性能更好、擴展更強　40年主板發展的那些事

主板的發展其實是和CPU的發展高度相關的。技術方面，作為CPU各項擴展技術的主要承載體，主板的每次升級換代都和CPU息息相關，因此，把握住了CPU的升級脈絡實際上也就把握住了主板的升級脈絡。回顧歷史來看，CPU在架構、性能升級的時候，提供的大量新技術，比如雙通道內存、AGP總線和PCle總線等，都需要主板來承載。這40年，主板也經歷了從XT、AT到現在的ATX的規格發展，芯片組廠商也出現了包括威盛、英偉達、SIS在內的第三方芯片企業。但是，走到最后的依舊只有AMD和英特爾，這里面又發生了什么故事呢？讓我們一起來了解—下吧！

主板市場的發展在近幾年顯得不溫不火。從技術源頭來看，主板市場有點像內存市場，后者被JEDEC鎖死了規格，大家只能在散熱片外觀和燈上做點花頭吸引消費者。主板市場的規格—方面是技術完全受到英特爾和AMD控制，另一方面是原來主板上北橋芯片的大部分功能被集成到CPU中后，主板實際上只有南橋也就是IO芯片，其主要任務轉換成了CPU和系統擴展的基礎，同時提供一些諸如音頻、輸出的接口和功能，整個產品技術難度降低，高度同質化。也正是由于主板市場的這些特性，不少品牌在發展過程中逐漸消失，令人唏噓。接下來，本文將緊接著2017年本刊改版20周年時帶來的主板發展史，繼續續寫2017～2021年的故事。

主板的技術發展：持續升級，小步快跑

如果熟悉DIY的用戶可以對此深有感觸：如果你拿到一塊2017年的主板，再對比2021年的主板，可能發現他們除了部分接口的改變外，其他方面基本上沒有太大差別。主板，是整個系統的基石，它需要的是穩定和可靠，外觀上的不變并不能說明它的內部也沒有變化。實際上，過去數年，主板—直在持續升級，小步快跑。

先來看PCle總線在主板上的變遷。從數據傳輸的角度來說，主板上帶寬最寬、速度最快的總線就是PCle總線了。主板上的PCle總線分為兩類，一類是GPU直接引出用于接駁顯卡的PCle總線通道，另一類則是CPU通過互聯總線連接主板南橋，再由南橋接駁出來的PCle總線（插口）。其中前者速度最快，直連CPU，因此一般都用作和GPU、PCle接口的NVMe SSD這種高速設備相連，后者由于要通過CPU和南橋的總線互聯轉接，因此速度較慢。

英特爾在2015年的100系列芯片組上就已經全面邁入了PCle 3.0時代。隨后發布的200系列、300系列和400系列芯片組都基本維持了和100系列芯片組類似的規格。整個主板上主要包含CPU提供的用于直連顯卡的16條PCle 3.0通道，CPU通過DMI 3.0總線連接南橋，以及南橋芯片組分出的24條PCle 3.0通道。需要說明的是，南橋和CPU之間的連接帶寬是受到DMI總線限制的，也就是說無論南橋掛接多少設備，其最終和CPU傳輸數據的速度不會超過DMI 3.0總線的8GT/s。這就使得當用戶在南橋的PCle 3.0通道上掛接了一個PGle 3.0 x4帶寬的SSD時，在SSD全速讀寫的瞬間，會占滿所有DMI 3.0通道的帶寬，此時其余設備不能再通過DMI總線高速傳輸信息。

相比之下，AMD在PCle總線方面要激進一些。在2017年AMD發布第一代銳龍系列處理器的時候，就在CPU端留夠了20條PCle 3.0總線，搭配X370主板使用時，直連CPU的除了GPU外，還可以額外掛接一個PCle 3.0 x4的設備，比如SSD。不過X370本身的規格較老，只能提供PCle 2.0的額外總線輸出，但考慮到外圍設備對帶寬要求不高，因此這樣的設計是基本夠用的。

AMD在主板總線上的又一次激進是在2019年，隨著第三代銳龍的發布，AMD發布的X570芯片組全面普及了PCle 4.0通道。這一次，不僅CPU擁有20個PCle 4.0通道，連接CPU和X570的總線采用PCle 4.0 x4，X570芯片組還能分出12個可配置的PCle 4.0通道來。AMD在臥薪嘗膽多年后，終于在主板總線帶寬方面勝出一局，揚眉吐氣。

