1、硬件工程師培訓(xùn)教程（十一） 第三節(jié) 主板芯片組綜述 一、主板與芯片組的關(guān)系芯片組是主板的靈魂，決定了主板的性能和價格。主板上的芯片組又稱之為控制芯片組 （Chipset） ，與 主板的關(guān)系就好像 CPU 對于整機的關(guān)系一樣， 提供了主板所需的完整核心邏輯。 正如人的大腦分左腦和右 腦，主板上的芯片組由北橋芯片和南橋芯片組成。其中北橋芯片負(fù)責(zé)管理 L2 Cache 、支持存的類型及最大 容量、是否支持 AGP 加速圖形接口及 ECC 數(shù)據(jù)糾錯等。對 USB 接口、 UDMA/33 EIDE 傳和 ACPI（Advan ced Configuration and Power Interface，高

2、級電源管理）的支持以及是否包括 KBC （鍵盤控制模塊）和RTC（實時 時鐘模塊 ）則由南橋芯片決定。因此，芯片組的類型將直接影響主板甚至整 機的性能。二、主流芯片組一覽在386和486時代，生產(chǎn)主板芯片組的廠商很多，其中包括 VIA、UMC（聯(lián)華）、SiS和ALi等。Penti um處理器上市后，由于各芯片組制造廠商對其技術(shù)不熟悉，使得早期 586 級主板對 Pentium 處理器的支持 不 盡人意。在這種情況下， Intel 公司開始自己研發(fā)主板芯片組，使其能夠更好地支持 Pentium 系列處 理器。 在 Intel 公司正式加入芯片組競爭的短短幾年中， 很多專業(yè)芯片組廠商的市場份額大幅

3、下降， 甚 至轉(zhuǎn)行生產(chǎn) 其他產(chǎn)品， Intel 芯片組的市場份額也一度達(dá)到了近90%。1.Intel 芯片組（1）Intel 430TXIntel 430TX 是 Intel 于幾年前推出的專門支持 Pentium MMX 級 CPU 的芯片組， 針對 MMX 技術(shù)進行了 優(yōu)化。同時該芯片組還支持AMD K6和Cyrix M n CPU。Intel 430TX芯片組利用動態(tài)電源管理結(jié)構(gòu)，長了便攜式電腦的電池使用時間。 430TX 芯片組支持 APM（ 高級電 源管理），可使電腦在不工作時自動進入休 眠狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的 目的。 430TX 芯片組能更好地支持 SDRAM ，對內(nèi)存的讀取時間也

4、比此 前的 VX 芯 片組有所縮短。此外還支持 UDMA/33 和 USB 接口。（2）Intel 440BXIntel 440BX 芯片組可以算做一個奇跡，能夠在競爭如此激烈、技術(shù)更新一日千里的IT 界特別是 芯片組領(lǐng)域存活這么長時間的，目前還只有 Intel 440BX 芯片組。 440BX 芯片組由北橋 82443BX 和南橋 82371E B（或2371AB）組成，支持雙 CPU、100MHz外頻、1024MB內(nèi)存，并支持 ECC內(nèi)存校驗。440ZX芯片Int el 440BX芯片組 的北橋芯片82443BX組是BX芯片組的簡化版，不支持雙 CPU,只支持2 個 DIMM 插槽、 3

5、個 PCI 插槽和 1 個 ISA 插槽，最 多支持 512MB 內(nèi)存，且不提供 ECC 校驗功能。 同時，440ZX芯片組還細(xì)分出了 82443ZX和82443ZX-66兩種版本，后者不支持100MHz前端總 線（FSB Front Side Bus）。時至今日，還有 許多主板廠商在改進 440BX主板，比如增加UDMA/ 100和RAID功能， 以滿足新的需要。不過隨著新 一代芯片組的推出， 440BX 終將成為人們的回憶。（3）Intel440GXIntel 440GX 芯片組是為了滿足服務(wù)器領(lǐng)域的需求而開發(fā)的高檔芯片組，從這個意義上講， Intel 440GX 芯片組較之其他芯 片組而

6、言具有更高的穩(wěn)定性。在性能方面，作為 440BX 的超集， 440G X 除了具有440BX芯片組的全部特點外，主要增加了在100MHz總線頻率下對Slot 2 接口的Xeon（至 強） 處理器的支持，最多允 許 4 顆 CPU 以 SMP（Symmetric Multi Processing ，對稱多處理 ） 模式 工作。 440GX 芯片組也為南北橋結(jié)構(gòu)，北橋芯片為82443GX，南橋芯片依然使用 82371EB 。 440GX 支持高達(dá)2GB的SDRAM單條 512MB）內(nèi)存，允許使用 ECC有更完善的 AGP 2x 接口和USB接口， 并 具有 Modem 及網(wǎng)絡(luò)遙控喚醒功能，符合 P

