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南橋晶元(South Bridge)是主板晶元組的重要組成部分,一般位於主板上離CPU插槽較遠的下方,PCI插槽的附近,這種布局是考慮到它所連接的I/O匯流排較多,離處理器遠一點有利於布線。相對於北橋晶元來說,其數據處理量並不算大,所以南橋晶元一般都沒有覆蓋散熱片。

1 南橋晶元 -簡介

南橋晶元南橋晶元
南橋晶元(South Bridge)是主板晶元組的重要組成部分,一般位於主板上離CPU插槽較遠的下方,PCI插槽的附近,這種布局是考慮到它所連接的I/O匯流排較多,離處理器遠一點有利於布線。相對於北橋晶元來說,其數據處理量並不算大,所以南橋晶元一般都沒有覆蓋散熱片。南橋晶元不與處理器直接相連,而是通過一定的方式(不同廠商各種晶元組有所不同,例如英特爾的英特爾Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded「妙渠」)與北橋晶元相連。 

2 南橋晶元 -作用

南橋晶元負責I/O匯流排之間的通信,如PCI匯流排、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器

南橋晶元南橋晶元
、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等,這些技術一般相對來說比較穩定,所以不同晶元組中可能南橋晶元是一樣的,不同的只是北橋晶元。所以現在主板晶元組中北橋晶元的數量要遠遠多於南橋晶元。例如早期英特爾不同架構的晶元組Socket 7的430TX和Slot 1的440LX其南橋晶元都採用82317AB,而近兩年的晶元組Intel945系列晶元組都採用ICH7或者ICH7R南橋晶元,但也能搭配ICH6南橋晶元。更有甚者,有些主板廠家生產的少數產品採用的南北橋是不同晶元組公司的產品。例如以前升技的KG7-RAID主板,北橋採用了AMD 760,南橋則是VIA 686B。
不同的南橋晶元可以搭配不同的北橋晶元,雖然其中存在一定的對應關係,但是只要連接匯流排相符並且針腳兼容,主板廠商完全可以隨意選擇。最明顯的例子莫過於AMD-ATI晶元組,其北橋晶元既可以搭配自家的南橋晶元,也可以使用ULI或者VIA的南橋晶元。此外,很多典型晶元組也可以使用不同的南橋。譬如當年Intel 845E既可以搭配ICH2也可以搭配ICH4,即便是如今P695主板大量採用的ICH8南橋,也存在不同版本的區別,從而表現出明顯的功能差異。
 南橋晶元的發展方向主要是集成更多的功能,例如網卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI無線網路等等。

南橋晶元(South Bridge)是主板晶元組中除了北橋晶元以外最重要的組成部分,一般位於主板上離CPU插槽較遠的下方,PCI插槽的附近,這種布局是考慮到它所連接的I/O匯流排較多,離處理器遠一點有利於布線,而且更加容易實現信號線等長的布線原則。相對於北橋晶元來說,南橋晶元數據處理量並不算大,所以南橋晶元一般都不必採取主動散熱,有時甚至連散熱片都不需要。

  南橋晶元負責I/O匯流排之間的通信,如PCI匯流排、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等。不過不同的南橋晶元在功能上會存在很大的差異,廠商會根據成本控制以及市場定位來選擇搭配。事實上,南橋晶元的發展之路可謂十分崎嶇。從Pentium時代的晶元組開始,南北橋設計架構的雛形初步建立,這也是主板功能大幅度集成化的開始階段。然而隨後的一場「一體化單晶元」潮流讓南橋晶元幾乎消失,不過最終證明融合南北橋的單晶元設計並非是控制成本的捷徑,而且與強調南橋功能化的發展趨勢格格不入。

  大家需要注意的是,不同的南橋晶元可以搭配不同的北橋晶元,雖然其中存在一定的對應關係,但是只要連接匯流排相符並且針腳兼容,主板廠商完全可以隨意選擇。最明顯的例子莫過於AMD-ATI晶元組,其北橋晶元既可以搭配自家的南橋晶元,也可以使用ULI或者VIA的南橋晶元。此外,很多典型晶元組也可以使用不同的南橋。譬如當年Intel 845E既可以搭配ICH2也可以搭配ICH4,即便是如今P695主板大量採用的ICH8南橋,也存在不同版本的區別,從而表現出明顯的功能差異。

