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[嵌入式]南桥芯片与北桥芯片 |
什么是芯片组 芯片组(英语:Chipset)是一组共同工作的集成电路“芯片”,并作为一个产品销售。它负责将计算机的微处理器和计算机的其他部分相连接,是决定主板级别的重要部件。以往,芯片组由多颗芯片组成,慢慢的简化为两颗芯片(北桥芯片和南桥芯片),现在则只有一颗南桥芯片。 在计算机领域,“芯片组”术语通常是特指计算机主板上的南桥/北桥芯片。当讨论基于x86处理器的个人电脑时,芯片组一词通常指两个主要的主板芯片组:北桥和南桥。 早年的主板芯片组制造商包括NVIDIA、VIA、SiS、ALi、ATI,但是自2008年以后,x86 PC/服务器芯片组制造商只剩下Intel、AMD。 从2009年的LGA 1156 Intel Core i3/i5/i7处理器开始, 下图为只有南桥的LGA 1155(Socket H2)主板 LGA是CPU插座类型,有1156个针脚。LGA 1156?是英特尔公司于2009年推出的处理器插座,搭配Nehalem架构Intel Core i3、i5及i7,读取速度比LGA 775高。LGA 1156和LGA 1366都是用来取代LGA 775。同时搭载该插座的主机板只剩下南桥晶片。
南桥(英语:Southbridge)是基于个人电脑主板芯片组架构中的其中一枚芯片。 南桥包含大多数周边设备接口、多媒体控制器和通信接口功能。例如PCI/低速PCIe(如PCIe x1)控制器、ATA/SATA控制器、USB控制器、网络控制器、音效控制器。 英特尔在第一代Core i7中把存储器控制器集成到了CPU,北桥的功能只剩下连接高速设备(如显卡),此时Intel的南桥称为 IOH(IO Controller Hub)。从LGA 1156、LGA 2011开始,Intel处理器集成了北桥(存储器控制器、高速PCI Express控制器和Intel HD Graphics),主板上只剩下南桥,Intel将其称为平台路径控制器(PCH)。 FLASH闪存 NVM Express(NVMe),或称非易失性内存主机控制器接口规范(英语:Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification,缩写:NVMHCIS),是一个逻辑设备接口规范,即总线传输协议规范,用于访问通过PCI Express(PCIe)总线附加的非易失性存储器介质(例如采用闪存的固态硬盘驱动器SSD),虽然理论上不一定要求PCIe总线协议(SSD也可以接SATA串口)。 NVM代表非易失性存储器(non-volatile memory)的首字母缩略字,这是固态硬盘(SSD)的常见的闪存形式。此规范主要是为基于 依托于PCIe总线, 这个名称的由来,是由于绘制架构图时所派生出来的称呼,第一次被提到这名词时是在1991年采用PCI Local Bus架构时。在Intel,PCI规格的创始者视PCI总线为整个PC平台架构的正中央。北桥芯片将PCI总线主干延伸至北边,以支持CPU、存储器或缓存(Cache)、以及其他攸关性能的功能。反之,南桥芯片将PCI总线主干延伸至南边,并桥接起比较非攸关性能的I/O功能,例如磁盘接口等、音效等。 北桥(英语:Northbridge)是基于Intel处理器的个人电脑主板芯片组两枚芯片中的一枚,北桥用来处理高速信号,例如中央处理器、存储器、显卡(PCI Express接口或AGP接口),还有与南桥之间的通信。
有一些北桥会集成内置显示核心(如Intel GMA),也支持AGP或PCI Express接口。集成显示核心的北桥若侦测到已安装的PCIe/AGP显卡,会停止其GPU功能,但有些北桥可以允许同时使用集成式显卡和安装外加显卡,作为多显示输出。 内存控制器(英语:Memory Controller)是一个用于管理与规划从内存到CPU间传输速度的总线电路控制器,它可以是一个单独的芯片,或集成到有关的大型芯片里;如CPU或北桥内置的内存控制器。 双通道内存控制器(Dual Channel),动态随机存取存储器(DRAM)分别连接两个不同的总线(Bus),让两个内存控制器 双通道(英语:Dual-channel)是一种能够让电脑性能增加的技术,此种技术 使用单通道技术时,主板上多条存储器是以串联方式运作,也就是仅是当作一条存储器运作,只是容量会相加。存储器总线宽度为64-bit,无论安装几条存储器,总线宽度都固定为64-bit。
理论上,双通道能将存储器的性能提升两倍;对系统整体性能来说,打开双通道带来的性能提升约为2至3%,最好的情况是提升约5%。在实际使用上,若非长时间的极大数据运算或透过测试软件获取测试信息,对于用户的操作上并没有太大的差异。 如果是纯粹的CPU运算,使用双通道的性能增长不大。但对于高端游戏玩家或是绘图需求较大的用户而言,双通道技术不吝为一大帮助,因为这类软件需要很大的存储器带宽。所以在使用双通道时,双倍的存储器带宽可使芯片组/CPU内置的绘图核心的性能增长至两倍。 条件及安装 存储器安装的方式也是关键,并非有支持双通道的主板上安装两条存储器就能运作,还需要正确的安装;像是nForce 2的设计有四条存储器插槽,依序为1、2、3、4,而必须要安装1、3或是2、4才能使用双通道,若仅安装1、2就会打开单通道模式。各款芯片组设置方式不一,各家主板也可能不同,因此必须要参考使用说明书以正确方式安装。如果安装成功并正常运作,引导时BIOS便会显示“Dual Channel Mode Enable”或类似消息,表示正确激活双通道。 近年的处理器频率不断上升,但前端总线(FSB,即处理器连接北桥的通道)带宽一直没有改变而遇到了瓶颈。PCH的设计即是设计来解决这个问题。 它重新分配各项I/O功能,把 Intel CPU可以直接存取RAM和高速PCIe(如显卡),以及经过DMI连接PCH。 PCH则连接其他I/O设备,例如:音效、SATA、USB、NVMe和LAN。其中,SATA用来连接硬盘和光驱。 8700K的16条是直通CPU的,给图形卡使用。主板PCH芯片提供24条扩展给USB、SATA、网卡、声卡等,由DMI 3.0连通到CPU,不过带宽只有PCI-E 4x。 PCH是什么:在PCH出现之前,主板通常有两块主要的芯片组——南桥和北桥。南桥主要负责低速的I/O,例如SATA和LAN;北桥负责较高速的PCI-E和RAM的读取。现在,处理器的速度不断上升,但FSB的带宽则不变,即处理器与北桥的连接。PCH的设计就是用来解决此瓶颈问题。 以上是基于X86架构,基于ARM架构的如下: ? 飞腾2500+ ,CPU出来的为PCIEX16lane,通过桥片出来 64lane。64lane共享FT2500和PCIE桥片的16Lane带宽 |
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