南桥芯片 :计算机主板芯片组架构中的芯片

更新时间:2023-07-29 17:40

南桥芯片(South Bridge)是主板芯片组的一部分,位于主板下方,连接多个I/O总线,布局有利于布线。南桥芯片的作用主要是负责I/O总线之间的通讯,如PCI总线、USB、LAN、SATA、音频控制器等。

从最早的英特尔4004处理器开始,实际上就已经存在芯片组了。直到1992年推出代号为“土星”的首款支持pci技术的芯片组,由英特尔提供,标志着主板芯片组划分为“南北桥”。20世纪90年代末到2008年期间,全球的南桥芯片市场呈现出群雄逐鹿的局势,英特尔、英伟达、AMD等大厂纷纷涉猎南桥芯片领域,同时威盛电子股份有限公司、矽统、uli、ATi等厂商也在这一时期出现在消费者的视野中。到2008年后,生产x86服务器和PC的芯片组制造商主要还有英特尔和AMD在竞争,其他厂商则要么被并购,要么被迫转型。

随着半导体工艺的演进,CPU的性能不断增强,同时能够整合更多的功能。截至2023年,CPU已经整合了SATA控制器和USB控制器等功能。此外,网卡、声卡和无线网卡等设备也可以通过PCIe通道直接与CPU进行通信,部分主板甚至都不再需要南桥芯片。

简介

主板芯片组(Chipset)是主板的核心部件,起着协调和控制数据在CPU、内存和各部件之间传输的作用,一块主板的功能、性能和技术特性都是由主板芯片组的特性来决定的。如果主板的芯片组按芯片数量来分类,可以分为单芯片组、南桥芯片组和北桥芯片组,采用由两片支撑的南北桥结构的主板上,都有两块面积较大的芯片,按照地图“上北下南”的标记方法,靠近CPU插槽的芯片成为“北桥芯片”,而靠近PCI插槽的芯片成为“南桥芯片”。

南桥芯片负责低速I/O总线之间的通信,如PCI总线、PCIe x1或PCIe x4、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。由于这些设备的运行速度都比较慢,所以将它们分离出来让南桥芯片控制,这样运行速度更高的北桥部分就不会受到低速设备的影响,可以全速运行。而现代的主板为了降低CPU的负担,也会提供额外的低速的PCI-Express插槽和M.2固态硬盘插槽,相当于是整合了北桥的部分功能,所以现在南桥反而成为主板上最重要的芯片,名称也被改称为PCH,例如现在的Z790、B760等。

主板上的众多功能都依靠南桥芯片来实现,南桥提供支持这些低速接口的类型和数量,如提供USB、SATA接口的为数量等。当然,南桥芯片不可能独立实现这么多的功能,它需要与其他功能芯片共同合作,从而让各种低速设备正常运转。南桥芯片的功能在不断增强,以取代更多的独立板卡。南桥芯片一般位于主板上离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,而且更加容易实现信号线等长的布线原则。

南、北桥两片芯片之间的数据传递由专用总线完成。北桥芯片决定了芯片组的档次和性能,而南桥芯片相对灵活和次要。一般来说,CPU决定了北桥芯片,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。对于单独的一片芯片组,其实是把南、北桥两片芯片集成到一片芯片中。芯片组就像桥梁或纽带一样,将系统中各个独立的器件和设备连接起来形成一个整体。南桥芯片在功能上会存在很大的差异,同一种南桥芯片可以搭配己不同的北桥芯片,主板的生产厂商会根据成本控制及市场定位来选择搭配。虽然其中存在一定的对应关系,但是只要连接总线相符并且引脚兼容,主板厂商完全可以随意选择。

发展历程

南桥芯片的起源

作为承载CPU等主要硬件的平台,南桥芯片最重要的功能就是连接外围设备,扩展计算机。不过主板上也需要一个统一管理这些外围设备的芯片,而这就是芯片组(Chipset)。芯片组通过总线与CPU连接,通过芯片组这个“中介”,外围设备就可以实现与CPU的沟通了。而实际上芯片组的发展也基本是走过了PC发展的时间,从最早的英特尔4004处理器开始,实际上就已经存在芯片组了,但那时更多的是因为CPU中只有运算功能,没有DMA控制器等,需要通过这些芯片来控制外围的输入输出设备。