3 南橋晶元 -Intel南橋晶元

自從ICH2開始,Intel南橋晶元就展現出驚人的實力,隨後每一代北橋晶元都採用全新的南橋晶元進行搭配。ICH4第一次實現了對USB 2.0的支持,ICH5又引入了SATA功能。但是,真正值得我們回味的還是ICH6,這也是當前Intel南橋晶元的雛形。

南橋晶元南橋晶元

1.Intel ICH6
與ICH5一樣,ICH6分兩個型號:ICH6R和ICH6,兩者的主要區別是在支持磁碟陣列功能之上。其中ICH6R除了像ICH5R支持目前常見的RAID 0和RAID 1磁碟陣列功能之外,還增加了一個稱為「Matrix RAID」的磁碟陣列模式。所謂Matrix RAID更像是一種RAID 1.5模式,即以犧牲25%的容量達到RAID 0+1的穩定性和數據安全性。在整合度方面,ICH6也是史無前例的。4個Serial ATA通道、1個并行ATA介面、4個PCI Express x1擴展設備、整合千兆網路與8個USB 2.0介面等等。為了加強Serial ATA功能,Intel大膽地捨去一個并行ATA介面,也就是說用戶最多只能安裝一個IDE硬碟和一個IDE光碟機,除非採用額外的IDE控制卡。
ntel的ICH6南橋晶元
音頻功能則是ICH6的一個亮點,集成在ICH6南橋晶元中的Azalia控制器採用全新的Azalia Link(以往AC』97使用的是AC-Link)與外部的諸多Codec(數據信號轉換解碼器)相連,連接帶寬提升到一個相當高的層次,僅僅單通道輸入帶寬就達到24MB/s,而AC-Link的總帶寬僅僅為11.5MB/s。此外Azalia Link支持多通道的輸入輸出,由廠商根據需求自行使用相應的模式,最高可達7.1聲道。
2.Intel ICH7與ICH8
ICH7南橋晶元無前例地衍生出總共5個版本,分別為ICH7、ICH7DH、ICH7DO、ICH7DE及ICH7R,其中ICH7為標準型,ICH7DH針對數字家庭娛樂電腦,ICH7DO針對商業用途,ICH7DE針對電腦遊戲玩家,ICH7R則是支持RAID 0/1/5/1+0磁碟陣列功能的版本。
在整合度方面,ICH7是史無前例的。所有的ICH7南橋都支持4個Serial ATA通道,這意味著用戶在使用Serial ATA串列硬碟時將更為自由,為組建RAID磁碟列陣奠定了基礎。更為重要的是,今後光存儲設備也可能轉向Serial ATA介面,因此這一改進設計顯得很有必要。ICH7在對待并行ATA介面方面的態度也讓人感到較為欣慰,它並非徹底拋棄并行ATA,而是保留一個并行ATA介面,允許用戶接駁兩個并行ATA設備。
Intel的ICH7南橋晶元
新時代的晶元組會以PCI Express作為一個重點,而PCI Express並非是高性能顯卡的專利,它甚至可以取代現有的PCI介面。ICH7標準版具備4個PCI Express Lanes,也就是說可以最多提供4個 PCI Express x1介面,而其它四個加強版都提供6個PCI Express Lanes,甚至有望出現帶寬更高的PCI Express x4介面,此時在配備千兆網卡、Ultra320 SCSI控制卡等設備時會發揮一定的優勢。ICH8是ICH7的改進版。除了USB介面由8個增至10個、SATA-II介面由4個增至6個、首次內建千兆乙太網控制器、支持6個PCI-E x1、開始支持主動管理技術(IAMT)和靜音系統技術外,最大的改變便是全面了取消對AC97音頻技術的支持,轉而只保留高清音頻(HDA)輸出,同時不再提供PATA用的IDE介面,強制進入SATA時代。ICH8分為四個不同的版本,分別是低端版ICH8、主流版ICH8-R、數字企業版ICH8-DO和數字家庭版ICH8-DH,其中與P965搭配的是ICH8R和ICH8-DH,二者的主要區別是前者支持新版的Intel矩陣存儲技術(MST)。MST技術可提供兩個外置3Gbps eSATA介面,從而將SATA介面數量增至6個,支持AHCI和RAID 0/1/5/10等模式。
3.獨特的RAID模式
Matrix RAID磁碟陣列模式是Intel所推出的全新的RAID方式。在過去,一般的ATA RAID控制晶元所能提供的多半僅限於RAID 0、RAID 1或RAID 0+1三種,RAID 0提供性能,而RAID 1提供數據安全性。要兼顧效能及安全性,就要採用RAID 0+1,但這需要4塊硬碟,而且會浪費一半的硬碟空間。而Matrix RAID模式可以只使用兩顆硬碟就能建立出RAID 0+1的環境。假設現在有兩個80GB的硬碟,我們可以將兩個硬碟的前40GB組成80GB的邏輯分割區,然後剩下兩個40GB區塊組成一個40GB的數據備分分割區。面對需要高性能、而不需要安全性的應用,就可以安裝在RAID 0分割區,而需要安全性備分的數據,則可安裝在RAID 1分割區。換言之,使用者得到的總硬碟空間是120GB,和傳統的RAID 0+1相比,容量使用的效率依舊很高,而且在容量配置上有著更高的彈性。
4.iAMT技術備受爭議
iAMT(Intel Active ManagementTechnology)遠端管理技術早在去年的IDF秋季論壇就已經曝光,不過當時認為這會首先集成於Intel的雙核心處理器中。然而Intel隨後顯然改變了計劃,將這項技術轉移到ICH7南橋晶元中,不過只有ICH7 DO與DE版支持,標準版ICH7以及ICH7R和ICH7DE都暫時不支持iAMT技術。
其實iAMT技術原本僅僅用於伺服器領域,它允許使用者運用全新的管理功能來維護其聯網電腦,即便電腦是在尚未登錄或關機的狀態下也能發揮作用。這套技術能防止使用者刪除關鍵的數據資料,並提供遠端遙控與防病毒等功能,以提供完善的資產保護機制。無論開關機都可以進行軟硬體檢查、遠端更新BIOS。對企業用戶而言,這將大幅降低MIS管理成本。不過並不是所有人都歡迎這項技術,因為一旦iAMT技術在所有的PC中得到普及,那麼區域網中終端用戶的許可權將變得越來越小,甚至無法管理本地硬碟。此外,iAMT技術對於那些專門開發系統管理軟體的公司來說確實是一個巨大的打擊,iAMT強大的技術以及Intel業界龍頭的金字招牌將肯定吸引大批量的企業用戶。