7、C'97 能源管理規(guī)范。(4) Intel 450NXIntel 450NX 芯片組是專門為企 業(yè)級服務(wù)器量身制造的芯片組。由于 大多數(shù)服務(wù)器系統(tǒng)對圖形 顯示沒有太 高要求，所以 Intel 450NX 芯片組沒 有提供對 AGP 的支持。 Intel 450NX 芯片組使 用了地址位序列改變 (ABP) 和高帶寬的四路交錯技術(shù)，支持 8GB 內(nèi)存，可提供 4 個 32 位 PCI 接口 和兩 個64 位PCI接口(或兩個32 位PCI 、一 個64 位PCI接口)。處理器總線接口的地址寬度為 36 位、數(shù)據(jù)寬度為 64 位，工作頻率 為 100MHz 。用特別的群集 控制器能同使用

8、8 個 Xeon 處理器。高性能的內(nèi) 存管理系統(tǒng)包括 C2C 和 ABP(Address Bit Permut iong) ，它能提供充足的 帶寬 (1GB/s) 。 450NX 由 4 部分組成 :82451NX 內(nèi)存和 I/O 橋控制器、 82454NX PCI 增強橋、 82452NX RAS/CAS 發(fā)生器和 82453N X 多重路徑數(shù)據(jù)訪問 。 450NX 芯片組也具有企 業(yè)級服務(wù)器必需的可靠性 ，它可在 3 個主要的數(shù) 據(jù)傳輸接合點進行檢查 :MIOC 和系統(tǒng)總線有 ECC 校驗， 總線控制器也有奇偶校驗 ;MIOC 和內(nèi)存子系 統(tǒng)的ECC校驗;MIOC 和PCI增強橋(即MIO

9、C/PXB增強總線和 PCI總線之間)的奇偶校驗。(5) Intel440EXIntel 440EX 芯片組是 Intel 當(dāng)初為賽揚處理器特別開發(fā)的一款 芯片組， 支持 AGP 。 Intel 4 40EX芯片組采用了傳統(tǒng)的南北橋芯片組結(jié)構(gòu)，北橋芯片型號為 82443EX,南橋芯片仍使用82371AB ，外頻只 支持 66MHz 。與 440BX 芯片組相比， Intel 440EX 芯片組除成本稍低 外，并無過人之處， 目前已被淘汰。(6) Inteli810 系列Intel i810芯片組是 Intel 公司 1999 年特別針對賽揚處理器設(shè)計 的面向低端市場的主流芯片組，包括 i810

10、L 、 i810 、 i810-DC100 和 i810E 。 Intel i810 芯片組在 440EX 和 440ZX 的 基礎(chǔ)上做了一些改進，同時不再 采用傳統(tǒng)的南、北橋架構(gòu)。該芯片組由 GMCH (Graphics & Memory ControllerHub，圖形與內(nèi)存控制中心)芯片InteI 82810 、ICH(lnput/Out- put ControllerHub,輸入 /輸出控制 中心)芯片Intel 82801 和FWH(Firmware Hub，固件中心，與BIOS 類似)芯片 Intel 82802 組成。i810 集成了 i752 圖 形加速芯片，同 時針對

11、 66MHz 與 100MHz 系統(tǒng)總線頻率 、 PC100 SDRAM 使用的同步或異步 主內(nèi) 存接口等作了適當(dāng)優(yōu)化。由于采用了 Hub-Link 架構(gòu)， GMCH 芯片和 ICH 芯片間的帶寬達(dá)到了 256MB/ s， IDE 設(shè)備、 USB 設(shè)備和 AC'97 聲卡直 接連在 ICH 芯片上，大大提高這些設(shè)備 和 CPU 交換數(shù) 據(jù)的速度。傳統(tǒng)的 PCI總線也接到ICH芯片上，仍為 133MHz用來插一些功能卡，如網(wǎng)卡等。總之， i810 的性價比不錯， 比較適合普通的商業(yè)及家庭用戶。但最值得關(guān)注的是它所采用的全新架構(gòu)。i810-DC100 支持100MHz前端總線頻率(CPU

12、到GMCH和4MB 外置顯 存，最大內(nèi)存容量由 i81 0 的 256MB 增加到 512MB 。 i810E 則是在 i810-DC100 的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，支持 133MHz 前端總線頻率，可支持的 PCI插槽數(shù)增加到6根。而從i810E 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的i810E2 則支持P山和新賽楊處理器，由于采用了 ICH2 芯片，可以支持 UDMA/100 。i810 系列芯片組性能對比表(7) Inteli820i820 芯片組由82820(MCH)、82801AA(ICH)和82802AB(FWH組成。由此可見，它和 i810E 的最大不 同就在 MCH 芯片上。 82820 提供了 133

