現(xiàn)在我們在購買電腦時一個最重要的硬件就是主板了。作為承載CPU等主要硬件的平臺,其最重要的功能就是連接外圍設(shè)備,擴展計算機。但主板上也需要一個統(tǒng)一管理這些外圍設(shè)備的芯片,而這就是芯片組(Chipset)。芯片組通過總線與CPU連接,通過芯片組這個“中介”,外圍設(shè)備就可以實現(xiàn)與CPU的溝通了。 圖片來自Unsplash 而實際上芯片組的發(fā)展也基本是走過了PC發(fā)展的時間,從最早的4004開始,實際上就已經(jīng)存在芯片組了,但那時更多的是因為CPU中只有運算功能,沒有DMA控制器等,需要通過這些芯片來控制外圍的輸入輸出設(shè)備。 既然叫芯片組,所以在那時是由很多芯片組成的一整套控制系統(tǒng),那時的芯片組主要作用是為提供DMA總線等功能設(shè)計的,但隨著集成電路技術(shù)及計算機的發(fā)展,芯片組中的芯片數(shù)量逐漸下降、功能也在逐漸整合,發(fā)展到后來僅有兩個芯片組成,這就是著名的“南橋”和“北橋”,而到了現(xiàn)在,由于部分I/O鏈接功能直接集成進入CPU,芯片組也變成了一個甚至出現(xiàn)了完整的SoC(System On a Chip),不過由于外圍連接設(shè)備的數(shù)量并沒有減少,所以在現(xiàn)代的主板上依舊存在一個I/O控制單元,與CPU連接提供一些常用的端口。 x86處理器經(jīng)過了這么多年的發(fā)展,在市場上主要就是英特爾及AMD兩家,與這兩家處理器搭配的芯片組也經(jīng)歷了很多年的發(fā)展,在那些年選購主板搭配芯片組時不少用戶也沒少學(xué)習(xí)研究,那么今天就來先盤點一下與英特爾處理器搭配的芯片組的變遷史。 上古時代4004時代 在最早的4004處理器時代,英特爾以及被授權(quán)的公司就為這款處理器設(shè)計過芯片組,不過由于處理器的功能簡單,所以那時的芯片組主要為了擴充處理器的基本計算功能,包括4004處理器在哪,英特爾開發(fā)了MCS-4芯片組,這些芯片的組合也構(gòu)成了第一個商用計算機。當(dāng)著名的意大利物理學(xué)家Federico Faggin加入英特爾4004處理器團隊后,他領(lǐng)導(dǎo)這個團隊開發(fā)出了4004處理器以及整個MCS-4系列芯片。 圖片來自WikiChip 這一系列芯片都是以400x命名的,包括代號為“4001”的ROM芯片、“4002”的RAM芯片、“4003”的移位寄存器、“4008”地址鎖存器、“4009” I/O接口以及最重要的4004微處理器組成。不過并不需要所有芯片才能組成一臺計算機,實際上僅需要4001 ROM芯片和4004微處理器即可。 8位處理器時代 英特爾的4004處理器獲得了成功,隨后就推出了8位處理器8008及8080,英特爾為這兩款微處理器及配合的芯片命名為MCS-8及MCS-80,尤其是對于8080微處理器來說,英特爾為這個系列的處理器配備了非常豐富的芯片,包括8228/8238系統(tǒng)控制器、8257可編程DMA控制器、8259中斷控制器等一系列芯片組,這些芯片不僅擴展了整套8080處理器系統(tǒng),甚至能提升整套系統(tǒng)的性能。 16位處理器時代 在1976年,英特爾推出了劃時代的8086處理器,宣告了x86處理器時代的開啟。英特爾也再次推出了包括8086處理器在內(nèi)的MCS-86芯片組。MCS-86芯片組與此前針對8080處理器的MCS-80芯片組類似,都為一系列芯片組成,但這時英特爾在MCS-86芯片組中添加了一個具有重要功能的芯片,就是支持浮點運算的FPU,即著名的8087協(xié)處理器。而這一套系統(tǒng)依舊影響著現(xiàn)在的基礎(chǔ)匯編。 圖片來自THE CPUSHAKE Museum 從這些離我們遙遠(yuǎn)的芯片可以看出,那時由于芯片的集成度不高,所以一個芯片主要負(fù)責(zé)一部分功能,所以那時的芯片組需要通過多塊芯片共同組成。不過也正因為如此,所以那時的芯片組和主機板設(shè)計需要很強的靈活性,以搭配不同的芯片以滿足不同的需求。 