4 南橋晶元 -VIA南橋晶元

晶元組是VIA 最主要的業務,其市場佔有率相當高,同時涉足Intel與AMD的平台。也正是因為這些原因,VIA南橋晶元的發展相當快,而回顧歷代VIA南橋晶元自然是全面了解VIA晶元組的捷徑。
1.最經典的VT686B

南橋晶元南橋晶元

VT686B實際上是VT686A的升級版本,採用0.35微米工藝生產,工作電壓為3.3V,352管腳BGA封裝形式。VT686B是VIA第一款高度集成的南橋晶元,增加了對AC97、MC97支持,並且集成I/O控制器與硬體監控功能。然而更為重要的是,VT686B支持ATA100,這也是當時最先進的磁碟外部介面,徹底解決了介面瓶頸。作為一款經典的南橋晶元,VT686B造就了KT133A以及694X的輝煌。
值得回味的VT686B南橋晶元
VT686B另一個重大創舉便是其HDIT結構體系標準。在管腳的數目上,VT686B與686A完全一樣,生產該晶元的任務完全可以在原有的686A生產線上完成,成本不會比686A提高多少,可以保證其在價格上的優勢,這也是該晶元一經推出就廣受主板廠商擁護的重要原因之一。此外,686A和686B允許廠家根據其產品定位,自行決定是否打開其AC97、MC97的全部或者部分功能,更為靈活。VIA的這種設計一直延續至今,因此VT686B功不可抹。
2.VT823X系列南橋晶元
VT8231的壽命並不長,但是它卻是如今VT823X系列南橋晶元的雛形。從VT686B升級到VT8231之後,這款南橋晶元去除了I/O控制器與硬體監控功能,從而得以將網卡集成。更為重要的是,VT8231這次V-Link技術,與北橋晶元的帶寬達到266MB/s。在輸出介面方面,VT8231依舊是USB 1.1+ATA100,相比VT686B沒有太大的改進。
VT8233又是一款經典的產品,擁有VT8233A與VT8233C兩種升級版產品,它們一般與KT266A或者P4X266A北橋晶元搭配。VT8233也業界第一款支持ATA133磁碟外部介面的南橋晶元,因此也是具有里程碑意義的。需要注意的是,VT8233南橋可以配置為兩種:一種為8位 266MB/s的V-Link匯流排,另一種為16bit 533MB/s的V-Link匯流排。在埠輸出能力方面,VT8233突飛猛進,最多支持6個USB埠,並且集成了10/100M網路。
具有劃時代意義的VT8233A南橋晶元
VT8235是一款較為成熟的南橋晶元,相比VT8233而言,其最大的改進在於支持USB 2.0。事實上,VT8233C已經在功能方面與VT8235較為接近,VT8235同樣支持16bit 533MB/s的V-Link匯流排以及ATA133。VT8237A是VT823x系列的最後一款產品,它作為VT8237的改進版形式出現。VT8237A大部分功能與VT8337R相同,加入了HD Audio以提供高質量的音頻輸出。而且引入了Port Multiplier和Defer Spin up這兩項Serail ATA延伸標準,Port Multiplier標準可讓16個Serail ATA硬碟串聯使用,而Defer Spin up標準可讓多個硬碟在開機時放慢加壓速度,防止硬碟突然加電而造成系統受創。
3.RAID5與NCQ技術:VT8251領跑業界群雄
RAID磁碟陣列技術被認為是改善性能並提高數據安全性的良方。而隨著SATA硬碟的普及,RAID在桌面平台的可行性變得越來越高。正是看到這樣的發展趨勢,VIA在其VT8251南橋晶元中加入了RAID5功能,這也是目前為數不多可以支持RAID5的南橋晶元。與普通南橋晶元只能支持RAID0和RAID1相比,RAID5顯然是面向更高階的應用,同時也比所謂的Matrix RAID有更好的實用性。
VT8251的另外一大特色便是支持SATA2,而且包括其中的NCQ技術。儘管SATA2將介面帶寬提高到3Gb/s,但是其實際性能提升卻是微乎其微。事實上,真正決定磁碟速度的關鍵是內部傳輸率,只要外部傳輸高於內部傳輸率大約30%就綽綽有餘。SATA2所提供的3Gb/s傳輸帶寬就好比一個水龍頭,而當前硬碟大約60~70MB/s的實際內部傳輸率就好比一個杯子。當水龍頭的流量明顯超過杯子的承受能力時,再次加大流量幾乎毫無意義,只能是徒勞的浪費。
真正讓SATA2起到作用的應當是NCQ技術(幫助磁頭智能化高效率尋道),只有在NCQ技術的幫助下,SATA2硬碟才能真正展現出性能優勢。與部分南橋晶元部分支持SATA2而無法支持NCQ不同,VIA VT8251全面支持SATA2的各項標準,自然也包括極具價值的NCQ技術。

