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南橋芯片

南橋芯片

百科名片

南橋芯片(South Bridge)是主板芯片組的重要組成部分,一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方,PCI插槽的附近,這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多,離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。相對(duì)于北橋芯片來說,其數(shù)據(jù)處理量并不算大,所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連,而是通過一定的方式(不同廠商各種芯片組有所不同,例如英特爾的英特爾Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”)與北橋芯片相連。

目錄

作用
Intel南橋芯片
  1. 1.Intel ICH6
  2. 2.Intel ICH7與ICH8
  3. 3.獨(dú)特的RAID模式
  4. 4.iAMT技術(shù)備受爭(zhēng)議
VIA南橋芯片
  1. 1.最經(jīng)典的VT686B
  2. 2.VT823X系列南橋芯片
  3. 3.RAID5與NCQ技術(shù):VT8251領(lǐng)跑業(yè)界群雄
其它芯片組廠商
  1. 1.SiS穩(wěn)扎穩(wěn)打
  2. 2.nVIDIA開拓進(jìn)取
未來南橋芯片發(fā)展趨勢(shì)
  1. 1.雙芯片設(shè)計(jì)依然看好
  2. 2.集成更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)
  3. 3.高品質(zhì)音頻
  4. 4.顯卡工作總線
發(fā)展簡(jiǎn)史
展開

作用

  南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信,如PCI總線、USB、LAN、ATASATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等,這些技術(shù)一般相對(duì)來說比較穩(wěn)定,所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的,不同的只是北橋芯片。所以現(xiàn)在主板芯片組中北橋芯片的數(shù)
  
  

量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于南橋芯片。例如早期英特爾不同架構(gòu)的芯片組Socket 7的430TX和Slot 1的440LX其南橋芯片都采用82317AB,而近兩年的芯片組Intel945系列芯片組都采用ICH7或者ICH7R南橋芯片,但也能搭配ICH6南橋芯片。更有甚者,有些主板廠家生產(chǎn)的少數(shù)產(chǎn)品采用的南北橋是不同芯片組公司的產(chǎn)品。例如以前升技的KG7-RAID主板,北橋采用了AMD 760,南橋則是VIA 686B。
  不同的南橋芯片可以搭配不同的北橋芯片,雖然其中存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,但是只要連接總線相符并且針腳兼容,主板廠商完全可以隨意選擇。最明顯的例子莫過于AMD-ATI芯片組,其北橋芯片既可以搭配自家的南橋芯片,也可以使用ULI或者VIA的南橋芯片。此外,很多典型芯片組也可以使用不同的南橋。譬如當(dāng)年Intel 845E既可以搭配ICH2也可以搭配ICH4,即便是如今P695主板大量采用的ICH8南橋,也存在不同版本的區(qū)別,從而表現(xiàn)出明顯的功能差異。
  南橋芯片的發(fā)展方向主要是集成更多的功能,例如網(wǎng)卡RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI無線網(wǎng)絡(luò)等等。 南橋芯片(South Bridge)是主板芯片組中除了北橋芯片以外最重要的組成部分,一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方,PCI插槽的附近,這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多,離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線,而且更加容易實(shí)現(xiàn)信號(hào)線等長(zhǎng)的布線原則。相對(duì)于北橋芯片來說,南橋芯片數(shù)據(jù)處理量并不算大,所以南橋芯片一般都不必采取主動(dòng)散熱,有時(shí)甚至連散熱片都不需要。
  南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信,如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等。不過不同的南橋芯片在功能上會(huì)存在很大的差異,廠商會(huì)根據(jù)成本控制以及市場(chǎng)定位來選擇搭配。事實(shí)上,南橋芯片的發(fā)展之路可謂十分崎嶇。從Pentium時(shí)代的芯片組開始,南北橋設(shè)計(jì)架構(gòu)的雛形初步建立,這也是主板功能大幅度集成化的開始階段。然而隨后的一場(chǎng)“一體化單芯片”潮流讓南橋芯片幾乎消失,不過最終證明融合南北橋的單芯片設(shè)計(jì)并非是控制成本的捷徑,而且與強(qiáng)調(diào)南橋功能化的發(fā)展趨勢(shì)格格不入。
  大家需要注意的是,不同的南橋芯片可以搭配不同的北橋芯片,雖然其中存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,但是只要連接總線相符并且針腳兼容,主板廠商完全可以隨意選擇。最明顯的例子莫過于AMD-ATI芯片組,其北橋芯片既可以搭配自家的南橋芯片,也可以使用ULI或者VIA的南橋芯片。此外,很多典型芯片組也可以使用不同的南橋。譬如當(dāng)年Intel 845E既可以搭配ICH2也可以搭配ICH4,即便是如今P695主板大量采用的ICH8南橋,也存在不同版本的區(qū)別,從而表現(xiàn)出明顯的功能差異。

Intel南橋芯片

  自從ICH2開始,Intel南橋芯片就展現(xiàn)出驚人的實(shí)力,隨后每一代北橋芯片都采用全新的南橋芯片進(jìn)行搭配。ICH4第一次實(shí)現(xiàn)了對(duì)USB 2.0的支持,ICH5又引入了SATA功能。但是,真正值得我們回味的還是ICH6,這也是當(dāng)前Intel南橋芯片的雛形。

