主板上的主桥-北桥芯片

发布时间:2013-12-10 10:44:58

北桥芯片

北桥芯片(North Bridge)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82845E875P芯片组的北桥芯片是82875P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(SDRAMDDR SDRAM以及RDRAM等等)和最大容量、AGP插槽、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。

概述

北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片,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会配合风扇进行散热。 北桥芯片

因为北桥芯片的主要功能是控制内存,而内存标准与处理器一样变化比较频繁,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。

由于已经发布的AMD K8核心的CPU将内存控制器集成在了CPU内部,于是支持K8芯片组的北桥芯片变得简化多了,甚至还能 北桥芯片

采用单芯片芯片组结构。这也许将是一种大趋势,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,也许以后主流的芯片组很有可能变成南北桥合一的单芯片形式(事实上SIS老早就发布了不少单芯片芯片组)。

由于每一款芯片组产品就对应一款相应的北桥芯片,所以北桥芯片的数量非常多。针对不同的平台,目前主流的北桥芯片有以下产品(不包括较老的产品而且只对用户最多的英特尔芯片组作较详细的说明)

上图主板中间,紧靠着CPU插槽,上面覆盖着银白色散热片的芯片就是主板的北桥芯片。摘掉散热片后如下图:

北桥芯片 北桥芯片

Intel平台

Intel845系列芯片组的82845E/

82845GL/82845G/82845GV/

82845GE/82845PE,除82845GL以外都支持533MHz FSB(82845GL只支持400MHz FSB),支持内存方面,以上845系列北桥芯片都支持最大2GB内存,82845G/82845GL/82845E支持DDR 266,其余都支持DDR 333 北桥芯片

另外82845G/82845GL/82845GV还支持PC 133 SDRAM,除82845GL/82845GV之外都支持AGP 4X插槽;865系列芯片组的82865P/82865G/82865PE/82865GV

/82848P,除82865P之外都支持800MHz FSB,DDR 400(82865P只支持533MHz FSBDDR 33382848P之外都支持双通道内存以及最大4GB内存容量(82848P只支持单通道最大2GB内存),除82865GV之外都支持AGP 8X插槽;Intel桌面AGP平台最高端的是875系列的82875P北桥,支持800MHz FSB,4GB双通道DDR 400以及PAT功能。Intel的芯片组或北桥芯片名称中带有“G”字样的还整合了图形核心。

还有915/925系列的82910GL82915P82915G82915GV82915PL82915GL82925X82925XE等八款北桥芯片。在支持的前端总线频率方面,82910GL只支持533MHz FSB,而82925XE则支持1066MHz FSB,其余的82915P82915G82915GV82925X都支持800MHz FSB;在内存支持方面,82910GL82915PL82915GL都只支持DDR内存(DDR 400)82925X82925XE则只支持DDR2内存(DDR2 533),其余的82915P82915G82915GV都能支持DDR内存(DDR 400)DDR2内存(DDR2 533),所有这八款北桥芯片都能支持双通道内存技术,除开82915PL之外最大都支持4GB内存容量(82915PL只支持2GB内存),此外82925X还支持ECC内存;82910GL82915G82915GL82915GV集成了支持DirectX 9.0Intel GMA900显示核心(Intel Graphics Media Accelerator 900);在外接显卡接口方面,82915P82915G82915PL82925X82925XE都提供一条PCI Express X16显卡插槽,而82910GL82915GL82915GV则不支持独立的显卡插槽。 北桥芯片

之后Intel发布了支持双核心处理器的945/955/975系列的82945P82945G82945GZ82945GT82945PL82955X82975X等七款北桥芯片。在支持的前端总线频率方面,82945GT只支持667MHz FSB82945GZ82945PL则只支持800MHz FSB,其余则全部都支持1066MHz FSB;在内存支持方面,所有这七款北桥芯片都能支持双通道内存技术并且都仅支持DDR2内存从而不再支持DDR内存,其中82945PL82945GZ仅支持最大2GBDDR2 53382945P82945G82945GT则支持最大4GBDDR2 66782955X82975X则支持ECC内存技术和最大8GBDDR2 667;在双核心处理器的支持方面,82945P82945G82945GZ82945PL仅支持Pentium D82955X82975X则支持Pentium DPentium EE82945GT则支持Core Duo82945G82945GZ82945GT集成了支持DirectX 9.0Intel GMA950显示核心(Intel Graphics Media Accelerator 950),这是GMA900的升级版;在外接显卡接口方面,82945P82945G82945GT82945PL82955X82975X都提供一条PCI Express X16显卡插槽,而82945GZ则不支持独立的显卡插槽。