既然叫芯片组,所以在那时是由很多芯片组成的一整套控制系统,那时的芯片组主要作用是为提供DMA总线等功能设计的,但随着集成电路技术及计算机的发展,芯片组中的芯片数量逐渐下降、功能也在逐渐整合,发展到后来仅有两个芯片组成,这就是著名的“南桥芯片”和“北桥芯片”。

南、北桥功能基本确定

在1989年发布的80486处理器中,英特尔进行了很多的改进,包括在处理器内部添加数据CPU缓存、在其中的型号提供浮点处理器等。与80486处理器一同而来的,还有420系列芯片组,自此开始,与英特尔处理器配套的芯片组,就成为了主要扩充处理器外围设备连接能力的芯片了。420系列芯片组的首款产品叫做420TX,在1992年推出,代号为“”,从这时主板芯片组就已经划分为“南”了,而且也算是划分了北桥与南桥的功能,只是这时还没有正式将这样的形式称为“南北桥”。不过北桥主要用于提供内存控制器等于微处理更相关的功能,而南桥则为提供一些低速端口的模式也几乎延续至今。1993到1999年期间,英特尔也推出了代号为“Mercury”(水星)的430LX、代号为“火星”的450KX、440FX等芯片组,从这时开始一款北桥芯片甚至能够搭配多款南桥芯片,已提供不同的外围设备连接能力。

群雄逐鹿

20世纪90年代末到2008年期间,全球的南桥芯片市场呈现出群雄逐鹿的局势,英特尔、英伟达AMD等大厂纷纷涉猎南桥芯片领域,同时威盛电子股份有限公司、矽统、uli、ATi等厂商也在这一时期出现在消费者的视野中,直到在2008年后,生产x86服务器和PC的芯片组制造商主要还有英特尔和AMD在竞争,其他厂商则要么被并购或被迫转型。

英特尔

在1999年奔腾Ⅲ处理器推出后,英特尔的芯片组中南桥芯片要规范了很多。不过根据用途及性能不同,英特尔也推出了很多款,而且这些芯片组一些可以使用多种类型的处理器,如440GX芯片组支持奔腾II、奔腾III以及志强处理器,而440BX还支持奔腾II、奔腾III赛扬处理器。

在1999年到2001年间,英特尔推出了8xx系列芯片组,首款芯片组为810,代号为“惠特尼”,提升了前端总线频率至66/100MHz,支持奔腾I1、奔腾11及赛扬处理器,并采用了ICH (I/0 Controller Hub) 系列芯片作为南桥。在2003年之前,与奔腾四处理器搭配的主板代号仍然以8开头,但规格更强大。早期的850和860芯片组针对高端平台,前端总线性能提升到400MT/s,搭配的ICH2南桥芯片支持UDMA 100/66/33速率的ATA接口,提供4个USB 1.1接口和6条PCI 2.2插槽。

英特尔ICH6是与ICH5类似的芯片组,分为两个型号:ICH6R和ICH6。它们在支持磁盘阵列功能方面有所不同。ICH6R除了支持常见的RAID0和RAID1磁盘阵列功能外,还增加了一种称为"MatrixRAID"的磁盘阵列模式,可提供RAID0+1的稳定性和数据安全性。英特尔在2005年分别发布了支持双核心处理器的i955X和i945系列芯片组,而与之搭配的南桥芯片则是ICH7系列,分别为ICH7、ICH7DH、ICH7DO、ICH7DE及ICH7R。ICH7和ICH7R则是两个大系,其中前者可以支持4个PCIe通道,但不支持SATAⅡ RAID,而后者则可支持6个PCIe通道和SATAⅡ RAID (0/1/0+1/5),两者均支持8个USB 2.0和升级版的HD-Audio。

在此之后,英特尔还发布了多款南桥芯片,直至2008年英特尔还推出了P45等新系列的芯片组,这一代芯片组的南桥芯片升级到ICH10,由于在移动平台使用,所以南桥上的外围设备扩展相较于桌面平台额要弱一些。