1.Intel ICH6

  與ICH5一樣,ICH6分兩個(gè)型號(hào):ICH6R和ICH6,兩者的主
  

要區(qū)別是在支持磁盤陣列功能之上。其中ICH6R除了像ICH5R支持目前常見的RAID 0和RAID 1磁盤陣列功能之外,還增加了一個(gè)稱為“Matrix RAID”的磁盤陣列模式。所謂Matrix RAID更像是一種RAID 1.5模式,即以犧牲25%的容量達(dá)到RAID 0+1的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全性。在整合度方面,ICH6也是史無前例的。4個(gè)Serial ATA通道、1個(gè)并行ATA接口、4個(gè)PCI Express x1擴(kuò)展設(shè)備、整合千兆網(wǎng)絡(luò)與8個(gè)USB 2.0接口等等。為了加強(qiáng)Serial ATA功能,Intel大膽地舍去一個(gè)并行ATA接口,也就是說用戶最多只能安裝一個(gè)IDE硬盤和一個(gè)IDE光驅(qū),除非采用額外的IDE控制卡。
  音頻功能則是ICH6的一個(gè)亮點(diǎn),集成在ICH6南橋芯片中的Azalia控制器采用全新的Azalia Link(以往AC’97使用的是AC-Link)與外部的諸多Codec(數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換解碼器)相連,連接帶寬提升到一個(gè)相當(dāng)高的層次,僅僅單通道輸入帶寬就達(dá)到24MB/s,而AC-Link的總帶寬僅僅為11.5MB/s。此外Azalia Link支持多通道的輸入輸出,由廠商根據(jù)需求自行使用相應(yīng)的模式,最高可達(dá)7.1聲道。

2.Intel ICH7與ICH8

  ICH7南橋芯片無前例地衍生出總共5個(gè)版本,分別為ICH7、ICH7DH、ICH7DO、ICH7DE及ICH7R,其中ICH7為標(biāo)準(zhǔn)型,ICH7DH針對(duì)數(shù)字家庭娛樂電腦,ICH7DO針對(duì)商業(yè)用途,ICH7DE針對(duì)電腦游戲玩家,ICH7R則是支持RAID 0/1/5/1+0磁盤陣列功能的版本。
  在整合度方面,ICH7是史無前例的。所有的ICH7南橋都支持4個(gè)Serial ATA通道,這意味著用戶在使用Serial ATA串行硬盤時(shí)將更為自由,為組建RAID磁盤列陣奠定了基礎(chǔ)。更為重要的是,今后光存儲(chǔ)設(shè)備也可能轉(zhuǎn)向Serial ATA接口,因此這一改進(jìn)設(shè)計(jì)顯得很有必要。ICH7在對(duì)待并行ATA接口方面的態(tài)度也讓人感到較為欣慰,它并非徹底拋棄并行ATA,而是保留一個(gè)并行ATA接口,允許用戶接駁兩個(gè)并行ATA設(shè)備。
  新時(shí)代的芯片組會(huì)以PCI Express作為一個(gè)重點(diǎn),而PCI Express并非是高性能顯卡的專利,它甚至可以取代現(xiàn)有的PCI接口。ICH7標(biāo)準(zhǔn)版具備4個(gè)PCI Express Lanes,也就是說可以最多提供4個(gè) PCI Express x1接口,而其它四個(gè)加強(qiáng)版都提供6個(gè)PCI Express Lanes,甚至有望出現(xiàn)帶寬更高的PCI Express x4接口,此時(shí)在配備千兆網(wǎng)卡、Ultra320 SCSI控制卡等設(shè)備時(shí)會(huì)發(fā)揮一定的優(yōu)勢(shì)。ICH8是ICH7的改進(jìn)版。除了USB接口由8個(gè)增至10個(gè)、SATA-II接口由4個(gè)增至6個(gè)、首次內(nèi)建千兆以太網(wǎng)控制器、支持6個(gè)PCI-E x1、開始支持主動(dòng)管理技術(shù)(iAMT)和靜音系統(tǒng)技術(shù)外,最大的改變便是全面了取消對(duì)AC97音頻技術(shù)的支持,轉(zhuǎn)而只保留高清音頻(HDA)輸出,同時(shí)不再提供PATA用的IDE接口,強(qiáng)制進(jìn)入SATA時(shí)代。ICH8分為四個(gè)不同的版本,分別是低端版ICH8、主流版ICH8-R、數(shù)字企業(yè)版ICH8-DO和數(shù)字家庭版ICH8-DH,其中與P965搭配的是ICH8R和ICH8-DH,二者的主要區(qū)別是前者支持新版的Intel矩陣存儲(chǔ)技術(shù)(MST)。MST技術(shù)可提供兩個(gè)外置3Gbps eSATA接口,從而將SATA接口數(shù)量增至6個(gè),支持AHCI和RAID 0/1/5/10等模式。