13、MHz 內(nèi)存總線頻率，使內(nèi)存和 CPU 工作在相同的頻率下。 i820 支 持 oppermine 處理器、 AGP 4x 、 Ultra DMA/66 傳輸模式、 AC'97 規(guī)范、兩個 USB 接口、6 個 PCI 插槽，再配合Rambus DRAM其帶寬由SDRAM的528MB/S 提升到1.2GB 1.6GB/S，系統(tǒng)性能大幅提升。 i820 芯片組支持標(biāo)準(zhǔn)的 PC133規(guī)范、AGP 4x 、UltraDMA/66,并采用同i810 相同的加速Hub架構(gòu)， 但未集成圖形顯示芯片， 所以 GMCH 芯片就成了 MCH 芯片， MCH 到 ICH 間的帶寬依然為 256MB/S 。

14、 i 820 最大的特點是支持 Rambus DRAM（Direct RDRAM內(nèi)存，其內(nèi)存頻率高達(dá) 300400MHz帶寬可達(dá)1.6GB/S 。由于 Rambus DRAM 內(nèi)存價格昂貴， Intel 為了加快 i820 進入市場的速度，在 i820 主板上增加了一 個新芯片，這就是MTH（內(nèi)存轉(zhuǎn)接橋）芯片，以支持在i820 主板上使用普通SDRAM。但由于SDRAM的帶寬和RambusDRAM相差甚遠(yuǎn)，i820 的性能不能充分發(fā)揮，后來又發(fā)現(xiàn)MTH芯片有Bug,導(dǎo)致Intel 回收所有帶MTH 芯片的 i820 主板。（8）i820E作為 820 芯片組的增強版本， i820E 重新確定了

15、自己面向商業(yè)和 e- Home 市場的定位， 主要針對 于高端用戶的需求。與其上一代相比，i820E 芯片組最大的改變就是把 ICH 升級為新的 82801BA 控制芯片 （ICH2） 。 i820E 支持 100/133MHz 外頻雙處理器，支持最高 2GB 的 PC600 、PC700 和 PC800 的DirectRDRAM內(nèi)存帶寬最高可達(dá) 1.6GB/S，比100MHz SDRAM的峰值速度快兩倍。i820 還支持 STR（Suspend To RAM 內(nèi)存喚醒）、UDMA/100、省電模式、AGP 4x 和 CNR 接口。 82801BA ICH2 采用 324 針 BGA（Ball

16、 Grid A rray ，球狀矩陣排列 ） 封裝，包括兩個 USB 控制器、 6 聲道、完全環(huán)繞聲 AC'97 音頻、全面整 合的 LAN（Local Area Network ，局域網(wǎng) ） 功能，此外還支持 1Mbps Home PNA 、 10/100Mbps LAN 和管理 10/100Mbps LAN °ICH2 的輸入信號INTRUDER可在系統(tǒng)文件被打開時自動執(zhí)行，并激活SMI#或 TCO 中斷 ，在沒有操作或懸掛的情況下，能夠發(fā)現(xiàn)軟件故障或系統(tǒng)入侵，然后發(fā)出 AlertCLK 和 AlertData 信號，通知網(wǎng)絡(luò)管理器進入戒備狀態(tài)。（9）i815/i815E

17、i815 芯片組 （代號 Solano） 是 Intel 公司第一款全面支 持 PC133 SDRAM 的芯片組， 其 GMCH 芯 片為 82815， ICH 芯 片為 82801AA， FWH 芯片為 82802AB 。 i815 支持 133MHz 前 端總線頻率，即 整合了 i752 顯卡，又支持外接 AGP 4x 顯 卡，同時支持 UDMA/66 。盡管許多廠家充分挖掘 Intel BX 芯片組的潛力，開 發(fā)支持 UDMA/66 和 133MHz FSB 的主板， 但由于芯片規(guī)格 的問題， 如芯片只是針對 100MHz FSB 設(shè)計，導(dǎo)致在 133MHz FSB 下，所支持的內(nèi)存 從

18、1GB降到768MB而且440BX不支持 AGP 4x 等高級性能， 所以在和 VIA 的 694X 等新款芯片組競爭時， 已沒有多少優(yōu)勢可言。而 i 820 又一時得不到承認(rèn)， 所以 Intel 推出了 i815 芯片組，作為 440BX 的替代產(chǎn)品。 在 i815 之后， Intel 又發(fā)布了 i815E 芯片組，采用了與 i820E 相同的 ICH2 芯片，相對于 i815 所用 的 ICH 增 加了對 UDMA/100 的支持， USB 接口的數(shù)據(jù)傳輸速度從 12Mbit/s 增加到 24Mbit/s 并支持 CN R接 口。i815/i815E芯片組既支持eleron 系列處理器，也支持 P山 Coppermine處理器。(10) Intel 815EPIntel 成功地推出了 i815 和 i815E 芯片組后 ，由于其自帶 i752 顯卡的 3D 效果遠(yuǎn)低于目前 的主流顯 卡， Intel 又推出了不帶顯示功能的 i815EP 芯片組。由于去掉了整合的顯卡，所以成本得 以降低。在 功能方面，除了不帶顯卡外，其他均同 i815E 。由于 MCH 芯片的晶體管數(shù)量減少，有利于 提高其成品率， 減少芯片內(nèi)