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角落英雄闲话南桥芯片
作者:练兵    硬件外设来源:本站原创    点击数:    更新时间:2008-4-16

 

南桥芯片(South Bridge)是主板芯片组中重要的组成部分,通常位于离CPU插槽较远的下方,故而称之为“南桥”。因为南桥所连接的I/O总线较多,为了便于布线,它一般都位于主板PCI插槽的附近。

南桥芯片职能是负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、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。南桥与北桥之间并没有严格的对应关系,只要针脚定义相同,一款北桥芯片可与多种南桥相搭配,例如与Intel P35北桥搭配的ICH9系列南桥就分为标准型ICH9、RAID加强型ICH9R、针对数字家庭的ICH9DH以及针对数字办公的ICH9DO四种。同时,还有少数廉价P35使用的是早期型号的南桥,如ICH7等。历史上,还有一些主板的南北桥甚至都不是同一厂商的产品,如当年AMD 760芯片组就可以使用AMD 766南桥和VIA 686B南桥。

南桥起源

南桥的起源及发展,与总线技术的进步是息息相关的。在个人电脑发展的早期,还没有总线技术的概念,自然也就没有南北桥芯片。早期主板的功能都是通过分散在主板上的多个芯片共同来实现的。直到进入奔腾处理器时代,主板功能开始集成在3个甚至2个主要芯片中,这就是南北桥设计架构的雏形。最早采用双芯片设计的芯片组应该是Intel 430HX,南桥控制芯片为82371SB,总线速度为50/55/60/66/MHZ;支持PCI并行处理,并支持25/30/33MHz的PCI总线速度,还首次支持新型的USB接口。从430HX一直到传奇般的440BX,南桥总是都被北桥芯片组的光芒所淹没,但是随着时间的推移,它终将证实自己的价值。

这一时期的典型产品除了Intel 82371SB及82371AB,还有VIA的VT82C586B、VT82C686、VT82C596、VT82C596A及VT82C686A等。

魂断南桥?

随着i810/815系列芯片组的面世,Intel抛弃了成熟的南北桥设计方案,采用了全新的“加速集线器架构”(Accelerated Hub Architecture),其特点是实现了图形存储器和集成的AC'97控制器、IDE控制器、双USB端口和PCI之间的直接连接,理论上可大大改善传统PCI总线的数据瓶颈效应,“南桥将死”的声音一时间甚嚣尘上。

然而在实际应用中,i810芯片组性能不佳,i815芯片组也表现平平。实际上,奔腾3时代的Intel一直都很郁闷:820芯片组被召回、冲刺1GHz落后、奔腾1.13GHz被召回……最终Intel抛弃了奔腾3和加速集线器架构,又重归传统的南北桥设计方案。但是值得注意的是,从810/815开始,Intel提出了ICH(I/O Controller Hub,输入/输出控制器中心)的概念,它将成为Intel系南桥芯片的新标志。

与灰头土脸的Intel相比,AMD+VIA的黄金组合在这一时期大放异彩,VIA的686B堪称这一阵营中最优秀的南桥芯片。它被广泛应用在多种Intel或AMD平台上,占据了不少市场份额。但在一些专业测试中,686B的表现并不出色,反映出VIA在芯片组设计上功力尚浅,然而VIA仍沉浸在胜利的喜悦中而无视用户的建议,这也为它日后身陷困局埋下了伏笔。

南桥战国时代

进入到“奔腾4 vs 速龙”的年代后,南桥技术又进入了一个新的发展时期。除了Intel,NVIDIA和AMD(ATI)等厂商都开始在这个舞台上扮演起不同的角色。

经历了一段时间的低迷后,渐入佳境的Intel在芯片组开发上采取了“步步为营”的稳健策略,基本上每出一代北桥芯片,都会开发相应的新型南桥与其搭配。ICH4(82801DB)引入了IHA 1.5总线,原生支持USB2.0接口;ICH5(82801EB)原生支持SATA接口及Dolby数字5.1声道环绕声输出,并开始发展ICH5R等扩展型号;ICH6(82801FB)又采用了Azalia Link总线(HD Audio),开始取代已显简陋的AC'97标准集成声卡;ICH7(82801GB)南桥则衍生出总共5个版本,并首次支持PCI Express总线;而ICH8(82801HB)首次内建千兆以太网控制器,并完全淘汰了PATA接口和AC'97规格集成声卡;目前主流的ICH9南桥(82801IB)可支持PCI-E 2.0总线和SATA Port Multiplier技术,内建千兆网卡。此外,每一次推出的新型南桥都会增加主流接口的数量,如ICH4只支持4个USB 2.0接口,ICH5达到了8个,ICH9则支持12个。

NVIDIA在芯片组技术开发上最为激进,甚至多次尝试单芯片架构(nForce 3/4以及C61都采用这种设计)。但事实已经证明,高度集成的单芯片良品率太低、发热太大,技术和成本优势并不更显,因此,NVIDIA又回归到传统的南北桥架构上来。NVIDIA南桥被称为MCP(Media and Communications Processor,媒体和通信处理器),实际上它的功能大大超过传统意义上的南桥。目前最为常见的MCP——nForce 780i SLI MCP的规格上大体和Intel的ICH9R相当。

AMD自从收购ATI后,芯片组开发一举跃上新台阶。随后开发的SB600堪称AMD近年来最成功的南桥,并以此为基础推出了SB700。目前,SB700正在逐步取代SB600,成为AMD新型芯片组的标准配置。

还有一个小人物在AMD与NVIDIA的恩怨中扮演了重要角色,它就是宇力(Uli)。ATI在早期对南桥的开发不力,因此曾长期搭配宇力生产的南桥,例如M1575等。因此NVIDIA采取了釜底抽薪之策,于2007年收购宇力,切断了ATI南桥供应,正是基于这种情势,AMD(ATI)痛下决心,开发出了高规格的SB600。巨头间的角力,就是这般残酷与直接。

VIA曾推出过VT8235/8237/8251等南桥,但近年来已显疲态,甚至有被边缘化的迹象,其“最新”的VT8251南桥居然还是2004年就面世的老家伙。此外,VIA也推出过一些单芯片集成芯片组,但很少出现在DIY市场上。矽统的境遇也类似,目前主要混迹于集成芯片组市场,尽管它也开发了“妙渠”总线、单芯片架构等新技术,但市场中仍然少有人问津。

小提示

南桥的未来向何处去?可以肯定的是,在今后一段时间内,采用了新型总线的南北桥技术仍将是市场中的绝对主流,而南桥也将继续向着功能更多、更全、集成化程度更高、工艺更先进的方向迈进。

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