3.獨(dú)特的RAID模式

  Matrix RAID磁盤陣列模式是Intel所推出的全新的RAID方式。
  

在過去,一般的ATA RAID控制芯片所能提供的多半僅限于RAID 0、RAID 1或RAID 0+1三種,RAID 0提供性能,而RAID 1提供數(shù)據(jù)安全性。要兼顧效能及安全性,就要采用RAID 0+1,但這需要4塊硬盤,而且會(huì)浪費(fèi)一半的硬盤空間。而Matrix RAID模式可以只使用兩顆硬盤就能建立出RAID 0+1的環(huán)境。假設(shè)現(xiàn)在有兩個(gè)80GB的硬盤,我們可以將兩個(gè)硬盤的前40GB組成80GB的邏輯分割區(qū),然后剩下兩個(gè)40GB區(qū)塊組成一個(gè)40GB的數(shù)據(jù)備分分割區(qū)。面對(duì)需要高性能、而不需要安全性的應(yīng)用,就可以安裝在RAID 0分割區(qū),而需要安全性備分的數(shù)據(jù),則可安裝在RAID 1分割區(qū)。換言之,使用者得到的總硬盤空間是120GB,和傳統(tǒng)的RAID 0+1相比,容量使用的效率依舊很高,而且在容量配置上有著更高的彈性。

4.iAMT技術(shù)備受爭(zhēng)議

  iAMT(Intel Active ManagementTechnology)遠(yuǎn)端管理技術(shù)早在去年的IDF秋季論壇就已經(jīng)曝光,不過當(dāng)時(shí)認(rèn)為這會(huì)首先集成于Intel的雙核心處理器中。然而Intel隨后顯然改變了計(jì)劃,將這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)移到ICH7南橋芯片中,不過只有ICH7 DO與DE版支持,標(biāo)準(zhǔn)版ICH7以及ICH7R和ICH7DE都暫時(shí)不支持iAMT技術(shù)。
  其實(shí)iAMT技術(shù)原本僅僅用于服務(wù)器領(lǐng)域,它允許使用者運(yùn)用全新的管理功能來維護(hù)其聯(lián)網(wǎng)電腦,即便電腦是在尚未登錄或關(guān)機(jī)的狀態(tài)下也能發(fā)揮作用。這套技術(shù)能防止使用者刪除關(guān)鍵的數(shù)據(jù)資料,并提供遠(yuǎn)端遙控與防病毒等功能,以提供完善的資產(chǎn)保護(hù)機(jī)制。無論開關(guān)機(jī)都可以進(jìn)行軟硬件檢查、遠(yuǎn)端更新BIOS。對(duì)企業(yè)用戶而言,這將大幅降低MIS管理成本。不過并不是所有人都?xì)g迎這項(xiàng)技術(shù),因?yàn)橐坏﹊AMT技術(shù)在所有的PC中得到普及,那么局域網(wǎng)中終端用戶的權(quán)限將變得越來越小,甚至無法管理本地硬盤。此外,iAMT技術(shù)對(duì)于那些專門開發(fā)系統(tǒng)管理軟件的公司來說確實(shí)是一個(gè)巨大的打擊,iAMT強(qiáng)大的技術(shù)以及Intel業(yè)界龍頭的金字招牌將肯定吸引大批量的企業(yè)用戶。

VIA南橋芯片

  芯片組是VIA 最主要的業(yè)務(wù),其市場(chǎng)占有率相當(dāng)高,同時(shí)涉足Intel與AMD的平臺(tái)。也正是因?yàn)檫@些原因,VIA南橋芯片的發(fā)展相當(dāng)快,而回顧歷代VIA南橋芯片自然是全面了解VIA芯片組的捷徑。

1.最經(jīng)典的VT686B

  VT686B實(shí)際上是VT686A的升級(jí)版本,采用0.35微米工
  

藝生產(chǎn),工作電壓為3.3V,352管腳BGA封裝形式。VT686B是VIA第一款高度集成的南橋芯片,增加了對(duì)AC97、MC97支持,并且集成I/O控制器與硬件監(jiān)控功能。然而更為重要的是,VT686B支持ATA100,這也是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的磁盤外部接口,徹底解決了接口瓶頸。作為一款經(jīng)典的南橋芯片,VT686B造就了KT133A以及694X的輝煌。
  值得回味的VT686B南橋芯片
  VT686B另一個(gè)重大創(chuàng)舉便是其HDIT結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)。在管腳的數(shù)目上,VT686B與686A完全一樣,生產(chǎn)該芯片的任務(wù)完全可以在原有的686A生產(chǎn)線上完成,成本不會(huì)比686A提高多少,可以保證其在價(jià)格上的優(yōu)勢(shì),這也是該芯片一經(jīng)推出就廣受主板廠商擁護(hù)的重要原因之一。此外,686A和686B允許廠家根據(jù)其產(chǎn)品定位,自行決定是否打開其AC97、MC97的全部或者部分功能,更為靈活。VIA的這種設(shè)計(jì)一直延續(xù)至今,因此VT686B功不可抹。