最新的是946系列的82946PL82946GZ以及965系列的82P96582G96582Q96582Q963等六款北桥芯片,都支持最新的双核心处理器Core 2 Duo82P965还支持顶级的Core 2 Extreme82946PL82946GZ只支持800MHz FSB,而82P96582G96582Q96582Q963都支持1066MHz FSB。在内存支持方面,82946PL82946GZ支持最大4GB内存,而82P96582G96582Q96582Q963则支持最大8GB内存。另外82946PL82946GZ82Q963支持双通道DDR2 667内存,而82P96582G96582Q965则支持双通道DDR2 800内存。在显示接口方面,除了82Q963不支持独立的显卡插槽之外,其余五款北桥芯片都能支持PCI Express x16显卡插槽。并且82946GZ82Q96582Q963还集成了支持DirectX 9.0cOpenGL 1.4Intel GMA 3000(Intel Graphics Media Accelerator 3000)显示核心;而82G965则集成了支持DirectX 10OpGL 1.5以及Intel Clear Video技术(英特尔清晰视频技术)Intel GMA X3000(Intel Graphics Media Accelerator X3000)显示核心,并且Intel GMA X3000还在Intel集成显卡中首次支持硬件T&L(规格近似的Intel GMA3000只支持软件T&L),还支持H.264硬件解码和HDMI(Hi-Definition Multimedia Interface,高清晰多媒体接口)多媒体影音输出接口;82P96582Q965还支持面向数字家庭的Intel VIIV(欢跃)技术。

另外,82P96582G96582Q96582Q963还支持以下特色技术:

(1)Intel Fast Memory Access(Intel FMA,英特尔快速内存访问技术),通过优化可用内存带宽的使用,并降低内存访问延迟时间,更新的图形内存

控制器中枢(GMCH,也就是北桥芯片) 骨干架构提高了系统性能,基 北桥芯片

本上可以说是以前82875P北桥所支持的PAT技术的延续和升级;

(2)Intel Flex Memory Technology(Intel FMT,英特尔灵活内存技术),允许插入不同大小的内存且能继续维持双通道模式,这要比以往在Intel芯片组主板上要启用双通道内存模式时必须使用相同容量和相同规格的内存的限制要灵活得多,而且在升级系统内存时原有的小容量内存则必须弃用,有了Intel FMT技术之后在升级系统内存时原有的小容量内存则不必弃用,减少了升级成本,从而升级更加轻松;

(3)Intel Quiet System Technology (Intel QST,英特尔静音系统技术),智能系统风扇转速控制算法会根据系统的工作温度范围, 自动调节风扇转速,减少风扇速度变化, 从而降低可以感知的系统噪音;

(4)USB Port Disable(USB端口禁用技术),可根据需要启用或禁用单独的USB端口,此项功能可防止通过USB端口恶意删除或插入数据,从而增加了又一层数据保护功能。

此外,82Q96582Q963还具有面向商业用户数字办公的特殊功能,支持Intel Stable Image Platform Program (Intel SIPP,英特尔稳定映像平台计划)Intel vPro(博锐)技术,其中82Q965还支持Intel Active Management Technology(Intel AMT,英特尔主动管理技术),带系统防御功能,支持带外网络化系统的远程、线下管理,而不管系统状态如何,可帮助改善IT效率、资产管理以及系统安全性与可用性,“系统防御”功能可帮助阻止软件攻击入侵,如果客户端感染病毒,则将其与网络隔离;如果关键的软件代理遗失,则主动向IT管理人员发出告警,满足商业用户远程管理和安全性的要求。

SIS

早期支持DDR SDRAM内存的SIS648FXSIS655FXSIS655TXSIS656SIS649以及集成了SiS Mirage显示芯片的SiS 661FX。其中,SIS655FXSIS655TXSIS656支持双通道内存技术;SIS648FXSIS655FXSIS655TXSIS 661FX支持AGP 8X规范,而SIS656SIS649则支持PCI Express X16规范;所有这六款北桥芯片都支持DDR 400内存,而SiS 649则能支持DDR2 533内存,SiS 656更能支持DDR2 667内存。

