芯片组主板的芯片组及其发展史

主板的芯片组及其发展史

主板的芯片组及其发展史

如果把中央处理器CPU比喻为整个电脑系统的心脏,那么主板上的芯片组就是整个身体的躯干.对于主板而言芯片组几乎决定了这块主板的功能进而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。 

芯片组Chipse  是主板的核心组成部分按照在主板上的排列位置的不同通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对U的类型和主频、 内存的类型和最大容量、 IACI/AGP插槽、 EC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器 、RC(实时时钟控制器) 、USB通用串行总线) 、Ultra DMA/3  6)I数据传输方式和I 高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用也称为主桥(st ridge 。 

除了最通用的南北桥结构外 目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展Intel的8x系列芯片组就是这类芯片组的代表它将一些子系统如ID接口、音效、 MODEM和USB直接接入主芯片能够提供比PCI总线宽一倍的带宽达到了266MB/s此外矽统科技的S iS635/i73也是这类芯片组的新军。除支持最新的DR266 DDR00和PC13 DR等规格外还支持四倍速AGP显示卡接口及ast Wr  te功能、 DE AA33/6/1 0并内建了3D立体音效、高速数据传输功能包含56K数据通讯 em 、高速以太网络传输as  Eternet 、 /10家庭网络(Hom A等。 

下面就几家主流芯片组公司的典型产品做详细的介绍

一、 Intel ntel研制的最主要的芯片分为以下几组:430LX、 430NX、 430X、 43 HX、 430VX、 3 TX、 4 MX、 440FX、 40G、 50KX、 4、 440、 40Z、 44EX、 I881  、 I  820与最新的I824 。 其中的430X芯片组是Intel的早期产品用于Pen iu 6和66MH  4 N芯片组支持所谓的海王星CPU,这两组芯片组目前已经淘汰,不再生产。其余的芯片组目前都在继续生产使用。各组芯片的性能和适用的CPU都有一定的差别,下面分别介绍In  l 430F及其以后推出的各组芯片组。

●Intel 430FX CI  et 430X芯片组是Intel公司继430L和430NX芯片组后推出的第三套基于Pentim的芯片组也称为ri  n。它在体系结构上作了很多改进使性能有了很大的提高,这些新的技术在其后继芯片

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组40HX、 VX、 TX、 GX等芯片组中都得到继承和发挥 因而430FX芯片组在In el的40系列CIse  中有着重要的地位。  430X芯片组由一片

243X、一片823  B和两片8 38X组成。 2437作为系统控制器,集成了CACHE控制器、 RAM控制器、 PC桥连控制器等功能部分 238是数据缓冲控制器;823 FB中集成了PC 、 IA、 DE加速控制器等部分.4FX全部采用QFP封装。 430FX可提供高于10Bs的PCI数据流速,因此它支持奔腾处理器和多媒体应用程序的优化。 ●Intel 3HX PCIs t430 HX芯片组是Int  l公司继430X之后推出的面向商用P机平台的entium级主板芯片组。与其前一代产品430X相比它着重改进了系统的可靠性;并进一步提高了集成度,采用了两片封装在性能上也有所提高,430HX适用于Petim级的工作站、服务器和对可靠性要求较高的微机。  3 HX芯片组由一片243HX和一片82371SB组成 30H在性能上的主要改进可归纳为以下几点  采用了并行PC体系结构,允许、 PC 、 ISA总线并行处理事务因此比430F有更高的EG视频、音频播放和捕捉处理能力

支持通用串行总线(US) 支持UB设备的热即插即用连接

具有EO定时功能使访问DAM的速度有较大的提高系统性能提高约0; 支持奇偶校验和E内存;

更高的集成度只有两片芯片 使用单片主桥方式与430FX相比可节省

60的主板空间;

采用了IFO缓冲队列,可在XC控制器的两边实现并行操作从而提高了CPU的利用率  符合PCI2 1标准缩短了总线的等待时间提高了PC设备的速度和整个系统的性能

支持64位DRAM系统内存最高可达5  2MB;

支持P4C Pen  和P5C(Pen ium MM)CPU  支持双CPU结构可组成对称处理器结构体系的主板和微机系统。

●In el 40V PIs t 430VX的技术性能与430H芯片组基本相同两者的区别主要在以下方面

对多媒体视频进行了特殊优化 因而更适用于家庭用户和多媒体应用;

去除了一些普通用户难以用及的功能如C内存、双C支持等)后

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增加了对高速同步存储器SAM的支持支持16线内存插槽和内存条

在结构上恢复了4片芯片结构。 40VX芯片组由一片8243VX、一片8237S和两片238组成,全部采用PQFP封装;

可管理的最大内存为5M低于40X

降低了成本,其售价低于40HX.

