
- 友通（DFI）
- 建碁（Aopen）
- 浩鑫（Shuttle）
- 辉煌（Magic-Pro）
- 大众电脑（FIC）
- 泰安电脑（Tyan）
- 超微电脑（Supermicro）
- 艾维克（EVGA）
参见
参考资料
- ^ 主機板介紹：了解 Motherboard 的結構與組成 - StockFeel 股感. 主板介绍：了解 Motherboard 的结构与组成 - StockFeel 股感StockFeel 股感. 2021-05-31 [2022-11-26]. （原始内容存档于2022-11-26）.
- ^ 電腦達人養成計畫 4-1：主機板的基本組成與架構 | iLog. isite.tw. 2016-06-07 [2022-11-26]. （原始内容存档于2022-12-03） （中文（台湾））.
- ^ 完全看懂主機板型號. T客邦. 2010-06-22 [2022-11-26]. （原始内容存档于2012-01-02） （中文（台湾））.