同样是在2008年,英特尔正式开启酷睿时代,除了内核架构等方面的大更新外,最重要的就是英特尔再次在处理器中集成内存控制器,同时将原来北桥甚至集成显卡(后来叫做核芯显卡)集成在处理器中,从此时开始桌面处理器也逐渐开始SoC化,原来的南桥芯片会提供更多的外围设备连接功能,同时也改名为PCH(平台控制器,从这之后将芯片组成为PCH)。

ATi

早在2001年,ATi就开始进军芯片组领域。可惜当时英特尔、VIA、sis等厂商如日中天,ATi的产品几乎不为人所知,在沉寂了两年多以后,ATi于2003年又宣布全面进军芯片组市场,但是ATi的南桥芯片规格过低,而且Bug多,主板厂商大多选用uli的南桥芯片。2005年底,英伟达宣布收购ULi,使得ATi芯片组面临严重的南桥芯片组危机。面临如此困境,ATi终于推出了SB600南桥芯片。相较它的前辈,SB600在规格上有了大幅提升,ATi也对其寄予厚望。然而,ATi还是没能依靠SB600重整旗鼓,最终于2006年7月,被AMD以54亿美元收购。

AMD

虽然1998年以前,AMD在处理器市场有所建树,但一直对芯片组市场不太有热情,直到1998年发布K6处理器之后,AMD才推出了首款主板芯片组——AMD-640,这款芯片组搭载的南桥芯片为VT82C586B。在2006年收购ATi之前,AMD的大多数芯片组曾经一度由英伟达、ATi、sis等公司提供,而AMD在2006年收购ATi之后将其芯片组业务发扬光大,同时将ATi芯片组更名为AMD芯片组。

不仅在发布K10处理器的时候推出了AMD 7系列芯片组,还配合AMD的处理器以及收购的ATi显卡业务推出了3A平台的概念。与此对应的,南桥也有SB600/SB700/SB710和SB750四个版本,虽然比较混乱,但好在它们针对不同的市场以及用途,多以当时大多数用户并不需要对其完全进行区分。

英伟达

最初英伟涉及主板芯片组领域,是由微软给了它第一次机会。2001年,微软与英伟达合作XBOX游戏主机,主板和图形芯片均交给了英伟来研发。借助这个机会,英伟从XBOX当中引用出来颇多的先进技术,开发出了它的首款芯片组产品——nForce。nForce芯片组采用了北桥芯片IGP(Integrated Graphics Processor)和南桥芯片MCP(Media and Communications Processor,多媒体及通讯处理器)的组合。其中,南桥芯片MCP支持6个USB接口、并且集成麦金塔(Media Access Controller)、支持10/100Mbps以太网、支持ACR与CNR、支持HomePNA 2.0(家庭电话线网络2.0标准)。硬件支持directx 8.0音效处理AC’97兼容接口,支持2、4或6音道输出,内置“软猫”功能,可支持S/PDIF光纤输出。第一代nForce芯片组虽然具备不错的性能(比如磁盘性能优于同期其他Socket A芯片组),但售价过高,兼容性也尚有待改进,在和当时的VIA KT133A/266A、sis730/735/740等芯片组的对抗中并没能占据明显优势,因此一直“叫好不叫座”。

nForce的出师不利并没有挫伤英伟达的信心,反而手中握有的诸多领先技术以及第一次失败后的经验教训。因此,在一年以后的2002年7月,卷土重来的英伟达带来了后来被认为是最成功的芯片组产品——nForce2,消费者也通过nForce2结识了IGP和MCP,也领略到了模块化设计的优势所在。2003年4月AMD刚刚发布64位处理器的时候,英伟达便率先推出了支持64位处理器的芯片组产品nForce3 150,对64位处理器的支持以及全新的单芯片设计使英伟达又一次走在了时代的前列,不过,产品的缺陷也给了VIA与sis一些可乘之机,随着nForce3 250后续系列芯片组对BUG的改善,英伟达在AMD市场的地位终于得到巩固。