●In el 30TX P  set 430X是In  l公司为配合Pent uMMX CP而推出的最新芯片组专门针对奔腾微处理器的MX技术进行了改进和优化以达到最佳的多媒体应用效果。 430TX芯片组还采用了一系列的新技术使机的性能和智能化程度得到进一步提高。另一方面 430TX也适用于可移动的便携式计算机中弥补了便携式微机在多媒体技术方面的不足,使得便携机用户也能够像台式机一样享受声音、影视节目、通讯等带来的乐趣。 430TX芯片组采用了两片结构 由一片8249X和一片8371AB组成.

●ntel 430MX PCI  et

30M是    专门针对Pen ium级笔记本电脑推出的芯片组它是Int  l作为便携式PCIsets解决方案的第一个完整设计在30FX的基础上采取了多项体系结构上的革新.430M可应用于Po are TM快速以太网、音频及图形增强型应用程序。随着更新一代同时适用于台式机和便携机的40TX芯片组的推出,很多基于40MX的应用已经逐步转移到3TX芯片组上.  ●n e  40FX PCIse  440FX芯片组(注不可与430FX芯片组搞混是适用于高能奔腾(entium Pro)的芯片组。 40X建立在并行PCI体系结构上它包含了一个可加强视频传输及提高帧速度的多业务计时器一个能提高PEG及音频性能的被动释放机制,还包括了可充分利用写缓冲器来改进基于主机的处理应用程序的增强写性能以及用以确保CPU—O—ISA写控制与CI2。 技术规格兼容的CI延迟作业。

440F芯片组具有增强的2位性能和USB外围设备连接的优点,包括CUt o-DRAM流水线、 同时读写、动态延迟、写入猝发组合及I/队列,其他的特点如快速驱动器访问的Bus Maste  DE(BM—IDE) 、集成化ECC支持、双CPU支持等使40FX的整体性能和可靠性大为提高。 4FX可以管理的最大内存

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容量为1GB。 40FX与I  el 430HX、 430V等芯片组设计的I O子系统具有良好的兼容性 因此使 0F能充分利用已有资源立足市场。  在结构上,440F由三片芯片组成,一片241FX一片8 42F和一片8231SB另有一个独立元件82093A供双P设计时使用. ●Inte  5X/KXPIset 450GX/X是Intel公司在1   年为e  iumProPU推出的第一套芯片组解决方案。其中40GX适用于服务器而450X适用于工作站和高性能桌面机。

●n e  40LX AG  et

继Itel 430P 芯片组之后 In  l公司又推出了It  l 440LXAP芯片组。 AGP的图形图像上的带宽比在P 接口上的增加了三倍,它可将高性能的图形功能带给主流的商业P和家用。  0L AGP芯片组是40 AGP芯片组系列中的第一个成员。它建立在由三个芯片组成的40FXPC芯片组的特性之上但把三个芯片压缩成二个芯片82443A和82371B) 。40 AG有四个最主要的特点  引进了一组新的特性称为Q(uad Pot c el  atio 四端口加速 ,它是处理器、 图形加速器、PCI和SDRAM等四个端口的仲裁机构包括直接连接A、动态分布仲裁和多流水线化(从CP、 PCI和图形到RM等特性.这些特性合在一起可使PC中的各个设备获得最大的可用带宽

