板上的這顆電池一般叫做CMOS電池,其并不光是為了保持CMOS內容,同時也是為了維持RTC,也就是時鐘運轉。
RTC需要持續地用一個晶振給時鐘計數器+1,這樣你上次主板斷電之后到這次開機之間的時間才能被主板記錄,不然上次你夜里1點關機,你到下午開機的時候會發現系統時鐘還在凌晨1點。
雖然現在網絡時代也許可以等開機后再同步時間,然而這需要有網絡才行,當初可沒有,而且有的時候還有時鐘定時開機的需要。
在有ATX之前的AT系統,關機就是真的斷電了。
那么,剛有這玩意的時候的主板設計師就想了,我們反正需要一個電池給晶振和時鐘計數器的存儲器供電,這個存儲器基本上都使用CMOS,只存一個數值還有很多空余空間。那么,為啥不干脆也用這個CMOS來存一些數據?
這就是為啥BIOS設置會存在CMOS里面,因為方便和便宜,它已經在那兒了。
一直到今天,最主流的主板設計依舊是用一顆電池來給RTC晶振和CMOS供電,同時保持時鐘運轉和保存BIOS設置信息。
至于一些別的方案,雖然各自有些好處,但大多因為成本問題沒多少人用。
比如用一些更高級的NVM來存現在放在CMOS里的數據,可以,但這樣持續擦寫的小數據單元必須用NOR閃存,單價高,讀寫也挺費電。
比如用充電電池,也可以,但充電電池本身比較貴,而且充放電管理電路更貴。
比如用超級電容,也可以,但超級電容自放電較大于是保持時間相對短很多,同時因為電容的電壓和電流特性需要配置整流穩壓電路才能使用,進一步增大功耗之外,電容和電路的成本也高很多。
還有比如用內存而不用CMOS,這個就比較難了,因為內存相比CMOS而言耗電巨大,因為內存必須定時刷新(也就是充電),不然內容就會丟失,相比CMOS總的功耗大了很多。
其實這些方案都有一些相對少見的產品采用,比如有些商務筆記本就用NVM存BIOS設置,比如有一些服務器和網絡設備主板就采用了充電電池和/或內存保存BIOS設置。
C硬件的發展可以說是日新月異,尤其是板卡類的產品可以說是每年一個樣,某些在今年還是“小甜甜”的硬件組成,到了明年可能就變成“牛夫人”了,再過兩年可能連影子都看不見了。然而主板上有一個設計卻已經沿用了超過三十年的時間也未曾發生過質的變化,那就是板載電池。那主板上為什么要有電池呢?沒有這個電池,主板還能正常工作嗎?
主板電池的作用
主板上的電池在計算機中具有兩個重要的作用。首先,它為CMOS(互補金屬氧化物半導體)提供電源。CMOS是一種用于存儲BIOS(基本輸入輸出系統)設置的芯片,它類似于RAM,一旦失去供電,存儲的信息就會被重置。通過給CMOS供電,電池確保在關機時仍能保持CMOS中的設置,以便在下一次啟動時繼續使用。
其次,電池還提供電源給BIOS實時時鐘(RTC)。BIOS時鐘確保計算機的時鐘功能保持準確,這對操作系統和應用軟件的正常運行非常重要。盡管現代操作系統和應用軟件通常具有網絡時鐘校準功能,但在斷網運行的情況下,仍然依賴于BIOS時鐘。
如果主板上沒有電池,主板仍然可以正常工作,但是BIOS設置和時鐘功能將受到影響。BIOS設置可能會在關機后被初始化,導致硬件性能受限。而沒有準確的BIOS時鐘,操作系統和應用軟件可能會受到影響,尤其是在斷網運行時。
主板電池需要更換
目前,大部分主板使用的是3V的CR2032紐扣電池。盡管電池會逐漸消耗電量,但一般情況下,只有當出現BIOS設置重置或時鐘運行異常等問題時才需要更換電池。電池的更換周期通常會達到2-5年。
雖然未來的主板可能會采用更先進和靈活的BIOS設置信息存儲方式,但短期內取消主板上的電池設計的可能性不大。這是因為采用電池設計成本低廉且可靠,并且在主流市場上被廣泛使用。因此,電池作為計算機硬件中一項非常重要和持久的組成部分,在主板設計中仍然扮演著重要角色。
控電腦里的主板上的圓形紐扣電池在維持系統時間、保存重要配置信息和支持BIOS更新恢復等方面發揮著重要作用。其電量使用情況則受到多種因素的影響,具體壽命需根據實際情況而定,在電池電量耗盡時應及時更換以確保工控電腦的正常運行。