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【IT产业20年变迁】从烽烟四起到巨头战争，主板20年风雨录

百家作者：微型计算机 2017-11-22 13:46:07

主板是什么？主板的英文即可以叫做Mainboard，也可以被称作Motherboard。无论是“main”，还是“mother”，无疑都暗示着主板在DIY行业的地位。回顾20年，整个主板产业从不那么受关注，到群雄逐鹿，从品牌众多，再到寡头时代。这20年的主板产业历经风雨，留下了太多的故事和太多值得纪念的回忆。

20年的主板技术变迁

相对于CPU、GPU这些高技术含量的芯片，在整个PC中主板其实是一个技术架构比较简单的组件。主板的主要功能就是将处理器、显卡、内存、存储设备以及外接设备的组件连接起来。而要将这些组件连接起来，让它们之间能进行信息交换，那么总线便必不可少，所以总线也是主板结构中最为重要的组成部分。简单来说就是，如果我们将主板看成一座城市，处理器、内存等各个功能部件是一栋又一栋房子，那么总线就是这些房子之间的道路。随着技术的日新月异，主板的结构和其技术也在发生变化。下面就让我们一起来回顾主板技术的发展之路。

CPU与芯片组间连接总线的变化

相信对DIY有一定了解的朋友应该知道，北桥芯片是个人PC中非常重要的部件之一，它主要负责处理器与内存、AGP端口或PCIe以及南桥芯片之间的通信。从1990年开始，Intel的处理器与北桥芯片之间通讯的总线名为前端总线（FSB）。前端总线的频率通常有66MHz、100MHz、133MHz、200MHz。不过就算以200MHz计算，其传输带宽也只有1.6GB/s（200MHz×64bit/8)）。当Intel处理器更新到Core 2 Extreme时，前端总线的频率最高可达到400MHz，带宽也提升至12.5GB/s。

作为Intel的竞争对手，在Intel采用前端总线时，AMD则采用了EV6总线。不过到了2001年，AMD正式推出并在其处理器上采用HT（Hyper-Transport）总线，其总线频率范围在200MHz～800MHz之间。同时配合DDR技术，HT总线的实际数据激发频率可达到400MHz～1.6GHz。

在总线速度方面，800MHz下双向32bit模式的总线带宽能够达到12.8GB/s，这远远高于当时任何一种总线技术。随后HT总线技术不断更新迭代，从HT 1.0发展到HT 2.0、HT 3.0，再到HT 3.1。于2008年诞生的HT 3.1，其总线频率最高可达3.2GHz，而64bit带宽可达51.2GB/s。

不过随着内存频率和显卡性能的提升，处理器和北桥芯片之间的总线带宽开始存在愈发明显的瓶颈。因此在处理器更新迭代的过程中，Intel和AMD逐渐将内存控制器、PCIe控制器集成到处理器中，通过处理器内部的总线与它们通信，这样处理器和内存、PCIe控制器之间的通讯将不再通过北桥芯片，所以目前主板上北桥芯片也已经不复存在。随着北桥芯片的消失，原来通过北桥芯片与处理器进行数据传递的南桥芯片也改为直接与处理器相连。

▲SiS756北桥芯片与处理器之间的通道便是HT总线，此时内存控制器已经整合到处理器中，但显卡还没有直连处理器。

主板结构的变化

主板上最重要的核心构成组件自然非芯片组莫属，从某种意义上来讲，芯片组的类型决定了主板的级别和档次。在早期的主板上，集成内存控制器、集成显卡、PCI/PCIe控制器的北桥芯片，以及集成存储部分、网络、音频控制部分的南桥芯片是必不可少的两大核心组成部件。

不过随着PC技术的发展，为了提高处理器与内存、显卡之间的数据传输速率并降低延迟，就像本文前面所说，北桥芯片最终被集成到了处理器中。值得一提的是，在2010年前，集成显卡都是设计在主板的北桥芯片内，并通过前端总线与处理器进行数据传输。直到英特尔率先推出了第一款整合图形核心的Clarkdale处理器，北桥芯片内的集成显卡才慢慢消失。

扩展插槽：从PCI到AGP再到PCIe

为了连接显卡、网卡、声卡等各类扩展卡，在主板扩展插槽的发展史上，主要出现了PCI、AGP以及PCIe这3种扩展插槽。其中，最初的PCI接口是由英特尔于1991年推出，能够工作在33MHz频率之下，其传输带宽为133MB/s(33MHz×32bit/8)。虽然133MB/s的数据传输带宽对于声卡、网卡等大多数I/O设备而言显得绰绰有余，但却无法满足性能日益强大的显卡。

因此，英特尔于1996年7月正式推出了AGP接口。该接口拥有1x和2x这两种模式，数据传输带宽分别能够达到266MB/s和533MB/s。随后，AGP插槽升级到AGP2.0(AGP4X)、AGP Pro以及AGP 3.0(AGP8X)，并且2000年8月推出的AGP 8X的数据传输带宽也达到了2.1GB/s。

▲华硕P4P800-865PE采用的就是AGP插槽。

不过在3年后，PCI-SIG推出了PCIe 1.0a规范，并且PCIe接口拥有x1、x4、x8、x16这4种模式。同时，与拥有4GB/s带宽的PCIe x16接口相比，AGP 8X接口在速度上就毫无优势可言。不仅如此，由于AGP接口仅能连接图形加速卡，而PCIe接口则能够连接显卡、网卡、声卡等多种设备。因此，市面上采用AGP接口的主板便越来越少，这种接口也逐渐走向消亡。