44LX AGP对RAM的支持使得对存储器的读写可以变得更快并在PntuI 处理器、 图形加速器和PCI设备之间实现更快的流水线化传输;具有ACPI dva ed Cofigrat  on    Poer Interfce,高级配置和电源管理功能可以实现更强的电源管理包括远距离唤醒迅速从掉电状态恢复等; U traD功能改进了对IDE设备的存取. ●nt l 4 B AGset 目前最流行的芯片组当数Itel公司的Ite  40X AGP芯片组.从某方面而言,BX芯片组是一个跨时代的标志,它是首款真正支持1 0MHz主频的芯片组. 40BX GP芯片组继承了44 AGP芯片组系列的诸多优点。如上面所述的AP QA和DRAM ACP与l  a A。 440B正式支持100Hz的外频从而解决低外频(6M)造成的速度瓶颈而不再支持D内存,即使是SDM也要求速度达到100MH 。作为4

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0系列的第三个产品它定位在高端CP领域。应该说对0MH外频(是n el首先提出来的,同时也是它的一张王牌的支持既是44BX最吸引人的特点,也是其最大卖点.虽说早在4LX芯片组中就隐含着对00MHz外频的支持当时的某些主板就设有100外频跳线 但440最大的改进就是它能稳定的运行在1 0MHz以上的外频。40B芯片组也为两片结构,北桥芯片型号为

824 B南桥芯片型号237 AB。前者采用49引脚A封装,负责C(可支持双Pnt uⅡ以SMP方式工作 、 SDAM优化内存接口、 4位总线接口、 PCI接口、 AGP(支持 3MH 接口及它们之间的连接控制;后者采用24引脚BGA封装,负责软盘驱动器、硬盘支持Ul ra DMA/3) 、键盘、 IISA桥接器等接口及USB连接控制。 440BX芯片组在包含了44L的所有功能基础上有三大改进一是外部总线支持1  MHz,二是可支持450H的Pentium I  三是内存最大可扩展到1GB。 由440BX芯片组构成的主板自1998年月进入市场以来得到了前所未有的推广。如今加上Pentiu Ⅲ和 Soc   37 “赛扬”的推波助澜,更使得440BX的生命之树常青。

 ●Intel 44X AGPset  它是Int  l为“赛扬”处理器(PetuII的简化版)特别开发的一款芯片组。它仍为两片结构北桥芯片型号为82443EX,南桥芯片仍使用8237 B外频只支持66Hz.与40X和4 BX两款芯片组相比较 440EX似乎并没有什么特别之处.这样一来使得原本是为降低主板成本而设计的440X芯片组总造价并没有降低.加上440EX芯片组的性能打了折扣反而造成了一种高不成低不就的感觉。致使40成为Itel成名以来寿命最短的产品。

●Intel 440ZX AGPset 440Z是In  l为支持S ket 370结构Cele on而专门设计的一款芯片组.其用意是成为支持S  ot 1和S ket370结构主板的标准芯片组。虽然是Int  l面向低端市场推出的产品但由40ZX构成的主板同样加入了对00MH外频的支持.这类主板一般只设2个 MM插槽(最大只支持56MB 、 个PC和个I SA插槽(受i o AX制约有一个还是共享型的 。这类主板还有一个共同特点就是它们均支持集成i740图形加速芯片和声音芯片这样可以大幅度降低成本。需要注意的是,440ZX芯片组有两种版本分为40X和40ZX66。两者的重要区别是,440X是

仅削减了对DIMM和CI插槽数量上的支持而40ZX6只能支持66Hz外频是为Sokt370主板而特别设计,现在市场上能见到的X主板多采用440X— 芯片组. ●Int   I82 1  &  t  l 

8280

作为最新版本的主板芯片组这两款芯片组的设计思想是一样的。他们都引入了最新的“集线器”概念,只不过所面对的市场定位不同,所以把它们放在一起介绍. 1)加速集线器架构

在8 X0芯片组中采用了集线器的概念各种设备通过集线器直接与CPU、 内存交换信息。在传统芯片组的PI总线型主板中挂在南桥芯片上的IDE、 I、 B S、 B以及挂在PCI插槽上的显示卡、声卡、ODE等各种设备均需通过PCI总线和北桥芯片才能与CU、 内存交换信息(如图1 在CPU、 内存以及各种外设速度日益提高的今天,传统PC总线是阻碍系统速度提高的瓶颈。将AP显示接口挂在北桥芯片上,摆脱CI总线的限制速度达到AGP 2 528M/s就是一最明显的改进。  Intel 82 0芯片组采用了图形存储控制集线器2 10MC、输入输出控制集线器 8 1 IC、固件集线器8282FH三块芯片,声卡、 MODEM、 IE、 内存、 AGP、 PI等设备呈星形结构直接通过集线器交换信息不像原来诸多设备共同占用总线带宽,使整个系统速度提高很多。且由于各设备用其通道交换数据相互之间的干扰也会减小.