而接下來從80186處理器開始,芯片組的設(shè)計就與現(xiàn)在的芯片組構(gòu)成類似了,而且還出現(xiàn)了很多現(xiàn)今熱門的概念。 80x86時代進入80x86時代后,英特爾對處理器做了非常大的改進。在80186處理器中,英特爾將DMA控制器等集成在了處理器內(nèi)部,處理器設(shè)計更復(fù)雜了,但這也使得外圍芯片數(shù)量大幅減少,而這樣的設(shè)計也有些類似于現(xiàn)在的高集成度的SoC設(shè)計。 不過到了80286時代,由于處理器性能的提升,所以英特爾再次設(shè)計了一批與80286處理器配合的芯片組, 包括集成外部設(shè)備控制器(Advanced Intergrated Peripheral)芯片82091AA,提供軟驅(qū)、并行接口、IDE控制器等一系列功能,82311、82320等一系列總線控制器等。 在那時英特爾還授權(quán)了ZyMOS公司(后改名為Appian Technology)開發(fā)與80286/80386SX微處理兼容的芯片組。 在這時芯片組的功能也發(fā)生了改變,從最早的4004時代,芯片組中的芯片還在為微處理器提供計算功能,到80386時代,芯片組的主要功能是為微處理器提供更豐富的外圍設(shè)備連接能力,從這點上已經(jīng)與現(xiàn)在的微處理器主板芯片組沒有太多區(qū)別了。 而到了接下來的80486時代,芯片組與處理器一同在硬件設(shè)計邏輯上發(fā)生了非常大的變化。 420系列芯片組:現(xiàn)代芯片組的起始 在80486處理器中,英特爾進行了很多的改進,包括在處理器內(nèi)部添加數(shù)據(jù)緩存、在其中的型號提供浮點處理器等,在現(xiàn)代處理器中我們也能看到80486的革新。 與80486處理器一同而來的,還有420系列芯片組,自此開始,與英特爾處理器配套的芯片組,就成為了主要擴充處理器外圍設(shè)備連接能力的芯片了。 圖片來自O(shè)S/2 Museum,圖中為420TX芯片組 420系列芯片組的首款產(chǎn)品叫做420TX,在1992年推出,代號為“土星”,這也是英特爾提供的首款支持PCI技術(shù)的芯片組,與處理器相連的總線為FSB(這個名字直到幾年前都還可以聽說,就是著名的前端總線),頻率為33MHz。支持FPM(Fast Page Mode,快頁模式)內(nèi)存,最大支持容量為128MB。與其搭配的南橋芯片為SIO(Super I/O),為主板提供更多的端口。 從這時主板芯片組就已經(jīng)劃分為“南北橋”了,,而且也算是劃分了北橋與南橋的功能,不過這時還沒有正式將這樣的形式成為“南北橋”。不過北橋主要用于提供內(nèi)存控制器等于微處理更相關(guān)的功能,而南橋則為提供一些低速端口的模式也幾乎延續(xù)至今。 而在隨后英特爾在1994年推出了代號為白羊座的420EX及土星二號的420ZX芯片組,其中420EX芯片組采用了新的82425EX南橋芯片,F(xiàn)SB總線頻率提高到50MHz,而且PCI支持也從1.0升級到了2.0,而420ZX甚至采用了PCI 2.1技術(shù)。 420芯片組的組成形式也是未來較長的一段時間英特爾芯片組的主要形式,接下來奔騰時代的芯片組夜都市以這樣的形式出現(xiàn)的。 奔騰時代一:型號紛繁復(fù)雜,已有功能劃分400系列芯片組依然為奔騰服務(wù) 在1993年,英特爾正式推出了具有劃時代意義的奔騰處理器,時至今日奔騰知名依舊在使用。為了與第一代奔騰搭配,英特爾也推出了代號為“Mercury”(水星)的430LX芯片組,從這時開始一款北橋甚至能夠搭配多款南橋芯片,已提供不同的外圍設(shè)備連接能力。 430LX芯片組的FSB頻率再次提升到了60/66MHz,支持的內(nèi)存依舊為FPM,但最大內(nèi)存容量支持也提升到了192MB。 第一代奔騰處理器移植到1997年都在推出,所以在1997年英特爾也推出了第一代奔騰最強的,代號為“Triton II”的430XT芯片組,雖然前端總線維持在60/66MHz。