反观PCIe接口，在一举将AGP接口“拉下神坛”之后，PCIe接口不断更新迭代。在2010年11月，PCIe 3.0规范正式发布之后，PCIe3.0 x16的数据传输带宽能够达到15.754GB/s。不仅如此，采用PCIe 3.0接口的网卡、SSD也比比皆是。而到了2011年11月，PCIe 4.0规范也正式问世，并且PCIe 4.0 x16的数据传输带宽可达31.508GB/s，与PCIe3.0 x16的数据传输带宽相比翻了一倍。

存储接口：从IDE到SATA再到NVMe

随着主板技术的更新，存储接口也经历了从IDE到SATA，再到引入NVMe协议的变迁。首先，IDE接口也被称为ATA接口，最早是由康柏、西部数据等几家公司在1986年共同开发，并在上个世纪九十年代初开始应用于台式机系统。同时，这种接口的版本也从ATA-1一直发展到了ATA-7。但当ATA接口发展到ATA-6时，这种接口的电缆属性、连接器和信号协议都出现了较大的技术瓶颈，并且想要在技术上突破这些瓶颈的难度较大。因此，这种存储接口被替代的命运也在所难免。

▲在IDE接口逐渐走向消亡之际，不少主板同时板载IDE和SATA接口。

到了2000年11月，SATA存储接口应运而生。相比ATA接口，全新的SATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，比ATA-7所能达到的133MB/s还要高。同时，SATA总线还具备了比ATA接口更强的纠错能力。不过，SATA和ATA最明显的分别还是在接口的外观上—相比ATA接口，SATA接口采用了更细的排线，这有利于机箱内部的空气流通，从而提高PC的稳定性。时至今日，SATA接口已然成为通用的储存界面标准，并且其数据传输带宽也从第一代的150MB/s发展到第三代SATA接口的600MB/s。

然而在目前对于我们消费者来说，随着NVMe协议的引入，我们在存储接口方面有了更多选择，其中就包括目前市面上备受欢迎的M.2接口。相比采用SATA接口的SSD，采用NVMe协议的M.2接口的SSD在最大传输带宽上能够达到4GB/s，并且其实用性也超越前者，所以采用NVMe协议的M.2接口的SSD逐渐成为SSD市场的主流。

20年来影响主板发展的经典产品

1998年

华硕P2B-F，Pentium 时代最为经典的主板。

2000年

技嘉BX2000+，BX时代的绝唱。

2002年

升技NF7主板，nForce2芯片的代名词。

2005年

映泰TForce6100-AM2，不要显卡也能玩游戏。

2012年

技嘉GA-Z77-UP7，霸气37相供电。

2017年

ROG Maximus IX Apex，超频神器。

主板行业：分久必合

“分久必合”虽然评论的是三国时期的天下形势，但用来形容主板行业的发展历史也不无道理。主板行业是PC产业尤其是PC DIY发展起来后才日渐火爆并为玩家所熟知的。早期的主板市场主要被台系的品牌所掌控，主要有华硕、技嘉、微星、磐英、精英、梅捷、硕泰克、映泰、升技、DFI等厂商，并且这些厂商旗下产品也各有特色。

在2000年左右，随着主板行业的红火，大量通路厂商也纷纷崛起。所谓通路，就是指销售渠道，通路商也就是掌控了销售渠道的商人。通路品牌本身并没有太大的研发实力，而是依靠代工厂进行产品的研发和生产，以高性价比的策略，迅速打开市场。

与此同时，台系厂商也在积极变化迎战。由华硕投资成立，专供中低端市场的华擎开始把持入门级主板市场。技嘉、微星等厂商也纷纷放下身段，推出入门级产品并拉低价格。而通路厂商也在变化，部分品牌依靠强大的出货能力，开始进行技术研发，从而谋求转型。

不过，这样的竞争态势并没有维持多久。到2010年左右，部分主板品牌商在激烈的竞争中开始难以为继，纷纷退出主板市场，而此时的整个主板市场也变成了通路几大品牌和台系的四大品牌之间的竞争。这个时候，随着英特尔和AMD开始清洗芯片行业，以及威盛、英伟达等厂商的退出，芯片市场逐渐被两大上游厂商把持，下游厂商在产品上开始逐渐受到上游厂商的严格限制，包括规格、价格等，产品同质化日趋明显。

在这种情况下，拥有更强大研发实力的华硕、技嘉等品牌反而发挥出了自己的优势，能够不断地开拓更新的技术并带来新的市场热点。

比如2010年左右各家都在不断地比拼主板散热，无论是多热管还是“摩天轮”，台系厂商都先行一步，后来的一键超频、主板和插槽颜色搭配以及主板“灯厂”的个性化风潮，也都是由台系厂商引领并发扬光大。在这个时间段，通路厂商研发实力不济，再加上PC市场逐渐饱和、网吧市场逐渐萎缩、产品同质化严重等问题逐一显现。更重要的是玩家经济实力提升，不再一味追求性价比，都使得靠“量”出货的通路主板品牌开始逐渐走下坡路。

时至今日，主板市场的格局已经基本形成了华硕、技嘉两大巨头领衔一线，华擎、微星、七彩虹、映泰等占据二线，铭瑄、盈通、昂达、梅捷等品牌屈居三线的态势。其中，主板市场的绝大部分份额都被华硕和技嘉这两大主板“巨头”所占据。同时，整个主板市场的销量还在继续向一线和二线倾斜，部分三线品牌甚至没有超过800元的产品，退出市场很可能只是时间问题。未来数年，市场可能形成两大一线加少数二线品牌的态势，而三线品牌则可能会逐渐淡出人们的视线，整个主板产业也将呈现集中、垄断和强者愈强的态势。