5 南橋晶元 -其它晶元組廠商

1.SiS穩紮穩打

南橋晶元南橋晶元

作為傳統的三大晶元組廠商,SiS的南橋系列依舊保持著業界領先地位。SiS 965的規格與VIA的VT8251十分接近,似乎唯一的區別就是不支持RAID5磁碟陣列模式。一直以來,SiS南橋晶元的磁碟性能備受稱讚。從SiS 965南橋開始,其南橋晶元就擁有4個Serial ATA通道,可以使用RAID0、RAID1或者RIAD0+1模式,而且配備了2個并行ATA通道,擴展性能十分了得。更為令人心動的是,SiS 965到SiS 968都內建8個USB 2.0介面以及千兆網路和7.1聲道音頻功能。在南北橋連接技術方面,SiS一直有著很大的優勢。Multi-Threaded I/O Link技術幫助SiS實在帶寬為1GB/s的南北橋連接,在今年第三季度末發布的SiS 967南橋甚至會把Multi-Threaded I/O Link帶寬提升到2GB/s,從而帶來更為出色的磁碟性能。
2.nVIDIA開拓進取
儘管nVIDIA並非是傳統的晶元組廠商,但是憑藉nForce系列的出色表現,其在晶元組業界的地位已經蒸蒸日上。然而令nVIDIA感到尷尬的是,經典nForce2擁有堪稱完美的北橋晶元,但是南橋晶元的表現卻令人不敢恭維。不僅僅是缺乏Serial ATA功能,更重要的是存在USB控制器兼容性問題。為了改變被動局面,nVIDIA選擇亡羊補牢,在nForce2平台上推出多款加強版的MCP2南橋晶元,這也是其後期新南橋的基礎。
在眾多晶元組中,nVIDIA nForce 500系列的表現脫穎而出,這也令其成為眾多消費者追捧的對象。事實上,nForce 500並不存在嚴格意義上的南橋概念,但是負責傳統南橋功能的部分卻非常強大,這主要體現在網路功能方面。在四款nForce 500產品中,除了nForce 550表現得很一般,其它三款產品都支持雙千兆網卡,而且FirstPacket技術表現出極高的使用。我們知道在一些延遲敏感的網路軟體以及遊戲中,網路資源有限的情況下很容易出現相關的延遲和衝突問題,而FirstPacket正是要有效解決這個問題。它通過優先權的設定實現對軟體實際應用帶寬的優化,在一些對帶寬不敏感的軟體可以選擇更低的優先權,而讓那些敏感的軟體工作在更高的優先權,以達到合理正常工作。當我們同時運行網路遊戲或是VoIP會話,並且開啟MSN軟體以及Windows XP遠程更新時,用戶能夠明顯體驗到其好處。
除此以外,nForce 500還具備TCP/IP加速技術,此時可以把一些原本由CPU處理的任務直接在晶元組中完成,這能夠令大負荷網路傳輸時降低對CPU資源的佔用。當然,nForce 500的這項技術在很多獨立顯卡中也能實現,不過這對於整合顯卡而言自然是難能可貴的。即便是磁碟功能方面,nForce 500系列也有不小的優勢,其中支持多達6個SATA硬碟組成RAID5是令其它南橋晶元難以企及的地方。