而且430XT支持多種內(nèi)存格式,包括傳統(tǒng)的FPM、EDO(擴展數(shù)據(jù)輸出)及SDRAM(同步動態(tài)內(nèi)存),最大內(nèi)存支持提升到了256MB,采用PCI 2.1,而且最重要的是英特爾在芯片組中提供了USB(通用串行總線)的支持。 在第一代奔騰時期,英特爾還推出了奔騰Pro處理器,英特爾也推出了代號為“火星”的450KX及代號為“獵戶座”的450GX芯片組,也可以搭配多種南橋芯片。最大支持內(nèi)存也有了比較大的提升,450KX最大支持1GB的內(nèi)存,不過依舊只支持FPM內(nèi)存。隨后的450GX支持最大的內(nèi)存容量為8GB,而且還支持ECC校驗。 在1996年英特爾推出了440FX芯片組,與其搭配的也有PIIX3多種南橋。這個芯片組最大的特點就是支持了奔騰Pro及奔騰II處理器以及SMP(對稱多處理器)技術(shù)。 在1997年奔騰III處理器推出后,英特爾的芯片組中南橋芯片要規(guī)范了很多。不過根據(jù)用途及性能不同,英特爾也推出了很多款,而且這些芯片組一些可以使用多種類型的處理器,如440GX芯片組支持奔騰II、奔騰III以及志強處理器,而440BX還支持奔騰II、奔騰III賽揚處理器。而且到了這時候,如440ZX等芯片組已經(jīng)支持了AGP(加速圖形接口,Accelerated Graphics Port),用戶可以添加采用這個接口的顯卡增強計算機的圖形性能。 在20世紀(jì)末,筆記本逐漸流行起來,英特爾也順勢推出了支持奔騰II、奔騰III及移動賽揚的440MX芯片組,英特爾為這款芯片組進行了優(yōu)化,以使其能夠用在移動產(chǎn)品中。 800系列芯片組大更新 在1999年到2001年間,英特爾來了一次版本號的大跨越,推出了一系列8xx的芯片組。這個系列首款芯片組為810,代號為“惠特尼”,前端總線頻率提升至66/100MHz,同時支持奔騰II、奔騰III及賽揚處理器,而且將南橋芯片換成了ICH(I/O Controller Hub)系列芯片。而810芯片組最重要的是在北橋中提供了英特爾740集成顯卡以及一系列的圖形圖像功能,直接為計算機提供了一定的圖形處理能力。 圖片來自Wikipedia,圖中為810芯片組 在1999年,英特爾推出了820系列芯片組,而且再次帶來了一個重要的改進,就是支持了RDRAM(Rambus RAM)。 同時后來的840芯片組也支持超了RDRAM,但由于Rambus技術(shù)的成本較高,最終英特爾也沒在使用它。 在奔騰III時代筆記本電腦的興起,英特爾也推出了幾款針對筆記本產(chǎn)品的芯片組,這些芯片組在功能上大多與桌面平臺的類似,但主要是支持移動賽揚及Pentium III-M等針對移動市場的處理器。 奔騰時代二:奔騰四時代的混亂及發(fā)展800系列芯片組:橫跨多個時代 英特爾在2000年推出了奔騰四處理器,而且整個奔騰4時代經(jīng)歷了長達(dá)6年之久。所以在這期間英特爾自家的芯片組產(chǎn)品線比之前奔騰III時代還要混亂一些。 在2003年之前,此時與奔騰四處理器搭配的主板代號還是以8開頭,但從規(guī)格上要更強大了。在奔騰四初期,英特爾堅持使用RDRAM,所以在2000年級2001年推出的850芯片組合860芯片組幾乎都針對高端平臺,前端總線性能提升到400MT/s(每秒兆次傳輸速率),其搭配的ICH2南橋芯片支持UDMA 100/66/33速率的ATA接口,提供4個USB 1.1接口記憶6條PCI 2.2插槽。 不過隨后英特爾發(fā)現(xiàn)RDRAM并不好用,所以隨后即時改進,推出了針對主流市場的845系列芯片組,這些芯片組同在2002年推出,但隨著時間推移,功能、性能一直在增強。 圖片來自Wikipedia,圖為RDRAM上機 這些芯片組中北橋的內(nèi)存控制器都支持DDR或SDR(同步隨機存儲器)內(nèi)存,而且前端總線規(guī)格再次升級,最高可到533MT/s,同時顯卡插槽提升到AGP x4,支持性能更強的顯卡。