2.VT823X系列南橋芯片

  VT8231的壽命并不長(zhǎng),但是它卻是如今VT823X系列南橋芯片的雛形。從VT686B升級(jí)到VT8231之后,這款南橋芯片去除了I/O控制器與硬件監(jiān)控功能,從而得以將網(wǎng)卡集成。更為重要的是,VT8231這次V-Link技術(shù),與北橋芯片的帶寬達(dá)到266MB/s。在輸出接口方面,VT8231依舊是USB 1.1+ATA100,相比VT686B沒有太大的改進(jìn)。
  VT8233又是一款經(jīng)典的產(chǎn)品,擁有VT8233A與VT8233C兩種升級(jí)版產(chǎn)品,它們一般與KT266A或者P4X266A北橋芯片搭配。VT8233也業(yè)界第一款支持ATA133磁盤外部接口的南橋芯片,因此也是具有里程碑意義的。需要注意的是,VT8233南橋可以配置為兩種:一種為8位 266MB/s的V-Link總線,另一種為16bit 533MB/s的V-Link總線。在端口輸出能力方面,VT8233突飛猛進(jìn),最多支持6個(gè)USB端口,并且集成了10/100M網(wǎng)絡(luò)。
  具有劃時(shí)代意義的VT8233A南橋芯片
  VT8235是一款較為成熟的南橋芯片,相比VT8233而言,其最大的改進(jìn)在于支持USB 2.0。事實(shí)上,VT8233C已經(jīng)在功能方面與VT8235較為接近,VT8235同樣支持16bit 533MB/s的V-Link總線以及ATA133。VT8237A是VT823x系列的最后一款產(chǎn)品,它作為VT8237的改進(jìn)版形式出現(xiàn)。VT8237A大部分功能與VT8337R相同,加入了HD Audio以提供高質(zhì)量的音頻輸出。而且引入了Port Multiplier和Defer Spin up這兩項(xiàng)Serail ATA延伸標(biāo)準(zhǔn),Port Multiplier標(biāo)準(zhǔn)可讓16個(gè)Serail ATA硬盤串聯(lián)使用,而Defer Spin up標(biāo)準(zhǔn)可讓多個(gè)硬盤在開機(jī)時(shí)放慢加壓速度,防止硬盤突然加電而造成系統(tǒng)受創(chuàng)。

3.RAID5與NCQ技術(shù):VT8251領(lǐng)跑業(yè)界群雄

  RAID磁盤陣列技術(shù)被認(rèn)為是改善性能并提高數(shù)據(jù)安全性的良方。而隨著SATA硬盤的普及,RAID在桌面平臺(tái)的可行性變得越來越高。正是看到這樣的發(fā)展趨勢(shì),VIA在其VT8251南橋芯片中加入了RAID5功能,這也是目前為數(shù)不多可以支持RAID5的南橋芯片。與普通南橋芯片只能支持RAID0和RAID1相比,RAID5顯然是面向更高階的應(yīng)用,同時(shí)也比所謂的Matrix RAID有更好的實(shí)用性。
  VT8251的另外一大特色便是支持SATA2,而且包括其中的NCQ技術(shù)。盡管SATA2將接口帶寬提高到3Gb/s,但是其實(shí)際性能提升卻是微乎其微。事實(shí)上,真正決定磁盤速度的關(guān)鍵是內(nèi)部傳輸率,只要外部傳輸高于內(nèi)部傳輸率大約30%就綽綽有余。SATA2所提供的3Gb/s傳輸帶寬就好比一個(gè)水龍頭,而當(dāng)前硬盤大約60~70MB/s的實(shí)際內(nèi)部傳輸率就好比一個(gè)杯子。當(dāng)水龍頭的流量明顯超過杯子的承受能力時(shí),再次加大流量幾乎毫無意義,只能是徒勞的浪費(fèi)。
  真正讓SATA2起到作用的應(yīng)當(dāng)是NCQ技術(shù)(幫助磁頭智能化高效率尋道),只有在NCQ技術(shù)的幫助下,SATA2硬盤才能真正展現(xiàn)出性能優(yōu)勢(shì)。與部分南橋芯片部分支持SATA2而無法支持NCQ不同,VIA VT8251全面支持SATA2的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),自然也包括極具價(jià)值的NCQ技術(shù)。

其它芯片組廠商

1.SiS穩(wěn)扎穩(wěn)打

  作為傳統(tǒng)的三大芯片組廠商,SiS的南橋系列依舊保
  

持著業(yè)界領(lǐng)先地位。SiS 965的規(guī)格與VIA的VT8251十分接近,似乎唯一的區(qū)別就是不支持RAID5磁盤陣列模式。一直以來,SiS南橋芯片的磁盤性能備受稱贊。從SiS 965南橋開始,其南橋芯片就擁有4個(gè)Serial ATA通道,可以使用RAID0、RAID1或者RIAD0+1模式,而且配備了2個(gè)并行ATA通道,擴(kuò)展性能十分了得。更為令人心動(dòng)的是,SiS 965到SiS 968都內(nèi)建8個(gè)USB 2.0接口以及千兆網(wǎng)絡(luò)和7.1聲道音頻功能。在南北橋連接技術(shù)方面,SiS一直有著很大的優(yōu)勢(shì)。Multi-Threaded I/O Link技術(shù)幫助SiS實(shí)在帶寬為1GB/s的南北橋連接,在今年第三季度末發(fā)布的SiS 967南橋甚至?xí)袽ulti-Threaded I/O Link帶寬提升到2GB/s,從而帶來更為出色的磁盤性能。