英特爾將PCle 4.0納入主板規格要晚了不少。直到2021年，英特爾更換了全新的CPU架構并推出了500系列芯片組后，整個GPU和芯片組的總線架構才得以更新。2590芯片組終于改用了全新的PCle 4.0總線，CPU直連的總線通道數量從之前的16個提升至20個，這就意味著顯卡占據了16個通道后，還剩余4個通道給SSD直連CPU。不僅如此，2590和CPU連接的DMI3.0總線改為x8規格，也就是帶寬翻倍之16GT/s，這使得用戶即使在2590芯片組上再掛接一個PCle 3.0 x4帶寬的SSD，也不至于占滿所有DMI總線，大大緩解了總線帶寬不足的情況。

英特爾在PCle 4.0上似乎只是小小的過渡，2021年底，隨著第十二代酷睿處理器的發布，英特爾再度搶先進入了PCle 5.0時代。2690針對總線部分進行了全面升級，搭配第十二代酷睿處理器，2690可以提供直連CPU的16條PCle 5.0總線和4條PCle4.0總線，后者用于連接諸如SSD這樣的高速設備。此外，2690連接CPU的總線也更換至x8 DMI 4.0，其帶寬高達32GT/s，極大地緩解了主板外部設備連接的帶寬。2690本身也擁有12個PCle 4.0和16個PGle 3.0通道可以連接外部設備，極大地緩解了設備連接帶寬不足、端口不足的問題。

除了PCle外，主板上另外一些設備端口的變化值得注意。比如NVMe端口，在Z170或者更早的時代，可能并不是主板的標準配置，但是從2270時代開始，就很少有主板不配置這個接口了，甚至一些高端主板還會配置2個NVMe.M2接口。USB接口方面速度也一直在升級，2270時代USB接口還只是3.0規格，2370時代就將其升級至USB 3.，1 Gen 1，2490開始支持USB 3.2Gen 2xl，2590則開始支持USB 3.2 Gen 2x2。AMD方面也是在X570之后，開始提供USB 3.2 Gen 2x1規范的支持，主板上開始出現高速的USB-C接口。

最后再來看看CPU接口在主板上的變化。由于英特爾從第六代酷睿處理器開始就沒有更換過核心架構，因此從2015年的第六代酷睿處理器開始，英特爾一直使用LGA 1151接口，直到第十代酷睿改用了LGA 1200接口。不過，即使都是LGA 1151接口，其通用性也并不好，要搭配新的處理器需要對應相應的主板才行，英特爾的解釋是供電設計和處理器內部結構設計的變化所致。第十代和第十一代酷睿全部采用了LGA 1200接口，有條件的主板甚至可以互換兼容使用。最新的第十二代酷睿則采用了全新的LGA 1700接口，比之前的所有接口都大了不少。AMD方面，AMD從X370主板支持的第一代銳龍處理器開始，就一直使用AM4接口不變，并且處理器基本保持對主板的向下兼容，方便了用戶升級換代。此外，隨著AMD Threadripper系列處理器的發布，搭配Threadripper處理器上市的X399主板采用的是Socket TR4接口，這個接口采用的和LGA類似的規格，觸點在主板上，擁有4094個觸點，是目前所有民用處理器中最大的接口，令人過目難忘。

主板的市場變化：幾家興起幾家消失

前文曾提到，由于主板市場發展受英特爾和AMD掌控，同質化現象比較明顯，因此品牌運作和產品宣傳對廠商能力要求就非常高了。從2017年到2021年主板市場的發展來看，華碩和技嘉屬于一個陣營，其余的廠商包括華擎、微星、七彩虹、影馳、銘瑄則屬于另一個陣營，另外還有一些廠商正在試圖進入這個市場，比如外設業界的NZXT等。當然，有不少品牌在發展過程中由于這樣那樣的原因，最終放棄了主板市場，包括斯巴達克、升技、DFI、捷波、精英、昂達等品牌，也有一些品牌逐漸在銷聲匿跡，我們很少聽到他的聲音，比如映泰。

總的來說，主板市場的目前的格局還是比較穩定的，頭部企業占據了較多的市場資源和渠道資源，其余的企業正在努力尋找自己獨特的定位，希望在這個市場上獲得自己的發展空間。希望未來的五年、十年，我們能看到主板市場有這么多企業存在，他們百花齊放百家爭鳴，這樣的市場，才是一個有意義的、良性發展的市場。