同時在一系列845芯片組中,英特爾將南橋芯片升級到了ICH4,此時ICH4已經(jīng)開始提供USB 2.0接口了,而且一共提供了6個,同時PCI插槽也更新到2.3版。 到最后的845GV、845GE芯片組,英特爾的芯片組開始支持更新的LGA775插槽的處理器了,隨后推出的奔騰四處理器也能在采用新處理器插座的845主板上使用。 在向著865系列芯片組過渡的過程中,英特爾還推出了一系列E7xxx系列芯片組,畢竟這些芯片組不是后續(xù)推出處理器最好的搭檔,其中E7205芯片組支持奔騰四處理器,與ICH4南橋芯片搭配,支持ECC內(nèi)存,而且顯卡插槽提升到了AGP x8。 隨后865系列芯片組就正式登場了,成為奔騰4、DDR及AGP組合最強大的芯片組了。英特爾一共推出了5款865芯片組,其中相對高端是865PE,支持800MT/s的FSB總線,最高支持單通道DDR-400內(nèi)存,提供AGP x8插槽。 同時英特爾還推出了865G系列芯片組,G自然是代表支持集成顯卡了。在這兩款芯片組的北橋中,英特爾內(nèi)置類Extreme Graphic 2集成顯卡,但865G還提供了AGP x8顯卡插槽,而865GV只能使用內(nèi)置的集成顯卡。 到了英特爾推出Core 2處理器后,865G居然還存在于市場中。可見其兼容性之強了。 對于筆記本產(chǎn)品線,英特爾也一直在推出新產(chǎn)品,自2002年到2005年也推出了多款芯片組,不過命名與桌面端并不同,在不同時期也有845或855為數(shù)字前綴的芯片組,整體命名更加混亂。從具體規(guī)格上看,如855GM等芯片組主要是支持移動平臺處理器,前端總線一般為400MT/s,AGP變?yōu)閤4或x2,相比桌面端規(guī)格要弱一些,處于主流水平。 在這一時期英特爾推出了從ICH到ICH5等多款南橋芯片,當(dāng)然由于推出剛好處于新技術(shù)更新較快的時期,所以到后來USB 2.0、SATA等技術(shù)都已經(jīng)添加到這些南橋中。 9系列:承接奔騰與Core 2,命名漸規(guī)范 在奔騰四處理器后期,英特爾的芯片組編號終于從8xx變成了9xx,而這也預(yù)示著更多新技術(shù)的加入。 915系列 首9xx系列芯片組為915系列及925X系列,其中925XE最高端,這也是英特爾最后不支持Core 2處理器的芯片組了。 圖片來自Anandtech 在915系列芯片組中,英特爾推出的915P、915G以及915GV開始支持DDR2內(nèi)存,而且開始支持PCI-E技術(shù)。在915G系列芯片組中,英特爾提供了GMA 900集成顯卡。915系列芯片組搭配的南橋芯片為ICH6及ICH6R,在這時ICH6系列南橋芯片支持SATA技術(shù),ICH6及ICH6R都提供4個SATA接口,但ICH6R支持AHCI技術(shù)和RAID技術(shù)。兩款南橋芯片支持8個USB 2.0接口。 945系列 到2005年和2006年,英特爾推出了915芯片組的升級版945系列芯片組,其中945P、945G、以及最高端的955X最高支持1066MT/s的前端總線,同時全系芯片組支持PCI-E 1.0 x16插槽,同時如945G中內(nèi)置的集成顯卡升級到了GMA 950。 圖片來自Anandtech 而且南橋芯片再次升級至ICH7系列,提供了4個SATA 3Gb/s接口,同時除了ICH7外,系列中ICH7DH等型號都支持了AHCI技術(shù),而且功耗也有所下降,相比ICH6的3.8W下降到了3.3W。 同時針對Pentium M及Celeron M筆記本平臺,英特爾也更新了與其是配的芯片組,提供了DDR2內(nèi)存的支持,而且910GML、915GMS以及915GM中北橋芯片內(nèi)置的集成顯卡也升級到了Integrated GMA 900。945PM甚至也支持了PCI-E 1.0 x16接口。 至此英特爾已經(jīng)推出了所有奔騰四及以前處理器適配的芯片組。從接下來的幾款945芯片組后,英特爾從芯片組層面正式開始為Core 2 Duo處理器提供支持。