概念
由於主機板是電腦中各種設備的連線載體，而這些設備的各不相同的，而且主機板本身也有晶片組，各種I/O控制晶片，擴展插槽，擴展接口，電源插座等元器件，因此制定一個標準以協調各種設備的關係是必須的。所謂主機板結構就是根據主機板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形狀，所使用的電源規格等制定出的通用標準，所有主機板廠商都必須遵循。
主機板類型
主機板結構分為AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等結構。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主機板結構，現在已經淘汰；而LPX、NLX、Flex ATX則是ATX的變種，多見於國外的品牌機，國內尚不多見；EATX和WATX則多用於伺服器/工作站主機板；ATX是目前市場上最常見的主機板結構，擴展插槽較多，PCI插槽數量在4-6個，大多數主機板都採用此結構；Micro ATX又稱Mini ATX，是ATX結構的簡化版，就是常說的“小板”，擴展插槽較少，PCI插槽數量在3個或3個以下，多用於品牌機並配備小型機箱；而BTX則是英特爾制定的最新一代主機板結構。
在PC推出後的第三年即1984年，IBM公布了PCAT。AT主機板的尺寸為13"×12"，板上集成有控制晶片和8個I/0擴充插槽。由於AT主機板尺寸較大，因此系統單元（機箱）水平方向增加了2英寸，高度增加了1英寸，這一改變也是為了支持新的較大尺寸的AT格式適配卡。將8位數據、20位地址的XT擴展槽改變到16位數據、24位地址的AT擴展槽。為了保持向下兼容，它保留62腳的XT擴展槽，然後在同列增加36腳的擴展槽。XT擴展卡仍使用62腳擴展槽（每側31腳），AT擴展卡使用共98腳的的兩個同列擴展槽。這種PC AT匯流排結構演變策略使得它仍能在當今的任何一個PC Pentium/PCI系統上正常運行。
PC AT的初始設計是讓擴展匯流排以微處理器相同的時鐘速率來運行，即6MHz 的286，匯流排也是6MHz；8MHz的微處理器，則匯流排就是8MHz。隨著微處理器速度的增加，增加擴展匯流排的速度也很簡單。後來一些PC AT系統的擴展匯流排速度達到了10和12MHz。不幸的是，某些適配器不能以這樣的速度工作或者能很好得工作。因此，絕大多數的PC AT仍以8或8.33MHz為擴展匯流排的速率，在此速度下絕大多數適配器都不能穩定工作。
AT主機板尺寸較大，板上能放置較多的元件和擴充插槽。但隨著電子元件集成化程度的提高，相同功能的主機板不再需要全AT的尺寸。因此在1990年推出了Baby/Mini AT主機板規範，簡稱為Baby AT主機板。
Baby AT主機板是從最早的XT主機板繼承來的，它的大小為15"×8.5"，比AT主機板是略長，而寬度大大窄於AT主機板。Baby AT主機板沿襲了AT主機板的I/0擴展插槽、鍵盤插座等外設接口及元件的擺放位置，而對記憶體槽等內部元件結構進行了緊縮，再加上大規模積體電路使內部元件減少，使得Baby AT主機板比AT主機板布局緊湊而功能不減。
但隨著計算機硬體技術的進一步發展，計算機主機板上集成功能越來越多，Baby AT主機板有點不負重荷，而AT主機板又過於龐大，於是很多主機板商又採取另一種折衷的方案，即一方面取消主機板上使用較少的零部件以壓縮空間（如將I/0擴展槽減為7個甚至6個，另一方面將Baby AT主機板適當加寬，增加使用面積，這就形成了眾多的規、外圍設備接口及主機板固定孔的位置不加改動，使得即使是最小的Baby AT主機板也能在標準機箱上使用。最常見的Baby AT主機板尺寸是3/4Baby AT主機板（26.5cm×22cm即10.7"×8.7"），採用7個I/0擴展槽。
由於Baby AT主機板市場的不規範和AT主機板結構過於陳舊，英特爾在95年1月公布了擴展AT主機板結構，即ATX（AT extended）主機板標準。這一標準得到世界主要主機板廠商支持，目前已經成為最廣泛的工業標準。97年2月推出了ATX2.01版。