比较新的有支持800MHz FSBSIS662以及支持1066MHz FSBSiS 649FXSiS 656FX等北桥芯片。这三款北桥芯片都支持PCI Express x16显卡插槽和DDR2 667内存,其中SIS 656FX还支持双通道内存技术,而SiS 662集成了SIS Mirage 1显示核心。

ATI

主要就是Radeon 9100系列北桥芯片。Radeon 9100 IGPRadeon 9100 Pro IGPRX330这三款北桥芯片都能支持800MHz FSB、双通道DDR 400内存和AGP 8X规范,Radeon 9100 IGPRadeon 9100 Pro IGP还集成了支持DirectX 8.1Radeon 9200显示芯片。 北桥芯片

比较新的有支持800MHz FSBRadeon Xpress 200 IE(RC410)Radeon Xpress 200 IE(RXC410)以及支持1066MHz FSBRadeon Xpress 200 IE(RS400)Radeon Xpress 200 CrossFire IE(RD400)CrossFire Xpress 1600 IE等北桥芯片。所有这些北桥芯片都支持PCI Express x16显卡插槽;CrossFire Xpress 1600 IE支持双通道DDR2 800,除此之外其它都同时支持DDR 400DDR2 667,并且除了Radeon Xpress 200 IE(RC410)之外都支持双通道内存技术;除了Radeon Xpress 200 IE(RXC410)CrossFire Xpress 1600 IE之外都集成了支持DirectX 9.0ATI Radeon X300显示核心,此外,Radeon Xpress 200 CrossFire IE(RD400)CrossFire Xpress 1600 IE还支持ATICrossFire多显卡并行技术。

VIA

PT800/PT880/PM800/PM880以及较早期的P4X400/P4X333/P4X266/

P4X266A/P4X266E/P4M266等等,其中,VIA芯片组名称或北桥名称中带有“M”字样的还整合了图形核心(英特尔平台和AMD平台都如此)。PT800PT880PM800PM880这四款北桥芯片都能支持 北桥芯片

800MHz FSBDDR 400内存,并且都支持AGP 8X规范。其中PT880PM880支持双通道内存技术,PM800PM880还集成了S3 UniChrome Pro显示芯片。

此后有P4M800P4M800 ProPT880 ProPT880 UltraPT894PT894 ProP4M890PT890等北桥芯片。其中,P4M800P4M800 ProPT880 Pro支持800MHz FSBPT880 UltraPT894PT894 ProP4M890PT890支持1066MHz FSBP4M800P4M800 Pro支持AGP 8X显卡插槽,PT880 ProPT880 Ultra则同时支持AGP 8X显卡插槽和PCI Express x16显卡插槽(实际上是基于PCI Express x4),而PT894PT894 ProP4M890PT890则支持真正的PCI Express x16显卡插槽;在内存支持方面,P4M800P4M800 Pro都仅支持DDR 400内存并且不支持双通道内存技术,而PT880 ProPT880 UltraPT894PT894 ProP4M890PT890则同时支持DDR 400DDR2 533,并且除了P4M890PT890之外都支持双通道内存技术;此外,P4M800P4M800 ProP4M890还集成了S3 Graphics UniChrome Pro显示核心。

最新的是整合芯片组P4M900,支持Socket 478/Socket 775全系列的所有处理器,包括最新的Conroe核心Core 2 DuoCore 2 Extreme,支持1066MHz FSB和单通道DDR2 667内存,并整合了支持DirectX 9.0VIA Chrome HC IGP显示核心,还支持独立的PCI Express x16显卡插槽。P4M900是所有VIA芯片组中最先支持DDR2 667DirectX 9.0的。

ULI

离开芯片组市场多年,目前产品不多,主要是M1683M1685,这两款北桥芯片都能支持800MHz FSB,其中,M1683支持AGP 8X规范和DDR 500内存,而M1685则支持PCI Express X16规范和DDR2 667内存。

