南桥和北桥-主板芯片组发展史
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芯片組無疑是主板重要的組成部分,在我們今天能夠看到的主板上芯片組只不過是一個散熱片底下的小芯片而已,那么它到底經歷了什么才發展到了今天這個地步,曾經甚至需要主動風扇才能滿足散熱要求的南北橋又是經過了怎樣的發展方向才做到今天這樣簡略呢?就讓我們來一起探尋一下主板芯片組的發展史。
要說芯片組的發展史我們得先從芯片組的功能說起,為什么芯片組的后面有一個“組”字呢?因為芯片組曾經是分為南橋和北橋的,一般來說靠近CPU、散熱片較大的為北橋,北橋的英文縮寫為NB,南橋英文為south bridge,縮寫不用我說大家也猜得到。雖然二十多年過去了,但是他們倆的基本功能是差不多的,基本也沒啥改變,北橋負責協調控制主板上CPU、內存以及顯卡等主要設備的通信,而南橋則負責USB、SATA等接口,以及各種集成設備和拓展。
南北橋和CPU之間通過總線進行連接,這個總線每一代名稱基本都不一樣,在這咱們也不仔細說了,而且大部分南橋還在開機電路中起到觸發作用。在南北橋都 沒有集成進CPU里面的時候,同一代甚至不同代的芯片組存在多種搭配,也就是一種北橋可以搭配多種型號的南橋,因此可以更適合主板對拓展的需求,使主板定位更加精準,還是個挺有意思的事。
曾經生產國芯片組的半導體廠商有SIS、英偉達、ATI、ALI、VIA、AMD、英特爾,如今ATI被AMD收購、英偉達退出芯片組市場、其他半導體廠商死的死傷的傷,也就只剩下AMD和英特爾雙雄爭霸了,但那個時候的主板芯片組確實是五花八門,英特爾主板ATI芯片組、AMD主板英偉達芯片組的操作可以說滿地都是,甚至包括有些高端主板,比如NV當年同平臺只有自家的芯片組才支持三路SLI。
當然這些廠商大多都在最晚775時代就相繼退出了市場,原因咱也不知道,那么如今的南北橋怎么樣了呢?在21世紀初,芯片組在主板上起到的作用不比CPU差,雖然這兩個沒啥可比性,畢竟少了哪個都開不了機,但當時北橋負責的是通信協調,不管什么硬件訪問CPU都得經過北橋,這種設計其實是不好的,首先它會使延遲大幅增高,其次因為北橋承擔的功能更多,也增大了主板故障率,但這種設計竟然持續了將近十年。曾經有一段時間(在這十年中),南橋北橋被主板廠商搞到一起過,英偉達和ATI都有類似的芯片組系列,原理其實就是把南北橋封裝在了一個晶圓里面,還順便集成了一個集顯,例如翔升G96TMX主板,這種設計的確在一定程度上節省了主板空間,也方便了主板的板型設計,但發熱堪比電磁爐,所以無法制造高端系列,最終被兩家放棄。
隨著其他硬件的提升,芯片組在一定程度上落后一些,所以在08-10年芯片組的功耗問題尤其是英特爾的北橋顯得尤為突出,因此這一時期的主板大多都頂著一個巨大的北橋散熱器,你們都說X58北橋發熱大,實際上相對某幾個接近微米級工藝的北橋,X58那個發熱還算能夠接受,這使得CPU廠商改進北橋的計劃提上了日程。
首先是AMD在K8系列CPU上將內存控制器集成在了CPU中,這一改進大大降低了內存延遲,而且大幅降低了北橋發熱,而英特爾則在北橋問題飽受詬病之后將內存控制器集成進了初代酷睿處理器中,同時將北橋的部分功能整合進了南橋,還起了個名字叫做PCH,感興趣的可以去搜一下;酷睿二代時期,北橋被完全集成進CPU,而隔壁AMD則將北橋大部分功能保留在主板上,這一情況在推土機、打樁機時期都沒有改善,直到銳龍系列誕生才解決這個問題。
在現在的主板上我們已經完全看不見北橋芯片,而且在新CPU中北橋也不再是一個基本獨立的部分,而是分為PCIE控制器、內存控制器等,分散存在于晶圓的不同位置,因此說CPU和北橋已經同化也沒啥問題。那么北橋沒了,南橋呢?除了支持拓展接口的進步以及集成了本來的IO芯片功能以外,基本功能沒發生什么大變化,不過縱觀近十年,隨著北橋和CPU技術的提高,南橋的功能也越來越少,在AMD最新的Zen2架構平臺上,X570芯片組的南橋僅僅使用PCI-E X4通道和CPU連接,作用也僅僅是將這幾根通道拆分,來支持幾個PCI-E接口和USB2.0、SATA接口了,作用基本相當于一個內置的HUD,大部分功能已經被CPU代替。
最神奇的是,在銳龍低端芯片組和平臺上,許多產品都已經直接取消了南橋芯片,也就是只支持CPU所支持的拓展,而英特爾最新的平臺使用DMI3.0總線連接南橋,大部分拓展都沒集成進CPU,但也在向CPU內集成的方向發展中。筆者覺得,隨著CPU工藝不斷發展、制程不斷提升,未來南橋會很快消失在我們的視野中,開機觸發等功能也不需要南橋來幫忙了,畢竟科技的核心就是不斷化繁為簡、提高效率加強性能,而數碼行業的核心則是高集成度
總結
以上是生活随笔為你收集整理的南桥和北桥-主板芯片组发展史的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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