随后,英伟达还陆续推出了nForce4、nForce5、nForce6、nForce7等芯片组,并且还在2005年底收购uli来提升自身实力。不仅如此,英伟达还在2005年与英特尔签订了交叉授权协议之后,终于正式推出了它的第一款专门设计用来支持英特尔公司处理器的芯片组——nForce4 SLi Intel Edition。虽然英伟达和AMD和英特尔都建立了合作关系,但他们的合作并不愉快。2009年左右,英伟达跟英特尔因为授权问题无法得到最终解决而频频法庭相见。法庭之外,双方关于通用芯片(CPU)及图形芯片(GPU)的激烈争吵更是永不“休庭”。而在产品的销量层面,英伟达在推出nForce4之后的表现几乎一塌糊涂,其后的几款芯片组由于性能不佳而饱受批评。直到2010年,也终于官方承认已经彻底推出芯片组市场,黄仁勋在2010年11月14日的财务会议上表示:“我们再也不制造任何芯片了。我们现在造的是SoC我们正在生产Tegra SoC,所以将把(芯片)集成提高到一个新层次……芯片组业务今年已经基本陷入停滞,因为我们并没有真正拓宽它的销售。”

威盛

威盛(VIA)早期芯片组一般以“Apollo”来命名,南桥芯片和北桥芯片也有各自VT开头的型号。1999年,如日中天的英特尔RDRAM在技术上遥遥领先,指定RDRAM成为其平台下一代内存的标准,并在1999年9月开始在Pentium III平台推出相关的芯片组,希望主流市场从personal computer100 SDRAM直接跳到RDRAM。问题是RDRAM实在太贵了,厂商们苦不堪言。于是威盛联合三星电子、现代、日立制作所西门子股份公司、Micron、LG和日本电气等公司提出PC-133规范,并取得了成功。

随后,威盛电子股份有限公司分别在英特尔和AMD平台推出了Apollo Pro 133(693A)/Apollo Pro 133(694X)和Apollo KX133/KT133(A)芯片组,凭借先后对PC-133 SDRAM、133MHz前端总线、UDMA 100和AGP 4x的支持,一度占据了整个芯片组市场的半壁江山,是市场上一股不可忽视的力量。随后,威盛发布了多款南桥芯片,VT 8237就是其中之一。它可搭配当时全系列VIA北桥芯片,提供英特尔AMD和VIA处理器平台高性能和连接能力,并且是当时市面上首款整合多模式Serial ATA磁盘阵列控制组件的芯片,同时这款南桥芯片还具备多种特性:领先支持Serial ATA RAID的全新VIA DriveStation控制组件,支持8个USB2.0接口,可提供主板集成声卡的VIA Vinyl多声道音效组合,以及提供主板制造商灵活的VIA模块架构平台等。

2000年是威盛电子股份有限公司最为辉煌的一年,使其成为英特尔的噩梦。威盛在英特尔平台的市场份额比英特尔自己要高,AMD平台方面更厉害,在英伟达推出nForce之前,威盛的芯片组几乎就是标配。在英特尔看来,威盛严重侵害了自己的利益,威胁到自己的位置。在之后的很多年里,不断针对威盛进行诉讼打击,同时各种手段威逼利诱主板厂商不能使用威盛的芯片组,拖延威盛在芯片组规格上的领先时间。经过了多年的争斗,最终威盛和英特尔在表面上达成和解协议,但英特尔根本不会给威盛一丝一毫翻盘的机会。这场被称为“蚂蚁与大象的战争”的结果是数年后,在英特尔的高压之下,威盛电子股份有限公司逐渐被逼出了主板芯片组及x86处理器的消费市场(CDMA基带业务也卖给了英特尔),缩在嵌入式设备市场,最后英特尔平台不再有第三方芯片组的身影。最终,时任威盛副总裁Richard Brown在2008年8月表示,他们将不再为英特尔和AMD平台制造主板芯片组。

矽统

矽统(sis)在早期386时期(1990年左右)就开始推出相关的芯片组,一直不温不火,在市场上也是不声不响。主要原因在于,SiS芯片组虽然便宜,但性能和功能上都比较一般,技术上一直都只是追随者的角色。到了20世纪90年代末期,随着英特尔Socket 370插座的Pentium III处理器以及AMD K7处理器的推出,SiS推出的主板芯片组还是图形处理芯片,技术规格上都比以往进取。同时在命名上也非常规范,AMD平台对应芯片组是sis 7xx系列,而英特尔平台则是SiS 6xx系列,通过第一位数字就知道是对应哪个CPU厂商的产品。