6 南橋晶元 -未來南橋晶元發展趨勢

1.雙晶元設計依然看好

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高性能的磁碟系統除了需要高速硬碟、高級磁碟控制器以外,還需要出色的南北橋連接帶寬。長期以來,南北橋連接帶寬一直是很突出的問題。由於以往PCI匯流排的帶寬大部分被IDE設備所佔用,因此南北橋之間的通信速度得不到保障,一定程度上影響了系統性能的發揮,尤其是IDE傳輸任務繁重的場合,比如在一些入門級的伺服器和工作站上。V-Link技術將南北橋通信從繁忙的PCI匯流排獨立出來,這就有效地保證了晶元組內部信息傳遞的迅速和完整,對系統性能的提升有很大的幫助。
原本使用單晶元的目的是提高性能,因為此時南北橋晶元的功能徹底整合,基本不純在互相通訊的難題。除此以外,單晶元還縮小了主板的體積,使之更加容易地應用於特殊領域。然而隨著南北橋連接技術的發展,單晶元越來越顯得沒有必要。Intel有中央加速結構、VIA有V-Link技術、SiS有渠妙技術,其連接帶寬都達到足夠使用的境地。更為重要的是,普通PC主板即便是南北橋架構也能實現迷你體積。
在失去這些優勢之後,單晶元自然就失去了根本的存在價值,而且其弊端也逐漸顯現。首先便是單晶元的高發熱量。由於集成度大幅度提高,單晶元的發熱量往往非常厲害。以nVIDIA的nForce3和nForce4為例,nVIDIA要求主板廠商一定用使用高品質散熱片,並強烈建議採用主動散熱,這在客觀上提高了成本且不利於穩定性。另外一個十分明顯的特點是,單晶元的電氣性能略有下降,使得產品的超頻表現受到影響。與此同時,單晶元固有的低良品率劣勢也影響著晶元組廠商。南北橋的晶元組架構得到越來越多的支持,其本身的出發點便是追求穩定性並提高良品率,同時也降低了成本。2.集成更強大的網路
網路功能無疑是未來南橋晶元發展的重點。現在,無線網路技術已經得到非常普及的應用,那麼南橋晶元將其整合便是大勢所趨。從ICH6開始,Intel就有意整合WiFi功能,而SiS和nVIDIA也曾有過類似的計劃。當然,所謂南橋晶元集成WiFi功能僅僅是物理層,具體的無線信號發射模塊還是需要外置方式來實現。但是可以肯定的是,一旦南橋晶元融合了WiFi功能,那將使得WiFi技術徹底得到普及應用。除了WiFi無線網路,無線USB(Wireless USB)也將是未來南橋晶元的發展焦點,只不過相關標準還未完全成型。
無線網路是一方面,而有線網路技術也是南橋晶元的重點。在過去25年中,隨著人們對於越來越高的聯網速度的需求的不斷增長,乙太網也經歷了很多變革,從半雙工的共享媒體10Mbps區域網技術發展成為全雙工的10/100/1000/1000Mbps LAN交換技術。現在,Intel的ICH10南橋已經準備集成10Gbps網路功能,這將有助於改善現有的區域網連接速度。
3.高品質音頻
