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1、CPU的自动检测 以前的老式主板,需要用户自己设定CPU的外频、倍频以及电压等参数(一般都是通过跳线来设定)现在生产的主板,都能自动检测到这些参数,进而正确设定这些参数,并保存在CMOS中在CMOS掉电时,也不需要打开机箱重新进行设置另外,现在的主板还具有老式主板所没有的CPU温度检测__功能CPU温度过高,会导致系统工作不稳定或者死机,甚至损坏CPU等所以,对CPU的温度检测是很重要的它会在CPU温度超出安全范围时,发出警告检测温度的探头有两种一种集成在处理器之中,依靠BIOS的支持;另一种是外置的,在主板上面可以见到,通常是一颗热敏电阻它们都是通过温度的改变来改变自身的电阻值,让温度检测电路探测到电阻的改变,从而改变温度数值
2、硬件错误的侦测 由于硬件的__错误、不兼容或硬件损坏等原因,容易引起硬件错误,从而导致轻则运行不正常,重则系统无法工作的故障碰到此类情况,以前只能通过POST自检时的BIOS__提示音,硬件替换法或通过DEBUG卡来查找故障原因但这些方法,使用起来很不方便,而且对用户的专业知识也要求较高,对普通用户并不适用 针对此问题,现在的主板厂商加入了许多人性化的设计,以方便用户快速,准确地判断故障原因 例如,现在许多主板特别设计了硬件加电自检故障的语言播报功能以华硕的“POST播报员”为例,这个功能主要由华邦电子的W83791SD芯片,配合华硕自己设计芯片组合而成可以监测CPU电压、CPU风扇转速、CPU温度、机壳风扇转速、电源风扇是否失效、机箱入侵警告等这样,就较好地保持了电脑的最佳工作状态当系统有某个设备出故障时,POST播报员就会用__提醒该配件出了故障在硬件侦错__方面,一些主板大厂都有自己非常独到的设计譬如微星主板,用四支LED来反映主板的故障所在而有的主板则干脆引入了早些年的Debug侦错卡的侦错技术,采用了更为直接的数码管来指出故障所在 另外,许多厂商还为主板设计了AGP保护电路,除了起显卡保护作用之外,保护电路还用一个LED发光二极管,来告诉用户故障是否由显卡引起
3、硬件监控 为了让用户能够了解硬件的工作状态(温度、转速、电压等),主板上通常有一块至两块专门用于监控硬件工作状态的硬件监控芯片当硬件监控芯片与各种传感元件(电压、温度、转速)配合时,便能在硬件工作状态不正常时,自动采取保护措施或及时调整相应元件的工作参数,以保证电脑中各配件工作在正常状态下常见的有“温度控制芯片”和“通用硬件监控芯片”等等1温度控制芯片 主流芯片可以支持两组以上的温度检测,并在温度超过一定标准的时候,自动调整处理器散热风扇的转速,从而降低CPU的温度超过预设温度时,还可以强行自动关机,从而保护电脑系统常见的温度控制芯片有____ogDevi__s的ADT7463等等2通用硬件监控芯片 这种芯片通常还整合了超级I/O(输出/输出管理)功能,可以用来监控受监控对象的电压、温度、转速等对于温度的监控需与温度传感元件配合;对风扇电机转速的监控,则需与CPU或显卡的散热风扇配合比较常见的硬件监控芯片有华邦公司的W83697HF和W83627HF;__SC公司的LPC47M172;ITE公司的IT8705F、IT8703F;ASUS公司的AS99172F(此芯片能同时对三组系统风扇和三组系统温度进行监控)等
4、电源回路 电源回路是主板中的一个重要组成部分,其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换,将电压变换至CPU所能接受的内核电压值,使CPU正常工作,以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤,滤除各种杂波和干扰__,以保证电脑的稳定工作电源回路的主要部分,一般都位于主板CPU插槽附近电源回路依其工作原理,可分为“线性电源供电方式”和“开关电源供电方式”两种1线性电源供电方式 这是好多年以前的主板供电方式,它是通过改变晶体管的导通程度来实现的晶体管相当于一个可变电阻,串接在供电回路中由于可变电阻与负载流过相同的电流,因此要消耗掉大量的能量并导致升温,电压转换效率低尤其是在需要大电流的供电电路中,线性电源无法使用目前,这种供电方式早已经被淘汰掉了2开关电源供电方式 这是目前广泛采用的供电方式,PWM控制器IC芯片提供脉宽调制,并发出脉冲__,使得场效应管MOSFET1与MOSFET2轮流导通扼流圈L0与L1是作为储能电感使用,并与相接的电容组成LC滤波电路 其工作原理是这样的当负载两端的电压VCORE(如CPU需要的电压)要降低时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源对电感进行充电,并达到所需的额定电压当负载两端的电压升高时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源供电断开,电感释放出刚才充入的能量,这时的电感就变成了电源继续对负载供电随着电感上存储能量的消耗,负载两端的电压开始逐渐降低,外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电依此类推,在不断地充电和放电过程中,就行成了一种稳定的电压,永远使负载两端的电压不会升高也不会降低,这就是开关电源的最大优势还有就是由于MOSFET场效应管工作在开关状态,导通时的内阻和截止时的漏电流都较小,所以自身耗电量很小,避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题这也就是所谓的“单相电源回路”的工作原理 