SiS陆续推出过多款南桥芯片,如2000年推出的SiS635和SiS735,2002在售的SiS961/962/963南桥芯片组。此外,SiS还在2003年推出SiS964南桥芯片组,整合了SiS180芯片,提供串行ATA高速传输口,加快存储设备数据处理速度。它还支持热插拔功能,可在计算机运行时更换和升级设备,同时具有小尺寸的数据线,节省主板空间,有利于系统散热。

相比ALi/uli甚至威盛电子股份有限公司sis一直都有自己的图形技术,使得在快速的市场变化中,仍能设计出适合市场需要的产品。从技术来看,SiS的芯片组没有太多可以提的地方,不过其产品基本稳定地贯穿了近20年的时间,即使在2020年左右,二手市场上仍能找到大量SiS芯片组的旧款法兰茜主板。

南桥芯片整合

到了2010年,英特尔开启了“胶水时代”,开始把显卡整合在CPU中,但此时它们仅仅是整合在一块基板上,之后才真正整合在了CPU中,也就是大家熟悉的核心显卡,还集成了pci-Express控制器,增加了带宽并降低了延迟,同时FSB也完成了使命寿终正寝,取而代之的的是全新的QPI和DMI。AMD后来也将显卡核心整合在CPU中,例如大家熟悉的APU。到此为止,北桥芯片几乎所有的功能都已经整合到了CPU之中,自然也就没有存在的必要了。现代主板为了降低CPU的负担,提供了额外的低速PCI-Express插槽和M.2固态硬盘插槽,这相当于在主板上整合了一部分原本由北桥负责的功能。因此,现在南桥芯片组成为主板上最重要的芯片,名称也被改称为PCH,例如Z790、B760等主板所使用的芯片组

随着半导体工艺的演进,CPU的性能不断增强,同时能够整合更多的功能。例如,现代CPU已经整合了SATA控制器和USB控制器等功能。此外,网卡、声卡和无线网卡等设备也可以通过PCI-Express通道直接与CPU进行通信。以中国研发的X86处理器兆芯KX-600为例,该处理器整合了南桥和北桥芯片组的所有功能。因此,在使用这样的处理器时,主板甚至都不再需要南桥芯片。这是因为这种处理器已经包含了南桥所负责的连接和管理外围设备的功能。

功能

现代南桥芯片功能主要包括:

pci总线:南北桥架构是通过PCI总线来连接的常用的PCI总线是33.3MHZ工作频率,32bit 传输位宽,所以理论最高数据传输率仅为 133MB/s。PCI总线支持传统的PCI协议,还有可能包括PCI-X和PCIe。

ISA总线或者 LPC桥接器:虽然ISA的插槽在更新的主板上已经不再提供但是ISA仍然是南桥芯片的一个组成部分:LPC桥接器为超级IO(键盘鼠标并行端口、串行端口、IR端口和软盘控制器的正常附件)和 FWH提供数据和控制路径。

SPI总线:SPI总线是一个简单的串行总线,主要用于固件(比如 BIOS)闪存的访问。

SMBUS:主要用于与主板上的其他设备(比如系统温度传感器、风扇控制器、SPD)进行通信。

DMA 控制器:DMA控制器允许ISA和LPC设备直接访问主存储器,而无需CPU的帮助。

中断控制器:比如8259A 或者 I/OAPIC,中断控制器为附加设计提供一个机制来引起CPU的注意。

海量存储控制器:比如 PATA 或者 SATA,通常允许直接连接系统HDD实时时钟:实时时钟提供一个持续的时间记录。

电源管理:比如APM和ACPI,这些组件主要是为计算机进入睡眠或者关闭状态提供方法和信号,来达到省电目的。

非易失 BIOS内存:系统CMOS(BIOS配置寄存器)由电池辅助电源提供能量,为系统配置数据创建有限的非易失性存储区域。

音频接口。

带外控制管理器:如BMC和HECI。

主要厂商和代表型号

南桥芯片是计算机主板上的重要组件,由多家厂商生产。以下是一些主要的南桥芯片厂商和代表型号。除了AMD英特尔,还有英伟达、ATi等厂商也推出过南桥芯片。

英特尔

6300ESB:支持8GB双通道DDR2-400内存,带ECC校验。PCE-7210提供10GB/s带宽到无源底板,具有2个PCI-EX8和1个PCI-EX4接插件。它采用了broadcom公司的BCM5715双头千兆网络芯片,并通过另一个PCI-EX4界面提供高效的网络应用能力。此外,可选的IPMI管理模块可提供复杂的平台管理功能。PCE-7210的多功能性和处理大规模数据的能力使其成为高性能计算和服务器级应用的理想平台。