2.nVIDIA開拓進(jìn)取

  盡管nVIDIA并非是傳統(tǒng)的芯片組廠商,但是憑借nForce系列的出色表現(xiàn),其在芯片組業(yè)界的地位已經(jīng)蒸蒸日上。然而令nVIDIA感到尷尬的是,經(jīng)典nForce2擁有堪稱完美的北橋芯片,但是南橋芯片的表現(xiàn)卻令人不敢恭維。不僅僅是缺乏Serial ATA功能,更重要的是存在USB控制器兼容性問題。為了改變被動(dòng)局面,nVIDIA選擇亡羊補(bǔ)牢,在nForce2平臺(tái)上推出多款加強(qiáng)版的MCP2南橋芯片,這也是其后期新南橋的基礎(chǔ)。
  在眾多芯片組中,nVIDIA nForce 500系列的表現(xiàn)脫穎而出,這也令其成為眾多消費(fèi)者追捧的對(duì)象。事實(shí)上,nForce 500并不存在嚴(yán)格意義上的南橋概念,但是負(fù)責(zé)傳統(tǒng)南橋功能的部分卻非常強(qiáng)大,這主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)功能方面。在四款nForce 500產(chǎn)品中,除了nForce 550表現(xiàn)得很一般,其它三款產(chǎn)品都支持雙千兆網(wǎng)卡,而且FirstPacket技術(shù)表現(xiàn)出極高的使用。我們知道在一些延遲敏感的網(wǎng)絡(luò)軟件以及游戲中,網(wǎng)絡(luò)資源有限的情況下很容易出現(xiàn)相關(guān)的延遲和沖突問題,而FirstPacket正是要有效解決這個(gè)問題。它通過優(yōu)先權(quán)的設(shè)定實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件實(shí)際應(yīng)用帶寬的優(yōu)化,在一些對(duì)帶寬不敏感的軟件可以選擇更低的優(yōu)先權(quán),而讓那些敏感的軟件工作在更高的優(yōu)先權(quán),以達(dá)到合理正常工作。當(dāng)我們同時(shí)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)游戲或是VoIP會(huì)話,并且開啟MSN軟件以及Windows XP遠(yuǎn)程更新時(shí),用戶能夠明顯體驗(yàn)到其好處。
  除此以外,nForce 500還具備TCP/IP加速技術(shù),此時(shí)可以把一些原本由CPU處理的任務(wù)直接在芯片組中完成,這能夠令大負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)降低對(duì)CPU資源的占用。當(dāng)然,nForce 500的這項(xiàng)技術(shù)在很多獨(dú)立顯卡中也能實(shí)現(xiàn),不過這對(duì)于整合顯卡而言自然是難能可貴的。即便是磁盤功能方面,nForce 500系列也有不小的優(yōu)勢(shì),其中支持多達(dá)6個(gè)SATA硬盤組成RAID5是令其它南橋芯片難以企及的地方。

未來南橋芯片發(fā)展趨勢(shì)

1.雙芯片設(shè)計(jì)依然看好

  高性能的磁盤系統(tǒng)除了需要高速硬盤、高級(jí)磁盤控制器以外
  

,還需要出色的南北橋連接帶寬。長(zhǎng)期以來,南北橋連接帶寬一直是很突出的問題。由于以往PCI總線的帶寬大部分被IDE設(shè)備所占用,因此南北橋之間的通信速度得不到保障,一定程度上影響了系統(tǒng)性能的發(fā)揮,尤其是IDE傳輸任務(wù)繁重的場(chǎng)合,比如在一些入門級(jí)的服務(wù)器工作站上。V-Link技術(shù)將南北橋通信從繁忙的PCI總線獨(dú)立出來,這就有效地保證了芯片組內(nèi)部信息傳遞的迅速和完整,對(duì)系統(tǒng)性能的提升有很大的幫助。
  原本使用單芯片的目的是提高性能,因?yàn)榇藭r(shí)南北橋芯片的功能徹底整合,基本不純?cè)诨ハ嗤ㄓ嵉碾y題。除此以外,單芯片還縮小了主板的體積,使之更加容易地應(yīng)用于特殊領(lǐng)域。然而隨著南北橋連接技術(shù)的發(fā)展,單芯片越來越顯得沒有必要。Intel有中央加速結(jié)構(gòu)、VIA有V-Link技術(shù)、SiS有渠妙技術(shù),其連接帶寬都達(dá)到足夠使用的境地。更為重要的是,普通PC主板即便是南北橋架構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)迷你體積。
  在失去這些優(yōu)勢(shì)之后,單芯片自然就失去了根本的存在價(jià)值,而且其弊端也逐漸顯現(xiàn)。首先便是單芯片的高發(fā)熱量。由于集成度大幅度提高,單芯片的發(fā)熱量往往非常厲害。以nVIDIA的nForce3和nForce4為例,nVIDIA要求主板廠商一定用使用高品質(zhì)散熱片,并強(qiáng)烈建議采用主動(dòng)散熱,這在客觀上提高了成本且不利于穩(wěn)定性。另外一個(gè)十分明顯的特點(diǎn)是,單芯片的電氣性能略有下降,使得產(chǎn)品的超頻表現(xiàn)受到影響。與此同時(shí),單芯片固有的低良品率劣勢(shì)也影響著芯片組廠商。南北橋的芯片組架構(gòu)得到越來越多的支持,其本身的出發(fā)點(diǎn)便是追求穩(wěn)定性并提高良品率,同時(shí)也降低了成本。

2.集成更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)