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Baby AT結構標準的首先表現在主機板橫向寬度太窄（一般為22cm），使得直接從主機板引出接口的空間太小。大大限制了對外接口的數量，這對於功能載來越強、對外接口越來越多的微機來說，是無法克服的缺點。其次，Baby AT主機板上CPU和I/0插槽的位置安排不合理。早期的CPU由於性能低、功耗小，散熱的要求不高。而今天的CPU性能高、功耗大，為了使其工作穩定，必須要有良好的散熱裝置，加裝散熱片或風扇，因而大大增加了CPU的高度。在AT結構標準里CPU位於擴展槽的下方，使得很多全長的擴展卡插不上去或插上去後阻礙CPU風扇運轉。記憶體的位置也不盡合理。早期的計算機記憶體大小是固定的，對安裝位置無特殊要求。Baby AT主機板在結構上按習慣把記憶體插槽安放在機箱電源的下方，安裝、更換記憶體條往往要拆下電源或主機板，很不方便。記憶體條散熱條件也不好。此外，由於軟硬碟控制器及軟硬碟支架沒有特定的位置，這造成了軟硬碟線纜過長，增加了電腦內部連線的混亂，降低了電腦的中靠性。甚至由於硬碟線纜過長，使很多高速硬碟的轉速受到影響。ATX主機板針對AT和Baby AT主機板的缺點做了以下改進：
主機板外形在Baby AT的基礎上鏇轉了90度，其幾何尺寸改為30.5cm×24.4cm。
採用7個I/O插槽，CPU與I/O插槽、記憶體插槽位置更加合理。
最佳化了軟硬碟驅動器接口位置。
提高了主機板的兼容性與可擴充性。
採用了增強的電源管理，真正實現電腦的軟體開/關機和綠色節能功能。
Micro ATX保持了ATX標準主機板背板上的外設接口位置，與ATX兼容。
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Micro ATX主機板把擴展插槽減少為3-4隻，DIMM插槽為2-3個，從橫向減小了主機板寬度，其總面積減小約0.92平方英寸，比ATX標準主機板結構更為緊湊。按照Micro ATX標準，板上還應該集成圖形和音頻處理功能。目前很多品牌機主機板使用了Micro ATX標準，在DIY市場上也常能見到Micro ATX主機板。
BTX是英特爾提出的新型主機板架構Balanced Technology Extended的簡稱，是ATX結構的替代者，這類似於前幾年ATX取代AT和Baby AT一樣。革命性的改變是新的BTX規格能夠在不犧牲性能的前提下做到最小的體積。新架構對接口、匯流排、設備將有新的要求。重要的是目前所有的雜亂無章，接線凌亂，充滿噪音的PC機將很快過時。當然，新架構仍然提供某種程度的向後兼容，以便實現技術革命的順利過渡。
BTX具有如下特點：
支持Low-profile，也即窄板設計，系統結構將更加緊湊；
針對散熱和氣流的運動，對主機板的線路布局進行了最佳化設計；
主機板的安裝將更加簡便，機械性能也將經過最最佳化設計。
而且，BTX提供了很好的兼容性。目前已經有數種BTX的派生版本推出，根據板型寬度的不同分為標準BTX （325.12mm）， microBTX （264.16mm）及Low-profile的picoBTX （203.20mm），以及未來針對伺服器的Extended BTX。而且，目前流行的新匯流排和接口，如PCI Express和串列ATA等，也將在BTX架構主機板中得到很好的支持。
值得一提的是，新型BTX主機板將通過預裝的SRM（支持及保持模組）最佳化散熱系統，特別是對CPU而言。另外，散熱系統在BTX的術語中也被稱為熱模組。一般來說，該模組包括散熱器和氣流通道。目前已經開發的熱模組有兩種類型，即full-size及low-profile。
得益於新技術的不斷套用，將來的BTX主機板還將完全取消傳統的串口、並口、PS/2等接口。
北橋晶片
