性能更好、扩展更强　40年主板发展的那些事

主板的发展其实是和CPU的发展高度相关的。技术方面，作为CPU各项扩展技术的主要承载体，主板的每次升级换代都和CPU息息相关，因此，把握住了CPU的升级脉络实际上也就把握住了主板的升级脉络。回顾历史来看，CPU在架构、性能升级的时候，提供的大量新技术，比如双通道内存、AGP总线和PCle总线等，都需要主板来承载。这40年，主板也经历了从XT、AT到现在的ATX的规格发展，芯片组厂商也出现了包括威盛、英伟达、SIS在内的第三方芯片企业。但是，走到最后的依旧只有AMD和英特尔，这里面又发生了什么故事呢？让我们一起来了解—下吧！

主板市场的发展在近几年显得不温不火。从技术源头来看，主板市场有点像内存市场，后者被JEDEC锁死了规格，大家只能在散热片外观和灯上做点花头吸引消费者。主板市场的规格—方面是技术完全受到英特尔和AMD控制，另一方面是原来主板上北桥芯片的大部分功能被集成到CPU中后，主板实际上只有南桥也就是IO芯片，其主要任务转换成了CPU和系统扩展的基础，同时提供一些诸如音频、输出的接口和功能，整个产品技术难度降低，高度同质化。也正是由于主板市场的这些特性，不少品牌在发展过程中逐渐消失，令人唏嘘。接下来，本文将紧接着2017年本刊改版20周年时带来的主板发展史，继续续写2017～2021年的故事。

主板的技术发展：持续升级，小步快跑

如果熟悉DIY的用户可以对此深有感触：如果你拿到一块2017年的主板，再对比2021年的主板，可能发现他们除了部分接口的改变外，其他方面基本上没有太大差别。主板，是整个系统的基石，它需要的是稳定和可靠，外观上的不变并不能说明它的内部也没有变化。实际上，过去数年，主板—直在持续升级，小步快跑。

先来看PCle总线在主板上的變迁。从数据传输的角度来说，主板上带宽最宽、速度最快的总线就是PCle总线了。主板上的PCle总线分为两类，一类是GPU直接引出用于接驳显卡的PCle总线通道，另一类则是CPU通过互联总线连接主板南桥，再由南桥接驳出来的PCle总线（插口）。其中前者速度最快，直连CPU，因此一般都用作和GPU、PCle接口的NVMe SSD这种高速设备相连，后者由于要通过CPU和南桥的总线互联转接，因此速度较慢。

英特尔在2015年的100系列芯片组上就已经全面迈入了PCle 3.0时代。随后发布的200系列、300系列和400系列芯片组都基本维持了和100系列芯片组类似的规格。整个主板上主要包含CPU提供的用于直连显卡的16条PCle 3.0通道，CPU通过DMI 3.0总线连接南桥，以及南桥芯片组分出的24条PCle 3.0通道。需要说明的是，南桥和CPU之间的连接带宽是受到DMI总线限制的，也就是说无论南桥挂接多少设备，其最终和CPU传输数据的速度不会超过DMI 3.0总线的8GT/s。这就使得当用户在南桥的PCle 3.0通道上挂接了一个PGle 3.0 x4带宽的SSD时，在SSD全速读写的瞬间，会占满所有DMI 3.0通道的带宽，此时其余设备不能再通过DMI总线高速传输信息。

相比之下，AMD在PCle总线方面要激进一些。在2017年AMD发布第一代锐龙系列处理器的时候，就在CPU端留够了20条PCle 3.0总线，搭配X370主板使用时，直连CPU的除了GPU外，还可以额外挂接一个PCle 3.0 x4的设备，比如SSD。不过X370本身的规格较老，只能提供PCle 2.0的额外总线输出，但考虑到外围设备对带宽要求不高，因此这样的设计是基本够用的。

AMD在主板总线上的又一次激进是在2019年，随着第三代锐龙的发布，AMD发布的X570芯片组全面普及了PCle 4.0通道。这一次，不仅CPU拥有20个PCle 4.0通道，连接CPU和X570的总线采用PCle 4.0 x4，X570芯片组还能分出12个可配置的PCle 4.0通道来。AMD在卧薪尝胆多年后，终于在主板总线带宽方面胜出一局，扬眉吐气。

