芯片组的功能概述

时间：2022-10-16 百科知识版权反馈

【摘要】：对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个计算机系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一，如果芯片组不能与CPU良好地协同工作，将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。芯片组是构成主板电路的核心。其他芯片组的排列位置基本相同。对于不同的芯片组，在性能上的表现也存在差距。

4.3.1　芯片组的功能概述

芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，如果说中央处理器（CPU）是整个计算机系统的心脏，那么芯片组将是整个身体的躯干。在计算机界称设计芯片组的厂家为Core Logic，Core的中文意义是核心或中心，光从字面的意义就足以看出其重要性。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个计算机系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一，如果芯片组不能与CPU良好地协同工作，将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。

主板芯片组几乎决定着主板的全部功能。其中，CPU的类型，主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡接口规格是由芯片组中的北桥芯片决定的；而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量（如USB2.0/1.1、IEEE1394、串行口、并行口、笔记本的VGA输出接口）等，是由芯片组的南桥决定的。还有些芯片组由于纳入了3D加速显示（集成显示芯片）、AC’97声音解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。

现在的芯片组，是由过去286时代的所谓超大规模集成电路即门阵列控制芯片演变而来的。芯片组的分类，按用途可分为服务器/工作站、台式机、笔记本等类型；按芯片数量可分为单芯片芯片组，标准的南、北桥芯片组和多芯片芯片组（主要用于高档服务器/工作站）；按整合程度的高低，还可分为整合型芯片组和非整合型芯片组等等。

台式机芯片组要求有强大的性能、良好的兼容性、互换性和扩展性，对性价比的要求也最高，并适度考虑用户在一定时间内的可升级性，扩展能力在三者中最高。在最早期的笔记本设计中并没有单独的笔记本芯片组，均采用与台式机相同的芯片组。随着技术的发展，笔记本专用CPU的出现，就有了与之配套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗、良好的稳定性，但综合性能和扩展能力在三者中也是最低的。服务器/工作站芯片组的综合性能和稳定性在三者中最高，部分产品甚至要求全年满负荷工作，在支持的内存容量方面也是三者中最高，能支持高达十几吉字节（GB）甚至几十吉字节（GB）的内存容量，而且其对数据传输速度和数据安全性要求最高，所以其存储设备也多采用SCSI接口而非IDE接口，而且多采用RAID方式提高性能和保证数据的安全性。

到目前为止，能够生产芯片组的厂家有Intel（美国）、VIA（中国台湾）、SiS（中国台湾）、ALi（中国台湾）、AMD（美国）、NVIDIA（美国）、ATI（加拿大）、Server Works（美国）等几家，其中以Intel和VIA的芯片组最为常见。在台式机的Intel平台上，Intel自家的芯片组占有最大的市场份额，而且产品线齐全，高、中、低端以及整合型产品都有，VIA、SiS、ALi和最新加入的ATI几家加起来都只能占有比较小的市场份额，而且主要是在中低端和整合领域。在AMD平台上，AMD自身通常是扮演一个开路先锋的角色，产品少，市场份额也很小，而VIA却占有AMD平台芯片组最大的市场份额，但现在却受到后起之秀NVIDIA的强劲挑战，后者凭借其nForce2芯片组的强大性能，成为AMD平台最优秀的芯片组产品，进而从VIA手里夺得了许多市场份额，而SiS与ALi依旧是扮演配角，主要也是在中、低端和整合领域。笔记本计算机方面，Intel平台具有绝对的优势，所以Intel的笔记本芯片组也占据了最大的市场份额，其他厂家都只能扮演配角以及为市场份额极小的AMD平台设计产品。在服务器/工作站方面，Intel平台更是具有绝对的优势，Intel自家的服务器芯片组产品占据着绝大多数中、低端市场，而Server Works由于获得了Intel的授权，在中高端领域占有最大的市场份额，甚至Intel原厂服务器主板也有采用Server Works芯片组的产品，在服务器/工作站芯片组领域，Server Works芯片组就意味着高性能产品；而AMD服务器/工作站平台由于市场份额较小，主要都是采用AMD自家的芯片组产品。

芯片组的技术这几年来也是突飞猛进，从ISA、PCI到AGP，从ATA到SATA，Ultra DMA技术，双通道内存技术，高速前端总线等等，每一次新技术的进步都带来计算机性能的提高。2004年，芯片组技术又会面临重大变革，最引人注目的就是PCI Express总线技术，它将取代PCI和AGP，极大地提高设备带宽，从而带来一场计算机技术的革命。另一方面，芯片组技术也在向着高整合性方向发展，例如AMD Athlon 64 CPU内部已经整合了内存控制器，大大降低了芯片组厂家设计产品的难度，而且现在的芯片组产品已经整合了音频、网络、SATA、RAID等功能，大大降低了用户的成本。

芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心。从一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次。它就是“南桥”和“北桥”的统称，就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组。芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，可以比作CPU与周边设备沟通的桥梁。按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP接口、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、Ultra DMA/33（66）EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥（Host Bridge）。芯片组的识别也非常容易，以Intel 440BX芯片组为例，它的北桥芯片是Intel 82443BX芯片，通常在主板上靠近CPU接口的位置，由于芯片的发热量较高，在这块芯片上装有散热片。南桥芯片在靠近ISA和PCI槽的位置，芯片的名称为Intel 82371EB。其他芯片组的排列位置基本相同。对于不同的芯片组，在性能上的表现也存在差距。除了最通用的南北桥结构外，目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展，Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表，它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能够提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到了266MB/s。

芯片组（Chipset）与主板的关系就像CPU与整流器一样，它提供主板的核心逻辑。可以说，芯片组就是主板的大脑，人的大脑分左脑和右脑，而芯片组也是由南桥、北桥芯片所组成的。