NVIDIA

进入Intel平台芯片组市场比较晚,起初主要是定位于中高端市场的nForce4 SLI IEnForce4 SLI X16 IEnForce4 SLI XE以及nForce4 Ultra IE。这些北桥芯片都支持1066MHz FSB、双通道DDR2 667内存以及PCI Express x16显卡插槽,并且除了nForce4 Ultra IE之外都支持NVIDIASLI多显卡并行技术。然后是nForce 590 SLI IEnForce 570 SLI IEnForce 570 Ultra IE,支持Socket 775接口全系列的所有处理器,包括最新的Conroe核心Core 2 DuoCore 2 Extreme,支持1066MHz FSB和双通道DDR2 667内存。其中,nForce 590 SLI IEnForce 570 SLI IE还支持nVIDIASLI技术,nForce 590 SLI IE更是能支持两条真正全速的PCI Express x16插槽,支持顶级的Quad SLI技术,能最大限度的发挥SLI技术的威力。

AMD平台

VIA

除了支持K7系列CPUAthlonDuronAthlon XP)的KT880KT600KT400A以及较早期的KT400KM400KT333KT266AKT266KT133KT133A外,还有有K8M800K8T800K8T800 ProK8T890K8T890 Pro。其中,支持K7系列的KT600KT880支持400MHz FSBDDR 400内存和AGP 8X规范,KT880还支持双 北桥芯片

通道内存技术。支持K8系列的K8M800K8T800支持800MHz HyperTransport频率,K8T800 ProK8T890K8T890 Pro支持1000MHz HyperTransport频率,K8M800K8T800K8T800 Pro支持AGP 8X规范,而K8T890K8T890 Pro则支持PCI Express X16规范,并且与nVidianForce4 SLI相同,K8T890 Pro同样也能支持两块nVidiaGeforce 6系列显卡之间的SLI连接以提升系统的图形性能;K8M800还集成了S3 UniChrome Pro显示芯片。

比较新的主要有K8M890K8T900,都支持全系列的AMD K8系列处理器、PCI Express x16显卡插槽、1000MHzHyperTransport频率。其中,K8M890还集成了S3 graphics UniChmore Pro显示核心。

SIS

主要有支持K7系列CPUSIS748SIS746SIS746FXSIS745SIS741SIS741GXSIS740SIS735,以及支持k8系列CPUSIS755SIS755FXSIS760SIS756。其中,SIS755SIS760支持800MHz HyperTransport频率,SIS755FXSIS756则支持1000MHz HyperTransport频率;SIS755SIS755FXSIS760支持AGP 8X规范,而SIS756则支持PCI Express X16规范;SIS760还集成了支持DirectX 8.1SIS Mirage 2显示芯片。

比较新的主要有SIS760GXSIS761GLSIS761GX。其中,SIS760GXSIS761GL都只支持800MHzHyperTransport频率,而SIS761GX则支持1000MHzHyperTransport频率;SIS760GX支持AGP 8X显卡插槽,SIS761GX支持PCI Express x16显卡插槽,而SIS761GL则不支持独立的显卡插槽;SIS760GX集成了SIS Mirage 2显示核心,而SIS761GLSIS761GX则集成了SIS Mirage 1显示核心。然后是SiS 771,支持全系列的Socket AM2处理器,支持1000MHzHyperTransport频率和PCI Express x16显卡插槽,还集成了硬件支持DirectX 9.0SIS Mirage 3显示核心。

NVIDIA

除了早期的支持K7系列CPUnForce2 IGP/SPPnForce2 Ultra 400nForce2 400等,比较新的是支持K8系列CPUnForce3系列的nForce3 250nForce3 250GbnForce3 UltranForce3 Pro以及nForce4系列的nForce4nForce4 UltranForce4 SLI,这些全都是单芯片芯片组,其中 北桥芯片

nForce3系列支持AGP 8X规范,而nForce4系列则支持PCI Express X16规范,nForce4 SLI更能支持两块nVidiaGeforce 6系列显卡(支持SLI技术的GeForce 6800Ultra GeForce 6800GTGeForce 6600GT)之间的SLI连接,极大地提升系统的图形性能。

还有有nForce4 SLI X16GeForce 6100GeForce 6150,都支持1000MHzHyperTransport频率和PCI Express x16显卡插槽。其中,nForce4 SLI X16支持两条真正全速的PCI Express x16插槽,能最大限度的发挥SLI技术的威力;GeForce 6100GeForce 6150则集成了支持DirectX 9.0c的基于NV44的显示核心。