不過還是會有廠商提供老處理器的支持。 在2005年推出的這些芯片組中,有一個特殊的存在就是975X,這款芯片組在規(guī)格上相比主流平臺要更加強大。 最初支持Core 2 Duo處理器的芯片組中,英特爾在2005年推出的是945GC、945GZ,從北橋功能及南橋芯片的搭配上,其實與其他的945芯片組并沒有太大區(qū)別,不過作為更新的版本,如945GC可以支持DDR2 667內(nèi)存,集成顯卡升級為GMA 950。 到2006年,946PL及946GZ正式推出,其北橋芯片中內(nèi)置的集成顯卡再次升級為GMA 3000,其他方面與945芯片組并沒有什么變化。 965系列 至此還支持奔騰四處理器的芯片組已全部推出,到了Core 2時代,英特爾正式改變了芯片組的命名方式,改為“字母”+“數(shù)字”(主流平臺,975X另當(dāng)別論)的表示方式,通過不同的字母表示針對不同的規(guī)格及不同用途(消費級還是商用產(chǎn)品),數(shù)字表示目前世代以及同代中的等級。這樣的方式更加直觀,讓用戶在選購主板時更加清晰,讓型號的辨認(rèn)更加方便。 所以在2006年英特爾推出了Core 2系列處理器后,與之搭配的965系列芯片組也正是推出,此時的芯片組以更清晰的命名方式進行命名,此后英特爾的芯片組也采用了這樣的命名方式。 圖片來自Anandtech 965芯片組的代號為“Broadwater”,但此時英特爾處理器的內(nèi)存控制器依舊在北橋芯片中,所以內(nèi)存的支持種類還是需要芯片組中的北橋芯片決定。不過在Core 2時代,英特爾正式拋棄了DDR內(nèi)存,使其只支持DDR2內(nèi)存,同時最高頻率可以到DDR2 800,而且最大支持內(nèi)存容量提升到了8GB。但前端總線頻率并沒有提升,依舊保持在533/800/1066MT/s。新芯片組也全系(除了內(nèi)置集成顯卡的G965)支持PCI-E 1.0 x16,這也是這個時期開始流行的顯卡插槽標(biāo)準(zhǔn),可以讓顯卡擁有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。 與965系列芯片搭配的南橋芯片更新為ICH8系列,這個系列開始全系提供SATA 3.0Gb/s接口,其中ICH8M(用于移動平臺)提供三個SATA接口,ICH8提供4個,而ICH8R、ICH8DH及ICH8D8支持6個SATA接口,其中ICH8R支持多種RAID模式。USB 2.0接口數(shù)量也提升至10個。 說到了965芯片組規(guī)格,其中P965為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,支持PCI-E技術(shù),提供x16及x4兩個插槽。G965支持GMA X3000集成顯卡,而且也支持PCI-E接口,不過不支持拆分。Q965在功能上與G965相同,不過集成顯卡變成了GMA 3000,而“Q”也是指運用在商業(yè)及商用電腦上的。 當(dāng)然還有一個規(guī)格最低的Q963芯片組,它只提供GMA 3000集成顯卡,沒有PCI-E插槽進行擴展。 30系列 接下來到了第二代支持Core 2處理器的主板了,這次英特爾再次改變了命名,為“字母”+“兩位數(shù)字”,其中兩位數(shù)字中的高位為芯片組代數(shù),而低位數(shù)字為規(guī)格。 雖然再次改變了命名方式,但這次可以更好進行辨認(rèn)了。 所以P31及G31的規(guī)格最低,僅支持DDR2 667/800,最大內(nèi)存容量僅為4GB,不過這次兩款低端芯片組支持PCI-E x16 v1.1標(biāo)準(zhǔn)的插槽,使得即使是低端芯片組主板也有一定的擴展功能。不過這兩款北橋搭配的南橋芯片為ICH7,所在外圍設(shè)備的擴展上就要弱了不少。 G33和Q33芯片組規(guī)格要比上面兩款芯片組要好不少,集成顯卡升級為GMA 3100。而G33甚至還支持DDR3內(nèi)存。