  網(wǎng)絡(luò)功能無疑是未來南橋芯片發(fā)展的重點(diǎn)?,F(xiàn)在,無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)得到非常普及的應(yīng)用,那么南橋芯片將其整合便是大勢(shì)所趨。從ICH6開始,Intel就有意整合WiFi功能,而SiS和nVIDIA也曾有過類似的計(jì)劃。當(dāng)然,所謂南橋芯片集成WiFi功能僅僅是物理層,具體的無線信號(hào)發(fā)射模塊還是需要外置方式來實(shí)現(xiàn)。但是可以肯定的是,一旦南橋芯片融合了WiFi功能,那將使得WiFi技術(shù)徹底得到普及應(yīng)用。除了WiFi無線網(wǎng)絡(luò),無線USB(Wireless USB)也將是未來南橋芯片的發(fā)展焦點(diǎn),只不過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還未完全成型。
  無線網(wǎng)絡(luò)是一方面,而有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是南橋芯片的重點(diǎn)。在過去25年中,隨著人們對(duì)于越來越高的聯(lián)網(wǎng)速度的需求的不斷增長(zhǎng),以太網(wǎng)也經(jīng)歷了很多變革,從半雙工的共享媒體10Mbps局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成為全雙工的10/100/1000/1000Mbps LAN交換技術(shù)。現(xiàn)在,Intel的ICH10南橋已經(jīng)準(zhǔn)備集成10Gbps網(wǎng)絡(luò)功能,這將有助于改善現(xiàn)有的局域網(wǎng)連接速度。

3.高品質(zhì)音頻

  聲卡可以看作是聲卡控制芯片和Codec芯片的整合,板載聲卡也不例外。由于信號(hào)干擾的原因,聲卡控制芯片不可能完全集成于南橋芯片,而是僅僅集成DSP芯片,具體的數(shù)模轉(zhuǎn)換以及聲音輸出輸入還得依靠Codec芯片。集成聲卡的弊端在于Codec芯片普遍比較薄弱,
  

而且即便是南橋芯片中集成較為強(qiáng)大的DSP音頻功能,其占用的系統(tǒng)資源也還是不小。我們對(duì)于聲卡的要求可以分為兩點(diǎn):音質(zhì)和音效。集成聲卡的音效部分則完全依賴于DSP的處理能力,而音質(zhì)就與Codec芯片有著很大的關(guān)系。從一些技術(shù)指標(biāo)來看,我們經(jīng)常可以看到某某南橋的集成音頻單元能夠達(dá)到很高的水準(zhǔn),但是在缺少API的支持時(shí),其作用也非常有限。
  但是,未來的南橋芯片技術(shù)渴望結(jié)束這種尷尬局面。隨著制作工藝水平的提高,在南橋芯片中集成Codec芯片也不死沒有可能。更加重要的是,現(xiàn)在芯片組廠商也開始注意提高聲卡DSP的性能表現(xiàn)?,F(xiàn)在的HD Audio僅僅是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),在具體的音頻處理方面還有待加強(qiáng)。而在nVIDIA的nForce2時(shí)代,我們已經(jīng)體會(huì)了SoundStorm的為例。一旦發(fā)展順利,今后nVIDIA也有計(jì)劃推出SoundStorm2,而VIA更是計(jì)劃徹底整合性能強(qiáng)大的Envy24。

4.顯卡工作總線

  在傳統(tǒng)架構(gòu)中,顯卡總線完全由北橋芯片負(fù)責(zé)。但是,考慮到未來的多顯示器架構(gòu),以及可能會(huì)逐漸獨(dú)立的物理加速卡,南橋芯片提供顯卡工作總線已經(jīng)被逐漸看好。事實(shí)上,ULi已經(jīng)在這一方面做出過成功的嘗試。ULi M1695北橋所搭配的M1567南橋直接控制AGP總線,通過TGi技術(shù)與CPU連接。而現(xiàn)在,大量南橋芯片實(shí)際上已經(jīng)擁有PCI Express通道,因此未來南橋芯片將極有可能在PCI Express 2.0時(shí)代擁有更多的PCI Express通道,從而為多顯卡應(yīng)用更為普及。小結(jié):通過以上的回顧及展望,相信用戶們都了解到了南橋的作用,盡管南橋北橋的作用不能相提并論,關(guān)注度也遠(yuǎn)沒有北橋那么大,但是了解南橋還是能從側(cè)面掌握主板的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

發(fā)展簡(jiǎn)史

  眾所周知,AMD芯片組的前身是ATI芯片組。早在2006年,AMD在正式收購(gòu)ATI后,就開始把部份ATI芯片組產(chǎn)品改以AMD品牌上市,包括AMD平臺(tái)用CrossFire芯片組RD580、RD550及RD480,并且,AMD從并購(gòu)ATI之后所推出的芯片組產(chǎn)品也不會(huì)再使用ATI品牌,只
  
  

