主機板走線和布局設計
對 於一塊主機板而言,除應在零部件用料(如採用優質電容、三相電源線路等)方面下功夫外,主機板的走線和布局設計也是非常重要的。由於主機板走線和布局設計的形式 很多,技術性非常強,因此這也是優質主機板與劣質主機板的一大分別。但是,普通消費者如何才能分辯出一塊主機板設計得好壞與否呢?下面,筆者就為大家簡單分析一 下,使大家在選購主機板時有更全面的參考依據。
一、解讀主機板的走線設計
1、時鐘線等長概念
在一塊主機板上,從北橋晶元到cpu、記憶體、agp插槽的距離應該相等,這是主機板設計的基本要求,即所謂的「時鐘線等長」概念。作為cpu與記憶體連線橋梁的 北橋晶元,在布局上是很有講究的。例如,部分有開發實力的主機板廠商,就在北橋晶元的安排布局上採用旋轉45度的巧妙設計,不但縮短了北橋晶元與cpu、內 存插槽及agp插槽之間的走線長度,而且更能使時鐘線等長。
2、蛇行走線的誤區
蛇行線(圖1)是一種電腦主機板上常見的走線形式(玩過諾基亞手機遊戲《貪食蛇》的人應該不會陌生)。主機板上的走線設計是一門專業學問,有人認為蛇行線越多就說明有越高的設計水平,這個觀點是錯誤的
其實,在一塊主機板上採用蛇行線的原因有兩個:
一是為了保證走線線路的等長。因為像cpu到北橋晶元的時鐘線,它不同於普通家電的電路板線路,在這些線路上以100mhz左右的頻率高速執行的訊號,對 線路的長度十分敏感。不等長的時鐘線路會引起訊號的不同步,繼而造成系統不穩定。故此,某些線路必須以彎曲的方式走線來調節長度。
另乙個使用蛇行線的常見原因為了盡可能減少電磁輻射(emi)對主機板其餘部件和人體的影響。因為高速而單調的數碼訊號會干擾主機板中各種零件的正常工作。通常,主機板廠商抑制emi的一種簡便方法就是設計蛇形線,盡可能多地消化吸收輻射。
但是,我們也應該看到,雖然採用蛇行線有上面這些好處,也並不是說在設計主機板走線時使用的蛇行線越多越好。因為過多過密的主機板走線會造成主機板布局的疏密不 均,會對主機板的質量有一定的影響。好的走線應使主機板上各部分線路密度差別不大,並且要盡可能均勻分布,否則很容易造成主機板的不穩定。
3、忌用「飛線」主機板
判斷一塊主機板走線的好壞,還可以從走線的轉彎角度看出來。好的主機板佈線應該比較均勻整齊,走線轉彎角度不應小於135度。因為轉彎角度過小的走線在高頻電路中相當於電感元件,會對其它裝置產生干擾。
而某些設計水平很差的主機板廠商在設計走線時,由於技術實力原因往往會導致最後的成品有缺陷。此時,便採取人工修補的方法來解決問題,這種因設計不合理而出現的導線,稱之為「飛線」(圖2)。如果一塊主機板上有飛線,就證明該主機板的走線設計有一些問題。
二、解讀主機板的布局設計
主機板的布局主要是從板上各部件(如積體電路晶元、電阻、電容、插槽等)的位置安排,以及線路走線來體現的。好的主機板在行家的眼裡看起來,幾乎就是一件精美的藝術品(圖3)。
通常,晶元組廠商在向主機板廠商供貨時會提供晶元組的設計指南(chipset design guide)。同時,一般還會有基於標準的樣板,即所謂的「工程板,公板」。主機板大廠商一般都按照標準板的設計,做出符合官方晶元組所提供技術標準的主 板,這樣的產品質量有保障,但是**較高。反之,某些中小廠商往往為了均衡成本與功能的關係,對主機板結構布局大肆修改,這些產品的質量可謂良莠不齊。
大致說來,普通消費者在選購主機板時對布局應注意以下幾點:
1、認準公板設計
前面說到,有些主機板廠商為節約成本,降低**,不但將主機板的體積改小,也不使用公板設計,甚至還在主機板用料上作相應調整,只滿足晶元組所提的基本效能要 求。這種降低成本的做法是對廠商的主機板布局設計能力的乙個考驗:在更小的空間裡放置同樣多的擴充套件插槽,還要維持穩定性及限制電磁干擾,這樣主機板結構安排設 計的合理性就顯得特別重要,稍微有一點設計不合理就會導致宕機。
從這點來看,實力不濟的廠商就很容易在這些地方出現漏洞,主機板不穩定、效能較差都是由此造成的。因此,對於消費者而言,如果沒有什麼特殊要求,還是選擇採用公板設計的主機板比較好。
如何鑑別主機板是不是公板設計,那就要看使用者對晶元組的掌握程度了。比如說某晶元組最多提供6pci介面,但是使用者購買的主機板雖然採用此晶元組,卻只提供了4個pci介面,這就是非公板設計。事實上,在主機板世界中廠商很少會完全按照公板進行設計。
2、觀察cpu插座的位置
cpu插座的位置很重要。如果過於靠近主機板上邊沿,則在一些空間比較狹小或者電源位置不合理的機箱內會出現安裝cpu散熱器比較困難的情況(尤其在使用者 想換散熱器而又不願把整塊主機板拆出來的時)。同理,cpu插座周圍的電解電容也不應該靠得太近(圖4),否則一是安裝散熱器不方便(甚至有些cpu大型散 熱器根本就沒法安裝),二則有可能損壞電解電容。
3、觀察atx電源的位置(圖5)
幾乎每塊主機板的atx電源介面位置都不太一樣。比較合理的位置應該是 在主機板上邊沿靠右的一側或者在cpu插座與記憶體插槽之間,而不應該出現在cpu插座與左側i/o介面之間。這樣可以避免一些電源的接線過短的尷尬,也不會 出現妨礙cpu散熱器安裝或者影響cpu周圍空氣流通的問題。
安裝比較長的agp顯示卡後,與顯示卡相鄰記憶體插槽的卡扣會不會打不開。如果為換記憶體而必須把顯示卡拆下來,那就比較麻煩了。另外,記憶體插槽也不應太靠近主機板右側邊沿,否則有可能會導致安裝光碟機時光碟機與記憶體條相碰。
5、觀察軟碟機和ide裝置介面位置
軟碟機和ide介面的位置,如果在主機板右側靠下,需考慮是否會被光碟機所妨礙;如果在主機板右側靠下,則既要考慮會不會妨礙到安裝比較長的pci介面卡,又要考慮到假如機箱比較大,可能會出現ide資料線不夠長的情況。
由此可見,主機板結構布局上的問題不僅可能影響穩定性,有時候一些細節問題還會導致消費者使用的不方便。有實力的主機板廠商往往會充分考慮到使用者使用的方便 性,比如說一些大型電容就不宜放置在pci插槽、agp插槽附近,因為它們有可能會阻礙一部分擴充套件卡的插入。又如現在cpu散熱器體積越來越大,這就要求 cpu插座附近的大容量電解電容不能離插座太近,應給體積龐大的cpu散熱器預留足夠的空間。但同時為了提高電源質量,為了cpu的穩定,又必須在cup 插座附近安置大量的電解電容。對於一些大廠商而言,往往會將這兩點處理的很好,如果是一些小廠家的話,可能就不知道該怎麼辦了。
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