主板芯片组的作用

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1、1主板芯片组的作用主板芯片组的作用个人计算机(Personal Computer，简称 PC)从 20 世纪中叶发展到现在，功能越来越强大，结构越来越简单，这不能不归功于个人计算机主板上重要的部件芯片组(Chipset)。芯片组号称是主板的灵魂和核心，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的片组号称是主板的灵魂和核心，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。好坏与级别的高低。这是因为目前 CPU 的型号与种类繁多、功能特点不一，芯片组若不能与 CPU 良好地协同工作，将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。芯片组作为主板的核心组成部分主板的核心组成部分，按照在所采用的芯片组数量不同

2、，可分为单芯片芯片组、标准的南北桥芯片组和多芯片芯片组(主要用于高档服务器/工作站，在这里我们将不作介绍。)一、传统的南、北桥芯片搭配方案一、传统的南、北桥芯片搭配方案采用双芯片设计的芯片组组通常分为北桥芯片和南桥芯片，那么南桥和北桥芯片主要区别是什么?在 P965 芯片组以后 Intel 推出 P35 芯片组21、 北桥芯片北桥芯片(North Bridge) 主板能够支持什么类型的主板能够支持什么类型的 CPU、支持什么类型的内存是由北桥芯片决定的、支持什么类型的内存是由北桥芯片决定的北桥芯片是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥(Host Bridge)。一般来说，芯片组

3、的名称就是以北桥芯片的名称来命名的，例如英特尔 845E 芯片组的北桥芯片是 82845E，975X 芯片组的北桥芯片是 82975X 等等。北桥芯片负责与 CPU 的联系并控制内存、AGP 数据在北桥内部传输，提供对 CPU 的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型(SDRAM，DDR SDRAM 以及 DDR2 等等)和最大容量、AGP 插槽、PCI-E x16、ECC 纠错等支持，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。3目前，市面上的 CPU 种类颇多，一块主板究竟能够支持什么类型的 CPU，主要是由主板上的北桥芯片决定的，这也是主板一般都按照北桥芯片来区分型号的原因。（i865

4、芯片组支持 Socket 478，i915 支持 Socket775， P35 芯片组支持四核心 Kentsfield，支持 45nm 的 Penryn 核心处理器）另外就是对内存的支持-北桥芯片的一大主要功能是控制内存桥芯片的一大主要功能是控制内存，（i865 芯片组支持双通道DDR，i915 支持双通道 DDR2，P35 芯片组内建 DDR2 和 DDR3 的内存控制器）而内存标准变化也是比较频繁，所以不同芯片组中北桥芯片是肯定不同的，当然这并不是说所采用的内存技术就完全不一样，而是不同的芯片组北桥芯片间肯定在一些地方有差别。如果你发现当你的 i945GC 主板使用 DDR2-800 的内

5、存，却只显示 DDR2-677，而 P965、P35 则不存在这要的问题。其实就是这样的原因，Intel 的 i945GC 北桥芯片最高只能支持到 DDR2 -667 的内存。北桥芯片另一个功能就是对北桥芯片另一个功能就是对 AGP/PCI-E x16 显卡的支持显卡的支持北桥芯片另一个功能就是对 AGP/PCI-E x16 显卡的支持， 在 Intel 平台中，i915 以下版本的芯片组支持 AGP 接口，比如 865 系列、875 系列、845 系列芯片组支持 AGP 4X/8X 接口;而自 915 系列芯片组开始，英特尔就已经放弃了对 AGP 的支持，而支持最新的 PCI-E x16 图

6、形接口。因此，你使用何种接口类型的显卡，也需要有相对应的芯片组来支持。（i865 芯片组显示子系统为AGP 8X，i915 支持 PCI-E x16，X38 芯片组率先升级至 PCI-Express 2.0 规格，其每组 Lanes 的单向内部连接速度将由 2.5Gbps 提升至 5Gbps，带宽提升一倍, 支持完整双 x16 设计）4在主板上，北桥芯片在位置设计上一般是尽量 CPU 最近，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北桥芯片的数据处理量非常大，发热量也越来越大，所以现在的北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热，有些主板的北桥芯片还

