电脑主板有哪些规格？（合集）

时间：2023-01-18

　　本文是以前发布的相关文章的合订本。方便读者集中阅读。

　　1，ATX和microATX

　　ATX规范是Intel很早发布的个人计算机设计规范，按ATX规范设计的主板简称ATX主板。ATX主板有两种版面设计，完整尺寸的ATX主板，其平面尺寸规格是12”×9.6”（305mm×244mm）。还有一种缩小尺寸的规格，称为MicroATX，其平面尺寸规格是9.6”×9.6”（244mm×244mm）。两种尺寸的主板都能安装到ATX机箱中。

　　除了外形尺寸，ATX规范还对机箱内部的布局，主板上重要组件的排布，以及安装螺孔的位置和大小等等都有要求。

　　下图是ATX和MicroATX平面尺寸、螺孔位置示意图（图片来自规范文件）。

　　下图是ATX主板实物照片（图片来自网络）

　　ATX这种规格的主板，主要应用于台式个人电脑。也有少量应用于工业自动化、交通运输，通信等行业。应用在工业领域时，ATX主板一般是安装在4U工控机箱内。更多详细信息请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》。与ATX有点类似的，还有BTX规范，因为用的不多，略过。

　　2，mini-ITX主板

　　mini-ITX主板是在microATX主板的基础上，进一步缩小尺寸，平面尺寸仅有170mm×170mm。保留了C、F、H、J四个螺孔位置，并且保持它们之间的相对位置不变。请参阅下图（图片来自规范文件）。因此，mini-ITX主板兼容ATX机箱。

　　Mini-ITX主板一般只有一个总线扩展插槽，如果需要用到更多的功能卡时，可以采用转接卡（Rise Card）来增加总线扩展插槽。转接卡实物照片如下图所示（图片来自网络）：

　　由于mini-ITX主板的尺寸比较小，除了在个人电脑中广泛应用外，也被较多应用到自动化控制和医疗设备等领域。但应用在工业领域时，往往会根据需要做出较大的调整。比如弃用ATX电源接口，改为单电压（比如单12V）供电；弃用内存插槽，改用Onboard内存；加入更多的串口或更多的显示接口，加入Onboard电子盘或CF卡座等等。

　　下图是ITX主板实物照片（图片来自网络）

　　更详细的规格说明，请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》

　　3，插卡式主板

　　插卡式主板是把主板做成附加卡（Add-in-Card）的形式，和显卡外形一样，在主板的一侧边缘，有一排金手指，可以插到背板上指定的扩展槽内。背板上有很多扩展槽，通过这些扩展槽，可以扩充许多功能卡。功能卡和主板是平行插到背板上的。空间利用率比较高，系统散热相对较好。这种结构一般应用在工业自动化等领域。

　　最先发布的插卡式主板规格，是由PICMG 1.0（PCI-ISA）规范所定义。该规范有定义全长卡（Full Size）和半长卡（Half Size）两种规格，全长卡的平面尺寸是338mm × 126mm，半长卡的平面尺寸是185mm × 122mm。半长卡又分为：只有PCI扩展总线的，称为PCI半长卡，只有ISA扩展总线的，称为ISA半长卡。更多详细信息请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》。

　　在PCI Express总线规范发布后，PICMG又基于PCI Express发布了PICMG 1.3（SHB Express）规范。该规范主要是加入了PCI Express总线，放弃了ISA总线。平面尺寸基本没变。

