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日志

 
 

南桥芯片与北桥芯片  

2011-03-03 01:29:09|  分类: 南桥芯片与北桥芯 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        南桥芯片(South Bridge):是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说,其数据处理量并不算大,所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连,而是通过一定的方式(不同厂商各种芯片组有所不同,例如英特尔的英特尔Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”)与北桥芯片相连。

        南桥芯片:负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等,这些技术一般相对来说比较稳定,所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的,不同的只是北桥芯片。所以现在主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。例如早期英特尔不同架构的芯片组Socket 7的430TX和Slot 1的440LX其南桥芯片都采用82317AB,而近两年的芯片组845E/845G/845GE/845PE等配置都采用ICH4南桥芯片,但也能搭配ICH2南桥芯片。更有甚者,有些主板厂家生产的少数产品采用的南北桥是不同芯片组公司的产品,例如以前升技的KG7-RAID主板,北桥采用了AMD 760,南桥则是VIA 686B。
   南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能,例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI无线网络等等。
南桥芯片与北桥芯片 - 自然醒 - 行动成就希望.....
上图中,中间靠下的那个较大的芯片,就是主板的南桥芯片,放大后效果如下图:
南桥芯片与北桥芯片 - 自然醒 - 行动成就希望.....
          北桥芯片(North Bridge)是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分,也称为主桥(Host Bridge)。一般来说,芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的,例如英特尔 845E芯片组的北桥芯片是82845E,875P芯片组的北桥芯片是82875P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输,提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型(SDRAM,DDR SDRAM以及RDRAM等等)和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持,整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片,这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切,为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北桥芯片的数据处理量非常大,发热量也越来越大,所以现在的北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热,有些主板的北桥芯片还会配合风扇进行散热。因为北桥芯片的主要功能是控制内存,而内存标准与处理器一样变化比较频繁,所以不同芯片组中北桥芯片是肯定不同的,当然这并不是说所采用的内存技术就完全不一样,而是不同的芯片组北桥芯片间肯定在一些地方有差别。

  由于已经发布的AMD K8核心的CPU将内存控制器集成在了CPU内部,于是支持K8芯片组的北桥芯片变得简化多了,甚至还能采用单芯片芯片组结构。这也许将是一种大趋势,北桥芯片的功能会逐渐单一化,为了简化主板结构、提高主板的集成度,也许以后主流的芯片组很有可能变成南北桥合一的单芯片形式(事实上SIS老早就发布了不少单芯片芯片组)。

  由于每一款芯片组产品就对应一款相应的北桥芯片,所以北桥芯片的数量非常多。针对不同的平台,目前主流的北桥芯片有以下产品(不包括较老的产品而且只对用户最多的英特尔芯片组作较详细的说明)
  上图主板中间,紧靠着CPU插槽,上面覆盖着银白色散热片的芯片就是主板的北桥芯片。
南桥芯片与北桥芯片 - 自然醒 - 行动成就希望.....
英特尔平台方面:
英特尔
  845系列芯片组的82845E/82845GL/82845G/82845GV/82845GE/82845PE,除82845GL以外都支持533MHz FSB(82845GL只支持400MHz FSB),支持内存方面,所有845系列北桥都支持最大2GB内存。82845GL/82845E支持DDR 266,其余都支持DDR 333。除82845GL/82845GV之外都支持AGP 4X规范;865系列芯片组的82865P/82865G/82865PE/82865GV/82848P,除82865P之外都支持800MHz FSB,DDR 400(82865P只支持533MHz FSB,DDR 333,除82848P之外都支持双通道内存以及最大4GB内存容量(82848P只支持单通道最大2GB内存),除82865GV之外都支持AGP 8X规范;还有目前最高端的875系列的82875P北桥,支持800MHz FSB,4GB双通道DDR 400以及PAT功能。英特尔的芯片组或北桥芯片名称中带有“G”字样的还整合了图形核心。

SIS
  主要有支持DDR SDRAM内存的SIS648/SIS648FX/SIS655/SIS655FX/SIS655TX以及整合了图形核心的SIS661FX,还有支持RDRAM内存的SISR659等等。