2)正式的13外频 虽然当前很多使用 0BX芯片组的主板提供有133MHz甚至更高的外频,但实际上是在超频芯片组。 目前80家族的I82820和828 E芯片组正式提供对 3M外频的支持, 133MHz外频给我们带来的最大的好处是AP X 目前100MH总线频率时内存的最大数据交换率为800MB/s还无法满足AGP 4X的要求采用13MHz外频时内存的数据交换率达到000MBs基本能满足AG 4X的需要.

3支持新型内存 Intel 80芯片组支持184线的RIMM(Rambs In-ine Mmryoclule 内存条,RIM内存条采用DDAM D  ct

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Ramus DAM)内存芯片可在200Hz的总线频率下运行 比SDRAM的带宽提高了3倍多。 Itel80芯片组通过桥接电路还可以使用PC 33 DA。

4)整合技术 Int  l 810芯片组的整合性相当高,AP显卡、音效CDEC控制器、OEM CODE控制器全部整合去掉了AGP插槽,代之以一只短短的AMR的扩展槽它可为MDE提供接口并可作为声卡升级之用.而目前Intel 8 DC100芯片组的内置AGP显卡配备了4MB SDRAM只要配合P  、  I 等CPU运行,就可得到较完美的性能该内置AGP显卡的性能经测试表明完全可以满足一般用户的图形显示要求。但8 芯片组整合的显示功能档次还不够高无法满足高端图形的应用和游戏需求。 820则给用户提供了更广阔的选择空间,你完全可以用它来将PII  00与最新的Voodoo4或Vodoo5搭配使用,丝毫不会令你的CP感到屈才。  ●ntel I82840 新近出炉的I82840是目前人们最感兴趣的话题毕竟它才是40BX最有力的接班人。下面我们对它进行详细的介绍i84的特点

与旧式芯片组相比,它有几个特点:两个RAU通道i 820只有一个 ;理论峰值带宽 。 2b  t/秒C10和PC 3体系分别为0。 8Gb/秒和1b/秒  133MHz外频它只提供1 0GB/秒(133Hz×8bytes/时钟周期的带宽给主内存真不知道它怎么会这么少尽管P 4×总线可以减少内存带宽的需求但MA驱动程序和A Unifi d Memry Achi  ecture统一内存架构都是十分耗费资源的. i840的定位可是服务器市场啊难道英特尔不怕内存带宽不足而造成的性能瓶颈吗也许在较低级的工作站市场没有什么问题,不过在使用MP Smme ric Mlti—Proc ssin对称式多重处理架构的多处理器系统中共享MCH Memry Cntro  ler Hub 内存控制中心的情况下,CPU们仍然会抢用内存存取空间即使是运用两个RDAM通道同时读写的方式也对之帮助不大除非英特尔在后期制作时给MC加入两个内存端口,才有可能避免此类内存带宽大于CU带宽的浪费。 i84芯片组的规格有884 C、  8  ICH Inpt/Outpt Controller ub输入/输出控制中心 、 8280 FW,除了基本的三个芯片之外你还可以加上以下任意一个元件来增强整个芯片组的功能  、 880 P4H  4—bi

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 PCI Controller Hub,6位C控制中心)  2、 2803 MHR Mmor Repeter Hub 内存数据处理中心)  3、 82804RH RARepeat r b DRAM数据处理中心 .虽然i8 的规格繁多但实际有用的只有以下那么几点: 支持两个奔腾 II或Xe  3处理器

提供133MHz外频 AGP4X 英特尔AA架构

双RDRAM通道 双PI总线,一个3MHz 2位,一个66MHz64位可选 /66Mz 64位PCI总线 预读取缓存 NGandm number Gee  tor随机数字发生器)

