電腦達人養成計畫 4-1：主機板的基本組成與架構

從本篇開始的主題是「主機板」，作為台灣電子資訊產業的重要產品之一，我們當然應該好好認識一下囉，畢竟世界上最大的幾個主機板製造商，像是華碩、微星、技嘉都是出自我國，同時主機板也是電腦的三大核心元件之一 (三大核心元件分別是處理器、主機板、記憶體，也就是電腦達人養成計畫第二章到第四章依序介紹的內容)。

主機板的基本組成

主機板其實就是一塊大型的印刷電路板，主要扮演的角色是負責連接電腦的各項硬體元件與提供聯外輸入與輸出管道，通常一片主機板會由下面這些電子元件組成：

• 晶片組 (Chipset)
  以往通常由北橋 (Northbridge) 晶片與南橋 (Southbridge) 晶片組成，目前則絕大多數主機板實際上都僅由一顆晶片單獨組成。
• 記憶體插槽 (Memory Slot) 與處理器插槽 (Processor Socket)
  顧名思義是用來安裝處理器與記憶體的地方。
• BIOS
  通常被視為韌體 (Firmware) 的一種，全稱為基本輸入與輸出系統 (Basic Input / Output System) 是一種軟體程式，作為我們平常使用的作業系統、應用程式與硬體裝置之間溝通的橋樑，是電腦開機時第一個被載入與執行的程式，近年來由 UEFI (Unified Extensible Firmware Interface，統一可延伸韌體介面) 取代。
• 電容器與 MOSFET 等電子元件
  主機板的另一項主要任務就是負責供給主機板上各零組件電源，因此在電壓、電流轉換與控制上主機板自然也扮演了相當重要的角色，因此主機板上有很多調壓模組、緩衝電容、電源管理與偵測晶片等零件。
• 擴充卡插槽 (Add-in Card Slot)
  也就是用來安裝 AIC 擴充卡的插槽，以往曾經使用過的介面有 ISA、PCI 等，近年則由 PCI Express 介面統一天下。
• 硬體監控系統 (Hardware Monitoring)
  主機板也要負責監控電腦的運作狀態，因此內建了由許多感應器與監控晶片組成的監控系統，持續向 BIOS 中的 ACPI 介面匯報例如風扇的運轉狀態、系統各部位的溫度等資訊。
• 各類輸出入介面 (I/O Interface)
  主機板作為各零組件匯集的中心，同時也扮演了輸入與輸出介面集合點的角色，這部分通常由 I/O 背板 (Backplate) 與機殼內部連接埠 (Internal Connectors) 組成，例如 USB 連接埠、內建顯示的影像輸出、機殼上的燈號與按鈕等。
• 擴充功能晶片
  由於半導體製造工藝的提升，近十年內主機板逐漸將許多本來在以往電腦中需要以擴充卡插槽提供的功能，以擴充晶片的方式整併到主機板上，例如以往需要搭配音效卡才能讓電腦發聲，現在在一般用途時則通常由主機板內建音效晶片的方式取代、以往的電腦通常都具有獨立的網路卡，近年則大多以整合在主機板上的網路晶片為主。