　　另外，与插卡式主板相关的，PICMG还发布了PICMG1.1（PCI-PCI桥板）和PICMG1.2（嵌入式PCI-X）等规范。有兴趣的读者可以查阅相关文献。

　　下图是PICMG1.0全长卡主板（图片来自网络）：

　　下图是PICMG1.3全长卡主板（图片来自网络）：

　　下图是插卡式主板安装在机箱内的照片（图片来自网络）：

　　4，cPCI主板、CPCIe主板

　　CompactPCI是PICMG发布的PICMG 2.0规范，简称cPCI。符合cPCI规范的cPCI主板采用欧式板卡外形，有3U和6U两种规格。

　　3U前端板的平面尺寸为100mm×160mm，3U后端IO板的平面尺寸为100mm×80mm；

　　6U前端板的平面尺寸为233.35mm×160mm，6U后端IO板的平面尺寸为233.35mm×80mm。

　　cPCI主板和插卡式主板近似，也是主板和功能卡平行插入背板中使用。但cPCI主板上没有金手指，采用HM连接器和背板连接。6U主板上最多可以装配5个HM连接器，3U主板最多可以装配2个HM连接器。HM连接器的相对位置以及位置编号是固定的，分别为J1~J5。在这些连接器中，多数引脚的信号分配是固定的。

　　设计工程师可以根据应用的需要，只启用部分连接器，但连接器的相对位置不能移动，位置编号最好也不要修改。

　　下面是6U cPCI主板实物照片（图片来自网络）

　　下面是3U cPCI主板实物照片（图片来自网络）

　　cPCI主板较多应用在通信、电力和网络等行业。

　　PXI是cPCI在仪器领域的具体应用。主板和功能卡的尺寸和装配方式基本没变，但功能和引脚定义有做特别调整。有兴趣的读者可以翻阅相关文献。

　　在PCI Express总线规范发行后，PICMG也推出了cPCI的换代版本: CompactPCI Express规范或称PICMG EXP.0规范。有时简写作CPCIe。

　　CPCIe引入了eHM连接器、ADF连接器、UPM电源连接器等，过渡产品中仍然保留HM连接器。连接器的相对位置以及位置编号仍然固定不变的。更多细节，请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》或其它相关文献。

　　下面是6U CPCIe主板实物照片（图片来自网络）。左边是传统HM连接器，右边是新的连接器。

　　5，PC/104、PCI-104、PCIe/104、EPIC

　　PC/104是PC/104嵌入式协会（PC/104 Embedded Consortium）于1992年发布的规范。符合该规范的主板和功能卡，分别称为PC/104主板和PC/104模块。PC/104主板有时也被称为PC/104模块。如下图所示（图片来自网络）

　　标准的PC104主板，平面尺寸只有90mm X 96mm，有两个总线连接器J1和J2，分别用于传输PC、PC/AT总线（合称ISA总线）。连接器的上半部分是母座，连接器的下半部分是排针，特殊的连接器结构，成就了PC/104主板和模块的堆叠安装方式。完成安装后，下一层PC/104模块的PCB上表面，到上一层PC/104模块的PCB下表面，高度为15mm。如下图所示（图片来自规范文件）。

　　由于PC/104主板的平面尺寸和高度都很小，不利于散热，因此，这种结构的产品一般都选择功耗较低的零部件，让模块自身发热量尽可能地低，因此更加适合嵌入到工业设备中，作为设备的核心控制单元。

　　在PCI总线规范发布后，PC/104嵌入式协会也发布PC/104的换代规范，对PC/104模块做了必要的升级：

　　保留ISA总线（即PC、PC/AT总线），在ISA总线连接器对侧增加PCI总线连接器的模块，称为PC/104 Plus模块。有时写作PC/104+

　　如果模块没有ISA总线连接器，只有PCI总线连接器，则称为PCI-104模块。

　　在PCI Express总线规范发布后，PC/104嵌入式协会再次发布换代规范，再次对PC/104模块进行必要的升级：

　　，废除ISA总线连接器，在原ISA总线连接器的位置上，加入PCI Express(简称PCIe)总线连接器。如果模块同时拥有PCI和PCIe总线连接器，称为PCI/104 Express模块。如果模块没有PCI总线连接器，只有PCIe总线连接器，则称为PCIe/104模块。请参阅下图（图片来自规范文件）：

　　另外，PC/104嵌入式协会还发布了EPIC和EPIC Express规范。

　　简单地说，EPIC就是PC/104模块、PC/104 Plus模块、PCI-104模块的尺寸放大版本，允许这些主板适当扩大版面，但总线连接器的相对位置不变。而EPIC Express是PCI/104-Express模块、PCIe/104模块的尺寸放大版本。更多详细信息请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》。