最新的是nForce 590 SLInForce 570 SLInForce 570 UltranForce 550四种Socket AM2平台芯片组,支持全系列的Socket AM2处理器,除了nForce 590 SLI仍然采用传统的南北桥架构之外其它全部都是单芯片芯片组。所有的nForce 5系列全部都支持1000MHzHyperTransport频率和PCI Express x16显卡插槽。其中,nForce 590 SLInForce 570 SLI还支持NVIDIASLI技术,nForce 590 SLI更是能支持两条真正全速的PCI Express x16插槽,支持顶级的Quad SLI技术,能最大限度的发挥SLI技术的威力。

ULI

比较新的主要有M1695M1697,都支持全系列的AMD K8系列处理器、PCI Express x16显卡插槽、1000MHzHyperTransport频率。其中,M1695除了PCI Express x16显卡插槽之外还同时支持AGP 8X显卡插槽(虽然是基于南桥芯片,但却具有真正的AGP 8X的带宽);而且,如果以M1695为北桥同时再以M1697为南桥,则可以支持两条真正全速的PCI Express x16显卡插槽。

ATI

ATI进入AMD平台芯片组市场比较晚,早期有支持K8系列CPURadeon Xpress 200(北桥芯片是RS480)和Radeon Xpress 200P(北桥芯片是RX480),这二者都支持PCI Express X16规范,其中,Radeon Xpress 200还集成了支持DirectX 9.0Radeon X300显示芯片。 北桥芯片

Radeon Xpress 200有两项技术比较有特色,一是“HyperMemory”技术,简单的说就是在主板的北桥芯片旁边板载整合图形核芯专用的本地显存,ATI也为HyperMemory技术做了很灵活的设计,可以单独使用板载显存,也可以和系统共用内存,更可以同时使用板载显存和系统内存;二是“SurroundView”功能,即再添加一块独立显卡配合整合的图形核心,可以实现三屏显示输出功能。

然后是Radeon Xpress 200 CrossFire(RD480)Xpress CrossFire 3200(RD580)Xpress CrossFire 1600,都支持1000MHzHyperTransport频率和PCI Express x16显卡插槽,并且都支持CrossFire多显卡并行技术。其中,Xpress CrossFire 3200(RD580)更是在北桥芯片内具有40PCI Express Lanes,能支持两条全速的PCI Express x16显卡插槽,可以最大限度的发挥CrossFire技术的威力。

最新的是Radeon Xpress 1100Radeon Xpress 1150两种Socket AM2平台芯片组,支持全系列的Socket AM2处理器,都支持1000MHzHyperTransport频率和PCI Express x16显卡插槽,并且都集成了ATI Radeon X300显示核心,只是二者的核心频率不同,Radeon Xpress 1100的核心频率是300MHz,而Radeon Xpress 1150的核心频率是400MHz

北桥芯片的作用

北桥芯片(NorthBridge)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(HostBridge)。

一般来说,芯片组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82845E875P芯片组的北桥芯片是82875P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(SDRAMDDRSDRAM以及RDRAM等等)和最大容量、AGP插槽、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。

北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片,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会配合风扇进行散热。

因为北桥芯片的主要功能是控制内存,而内存标准与处理器一样变化比较频繁,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。

南桥芯片和北桥芯片区别

北桥芯片 一个主板上最重要的部分可以说就是主板的芯片组了,主板的芯片组一般由北桥芯片和南桥芯片组成,两者共同组成主板的芯片组。北桥芯片主要负责实现与CPU、内存、AGP接口之间的数据传输,同时还通过特定的数据通道和南桥芯片相连接。北桥芯片的封装模式最初使用BGA封装模式,到现在Intel的北桥芯片已经转变为FC-PGA封装模式,不过为AMD处理 南桥芯片

器设计的主板北桥芯片到现在依然还使用传统的BGA封装模式。

南桥芯片 相比北桥芯片来讲,南桥芯片主要负责和IDE设备、PCI设备、声音设备、网络设备以及其他的I/O设备的沟通,南桥芯片到目前为止还只能见到传统的BGA封装模式一种。另外,除了传统的南北桥芯片的分类方法外,现在还能够见到一体化的设计方案,这种方案经常在SiS的芯片组上见到,将南北桥芯片合为一块芯片,这种设计方案有着独到之处,不过到目前还没有广泛的推广开来。

主板上的主桥-北桥芯片

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