英特尔将PCle 4.0纳入主板规格要晚了不少。直到2021年，英特尔更换了全新的CPU架构并推出了500系列芯片组后，整个GPU和芯片组的总线架构才得以更新。2590芯片组终于改用了全新的PCle 4.0总线，CPU直连的总线通道数量从之前的16个提升至20个，这就意味着显卡占据了16个通道后，还剩余4个通道给SSD直连CPU。不仅如此，2590和CPU连接的DMI3.0总线改为x8规格，也就是带宽翻倍之16GT/s，这使得用户即使在2590芯片组上再挂接一个PCle 3.0 x4带宽的SSD，也不至于占满所有DMI总线，大大缓解了总线带宽不足的情况。

英特尔在PCle 4.0上似乎只是小小的过渡，2021年底，随着第十二代酷睿处理器的发布，英特尔再度抢先进入了PCle 5.0时代。2690针对总线部分进行了全面升级，搭配第十二代酷睿处理器，2690可以提供直连CPU的16条PCle 5.0总线和4条PCle4.0总线，后者用于连接诸如SSD这样的高速设备。此外，2690连接CPU的总线也更换至x8 DMI 4.0，其带宽高达32GT/s，极大地缓解了主板外部设备连接的带宽。2690本身也拥有12个PCle 4.0和16个PGle 3.0通道可以连接外部设备，极大地缓解了设备连接带宽不足、端口不足的问题。

除了PCle外，主板上另外一些设备端口的变化值得注意。比如NVMe端口，在Z170或者更早的时代，可能并不是主板的标准配置，但是从2270时代开始，就很少有主板不配置这个接口了，甚至一些高端主板还会配置2个NVMe.M2接口。USB接口方面速度也一直在升级，2270时代USB接口还只是3.0规格，2370时代就将其升级至USB 3.，1 Gen 1，2490开始支持USB 3.2Gen 2xl，2590则开始支持USB 3.2 Gen 2x2。AMD方面也是在X570之后，开始提供USB 3.2 Gen 2x1规范的支持，主板上开始出现高速的USB-C接口。

最后再来看看CPU接口在主板上的变化。由于英特尔从第六代酷睿处理器开始就没有更换过核心架构，因此从2015年的第六代酷睿处理器开始，英特尔一直使用LGA 1151接口，直到第十代酷睿改用了LGA 1200接口。不过，即使都是LGA 1151接口，其通用性也并不好，要搭配新的处理器需要对应相应的主板才行，英特尔的解释是供电设计和处理器内部结构设计的变化所致。第十代和第十一代酷睿全部采用了LGA 1200接口，有条件的主板甚至可以互换兼容使用。最新的第十二代酷睿则采用了全新的LGA 1700接口，比之前的所有接口都大了不少。AMD方面，AMD从X370主板支持的第一代锐龙处理器开始，就一直使用AM4接口不变，并且处理器基本保持对主板的向下兼容，方便了用户升级换代。此外，随着AMD Threadripper系列处理器的发布，搭配Threadripper处理器上市的X399主板采用的是Socket TR4接口，这个接口采用的和LGA类似的规格，触点在主板上，拥有4094个触点，是目前所有民用处理器中最大的接口，令人过目难忘。

主板的市场变化：几家兴起几家消失

前文曾提到，由于主板市场发展受英特尔和AMD掌控，同质化现象比较明显，因此品牌运作和产品宣传对厂商能力要求就非常高了。从2017年到2021年主板市场的发展来看，华硕和技嘉属于一个阵营，其余的厂商包括华擎、微星、七彩虹、影驰、铭瑄则属于另一个阵营，另外还有一些厂商正在试图进入这个市场，比如外设业界的NZXT等。当然，有不少品牌在发展过程中由于这样那样的原因，最终放弃了主板市场，包括斯巴达克、升技、DFI、捷波、精英、昂达等品牌，也有一些品牌逐渐在销声匿迹，我们很少听到他的声音，比如映泰。

总的来说，主板市场的目前的格局还是比较稳定的，头部企业占据了较多的市场资源和渠道资源，其余的企业正在努力寻找自己独特的定位，希望在这个市场上获得自己的发展空间。希望未来的五年、十年，我们能看到主板市场有这么多企业存在，他们百花齐放百家争鸣，这样的市场，才是一个有意义的、良性发展的市场。