7、会配合风扇进行散热。5P35 芯片组南桥芯片主要是控制一些接口南桥芯片主要是控制一些接口南桥芯片主要是控制一些接口，比如硬盘 IDE、SATA 接口、USB 接口等等，当然 PCI、PCI-E 总线也是由南桥控制的，由于这些设备的速度都比较慢，所以 Intel 将它们分离出来让南桥芯片控制，这样北桥高速部分就不会受到低速设备的影响，可以全速运行。南桥芯片负责南桥芯片负责 I/O 总线之间的通信总线之间的通信南桥芯片负责 I/O 总线之间的通信，如 PCI、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。在芯片组中，为了更好地发挥效能，北桥和南桥之间是有

8、个对应关系的，比方说 Intel 的 P965 芯片组，北桥芯片为 LE82P965，而南桥则是 82801H，简称为 ICH8。不过，6由于南桥芯片的技术、功能一般相对来说比较稳定，所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的，不同的只是北桥芯片，比如 965 除了可以与 ICH8 系列南桥芯片搭配外，还可以与 ICH7 系列南桥芯片组搭配使用。更有甚者，有些主板厂家生产的少数产品采用的南北桥是不同芯片组 公司的产品，例如此前 ATI的芯片组往往采用 ATI 的北桥+ULI 的南桥相搭配。未来南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能，例如 RAID、IEEE 1394、WI-FI 无线网络、虚拟管理技

9、术等等。注：英特尔的 ICH9 南桥芯片南桥芯片是主板芯片组的重要组成部分，一般位于主板上离 CPU 插槽较远的下方，PCI 插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的 I/O 总线较多， 离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所7以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式与北桥芯片相连。此前，南、北桥之间采用的 PCI 总线，越来越成为系统数据交换的瓶颈。为了PCI 总线的数据延迟，很多厂商采用了新的思路，开发出了新的高速连接方式。如 AMD 芯片组的 Hyper Transport 芯片连接技术，英特尔芯片组的 Hub Arch

10、itecture 及 DMI(Direct Media Interface)、VIA 芯片组的 V-Link 芯片连接技术，SIS 芯片组使用的 MUTIOL 芯片连接技术等。这些技术只是在一定程度上缓解了 PCI 总线的压力，并没有革命性的突破。在寻求一种统一的标准的过程中，各厂商们推出了第三代 I/O 总线技术(3rd Generation I/O，3GIO)，即 PCI Express，将会极大缓解了南北桥之间的通信对总线的压力。Intel 目前主流的南桥有 ICH6、ICH7，它们之间的性能也有所差别，比如说是否支持 S-ATA 硬盘规格上。VIA 的南桥主要有 VT8235、VT82

11、37 及最新的 VT8251 等，这里就不展开介绍了，具体的区别也可以参看其他芯片组介绍的文章。当然这些芯片的好坏并不是由主板生产厂家所决定的，但是主板生产商采取什么样的芯片生产却是直接决定了主板的性能、功能。同时即便使用同类芯片组，不同品牌主板的性能、稳定性仍有所区别， 比如名牌主板凭着其出色的做工，还是成为不少人的首选。南北桥组合方案是一种历史悠久而且仍然很流行的主板芯片组结构。当然，目前南北桥芯片的定义越来越模糊了，加入了 USB、IEEE1394、 SCSI 等数据传输界面，甚至 ULI 的南桥芯片组还融入 AGP 总线。但是有一点是可以记住的，北桥芯片一般集成度更高且包含更多的技术含