有顯卡則仍會(huì)保持以ATI品牌命名。值得注意的是,在并購(gòu)之前,ATI的主板芯片組市場(chǎng)占有率都不是很高,在被并購(gòu)之后,其芯片組市場(chǎng)占有率一直穩(wěn)步提高,如之前大紅大火的RS690G系列芯片組,和現(xiàn)在大紅大火的7系列芯片組都是并購(gòu)之后推出的產(chǎn)品?!∠旅?,我們就和大家簡(jiǎn)略地一一回顧以往ATI歷代南橋芯片。
  ATI(AMD芯片組事業(yè)部前身)在2001年開始進(jìn)入南橋芯片市場(chǎng),它們第一批上市的芯片組產(chǎn)品ATi - S4/S5/S6規(guī)格和市場(chǎng)同類產(chǎn)品相比要落后很多:S4支持AC97音效、ATA66 / S5支援AC97、ATA100 / S6支援3D音效、USB 2.0、內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)卡等……,南橋規(guī)格上的落后使得ATI早期的芯片組不得不采用其他公司的南橋芯片組,例如宇力電子ULI當(dāng)年的M1575。
  南橋芯片
  ATI南橋芯片組真正獲得高速發(fā)展是從SB600開始,其中主要原因,待會(huì)我們會(huì)簡(jiǎn)略為大家闡述一下。
  首先我們先看一下在ATI南橋芯片發(fā)展史上具備里程碑意義的SB400。
  SB400將通過兩條PCI-E總線與北橋相連,可以支持8個(gè)USB 2.0接口,4個(gè)SATA 150接口、可支持串行硬盤之余還提供了支持RAID 0,1功能,4個(gè)ATA-133驅(qū)動(dòng)器。此外SB400可支持7條PCI擴(kuò)展插槽,具備5.1/7.1聲道的AC'97高清晰音效輸出能力。除此之外,SB400并沒有什么值得關(guān)注的亮點(diǎn),它甚至沒有整合網(wǎng)絡(luò)控制器。
  ATI宣稱整合Gigabit網(wǎng)絡(luò)功能與通過PCI Express總線實(shí)現(xiàn)Gigabit網(wǎng)絡(luò)功能相比,無論從性能或成本上都不占優(yōu)勢(shì)。RX480/RS480芯片組跟Intel 925X一樣,只要是Gigabit LAN都是走PCI-Expree總線,那么走PCI Express有什么好處,它最大好處就是可以達(dá)到500MB/s的傳輸頻寬,在傳輸效能上比走PCI還要更快更有效率。PCI Express Gigabit網(wǎng)絡(luò)功能為每個(gè)設(shè)備提供雙向500MB/s總帶寬,Gigabit或10/100以太網(wǎng)都可以通過北橋或南橋的PCI Express 總線來提供支持,這樣可以允許廠商根據(jù)產(chǎn)品定位需要來提供高性能或廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)功能。
  接下來我們看一下“換湯不換藥”的SB450南橋芯片。
  與前作SB400相比,SB450最大的改進(jìn)就是將AC97設(shè)備升級(jí)為Azalia codec,這與目前Intel倡導(dǎo)的多媒體娛樂技術(shù)又再次融合起來。Azalia codec又稱HD音樂,最初是由Intel開發(fā)者論壇所開發(fā),期望能夠取帶老態(tài)的AC97規(guī)格并提供更具彈性、且節(jié)省成本的真實(shí)高
  
  

階音效內(nèi)建解決方案。Azalia結(jié)構(gòu)能夠在192KHz/32位元下,傳輸高達(dá)8通道的聲音串流;而AC’97只能支援48 KHz/20位元下的6通道。增大的頻寬將帶給使用者在面對(duì)任何挑剔的音樂功能時(shí),體驗(yàn)無故障的音樂經(jīng)歷?!〈鎯?chǔ)方面,SB450可以提供2個(gè)PATA通道,支持4個(gè)PATA設(shè)備。SB450支持2個(gè)SATA接口,速度1.5GHz,仍然不能支持SATA2,RAID支持最為常用的0和1模式。
  SB450支持8個(gè)USB2.0接口,在本次測(cè)試的產(chǎn)品都外置4個(gè)USB2.0接口,主板提供4個(gè)USB2.0外接接口的跳線。和上一代南橋芯片SB400一樣,比較遺憾的是SB450沒有集成網(wǎng)卡,因此主板必須集成完整的網(wǎng)卡芯片。
  ATI SB600可以說是ATI南橋發(fā)展史上最成功的南橋芯片,這和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手NVIDIA收購(gòu)ATI南橋芯片合作伙伴ULI有很大關(guān)系:
  ATI在芯片組發(fā)展上走捷徑,先發(fā)展北橋芯片然后再慢慢研制南橋,這樣導(dǎo)致ATi芯片組一般給人的印象都是北橋芯片不錯(cuò),尤其在繪圖性能上更是表現(xiàn)突出,但南橋則問題多多,規(guī)格落后,因此只能使用在低端入門級(jí)的產(chǎn)品上,高端主流市場(chǎng)的產(chǎn)品都委托給當(dāng)時(shí)的ULi公司來設(shè)計(jì)。
  多年以來主板業(yè)內(nèi)就曾盛傳一句“要做主板,先做南橋”,我們且不管這句話的對(duì)錯(cuò)與否,但ATI不遵循這個(gè)規(guī)律發(fā)展芯片組的劣勢(shì)隨著NVIDIA收購(gòu)ULi的結(jié)束開始顯現(xiàn)出
  
  