當(dāng)然整套芯片組的提升也來源于南橋芯片的更新,英特爾為新系列的芯片組搭配了ICH9系列南橋芯片,ICH9系列南橋芯片在外圍設(shè)備連接上再次提升,針對桌面平臺的ICH9等型號可以提供高達(dá)12個USB 2.0芯片,而且ICH9R、ICH9DH及ICH9DO芯片支持更廣泛的RAID功能。 作為最高端的P35芯片組,英特人已經(jīng)在內(nèi)存控制器中支持DDR3內(nèi)存了,而G35芯片組的集成顯卡更新為GAM X3500。 而此時英特爾推出了一個特殊的型號X38,這也是英特爾時隔近兩年后再次推出超規(guī)格的芯片組了。而從這時開始,英特爾現(xiàn)代高端平臺芯片組就此開始延續(xù)。 40系列 在一年之后的2008年,英特爾推出了P45等新系列的芯片組,這些芯片組全系支持了DDR3內(nèi)存,而且最大頻率為DDR3 1333。同時新芯片組的前端總線支持到800/1066/1333MT/s,甚至部分采用P45芯片組的主板還支持1600MT/s的前端總線速率。 ![]() 圖片來自Tom's Hardware 而且此時P45、G45等芯片組還支持PCI-E 2.0技術(shù),顯卡數(shù)據(jù)交換速率再次得以提升。而且這次英特爾在有集成顯卡的芯片組中一視同仁,都采用了GMA X4500集成顯卡。 ![]() 圖片來自Tom's Hardware 同時英特爾再次推出了X48芯片組,相較于P45芯片組,規(guī)格再次升級,前端總線正式支持1600MT/s的速率,而內(nèi)存支持方面也能到DDR3 1600。 南橋方面這一代的芯片組再次升級到ICH10,但這次ICH10系列南橋產(chǎn)品數(shù)量要少了一些,原因是這一代英特爾并沒有推出用于移動平臺的芯片組。這次的ICH10系列芯片組全系支持6個SATA 3Gb/s接口及12個USB 2.0接口,這也可以看做是ICH系列南橋芯片的最終體,因為接下來英特爾再次推出了全新的架構(gòu),使得“南北橋”結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。 在筆記本移動平臺,英特爾在Core 2時代只推出了兩代芯片組,就是965時代和x45時代,這兩代芯片組與對應(yīng)的桌面平臺芯片組差別不是很大,但由于在移動平臺使用,所以南橋上的外圍設(shè)備擴展相較于桌面平臺額要弱一些。第二代的GS45、GM45及PM45芯片組也支持了DDR3內(nèi)存,不過最高頻率要低一些。 在相當(dāng)長的時間里,英特爾都采用的是LGA 775處理器插座,所以在這么長的時間里,可以發(fā)現(xiàn)芯片組的更新情況并沒有因為處理器的變化有太大的變化,在這個時期也會有廠商推出能夠向上或向下兼容的主板。不過接下來英特爾更新處理器架構(gòu)后,可能會因為處理器更新導(dǎo)致主板的更新。 酷睿時代:南北橋變成PCH在2008年底正式開啟的英特爾酷睿時代,除了內(nèi)核架構(gòu)等方面的大更新外,最重要的就是英特爾再次在處理器中集成內(nèi)存控制器,同時將原來北橋甚至集成顯卡(后來叫做核芯顯卡)集成在處理器中,從此時開始桌面處理器也逐漸開始SoC化,原來的南橋芯片會提供更多的外圍設(shè)備連接功能,同時也改名為PCH(平臺控制器,從這之后將芯片組成為PCH)。 50系列PCH時代:PCH正式出道 英特爾第一代酷睿處理器采用了LGA 1156插槽,搭配P55等新PCH,處理器與PCH之間通過DMI( Direct Media Interface)連接,連接速率為2GB/s,同時P55、H57、Q57 PCH提供8條PCI-E 2.0通道,依舊提供PCI接口,SATA 3.0Gb/s接口有6個,同時這三款USB 2.0接口數(shù)量為14個。 ![]() 圖片來自Anandtech 由于英特爾在第一代酷睿處理器中提供了核芯顯卡,所以在H55、H57以及Q57 PCH中添加了FDI(Flexible Display Interface)功能,在主板上提供HDMI等接口, 通過處理器內(nèi)的核芯顯卡輸出畫面。 