12、量，因为它是构成 我们常提到的“最小系统”的核心主轴，而南桥8芯片相对灵活和次要。一般来说，一款 CPU 就可以决定一款北桥芯片，所以北桥芯片通常情况下不能随便嫁接，而 南桥芯片组与 CPU 的关系很小，它可以与各种不同的北桥芯片组搭配使用。二、二合为一的单芯片组方案二、二合为一的单芯片组方案目前市场上除了采用南北桥搭配的芯片组外，还有单芯片组方案，比如为NVIDIA 立下汗马功劳的 nForce3、nForce4、nForce5 三大系列单芯片组产品。注：采用单芯片设计的 nForce570-SLI!NVIDIA 在芯片组产品之所以这样设计是由于 Althon64 内部整合了复杂内存控制器。

13、如此一来，只要更换新的 CPU 就可以了支持新的内存 模块，同时简化的北桥设计方案降低了主板厂商的开发难度，让南北桥实现整合成为可能，这9样可以加快芯片组的开发进度，同时也降低了成本。于是 nVidia 在其nForce4、nForce5 等芯片组中，去掉了南桥，而在北桥中则加入了以往由南桥芯片所控制的千兆网络、串口硬盘控制等功能。这也就是所谓的单 芯片芯片组结构。这是近来芯片组发展的另一大趋势，北桥芯片的功能会逐渐单一化，为了简化主板结构、提高主板的集成度，从而变成南北桥合一的单芯片形式其实在芯片组的发展历史中 Intel 第一个开始提出单芯片概念，但是随后人们发现所谓的 ICH 就是南桥芯

14、片，只不过 Intel 在当时意识到要提 高南北桥连接带宽而推出中央加速架构。真正推行单芯片技术的还是 SiS-SiS 在设计支持 K7的 SiS730、745 芯片时，就将南桥和北桥整合到 了一起，之间采用了 Multi-threaded I/O Link 技术，带宽 1.2GB/s。与此同时，ALI 也推出过不少单芯片的芯片组。然而随着南北桥连接技术的发展，单芯片方案所带来的低延迟优势已经越来越不是很明显。得没有必要。Intel 有 DMI 加速结构、VIA 有 V- Link 技术、SiS有渠妙技术，其连接带宽都达到足够使用的境地。在失去这些优势之后，单芯10片自然就失去了根本的存在价值

15、，而且其弊端也逐渐显现。首先 便是单芯片的高发热量。由于集成度大幅度提高，良品率低，单芯片的发热量往往非常厉害。以 nVIDIA 的 nForce4 和 nForce5 为例， nVIDIA 要求主板厂商一定用使用高品质散热片，并强烈建议采用主动散热，这在客观上提高了成本且不利于稳定性。另外一个十分明显的特点是，单芯片的电 气性能略有下降，使得产品的超频表现受到影响。与此同时，单芯片固有的低良品率劣势也影响着芯片组厂商。当初，SiS 就是因为发现单芯片复杂性高、很难提 高良品率，甚至没有给性能提升带来任何好处，因此果断地放弃了这一发展方向。结语结语：从目前的趋势来看，双芯片技术应当依然是大势所

16、趋双芯片技术应当依然是大势所趋，而单芯片技术因为没能体现出性能优势反而成为一种累赘。尽管如今 K8 芯片组中的北桥芯片省去 了内存控制器，但是集成更多的 PCI Express 通道依旧是很大的负担，即便是顶级的 nForce590-SLI 芯片组仍采南桥北桥的双芯片设计。再比如nVIDIA 虽然在英特尔平台引入了采用单芯片设计的整合芯片组，但也仅仅针对低端型号，甚至规格都进行了相当的 简化，而针对 Intel 平台的高端芯片组级采用传统的南桥北桥芯片搭配设计。虽然目前市场上的芯片组型号众多，但到目前为止能够生产芯片组的厂家主要就是 Intel、VIA、SiS、NVIDIA、AMD 几家，其中目前 以Intel、NVDIA、AMD 几家的芯片组最为常见。其中 Intel 目前主要有P35、965、945GC 系列，而 NVIDIA 则有 nForce5、 MCP68、MCP73 系列，产品已经涉及 AMD、Intel 两大平台;AMD 则有 690G、570X 两款产品，至于这些芯片组的具体技术特性，大家可以 参考相关资料。11思考题：1、简单描述北桥和南桥在主板上