ATI
  主要就是Radeon 9100 IGP北桥芯片,这是目前英特尔平台图形性能最强劲的整合芯片组北桥芯片。

VIA
  主要有比较新的PT800/PT880/PM800/PM880以及较早期的P4X400/P4X333/P4X266/P4X266A/P4X266E/P4M266等等,其中,VIA芯片组名称或北桥名称中带有“M”字样的还整合了图形核心(英特尔平台和AMD平台都如此)。

Ali
  离开芯片组市场多年,目前产品不多,主要是比较新的M1681和M1683。

AMD平台方面

VIA
  主要有支持K7系列CPU(Athlon/Duron/Athlon XP)的比较新的KT880/KT600/KT400A以及较早期的KT400/KM400/KT333/KT266A/KT266/KT133/KT133A等等。支持K8系列CPU(Opteron/Athlon 64/Athlon 64 FX )的有K8T800和K8M800。

SIS
  主要有支持K7系列CPU的SIS748/SIS746/SIS746FX/SIS745/SIS741/SIS741GX/SIS740/SIS735,以及支持k8系列CPU的SIS755/SIS755FX/SIS760等等。

NVIDIA
  主要有支持K7系列CPU的nForce2 IGP/SPP,nForce2 Ultra 400,nForce2 400以及支持K8系列CPU的nForce3 150和nForce3 250等等。

ALi
  离开芯片组市场多年,目前产品不多,主要有支持K8系列CPU的M1687和M1689。


 

 什么是BIOS与CMOS,二者之间的联系与关系

       BIOS是软件,CMOS是硬件,简单说CMOS是BIOS的载体

       BIOS,完整地说应该是ROM-BIOS,是只读存储器基本输入/输出系统的缩写,它实际上是被固化到微机主板ROM芯片上的一组程序,主要保存着有关微机系统最重要的基本输入输出程序,系统信息设置、开机上电自检程序和系统启动程序等;为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。准确地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序),负责解决硬件的即时需求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。 BIOS ROM 芯片不但可以在主板上看到,而且BIOS管理功能如何在很大程度上决定了主板性能是否优越。

CMOS-------互补金属氧化物半导体

        CMOS的用处很多,比如有的数码相机的感光器就是用CMOS的。CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写。其本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。在这里通常是指微机主板上的一块可读写的RAM芯片。它存储了微机系统的实时钟信息和硬件配置信息等,共计128个字节。系统在加电引导机器时,要读取CMOS信息,用来初始化机器各个部件的状态。它靠系统电源和后备电池来供电,系统掉电后其信息不会丢失。

BIOS和CMOS的作用和区别

而BIOS是基本输入输出系统的缩写,指集成在主板上的一个ROM芯片,其中保存了微机系统最重要的基本输入输出程序、系统开机自检程序等。它负责开机时,对系统各项硬件进行初始化设置和测试,以保证系统能够正常工作。由于CMOS与BIOS都跟微机系统设置密切相关,所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法。CMOS RAM是系统参数存放的地方,而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此,准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法,也就在一定程度上造成了两个概念的混淆。

BIOS的作用

1. BIOS中断服务程序 BIOS中断服务程序实质上是微机系统中软件与硬件之间的一个可编程接口,主要用语程序软件与微机硬件之间实现衔接。例如,DOS和Windows操作系统中对软盘、硬盘、光驱、显示器等外围设备的管理,都是直接建立在BIOS系统中断服务程序的基础上的。