单相供电一般可以提供最大25A的电流,而现今常用的CPU早已超过了这个数字,P4处理器功率可以达到70-80瓦,工作电流甚至达到50A,单相供电无法提供足够可靠的动力所以,现在主板的供电电路设计,都采用了两相甚至多相的设计如图46就是一个两相供电的示意图,很容易看懂,就是两个单相电路的并联因此,它可以提供双倍的电流供给,理论上可以绰绰有余地满足目前CPU的需要了但上述只是纯理论,实际情况还要添加很多因素,如开关元件性能、导体的电阻,都是影响Vcore的要素实际应用中,存在供电部分的效率问题,电能不会100%转换,一般情况下消耗的电能都转化为热量散发出来所以,我们常见的任何稳压电源,总是电器中最热的部分要注意的是,温度越高,代表其效率越低这样一来,如果电路的转换效率不是很高,那么采用两相供电的电路就可能无法满足CPU的需要,所以又出现了三相甚至更多相供电电路但是,这也带来了主板布线复杂化,如果此时布线设计不很合理,就会影响高频工作的稳定性等一系列问题目前在市面上见到的主流主板产品,有很多采用三相供电电路,虽然可以供给CPU足够的动力,但由于电路设计的不足,使主板在极端情况下的稳定性,受到了一定程度的限制如要解决这个问题,必然会在电路设计布线方面下更大的力气,而成本也随之上升了 电源回路采用多相供电的原因,是为了提供更平稳的电流,从控制芯片PWM发出来的,是那种脉冲方波__,经过LC震荡回路,整形为类似直流的电流,方波的高电位时间很短,相越多,整形出来的准直流电越接近直流 电源回路对电脑的性能的发挥以及工作的稳定性,起着非常重要的作用,是主板一个重要的性能参数在选购时,应该选择主流大厂设计精良、用料充足的产品
5、BIOS 计算机用户在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用一块主板性能优越与否,很大程度上取决于主板上的BIOS管理功能是否先进1BIOS(BasicInput/OutputSystem,基本输入输出系统)简介 全称是ROM-BIOS,是只读存储器基本输入/输出系统的简写它实际是一组被固化到电脑中,为电脑提供最低级最直接的硬件控制的程序它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽,通俗地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”,或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序),负责解决硬件的即时要求,并按软件对硬件的操作要求具体执行BIOS芯片是主板上一块长方型或正方型芯片BIOS中主要存放
①自诊断程序——通过读取CMOSRAM中的内容,识别硬件配置,并对其进行自检和初始化;
②CMOS设置程序——引导过程中,用特殊热键启动,进行设置后,存入CMOSRAM中;
③系统自举装载程序——在自检成功后,将磁盘相对0道0扇区上的引导程序装入内存,让其运行以装入系统;
④主要I/O设备的驱动程序和中断服务; 由于BIOS直接和系统硬件资源打交道,因此总是针对某一类型的硬件系统,而各种硬件系统又各有不同,所以,存在各种不同种类的BIOS随着硬件技术的发展,同一种BIOS也先后出现了不同的版本,新版本的BIOS比起老版本来说,功能更强2BIOS的功能 目前,市场上主要的BIOS有AMIBIOS和AwardBIOS以及PhoenixBIOS其中,Award和Phoenix已经合并,二者的技术也互有融合从功能上看,BIOS分为三个部分一是自检及初始化程序;二是硬件中断处理;三是程序服务请求a自检及初始化 在电脑的启动过程中,BIOS的自检及初始化具体分三个步骤 第一个步骤,开机自检是用于电脑刚接通电源时,对硬件部分的检测,也叫做加电自检(PowerOnSelfTest,简称POST),功能是检查电脑是否良好通常完整的POST自检,将包括对CPU、640K基本内存、1M以上的扩展内存、ROM、主板、CMOS存储器、串并口、显示卡、软硬盘等子系统及键盘进行测试,一旦在自检中发现问题,系统将给出提示信息或鸣笛警告自检中如发现有错误,将按两种情况处理对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没完成,不能给出任何提示或__对于非严重故障,则给出提示或声音____,等待用户处理 