1．主板芯片组介绍

Socket7（SUPER7）

当Intel宣布Pentium芯片的生产后，实际上已经放弃Socket7市场。Intel在芯片市场的空白立即被ALi、SiS、VIA三家公司所填补。这些公司打破了430TX的66MHz的局限，先后推出了拥有100MHz外频并支持AGP的Soket7的芯片组，大大缩小了Sole7与Slot1之间的差距，习惯称之为SUPER7。

Aladdin V

ALi（扬智）Aladdin V是SUPER7阵营的第一成员。北桥M1541、南桥M1543优势是：对6X86/MX和AMDK6的支持很好。

支持6X86/6X86MX特有的Linnear Burst Cache模式和K6的Write Allocte模式，有助于更好地发挥这两种芯片的性能，集成度高（南桥集成了I/O芯片），支持P54C、P55C、K5、K6、K6-2、6X86、6X86MX、C6等CPU和高达1GB的主存。

SiS5591

SiS（矽统）SiS5591芯片组并不是真正的SUPER7成员，它只提供最大90MHz的外频支持，全系列Socket7的处理器，支持768MB主存。

Apollo MVP3（最成功的一款芯片）

VIA（威盛）Apollo MVP3是最为成功的SUPER7芯片组。

北桥：VT82C598AK或VT82C598AT。

南桥：VT82C586B。

支持：2MB的L2Cache和1GB主存。

独特之处：在于提供了SDRAM的异步工作方式，当系统时钟达到100MH_Z时，SDRAM可以工作于66MH_Z的频率下，虽然系统性能有所下降，但仍能正常运行。Apollo MVP3的另一特点是支持DDR、SDRAM（SDRAM2），甚至连大部分BX芯片组都不支持这一功能。

MVP4（SUPER7阵营中最新的一款芯片组）

北桥：VT82C501。

MVP4：除提供完整的SUPER7芯片功能支持外，还集成了AGP图形加速、DVD解压和SB兼容AUDIO功能。

Intel 430TX（全面支持Pentium MMX），支持DMA33，支持USB：允许用一个端口连接多达127个外设，安全系统管理总线控制器。可支持256MB主存，只有在64位下时才有较好的效果。

AMD-640　南桥芯片AMD-645RC\W采用的是QFP封装，集成度略低于Intel430TX。全面支持K6、Intel MMX CPU，支持2MB的Cache和512MB的主存。并且AMD-640集成了RTC和KBC。

SLOT 1

Intel 440LX 标准外频66MHz，隐藏了75MHz、83MHz、100MH_Z等频率，并支持CPU频率为233～333MHz，支持双CPU。

Intel440BX 同时支持外频66MHz、100MHz、112MHz、133MHz，并支持CPU频率为

350MHz、400MHz、450MHz。

Intel 440EX专用于66MH_Z（GX简化版），是Intel以EX+CELER ON占领低端市场的利器。

SLOT 1兼容芯片组：非Intel SLOT 1芯片。芯片组有VIA（威盛）的Apollo Pro；SiS（矽统）的5600/5595（66MHz）、5601/5595（100MHz）；ALi（扬智）的Aladdin Pro等。

KX133芯片组，北桥采用了VIA的VT8371芯片组，也就是常说的KX133芯片组，南桥使用VIA的VT82C686A芯片组，KA7外频最高可以达到200MHz，最高传输速率为1GB/s，主板支持Ultra DMA66，支持Athlon K7 CPU。

KT133兼容芯片组

由VIA（威盛）VIA Apollo Pro 133A芯片组成，北桥VIA Apollo PLE133 K和南桥VT8231，1.06GB/s的内存带宽，支持Athlon系列处理器。

KT266兼容芯片组

由nForce420、SiS735、AMD760、KT266、KT266A 芯片组成，支持Athlon 4XP系列处理器，支持DDR内存，传输带宽达到1.6GB/s。

PX266兼容芯片组

由VIA（威盛）北桥VIA Apollo Pro 266A、南桥VT8233组成，支持Socket 423与Socket 478系列CPU，支持DDR内存、PC133 SDRAM，达到2.1GB/s的内存带宽。

SiS735兼容芯片组

由SiS（矽统）735芯片组成，北桥芯片SiS735，南桥芯片整合M1535D，内存带宽1.066MB/s，支持Socket A for AMD Athlon/Duron（K7）中央处理器，支持硬盘接口ATA100、ATA133，支持DDR内存、PC133 SDRAMSIS 735 芯片组，板载AC’97声卡。

810芯片组兼容芯片组

由Intel 810芯片组成，北桥内集成显卡，ICH内集成AC’97声卡。支持CeleronⅠ、CeleronⅡ、PⅢ，支持硬盘接口ATA 33、ATA 66和ATA100。

Intel 815芯片组

Intel 815芯片组是815E = 815 北桥 + ICH 南桥，北桥内集成显卡，未集成声卡，支持Celeron Ⅰ、Celeron Ⅱ、PⅢ，支持硬盘接口ATA 33、ATA 66和ATA100。

Intel 845芯片组

北桥82845 GMCH支持PC133 SDRAM、AGP 4×/2×，并提供400MHz FSB（100MHz QDR）；南桥82801BA ICH2支持Ultra ATA-100/66/33传输协议，并提供最多4个USB接口和CNR（Communications and Network Riser）接口服务，支持Socket 423、478的Pentium Ⅳ处理器。

2．芯片组功能

图4-16是Intel芯片组功能图。由图中可以看出CPU和外部设备进行数据交换的时候，都需要利用南北桥的通道；GMCH负责管理快速的设备；ICH负责管理慢速的设备。