2. BIOS系统设置程序 在BIOS ROM芯片中装有"系统设置程序",主要用来设置CMOS RAM中的参数。这个程序在开机时按下某个特定键即可进入设置状态,并提供了良好的界面供操作人员使用。

3. POST上电自检 微机接通电源后,系统首先由POST(Power On Self Test,上电自检)程序来对内部各个设备进行检查,完整的POST-自检包括对CPU、系统主板、基本的640KB内存、1MB以上的扩展内存、系统的ROM BIOS的测试;CMOS中的系统配置的校验;初始化视频控制器,测试视频内存,检验视频信号和同步信号,对CRT接口进行测试;对键盘、软驱、硬盘及CD-ROM子系统作检查;对并行口(打印机)和串行口(RS232)进行检查。自检中如发现有错误,将按两种情况处理:对于严重故障(致命性故障)则停机,此时由于各种初始化操作还没有完成,不能给出任何提示或信号;对于非严重故障则给出提示或声音报警信号,等待用户处理。

4. BIOS系统启动引导程序 系统在完成POST自检后,系统转入BIOS的下一步骤:BIOS就首先按照系统CMOS设置中保存的启动顺序搜寻有效的启动驱动器,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,并由引导记录来完成

每次启动计算机时,计算机都会执行一项操作,读取硬盘配置信息,这些信息就存在内存的一个特殊区域:CMOS内存里,计算机由此可以方便地访问、搜索硬盘中的信息。CMOS是Complementary Metal-Oxide Semiconductor(互补金属氧化物半导体)的缩写,内置在PC中,还保存日期、时间、CPU类型、内存大小、PC配置中的并行、串行端口等重要信息。CMOS利用低电流存储,PC关机时由一块备用电池供电。正是由于CMOS管理着PC的这些“日常事物”,它的作用才显得非常重要,如果不小心丢失(电池用光)或错误地修改了CMOS中的信息,开机之后的计算机就会无所适从。
对PC的外围设备进行升级时,经常需要更改CMOS中的信息,所以在升级之前,备份CMOS中的信息是绝对必要的。启动计算机,在计算机检查内存的时候,通常会有一条信息提示按下某个键(如DEL)或某些组合键(如Ctrl+Alt+S)来运行PC硬件的Setup程序,这个程序运行后,就可以访问计算机的CMOS了。在没有进行升级之前,不要随便改变CMOS信息,要做的工作是在软盘中copy一份CMOS信息或者直接把它打印出来,以备未来升级的不时之需。

 

主板和CPU缓存

通常人们所说的Cache就是指缓存SRAM。 SRAM叫静态内存,“静态”指的是当我们将一笔数据写入SRAM后,除非重新写入新数据或关闭电源,否则写入的数据保持不变。

由于CPU的速度比内存和硬盘的速度要快得多,所以在存取数据时会使CPU等待,影响计算机的速度。SRAM的存取速度比其它内存和硬盘都要快,所以它被用作电脑的高速缓存(Cache)。
有了高速缓存,可以先把数据预写到其中,需要时直接从它读出,这就缩短了CPU的等待时间。高速缓存之所以能提高系统的速度是基于一种统计规律,主板上的控制系统会自动统计内存中哪些数据会被频繁的使用,就把这些数据存在高速缓存中,CPU要访问这些数据时,就会先到Cache中去找,从而提高整体的运行速度。一般说来,256K的高速缓存能使整机速度平均提高10%左右。

主板上通常都会提供256K到1M的缓存。在CPU内部也有高速缓存,如486CPU有8K的高速缓存,Pentium有16K的高速缓存。Pentium II有32K 一级缓存,AMD K6-2中有64K的一级Cache,AMD K6-3中有64K 的一级 Cache,和256K 的二级 Cache,Cyrix MII 中有64K的Cache。

为了区分它们,CPU内部的缓存叫内部高速缓存(Internal Cache)或一级高速缓存,主板上的缓存叫外部高速缓存(External Cache)或二级高速缓存。不过现在的Pentium II 的CPU已经将主板上的二级缓存封装在CPU的盒子中,AMD K6-3的CPU内部也集成了256K的二级Cache,对于这类CPU来说,主板上提供的已是三级缓存了。

 

什么是硬盘缓存?

 

缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。

由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。

● 使用大硬盘缓存你将得到什么好处?

硬盘的缓存主要起三种作用:

一是预读取。二是对写入动作进行缓存。第三就是临时存储最近访问过的数据。

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