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探讨:主流消费级主板的尺寸与设计主要由什么决定?

Mini-ITX还能更小,在行业标准更新的前提下,否则只能是戴着镣铐跳舞。

DIY PC市场的行业规则制定者是大企业与大联盟

例如Intel,而不是消费者和爱好者,这不是一个消费者拥有大量话语权的行业。当然相比笔电、平板、手机等行业,还是自由不少的。

为什么哪怕Mini-ITX主板,在某些部位也这么“粗犷”、“大型化”?

这与行业规范有关联:

https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000006996/boards-and-kits.html

上边是一块英特尔主板上该遵循的各种设计标准与建议。

其中包括了ATX Specification:

这其实就是Intel对于主板设计制造与硬件系统构建所做出的指导,最后一次更新于2002年,确实比较久远了,虽然不乏一定科学性,但是行业与技术终究已积累很多改变。

在文档里,我们可以看见对于主板、机箱安装孔的设计规范:也可以看见对于板上各种拓展槽的位置示范:

对于背部I/O面板区域的规范:

除此之外,还对主板PCB上不同性质部件之间的距离、CPU插槽位置、内存插槽位置做了定义。

举个例子:LGA1151平台内存插槽位置布局的一些规范

3.3.6 Memory Sockets

The exact location of the memory sockets is not rigidly specified. Ideally, the sockets should be located to the right of the seventh expansion slot and far enough toward the back edge of the board to clear the chassis peripheral bays. This will enable easy upgrade by the end user. The exact location of the sockets will be dictated by the processor and core logic placement requirements. Two of the most likely locations are:

• Placed rear to front between the processor and the seventh expansion slot, or

• Placed left to right between the processor and the front edge of the board.

根据要求可以得到大约是这样:

其实英特尔并没有详细规定内存插槽“必须”在哪儿 (not rigidly specified),但其需要遵循的基本原则有:

  1. 它在主板第七条拓展槽垂直延伸距离的右边;
  2. 它在主板CPU插槽(有“禁入区”)与前沿边缘之间。

为什么内存插槽要在CPU插槽的右边?

很大一部分的原因为了更好的内存布线。

LGA1151的针脚定义可以在Intel自家官网的八、九代酷睿的Datasheet查到:

https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/8th-gen-processor-family-s-platform-datasheet-vol-1.pdf

其中 9.1-Ball Map 便是,文档里分成了左/中/右三张图:

上半部分
中间部分
下半部分

为便于物理位置上的理解,将它们拼成了一张:

做图比较渣

网上的美化版,旋转过了就方便按图索骥,对应LGA1151插槽的每个触点:

顺时针旋转90°以便理解

接着不难发现,所有出现”DDR”(Double Data Rate) 字眼的触点(例如淡紫色、天蓝色、卡其色、湖绿色),几乎都分布在了右侧。

既然触点全部靠右,不难明白主板内存插槽为何靠右了,缩短物理距离嘛。

线路距离问题

大家都知道,各路专业人士也反复讲过:物理线路越短,讯号延迟越低。

英特尔似乎并没有提及“内存插槽不准距离CPU插槽太近”?

确实没有说,但不代表没有业内上限。

放大观察一块双内存槽ITX主板,与四内存槽ATX主板的内存布线区域:

不难发现,四槽内存的布线相对双槽是相当密集的,可以理解为“进步空间很小”了,线路并不是直线(不如说大部分都不是直线),占用空间自然更多。

为什么不做直线呢?

为了内存讯号同时到达CPU减少误差,要做到一条DDR4 DIMM的288个触点、144条线路与主板LGA1151插槽对应触点连接的线路等长,“甩线”大概就是这样的:

自然,四槽主板的布线会更密集复杂,同时“甩线”工艺是有极限的,线路分布密度也会受到材料科学发展进程(当然也有成本)的阻挠,所以想要让内存槽无限接近CPU插槽,是需要技术与工艺进一步发展才能支撑起来的。

当然,这也是在给散热器(尤其风冷)厂商作适配协调,提高散热器兼容度也是很重要的。

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4 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 补图,“背部I/O面板区域的规范:”

  2. 硬核内容,专业!!得请老师讲解一下

  3. 太硬核了!

  4. 牛批!

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