ICH2:南桥芯片是ICH2的升级换代产品ICH4,南北桥之间采用HUBLinkBus连接,带宽高达266MB/s。在保留ICH2原有规格的基础上加人了对USB2.0规范的支持,是目前USB1.1的40倍,达到480Mbps的传输速度,产品总共支持6个USB2.0高速接口,为用户使用越来越多的USB外设预留了充分的扩展余地。

ICH7:自ICH4起,英特尔的南桥芯片一直表现出色。无论是ICH5还是ICH6系列,每一代北桥芯片搭配新的南桥芯片都备受好评。即将发布的双芯片芯片组中,Intel计划采用ICH7南桥芯片,并推出了5个版本,分别面向不同用户群体。所有的ICH7南桥都支持4个SerialATA通道,为用户提供了组建RAID磁盘阵列的自由。增强版的ICH7支持SerialATA RAID,包括常见的RAID0和RAID1磁盘阵列功能,以及新的MatrixRAID模式。iAMT远端管理技术目前集成在ICH7DO与DE版,而标准版ICH7以及ICH7R和ICH7DE暂不支持iAMT技术。

Z790 芯片组:尽管英特尔600系芯片组就能支持第13代酷睿处理器,但英特尔也还是推出了新一代700系主板芯片组来更好地支持第13代酷客。率先登场的就是700系的旗舰级芯片组Z790,与Z690主板芯片组类似,Z790主板芯片组不仅依然具备对处理器、内存进行超频的能力,还与Z690主板相同,可以支持第12代“Ader Lake”酷客处理器、第13代“RaplorLake”酷客处理器。厂商可选择性地为Z790主板配置内存,它既可以支持DDR4内存,官标支持频率为DDR4 3200,也可支持DDR5内存。

AMD

AMD760MP:AMD 760MP芯片组北桥编号为AMD762,其针脚数目大约为1000针,提供64位的DDR内存带宽。760MP芯片组能够使得Athlon MP和北桥芯片之间的带宽为2.1GB/s(双向,即从北桥芯片传输给CPU的数据带宽和从CPU传输给北桥芯片的数据带宽都为2.1GB/s),并且考虑到系统有效的64位266MHz FSB。

 AMD WRX80:AMD WRX80 芯片组是面向特效师、建筑设计师、工程师和高需求专业人士的超级工作站平台。全能型 WRX80 芯片组支持各种先进的工作站配置,还率先提供 PCIe® 4.0 专业解决方案用于连接先进的 GPU 和超快 NVMe 存储。此外,该平台具有超大内存带宽,并支持 8 个内存通道。 我们应该重新思考工作站的定位并尽快升级到超级专业工作站平台。

  AMD TRX40 :TRX40平台有88条PCIe 4.0通道,同样主要由线程撕裂者提供,具体为48条通道自由分配,4+4条连接NVMe或者SATA,8条连接主板,这里CPU就提供了共64条,56条可用通道了。而TRX40主板芯片组提供8+4+4的PCIe通道,还有8条是连接CPU的,加在一起就是24条通道,实际可用通道为16条,与X570是完全一致的。

英伟达

MCP04:nForce5芯片组的最佳搭档是新版本的MCP04南桥。它支持4个SerialATA通道,并且符合AHCI1.0修订版SerialATA2.0规范,传输带宽提升到300MB/s,支持NCQ优化指令。还引入了混合RAID模式,可以同时支持Serial ATA和并行ATAHDD混用RAID,提高了磁盘列阵的便捷性,甚至支持RAID5。此外,MCP04还增加了USB2.0端口数量,达到10个。未来的MCP05南桥可能会加入SoundStorm2音频技术和WIFI无线网络功能。防火墙技术也得到了增强,在南桥芯片中实现硬件化,降低了对CPU资源的占用。

