主板北橋芯片爲何消失了?南橋消失了也不奇怪

2023-08-26 18:30:19    編輯: robot
導讀 說起主板的南橋和北橋芯片,這可能是一件暴露年齡的事,畢竟現在的主板上最大、最重要的那個芯片就是南橋了,根本沒有北橋芯片的蹤影,那么它去哪裏了?答案很簡單,被CPU和南橋芯片整合了。 北橋芯片(Nor...

說起主板的南橋和北橋芯片,這可能是一件暴露年齡的事,畢竟現在的主板上最大、最重要的那個芯片就是南橋了,根本沒有北橋芯片的蹤影,那么它去哪裏了?答案很簡單,被CPU和南橋芯片整合了。


北橋芯片(North Bridge)和南橋芯片(South Bridge)合稱就是主板的芯片組,是支撐整個主板運行的關鍵,早在586時期的電腦主板就已經採用了這種架構。其中北橋是離CPU最近的芯片,這主要是考慮到北橋芯片與CPU之間的通信最密切,且處理的都是高速信號,爲了提高通信性能而縮短傳輸距離。北橋芯片Intel通常標識爲MCH,主要負責內部數據傳輸,通過前端總线FSB(Front Side Bus)與CPU進行直接通訊,並決定了支持的CPU型號和主頻。


除此之外,北橋芯片還集成了內存控制器和PCI-Express控制器(早期是AGP),所以內存、顯卡和CPU的通訊都要通過北橋來完成,同時它還要與南橋芯片連接通訊,可見北橋芯片在主板上的重要性不言而喻。早先的主板通常都是以北橋芯片型號來命名,不同型號的北橋支持的CPU和內存的性能也不一樣,例如Intel在奔騰四時期的865和845,前者支持800MHz的FSB頻率和雙通道DDR400內存,而後者僅支持533MHz的FSB頻率和單通道的DDR333內存。除此之外,早期的集成顯卡也是整合在北橋芯片中,這在命名方式上也會有所體現,例如Intel同時期的845G和865G,以及後來的G41和G51等,G即是Graphics,內建圖形卡的意思。


由於內存與CPU進行通訊需要通過北橋芯片,這就好比從廣東省的中山市到深圳市需要拐個大彎,而北橋芯片就相當於著名的“虎門大橋”。爲了提升通訊效率,AMD從Athlon64开始就在CPU中整合了內存控制器,而Intel也從第一代酷睿开始整合了內存控制器,從PCB的走线可以看到內存插槽所有的引线都匯總到了CPU的底座,這就相當於中山市和深圳市之間即將开通的“深中通道”,這是第一次給北橋芯片“減負”。


到了2010年,Intel开啓了“膠水時代”,开始把顯卡整合在CPU中,但此時它們僅僅是整合在一塊基板上,之後才真正整合在了CPU中,也就是大家熟悉的核心顯卡,還集成了PCI-Express控制器,增加了帶寬並降低了延遲,同時FSB也完成了使命壽終正寢,取而代之的的是全新的QPI和DMI。AMD後來也將顯卡核心整合在CPU中,例如大家熟悉的APU。到此爲止,北橋芯片幾乎所有的功能都已經整合到了CPU之中,自然也就沒有存在的必要了。

南橋芯片,Intel通常標識爲ICH,一般位於主板布局的右下方,這主要是考慮到它所連接的I/O總线較多,離處理器遠一點有利於布线。南橋芯片主要是負責I/O總线之間的通信,充當着計算機系統與外周設備之間的"橋梁",例如PCI總线、USB、有线網卡、聲卡、SATA、鍵盤鼠標、實時時鐘控制器、高級電源管理和溫度監測等。而現代的主板爲了降低CPU的負擔,也會提供額外的低速的PCI-Express插槽和M.2固態硬盤插槽,相當於是整合了北橋的部分功能,所以現在南橋反而成爲主板上最重要的芯片,名稱也被改稱爲PCH,例如現在的Z790、B760等。


隨着半導體工藝的演進,CPU的性能不斷增強的同時,可整合的內容也更多,例如SATA控制器和USB控制器,而網卡、聲卡和無线網卡等設備也可以通過PCI-Expesss通道與CPU直接通信,例如國產X86處理器兆芯KX-600,就整合了南北橋芯片所有的功能,所以這樣的主板連南橋芯片也不需要了。


這樣的情況在我們常用的平台也有,例如支持AMD的Ryzen華擎Deskmini A300 STX主板,也是沒有南橋芯片的,因此以後的主板如果全面取消南橋芯片,其實一點不意外,而主板也真真正正的變成了一個插接平台。




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