第二个步骤,是初始化包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等其中,很重要的一部分是BIOS设置,主要是对硬件设置的一些参数当电脑启动时,会读取这些参数,并和实际硬件设置进行比较,如果不符合,会影响系统的启动最后一个步骤,是引导操作系统功能是引导DOS、Windows或其他操作系统BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取引导记录,如果没有找到,则会在显示器上显示没有引导设备如果找到了引导记录,就会把电脑的控制权转给引导记录,由引导记录把操作系统装入电脑在电脑启动成功后,BIOS的这部分任务也就完成了b程序服务处理和硬件中断处理 这两部分是两个__的内容,但在使用上密切相关程序服务处理程序,主要是为应用程序和操作系统服务,这些服务主要与输入输出设备有关例如,读磁盘、文件输出到打印机等为了完成这些操作,BIOS必须直接与计算机的I/O设备打交道,它通过端口发出命令,向各种外部设备传送数据以及从它们那儿接收数据,使程序能够脱离具体的硬件操作而硬件中断处理,则分别处理PC机硬件的需求因此,这两部分分别为软件和硬件服务,组合到一起,使计算机系统正常运行 BIOS的服务功能,是通过调用中断服务程序来实现的这些服务分为很多组,每组有一个专门的中断例如视频服务,中断号为10H;屏幕打印,中断号为05H;磁盘及串行口服务,中断号为14H等每一组又根据具体功能细,分为不同的服务号应用程序需要使用哪些外设、进行什么操作,只需要在程序中用相应的指令说明即可,无需直接控制3CMOS与BIOS的区别 CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写其本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术,或用这种技术制造出来的芯片在这里,通常是指电脑主板上的一块可读写的RAM芯片它存储了电脑系统的实时钟信息和硬件配置信息等系统在加电引导机器时,要读取CMOS信息,用来初始化机器各个部件的状态它靠系统电源和后备电池来供电,系统掉电后,其信息也不会丢失 由于CMOS与BIOS都跟电脑系统设置密切相关,所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法也正因此,初学者常将二者混淆CMOSRAM是系统参数存放的地方,而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段因此,准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置,是其简化说法,也就在一定程度上造成了两个概念的混淆4升级BIOS的作用 现在的BIOS芯片都采用了FlashROM,都能通过特定的写入程序实现BIOS的升级,升级BIOS主要有两大目的a免费获得新功能 升级BIOS,最直接的好处,就是不用花钱就能获得许多新功能,比如能支持新频率和新类型的CPU,例如,以前的某些老主板,通过升级BIOS支持图拉丁核心PentiumIII和__leron;现在的某些主板,通过升级BIOS能支持最新的Prescott核心Pentium4ECPU;突破容量限制,能直接使用大容量硬盘;获得新的启动方式;开启以前被屏蔽的功能,如英特尔的超线程技术,VIA的内存交错技术;以及识别其它新硬件等b解决旧版BIOS中的BUG BIOS既然也是程序,就必然存在着BUG而且现在硬件技术发展日新月异,随着市场竞争的加剧,主板厂商推出产品的周期也越来越短,在BIOS编写上,必然也有不尽人意的地方而这些BUG常会导致莫名其妙的故障,如无故重启、经常死机、系统效能低下、设备冲突、硬件设备无故“丢失”等等在用户反馈以及厂商自己发现以后,负责任的厂商都会及时推出新版的BIOS,以修正这些已知的BUG,从而解决那些莫名其妙的故障 由于BIOS升级具有一定的危险性,各主板厂商针对自己的产品和用户的实际需求,也__了许多BIOS特色技术 在BIOS刷新方面的有著名的技嘉的@BIOSWriter,支持技嘉主板在线自动查找新版BIOS并自动下载和刷新BIOS,免除了用户人工查找新版BIOS的麻烦,也避免了用户误刷不同型号主板BIOS的危险,而且技嘉@BIOS还支持许多非技嘉主板在Windows下备份和刷新BIOS其它相类似的BIOS特色技术,还有华硕的LiveUpdate,升技的AbitFlashMenu,QDI的UpdateEasy,微星的LiveUpdate3等等微星的LiveUpdate3除了主板BIOS,对微星出品的显卡BIOS以及光存储设备的Firmware,也能自动在线刷新,是一款功能非常强大的微星产品专用工具此外,英特尔原装主板的Expres__IOSUpdate技术,也支持在Windows下刷新BIOS,而且此技术是BIOS文件与刷新程序合一的可执行程序,非常适合初学者使用 在预防BIOS被破坏以及刷新失败方面,有技嘉的双BIOS技术,QDI的金刚锁技术,英特尔原装主板的RecoveryBIOS技术,等等除了厂商的新版BIOS之外,其实我们自己也能对BIOS作一定程度上的修改而获得某些新功能例如,更改能源之星的LOGO,更改全屏开机画面,获得某些品牌主板的特定功能(如为非捷波主板添加捷波恢复精灵模块),添加显卡BIOS模块,拯救BIOS损坏的显卡,打开被主板厂商屏蔽了的芯片组功能,甚至支持新的CPU类型,直接支持大容量的硬盘而不用DM之类的软件,等等不过这些都需要对BIOS非常熟悉而且有一定的动手能力和经验以后才能去做
