主板
主板是承载和连接电脑各个部件的载体,主板还配有大量的微型芯片单元,负责硬件的初始化、供电、协调管理、扩展等重要职责。不论是在嵌入式微型计算机中,还是在高性能服务器中,都需要主板或者其他专用 PCB 来承载连接各个硬件单元。
PCB(Printed circuit board):印刷电路板,是电子器件的支撑体,在这其中有金属导体作为连接电子元器件的线路。
CPU 通道
对于 PC 和服务器的 CPU,主要通道如下:
CPU
├── 内存控制器(DDR5)
├── 直连 PCIe 通道(GPU + M.2)
└── 扩展总线通道 → 南桥(芯片组)- 内存控制器:是 CPU 与内存的高速通道,使用 DDR 总线进行连接;
- 直连 PCIe 通道:芯片组的速度对于 GPU 和系统盘来说还是太慢了,因此,目前的 CPU 给这两个设备开了后门。前者满足了 GPU 和 CPU 的高效协作,后者极大地优化了电脑开机的速度,从分钟级优化到秒级;
- 扩展总线通道:连接芯片组,是 CPU 与其他外设进行交互的门户;
芯片组
芯片组(Chipset),曾经也叫做南桥,是主板的大脑,由多个芯片单元构成的管理不同的外设通信的枢纽。芯片组通过扩展总线和 CPU 相连,负责总管 CPU 和外设之间的通信。
门前的消费级 PC 芯片组主要支持 PCIe 总线、USB 总线、SATA 总线等等,在嵌入式设备上,I2C 总线、USB 总线还有非总线设备较多;
直连 PCIe 通道
直连 PCIe 的通道数量是有限的,消费级 PC 的数量一般也就在 20 条。根据 PCIe 的规范可知,一条 PCIe 5 代通道带宽大约是 4GiB/s,一条 PCIe 4 代通道的带宽大约是 2GiB/s。