北橋晶片（NorthBridge）是主機板晶片組中起主導作用的最重要的組成部分，也稱為主橋（HostBridge）。一般來說，晶片組的名稱就是以北橋晶片的名稱來命名的，例如英特爾965P晶片組的北橋晶片是82965P，975P晶片組的北橋晶片是82975P等等。北橋晶片負責與CPU的聯繫並控制記憶體、AGP，PCI-E數據在北橋內部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統的前端匯流排頻率、記憶體的類型（SDRAM，DDR，DDR2以及DDR3等等）和最大容量、AGP插槽、PCI-E插槽，ECC糾錯等支持，整合型晶片組的北橋晶片還集成了顯示核心。通常在主機板上靠近CPU插槽的位置，這主要是考慮到北橋晶片與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。因為北橋晶片的數據處理量非常大，發熱量也越來越大，北橋晶片都覆蓋著散熱片用來加強北橋晶片的散熱，有些主機板的北橋晶片還會配合風扇進行散熱。
南橋晶片
南橋晶片（SouthBridge）也是主機板晶片組的重要組成部分。主要負責I/O匯流排之間的通信以及IDE設備的控制等。例如英特爾的P35晶片組所搭配的南橋晶片就是ICH9系列，根據同需要和定位南橋規格略有同。
CPU插座
我們知道，CPU需要通過某個接口與主機板連線的才能進行工作。CPU經過這么多年的發展，採用的接口方式有引腳式、卡式、觸點式、針腳式等。而CPU的接口都是針腳式接口，對應到主機板上就有相應的插槽類型。不同類型的CPU具有不同的CPU插槽，因此選擇CPU，就必須選擇帶有與之對應插槽類型的主機板。主機板CPU插槽類型不同，在插孔數、體積、形狀都有變化，所以不能互相接插。
Socket775又稱為SocketT，支持Pentium4、Pentium4EE、CeleronD以及雙核心的PentiumD，PentiumEE和Core架構的Cornoe處理器等CPU，採用觸鬚狀針腳，通過與CPU底部對應的觸點相接觸而獲得信號，是InTEL平台的主流CPU插槽。
SocketAM2是2006年5月底發布的支持DDR2記憶體的AMD64位桌面CPU的插槽標準，支持AMDAthlon64FX/Athlon64X2/Athlon64/Sempron等處理器。SocketAM2具有940個CPU針腳插孔，支持200MHz外頻和1000MHz的HyperTransport匯流排頻率，支持雙通道DDR2記憶體。
SocketAM2+針腳跟現行AM2完全一樣，只是HyperTransport匯流排提高到3.0標準，支持最高2.6GHz的工作頻率，該頻率下數據傳輸頻寬將達到5.2GT/s即20.8GB/s，是AMDK10處理器的標準插槽，可以兼容AM2。
記憶體插槽
記憶體插槽是主機板上用來安裝記憶體的地方。需要注意的是不同類型的記憶體插槽它們的引腳，電壓，性能功能都是不盡相同的，不同的記憶體在不同的記憶體插槽上不能互相兼容
SDRAM是SynchronousDynamicRandomAccessMemory（同步動態隨機存儲器）的簡稱，採用3.3伏工作電壓，168Pin的DIMM接口，頻寬為64位，有PC66、PC100、PC133等不同規格，SDRAM記憶體金手指上有兩個缺口。
DDR應該叫DDRSDRAM是DoubleDataRateSDRAM的縮寫，採用的是2.5V電壓，184pin，記憶體金手指有一個缺口。
DDR2（DoubleDataRate2）是由JEDEC（電子設備工程聯合委員會）進行開發的新生代記憶體技術標準是目主流記憶體類型，電壓為1.8V，針腳數量為240pin，雖然和DDR金手指同樣有一個缺口，但兩者缺口的位置略有不同，所以不可兼容。
DDR3（DoubleDataRate3）電壓為1.5V，針腳數量為240pin。
7PCI插槽
編輯
PCI插槽是基於PCI局部匯流排（PedpherdComponentInterconnect，周邊元件擴展接口）的擴展插槽。其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz，最大數據傳輸率為133MB/sec（32位）和266MB/sec（64位）。可插接顯示卡、音效卡、網卡、內置Modem、內置ADSLModem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、電視卡、視頻採集卡以及其它種類繁多的擴展卡。