6、超线程技术 目前,支持超线程技术的芯片组包括
1、Intel芯片组
845、845D和845GL是不支持支持超线程技术的;845E芯片组自身是支持超线程技术的,但许多主板都需要升级BIOS才能支持;在845E之后推出的所有芯片组,都支持支持超线程技术例如845PE/GE/GV以及所有的865/875系列以及915/925系列芯片组,都支持超线程技术
2、VIA芯片组P4X
266、P4X266A、P4M
266、P4X266E和P4X333是不支持支持超线程技术的,在P4X400之后推出的所有芯片组,都支持支持超线程技术例如P4X
400、P4X
533、PT
800、PT
880、PM800和PM880都支持超线程技术
3、SIS芯片组SIS
645、SIS645DX、SIS
650、SIS651和SIS648是不支持支持超线程技术的;SIS
655、SIS648FX、SIS661FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS649和SIS656则都支持超线程技术
4、ULI芯片组M1683和M1685都支持超线程技术
5、ATI芯片组ATI在Intel平台所推出的所有芯片组都支持超线程技术,包括Radeon9100IGP、Radeon9100ProIGP和RX330
6、nVidia芯片组即将推出的nFor__5系列芯片组,都支持超线程技术 超线程技术是在一颗CPU同时执行多个程序而共同__一颗CPU内的资源,理论上要像两颗CPU一样,在同一时间执行两个线程,P4处理器需要多加入一个LogicalCPUPointer(逻辑处理单元)因此,新一代的P4HT的___的__,比以往的P4增大了5%而其余部分如ALU(整数运算单元)、FPU(浮点运算单元)、L2Cache(二级缓存)则保持不变,这些部分是被__的 虽然采用超线程技术能同时执行两个线程,但它并不象两个真正的CPU那样,每个CPU都具有__的资源当两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂时停止,并让出资源,直到这些资源闲置后才能继续因此超线程的性能,并不等于两颗CPU的性能 英特尔P4超线程,有两个运行模式SingleTaskMode(单任务模式)及MultiTaskMode(多任务模式)当程序不支持Multi-Pro__ssing(多处理器作业)时,系统会停止其中一个逻辑CPU的运行,把资源集中于单个逻辑CPU中,让单线程程序不会因其中一个逻辑CPU闲置而减低性能但由于被停止运行的逻辑CPU还是会等待工作,占用一定的资源,因此Hyper-Threadin__PU运行SingleTaskMode程序模式时,有可能达不到不带超线程功能的CPU性能,但性能差距不会太大也就是说,当运行单线程软件时,超线程技术甚至会降低系统性能,尤其在多线程操作系统下运行单线程软件时,容易出现此问题 CPU生产商为了提高CPU的性能,通常做法是提高CPU的时钟频率和增加缓存容量不过目前CPU的频率越来越快,如果再通过提升CPU频率和增加缓存的方法来提高性能,往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约 尽管提高CPU的时钟频率和增加缓存容量后,的确可以改善性能,但这样的CPU性能提高,在技术上存在较大的难度实际上,在应用中基于很多原因,CPU的执行单元都没有被充分使用如果CPU不能正常读取数据(总线/内存的瓶颈),其执行单元利用率会明显下降另外,就是目前大多数执行线程缺乏ILP(Instruction-LevelParalleli__,多种指令同时执行)的支持这些都造成了目前CPU的性能没有得到全部的发挥因此,Intel则采用另一个思路去提高CPU的性能,让CPU可以同时执行多重线程,就能够让CPU发挥更大效率,即所谓“超线程(Hyper-Threading,简称HT)”技术超线程技术,就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高了CPU的运行效率 采用超线程技术,在同一时间里,应用程序可以使用芯片的不同部分虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令,但是在任一时刻,只能够对一条指令进行操作而超线程技术可以使芯片同时进行多线程处理,使芯片性能得到提升 需要注意的是,含有超线程技术的CPU需要芯片组和软件的支持,才能比较理想的发挥该项技术的优势支持操线程技术的操作系统有 MicrosoftWindowsXP MicrosoftWindows2003 Linuxkernel
2.
4.x以后的版本,也支持超线程技术。