60及70系列PCH時代:更換處理器插座 在Core 2時代英特爾并不熱衷于更換處理器插座,但自從酷睿時代開始英特爾更換CPU插座就開始頻繁起來了。在第二代Sandy Bridge及第三代Ivy Bridge處理器,英特爾使用了LGA 1155處理器接口。 而PCH規(guī)格數(shù)量也擴充了很多,6系列一共有7款PCH,7系列一共有6款PCH。這些PCH與處理器都是通過更快的DMI 2.0總線相連,最高傳輸速率為4GB/s。H61主板提供6條PCI-E 2.0通道,而剩下的6系列及7系列PCH都會提供8條PCI-E 2.0通道。 ![]() 由于H61主板定位最低端,所以并沒有提供SATA 6Gb/s的接口,但其他的主板開始提供SATA 6Gb/s的存儲接口。 在整個x6x系列主板中,英特爾還是沒有為這些PCH集成USB 3.0控制器,所以主板廠商會通過在額外的USB 3.0控制器提供USB 3.0的支持。 但從7系列芯片組開始,英特爾為全系PCH提供了4個USB 3.0。 此時的英特爾處理器其中已經(jīng)開始集成PCI-E控制器,第二代的Sandy Bridge在處理器中提供16條PCI-E 2.0通道,第三代的Ivy Bridge直接提供了16條PCI-E 3.0通道,可以與GPU直連。 此時英特爾的處理器發(fā)展還是緊緊按照Tick-Tock戰(zhàn)略有序進行,所以Sandy Bridge為Tock架構(gòu)更新,而Ivy Bridge為Tick制程更新。所以這兩代處理器插槽是相同的,所以有主板廠商通過升級BIOS使得6系列主板支持Ivy Bridge處理器。 四代酷睿再換接口:PCH更新不大 但在第四代Haswell處理器推出時,英特爾再次更新了處理器的插槽,變成了LGA 1150,所以英特爾再次推出了8系列PCH,相對于之前的7系列PCH,并沒有什么大更新,依舊是提供更多的SATA接口及USB 3.0接口。不過這次英特爾對PCH型號做了縮減,實際上在Haswell及Haswell reFresh處理器中,主要為8系列PCH,9系列僅有Z97與H97兩款。 ![]() 技嘉GA-Z97X-SOC Force主板 從提供的外部設(shè)備連接種類和數(shù)量上,8系列和9系列都開始提供更多的高速接口。SATA 6Gb/s最多提供了6個,同時USB 3.0接口最多也提供了8個。但PCI-E通道還是2.0版,H81提供6條通道,而其他的則提供8條通道。 在這段時間中,英特爾也推出了四代的移動平臺處理器及PCH,而在具體的規(guī)格上,與桌面版僅在SATA接口數(shù)量上有所區(qū)別,而其它接口方面幾乎沒有差別。 200及300系列PCH:變化很小 在第六代酷睿處理器推出后,英特爾再次更新了處理器插座,變成了LGA 1151 rev1。同時芯片組編號也再次變?yōu)椤白帜浮?“三位數(shù)字”的組合,不過整體的命名沒有大改進,同時型號規(guī)格上英特爾再次做了精簡,100系列PCH有6款,而200系列PCH有5款。 ![]() 微星Z270 Gaming M7主板 在100系列中,最低端的H110與處理器的總線連接為DMI 2.0,而其他的PCH更新為DMI 3.0總線,與處理器的連接速度提升到了7.9GB/s。同時除了H110 PCH僅提供4個SATA 6Gb/s接口外,其他的100系列及200系列都提供6個PCH。而且H110提供的PCI-E通道僅為6條2.0通道,但從B150到Z270 PCH,英特爾提供了從6條PCI-E 3.0通道到最高24條PCI-E 3.0通道,大大提高了PCH的連接能力。 而到了第七代酷睿處理器推出時,英特爾再次更新了處理器插座,雖然依舊為1151個引腳,但這一版的插座與之前的100系列和200系列的主板電氣不兼容。 而為此英特爾也推出了300系列PCH,但相對于100系列和200系列,300系列PCH改進并不多,在B360、H370、Q370及Z390 PCH中添加了一些USB 3.1 Gen 2接口。 ![]() 同時英特爾并沒有忘記移動平臺,從100系列到300系列也推出了多款PCH。而具體規(guī)格上與桌面版也沒有很多差異。 