　　PC/104主板及其后续换代产品，一般应用在智慧电网、移动医疗设备、工业设备控制等领域。

　　下面是EPIC模块和EPIC Express模块的尺寸和功能区划示意图（图片来自规范文件）：

　　6，ETX模块、XTX模块

　　ETX是指Embedded Technology eXtended，ETX是较早提出将计算机主板的核心部分与外围I/O部分分开设计的规范。计算机的核心部分做成一个独立的模块，称之为ETX模块；外围I/O部分做成载板（Carrier board）。ETX模块和载板之间通过4个板对板连接器连接。ETX模块的平面尺寸为95mm X 114mm。

　　下面是ETX模块实物底面照片（图片来自网络）

　　下面是ETX载板实物照片（图片来自网络）

　　两张图片的缩小比率不同，实际载板比模块大很多，模块底面两边各有两个连接器，把模块翻过来，正好可以扣入载板上的四个连接器。两边的两个连接器之间，间距不同，起到防插错的作用。

　　XTX是指eXtended Technology for ETX。是ETX的延续和升级。平面尺寸、连接器位置基本没变，主要是把X2连接器上的ISA信号废除，换成PCIe、USB、SATA、LPC、HD Audio等信号，其它三个连接器上的信号基本没变。

　　ETX和XTX主要应用在军工、医疗、强固移动工作站等领域。

　　许多复杂的工业控制系统，大多数会采用模块化计算机主板。一是系统集成商可以集中精力专注自己擅长的领域，把自己不是很擅长的计算机主板外包出去，可有效降低技术门槛。二是系统集成商开发出一套载板之后，可以换用不同运算能力的计算机模块，快速实现产品系列化和更新换代。大缩短了开发周期并丰富了产品线。

　　更多信息请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》

　　7，COM Express模块

　　COM是指Computer On Module。COM Express规范是PICMG制定的模块计算机规范（也称COM.0）。COM Express有时简写作COM-E或COMe。符合COMe规范的主板称为COMe模块。

　　COMe模块的平面尺寸有四种规格：

　　Mini Module：版面尺寸为84mm X 55mm。也称Nano Module。

　　Compact Module：版面尺寸为95mm X 95mm。

　　Basic Module：版面尺寸为125mm X 95mm。

　　Extended Module：版面尺寸为155mm X 110mm）。

　　以上模块，除Mini Module只使用一个连接器外，其它三种模块都可以使用两个连接器。连接器的相对位置不变。

　　连接器有多种引脚定义：

　　R1.0版定义了：Type1、Type2、Type3、Type4、Type5等五种；

　　R2.0版在R1.0的基础上，又增加了Type6和Type10；

　　R3.0版COM Express规范废除了Type1~Type5，调整了Type6和Type10的定义，增加了Type7。

　　下面是COMe模块实物顶层照片（图片来自网络）：

　　下面是COMe模块实物底层照片（图片来自网络）：

　　下面是COMe载板实物照片（图片来自网络）：

　　COM Express模块与ETX&XTX模块的市场基本重叠，COM Express模块推出不久就慢慢取代了ETX&XTX模块。更多相关信息，请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》。

　　8，COM-HPC模块

　　COM-HPC(for “Computer on Module – High Performance Computing”) 是PICMG推出的新一代模块式计算机，分为服务器模块和客户端模块。两者的引脚定义有所不同，它们的载板不要交叉使用。COM-HPC模块平面尺寸有五种。分别为：