來,NVIDIA內(nèi)部完成對(duì)ULi的收購(gòu)后就開始切斷對(duì)ATi的南橋供應(yīng),一時(shí)間ATi高端的RD580、RD480等北橋芯片成了孤鳥,沒有任何相應(yīng)的南橋來搭配。SB600南橋是ATi自主設(shè)計(jì)用來替代ULi M1575的高規(guī)格南橋,可以說是在NVIDIA收購(gòu)ULI之后狙擊下的產(chǎn)物。 SB600相對(duì)ATi以前的產(chǎn)品來說最大的改進(jìn)在于磁盤性能,在SB400南橋上最為人詬病是USB性能,SB450是在修正了SB400一些BUG基礎(chǔ)上加入了HDA音效,磁盤性能還是維持在SB400的1.5Gbps SATA x 4上。因此SB600針對(duì)磁盤性能進(jìn)行了改進(jìn),添加了AHCI接口,使得使用該接口的NCQ技術(shù)硬盤可以得到支持,另外SATA接口的傳輸速率由原來的1.5Gbps提升到3.0Gbps,支持RAID 0,1,10。IDE減少為1個(gè)Channel,USB接口數(shù)量提高到10個(gè)。
  三、SB600/SB700新舊兩代南橋規(guī)格對(duì)比
  在推出SB600之前,AMD在南橋方面的缺陷是大家都了解的,由于這些缺陷使得AMD不得不使用ULi提供的第三方南橋方案,而NVIDIA一舉收購(gòu)ULi之后,AMD缺南橋的局面更是凸顯了出來,而直到SB600的推出才真正解決了SB450/SB460的諸如USB性能低下等一個(gè)讓用戶感到頭疼的問題。
  而隨著存儲(chǔ)技術(shù)獲得新應(yīng)用以及對(duì)系統(tǒng)安全性要求的提高,SB600勢(shì)必會(huì)被更新的產(chǎn)品替代,于是SB700延續(xù)了SB600的眾多優(yōu)點(diǎn)后,來到我們面前,對(duì)比SB600和SB700的規(guī)格,可以看到不小的改進(jìn)。首先在支持?jǐn)U展接口的數(shù)量上進(jìn)一步增多,原本10個(gè)USB 2.0接口,現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了12個(gè)USB 2.0和2個(gè)USB 1.1 接口,而原來的4個(gè)SATA II接口,現(xiàn)在追加成為6 個(gè),可以同時(shí)支持RAID 0、RAID 1、RAID 0+1、RAID 10、JBOD,并支持eSATA。
  再有就是對(duì)可信賴平臺(tái)模塊(TPM)的支持,“Trusted Platform Module(TPM)”為可信任安全平臺(tái)模塊,通過集成在主板上的“TPM”模塊,用戶的個(gè)人電腦能夠受到非常安全的保護(hù)。TPM方案基于物理層,結(jié)合了通用認(rèn)證型身份管理策略,它的問世意味著復(fù)雜難記且易被破解的用戶密碼型方法即將推出歷史舞臺(tái),TPM在筆記本和一些品牌臺(tái)式整機(jī)中非常常見,而我們知道SB700同樣也是被設(shè)計(jì)用于筆記本平臺(tái)使用的南橋,所以這個(gè)設(shè)計(jì)就非常受到筆記本用戶所喜歡。
  不過最大的改進(jìn)則是可以支持HyperFlash技術(shù),我們知道微軟
  
  

新一代操作系統(tǒng)Vista新增了ReadyBoost及ReadyDrive技術(shù),通過額外的存儲(chǔ)顆粒來提高操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序的啟動(dòng)效率,Intel很早以前就在發(fā)布的新一代迅馳平臺(tái)Santa Rosa中,加入了全新的Turbo Memory技術(shù),AMD在這一代加入全新HyperFlash技術(shù)也就順理成章了,此技術(shù)將會(huì)采用Samsung的OneNAND Flash模塊,體積減小并有效降低成本。 新一代Windows Vista操作系統(tǒng)的ReadyBoost及ReadyDrive功能,能縮短操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序的啟動(dòng)時(shí)間,為硬盤提供更大的緩存容量,提升讀寫時(shí)間,并減少硬盤啟動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù),降低硬盤的耗電,進(jìn)一步提升電池續(xù)航力(看來SB700天生就是為筆記本平臺(tái)設(shè)計(jì)的),而Intel Turbo Memory技術(shù)支持以上兩項(xiàng)功能,讓運(yùn)作Vista時(shí)性能表現(xiàn)更好。
  AMD在SB700南橋中加入的全新HyperFlash技術(shù),將會(huì)把閃存控制器線路與IDE總線整合,支持三星OneNAND芯片,最高支持4顆,芯片頻率為80MHz,16Bit接口最高傳輸速度為108MB/s,并聲稱相比Intel Turbo Memory快30%。
  目前HyperFlash所采用的模塊是由Molex設(shè)計(jì),PC廠商可自行生產(chǎn)HyperFlash卡,可支持512MB、1GB及2GB容量,相比Intel Turbo Memory必須由Intel自行生產(chǎn),HyperFlash的吸引力自然較高,如果HyperFlash營(yíng)銷策略成功,將有望迫使Intel把Turbo Memory生產(chǎn)下放給PC廠商。
  小結(jié):
  芯片組則是一塊主板的靈魂,一塊主板的功能、性能和技術(shù)特性都是由主板芯片組的特性來決定的。一直以來,芯片組一直都是以北橋?yàn)橹餍酒?,南橋?yàn)檩o助芯片。因?yàn)楸睒蜇?fù)責(zé)連接到CPU和內(nèi)存以及顯卡,集成顯示功能的芯片組也都是將顯示核心集成在北橋中;而南橋芯片則只是負(fù)責(zé)周邊設(shè)備而已。通過本文相信大家對(duì)AMD平臺(tái)南橋芯片組已經(jīng)有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)和了解。歡迎大家繼續(xù)關(guān)注我們PConline主板頻道。
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