番外:高端平臺采用的芯片組實際上英特爾在整個處理器發(fā)展過程中時常在推出高于主流平臺規(guī)格的芯片組,到了Core 2時代更加明顯。在965時代英特爾已經(jīng)推出了975X芯片組,而隨后緊接著推出了X38、X48等一系列的高端平臺,從X58平臺開始,甚至開始有了HEDT的概念。而近幾年的X99、X299也讓這些芯片組/PCH更加受到關(guān)注,那么接下來就來介紹一下英特爾這些年的高端平臺吧。 X38/X48芯片組 從規(guī)格上這兩款芯片組區(qū)別并不是很大,X38芯片組已經(jīng)能提供DDR3內(nèi)存了,不過規(guī)格為DDR3-1333,而在那時已經(jīng)出現(xiàn)的雙顯卡功能,所以這兩款芯片組也支持2×PCI-E 2.0 x16插槽,為高端玩家提供更強大多顯卡渲染能力。當(dāng)時的Core 2 Quad Extreme正是需要這種高端芯片組的選擇。 ![]() 圖片來自HotHardware ![]() 圖片來自Anandtech X58芯片組 英特爾在2008年推出了Nahalem架構(gòu)的全新酷睿處理器,從一開始就提供了很強大的性能。英特爾在新處理器中推出了全新的QPI(QuickPath Interconnect)技術(shù)。通過這個互聯(lián)技術(shù),X58芯片組北橋與處理器連接,為整套平臺提供了多條PCI-E 2.0通道,同時與ICH10/ICH10R南橋一起為處理器提供強大的擴展能力。 ![]() 圖片來自Wikipedia 而這也可以算是現(xiàn)代英特爾頂級消費級平臺的開端。 X79芯片組 自Sandy Bridge處理器開始,英特爾在處理器內(nèi)部會集成多條PCI-E直連通道,所以對于X79平臺,也從“南北橋”形式的芯片組變成了PCH形式。X79芯片組可以使用英特爾LGA 2011及LGA 2011-1插槽的處理器,所以可以使用Sandy Bridge-E等處理器。從這個平臺開始,英特爾正式推出了HEDT高端桌面平臺。 ![]() 圖片來自Wccftech X99芯片組 在兩年多后,英特爾再次推出了X99 HEDT平臺PCH,這次雖然處理器插座針腳還是2011,但整個插座換成了LGA 2011-v3。新的HEDT平臺支持屬于Haswell架構(gòu)的Haswell-E及Haswell-EP處理器,到了2016年,英特爾再次擴展了X99平臺適用范圍,以支持Braoadwell-E及Braoadwell-EP處理器。 ![]() 圖片來自Wikipedia 對于X99 PCH本身來說,它通過DMI 2.0總線與處理器連接,提供8條PCI-E 2.0通道,而PCI-E 3.0通道則是由處理器提供,除此之外X99 PCH還提供了一些USB 3.0等外設(shè)接口。 不過X99 PCH與處理器一起組成的平臺還支持四通道內(nèi)存,也支持英特爾的定向I/O虛擬化技術(shù)。 X299芯片組 又過了兩年多英特爾再次推出了X299平臺,相比之前的X99平臺,此次的X299芯片組采用了22nm制造工藝,而且集成的PCI-E 3.0通道數(shù)為24條,USB 3.0接口的數(shù)量為10個,整體提升了HEDT平臺的擴展性。而且支持的最大處理器核心數(shù)最高可達(dá)28核心,成為目前最強的消費級平臺之一。 ![]() 圖片來自Anandtech 芯片組集成度越來越高,未來何去何從從英特爾的芯片組發(fā)展過程來看,是與處理器一同發(fā)展,而且處理器的發(fā)展對芯片組的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。從最初芯片組還在為處理器提供如浮點計算的功能,到現(xiàn)在處理器自身的SoC化,使得芯片組變成了為整套計算機平臺提供擴展性的芯片。從目前的情況來看,未來芯片組依舊會存在,不過未來當(dāng)處理器集成度更高時,說不定哪一天芯片組會從主板上消失了呢。 |
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