两个UB接口 从英特尔定制的规格来看 i840主板应该可以提供3个66z 4位CI插槽 3个3MH 32位PCI插槽和个AG 4×插槽。你可能会问6MHz 6位P槽有什么用当用过Ultra Wide SCI 控制器或1 000转分的高速硬盘后你就知道33MHz 3位PI总线对数据 O的限制多么大。另外文件和数据库服务器需要尽可能多的带宽以增加内存与处理器之间的传输速度。这两点原因足够理由使我们升级到采用双倍速度和带宽的i80。尽管U不能完全享受两个AMUS通道带来的好处,但分离的PC总线可以充分利用内存带宽因此DRAM的改进还是起了一点作用的.至于AP 4X,它只有在未来的大纹理游戏中才能发挥出它应用的功能对于现今的 Gme来说,还是有点物不能尽其用的感觉。

二、 VIA

VIA 威盛电子是一家老资格的控制芯片组生产厂商。该公司出品的56档次控制芯片组称为pol  系列。

●早期的Apoll产品

早期的Apol  产品在老86主板中比较常见的有P1、VPX、 、VP3等芯片组. 由于其价格低廉因此在S ke  7主板中有一定市场。 8C570M

Aoll Mast r是VI公司早期生产的56档次的芯片组其集成度不高,采用PFP方式封装,现已不再生产使用;82580VP Apollo VP/X是属于第二代586档次的芯片组仍然采用PQFP方式封装。它在集成度和性能方面都有所提高能够支持4C、 yrix 66、MD K5等CP 82C580VP Apl   VPX/97是IA公司生产的第三代586档次的芯片组是支持MMX处理

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器的控制芯片组。在性能上相当于Intel 30X芯片组完全支持97规范。可与4、 P5 、Ⅱ、 K 、 K6等各种CPU配合使用。该芯片组还支持ACPI、 Ultra DM 3和U 2590P ollo 2/97的前期产品是Apollo V2。 VP2/97除了保持VPX/9的全部功能外,还把RT 实时时钟和CMO RAM集成到芯片组内支持EC、 SDM、 5  2B内存、 2MBCACH Apl   VP3是与44LX性能相当的芯片组。 440LX配合PⅡ时必须采用S  ot1的主板而Ao   o VP作为K6、Ⅱ处理器的最佳拍挡支持结构低廉的Soke  7主板。因此Apol   3芯片组在当前仍有一定市场。它由T2C597和VT82C586两片芯片组成。

 当前流行的Aol  o产品有四组控制芯片组用于Socket 主板的有Aollo MVP和pol  o MVP4两组、用于Slo 1主板的有Apo  l Pr和Apo   o ro Pus两组.下面简要介绍它们的主要性能特点 ●A l  o MVP3

MV3芯片组是一组高性价比的控制芯片组支持AP、 PCI和 可适用于台式机和笔记本个人计算机系统其总线频率从66MH到00MHz支持64位的ocket 7处理器。它由二片芯片组成系统控制器芯片VT82C598A 4 针GA)与PC/IA桥接器VT2C8B  08针PQFP) 。北桥82C598AT为CPU、 同步CACHE、 DRM、 AGP总线、 PI总线和管线突发并行操作提供了良好的工作平台极大地提高了系统性能。 VT82C5  AT内含的存储控制器支持FPM、 DO、 SDRM及DDR SRAM.南桥VT82C59T符合AG1 0规范支持667/ /100H CPU总线频率及 MHz GP总线频率.由于VT82598A支持DDR DRAM Ⅱ因此它是最灵活可靠的高性能DRAM接口。其他主要技术特点如下 支持CPI电源管理符合PC97规范包含UltraDMA/3 IDE、 US、键盘、 PS2鼠标接口和片内RTC/CO

采用同步伪同步方式实现PCI总线与主CPU总线通讯支持CP和AP并行操作 ●Apoll MP4

MP4芯片组是一组适用于Super 7体系结构的SM 系统多媒体结构 Sy t m Ml  imedi   hit   t e)控制芯片组,它实际上是在VP基础上再集成了一片高性能的2D D图形控制器组成的因此包括了MVP