英伟达自nForce3开始就使用单芯片,英伟达在与英特尔签订了交叉授权协议之后,终于正式推出了它的第一款专门设计用来支持Intel公司处理器的芯片组一-nForce4 SLi Intel Edition,它集成了两个芯片组模块:北桥nForce4 SLi SPP和南桥nForce4MCP。nForce4 MCP支持5个PCI插槽4个SATAI(RAID0/1/0+1/5)、4个E设备、10个USB2.0,支持千兆网卡和ActiveArmor网络安全特性,以及71声道和SPDF音频输出,支持HD Audio。Crush在宣布和ATi一样踏足主板芯片组市场后,英伟达以最快的速度宣布即将推出Crush芯片组,Crush芯片是一款南桥芯片,只是用来负责一些小的工作,Crush的一系列产品代号将包括:MCP-1,MCP-2和MCP-3。

ATi

IXP400/450:功能丰富的IXP400南桥芯片,以前业界普遍认为ATI的南桥芯片功能较差,但IXP400的诞生改变了这种观点,IXP400南桥支持8个USB2.0接口,4个SATA150设备,4个ATA-133设备,5.1或7.1的模拟输出,并符合PCI v2.3规范 最大支持7个PCI接口。SATA设备可以组建RAID 0和1,但是它不支持0+1模式。充足的EATA接口比较于英特尔的平台算得是一个优势。

IXP600:南桥采用0.11微米制程南北桥之间采用新一代A-Link Xpress11接口该接口实际上是用4条PCIE x1通道来作为南北桥传输总线双向传输带宽可以达到2GB/s。IXP600南桥中集成了5个OHCI和1个EHCI总线控制器,因此最高可以支持10个USB2.0接口。IXP600提供了4个SATA。支持 3.0Gb/s的接口速度并增加了对AHCI模式HDD的支持(即支持NCQ等SATA Rev.2.5新规范)。相对于原来的IXP450来说XP600的SATA接口规格终于提升到主流水平不再给人落后时代的感觉。它的PATA接口减少至1个和CH7/7R等南桥一样,只能连接个PATA硬盘和一个光驱。除了支持RAID 0/1以外XP600新增了对RAD 10(0+1)模式的支持但仍然不支持MatrixRAID或者RAID5等更灵活的磁盘阵列模式。

ATI SB600:可以说是ATI南桥发展史上比较成功的南桥芯片,SB600南桥是ATi自主设计用来替代uli M1575的高规格南桥。SB600最大的改进在于磁盘性能,添加了AHCI接口,使得使用该接口的NCQ技术HDD可以得到支持,另外SATA接口的传输速率由原来的1.5Gbps提升到3.0Gbps,支持RAID 0,1,10。IDE减少为1个Channel,USB接口数量提高到10个。

南桥和北桥的区别

逻辑架构芯片组由两个芯片组成,即北桥和南桥。北桥是 PC 主板北部分的核心逻辑芯片组架构中的芯片。南桥是 PC 主板南部分的核心逻辑芯片组架构中的芯片。这是北桥和南桥的基本区别。

1.北桥:北桥是主板中朝北方向的两个芯片之一。它也被称为主机桥。它直接连接到 CPU、RAM、AGP 和 PCI Express 插槽。如果CPU 需要与 AGP 或 PCI Express 插槽等通信,则通过北桥进行通信。通常,北桥以更快的速度运行,因为它连接到计算机中的高速组件。

2.南桥: 南桥是逻辑芯片组架构的另一个芯片。它连接PCI总线插槽、BIOS.SATA和IDE连接器以及USB端口等组件。南桥的主要功能是控制I0功能。北桥是连接南桥和中央处理器的媒介。l0 控制器集线器是南桥因其功能而获得的另一个名称。

特点

南桥芯片具有以下几个特点:

1.与北桥芯片不同,南桥芯片功能单一。

2.南桥芯片拥有更多的I/0接口并能够支持USB、网络、声卡、硬盘等多种设备。

3.南桥芯片性能要求较低,功耗小,散热相对简单。

4.南桥芯片的搭配应该和主板芯片组的其他部分相符合,以防止不兼容的问题。

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