　　尺寸A为95mm x 120mm，推荐客户端模块使用；

　　尺寸B为120mm x 120mm，推荐客户端模块使用；

　　尺寸C为160mm x 120mm，推荐客户端模块使用；

　　尺寸D为160mm x 160mm，推荐服务器模块使用；

　　尺寸E为200mm x 160mm，推荐服务器模块使用。

　　下面是各种尺寸模块的对比图。（图片来自PICMG官方资料）

　　下面是COM-HPC装配示意图（图片来自PICMG官方资料）

　　注：COM Express、ETX、XTX模块的装配与之类似。

　　下面COM-HPC模块底面实物照片（图片来自网络）

　　COM-HPC规范引入了IPMI管理功能框架，管理架构如下图所示（图片来自PICMG官方文档）

　　按照模块和载板是否使用该管理功能，又把模块和载板分为几种：

　　M.U：非托管模块，模块不支持管理功能；

　　M.B：托管模块，模块支持IPMI基本管理指令集；

　　M.F：完整支持管理功能的模块；

　　C.U：非托管载板，不包含可以管理COM-HPC模块的BMC类型设备；

　　C.M：托管载板，包含可以管理COM-HPC模块的BMC类型设备；

　　下面是关于模块和载板的管理特性级别与命名的详细说明（图片来自PICMG官方文档）

　　下面是服务器模块和客户端模块可选管理功能接口汇总表（图片来自PICMG官方文档）。注：Min是必选功能，Max是最多可用数量。

　　9，Qseven

　　Qseven规范从2.0版开始由嵌入式技术标准化小组（SGeT）发布。标准的Qseven模块的平面尺寸只有7cm x 7cm。取Quadratic单词的字头和数字Seven，组合成Qseven。有时简写成Q7。Qseven规范还定义了一款缩小版模块，平面尺寸只有7cm x 4cm，称为μQseven。

　　Qseven模块做成mini-PCI卡的形式，一侧边缘有金手指。可以插入载板上的MXM连接器。载板设计人员可以根据规范和实际需要，选择使用尽可能少或尽可能多的 I/O 接口。Qseven模块的最小功能和最大功能配置如下表所示（原表来自《工业计算机硬件技术支持手册》）

　　Qseven模块主要应用在需要超低功耗，对CPU运算能力要求是很高的场合。比如小型移动医疗设备、其它移动终端设备等等。更多细节请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》

　　下面是Qseven模块实物照片（图片来自网络）

　　10，SMARC

　　SMARC即Smart Mobility ARChitecture，智能移动架构。是嵌入式技术标准化小组（SGeT）推出的多功能小型计算机模块。模块有两种尺寸规格：82mm x 50mm 和82mm x 80mm。模块的一侧边缘是金手指，可插入载板上的MXM3连接器中使用。模块的功耗通常低于6W，但也可以高达15W左右。

　　SMARC模块有最低功能限制和功能扩充选择限制。详细如下表所示（原表来自《工业计算机硬件技术支持手册》）

　　SMARC模块的应用领域和Qseven模块差不多，主要应用于各类移动终端设备。依靠电池就能很长久地工作。更多细节请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》

　　下图是SMARC模块实物照片（图片来自网络）：

　　11，其它主板

　　除了前面介绍的主板规格，常见的还有3.5英寸主板、5英寸主板等等。

　　3.5英寸主板的尺寸和3.5英寸硬盘尺寸差不多，多应用于工业控制领域。由于设计制造难度不是很大，许多商业主板厂商也参与竞争，导致利润空间缩小，耐用性降低，许多工业主板厂商已淘汰了这个规格的主板。目前只有少数厂商仍有出货。

　　下面是3.5英寸主板和硬盘实物对比照片。

　　5英寸主板实际上是按PC/104嵌入式协会发布的EBX和EBX Express规范设计的主板。平面尺寸为5.75 x 8英寸。大小和5英寸的全尺寸光驱差不多（新的光驱略有缩短）。5英寸主板因为存在结构上的先天不足，主板容易翘曲变形，加上许多商业主板厂商加入竞争，耐用性和稳定性降低，现在已基本停产。

　　下面是5英寸主板和新光驱实物对比照片。

　　还有一些厂商推出了2英寸主板和4英寸主板，不过不是国际通行规格，可以算是自定义主板规格了。本文不讨论自定义主板规格。

　　除了以上介绍的这些，计算机主板还有不少其它规格，因为本人得少用到，不太熟悉，所以没有介绍。有熟悉的朋友可以为拙文续上豹尾，也算是为大家做了一份贡献。