音效卡可以看作是音效卡控制晶元和Codec晶元的整合,板載音效卡也不例外。由於信號干擾的原因,音效卡控制晶元不可能完全集成於南橋晶元,而是僅僅集成DSP晶元,具體的數模轉換以及聲音輸出輸入還得依靠Codec晶元。集成音效卡的弊端在於Codec晶元普遍比較薄弱,而且即便是南橋晶元中集成較為強大的DSP音頻功能,其佔用的系統資源也還是不小。我們對於音效卡的要求可以分為兩點:音質和音效。集成音效卡的音效部分則完全依賴於DSP的處理能力,而音質就與Codec晶元有著很大的關係。從一些技術指標來看,我們經常可以看到某某南橋的集成音頻單元能夠達到很高的水準,但是在缺少API的支持時,其作用也非常有限。
但是,未來的南橋晶元技術渴望結束這種尷尬局面。隨著製作工藝水平的提高,在南橋晶元中集成Codec晶元也不死沒有可能。更加重要的是,現在晶元組廠商也開始注意提高音效卡DSP的性能表現。現在的HD Audio僅僅是一個標準,在具體的音頻處理方面還有待加強。而在nVIDIA的nForce2時代,我們已經體會了soundstorm的為例。一旦發展順利,今後nVIDIA也有計劃推出SoundStorm2,而VIA更是計劃徹底整合性能強大的Envy24。
4.顯卡工作匯流排
在傳統架構中,顯卡匯流排完全由北橋晶元負責。但是,考慮到未來的多顯示器架構,以及可能會逐漸獨立的物理加速卡,南橋晶元提供顯卡工作匯流排已經被逐漸看好。事實上,ULi已經在這一方面做出過成功的嘗試。ULi M1695北橋所搭配的M1567南橋直接控制AGP匯流排,通過TGI技術與CPU連接。而現在,大量南橋晶元實際上已經擁有PCI Express通道,因此未來南橋晶元將極有可能在PCI Express 2.0時代擁有更多的PCI Express通道,從而為多顯卡應用更為普及。小結:通過以上的回顧及展望,相信用戶們都了解到了南橋的作用,儘管南橋與北橋的作用不能相提並論,關注度也遠沒有北橋那麼大,但是了解南橋還是能從側面掌握主板的發展動態。
參考資料:
1.http://detail.zol.com.cn/product_param/index515.html

7 南橋晶元 -發展簡史

眾所周知,AMD晶元組的前身是ATI晶元組。早在2006年,AMD在正式收購ATI后,就開始把部份ATI晶元組產品改以AMD品牌上市,包括AMD平台用CrossFire晶元組RD580、RD550及RD480,並且,AMD從併購ATI之後所推出的晶元組產品也不會再使用ATI品牌,只有顯卡則仍會保持以ATI品牌命名。值得注意的是,在併購之前,ATI的主板晶元組市場佔有率都不是很高,在被併購之後,其晶元組市場佔有率一直穩步提高,如之前大紅大火的RS690G系列晶元組,和現在大紅大火的7系列晶元組都是併購之後推出的產品。

  下面,我們就和大家簡略地一一回顧以往ATI歷代南橋晶元。

  ATI(AMD晶元組事業部前身)在2001年開始進入南橋晶元市場,它們第一批上市的晶元組產品ATi - S4/S5/S6規格和市場同類產品相比要落後很多:S4支持AC97音效、ATA66 / S5支援AC97、ATA100 / S6支援3D音效、USB 2.0、內置網路卡等……,南橋規格上的落後使得ATI早期的晶元組不得不採用其他公司的南橋晶元組,例如宇力電子ULI當年的M1575。

南橋晶元南橋晶元

ATI南橋晶元組真正獲得高速發展是從SB600開始,其中主要原因,待會我們會簡略為大家闡述一下。

  首先我們先看一下在ATI南橋晶元發展史上具備里程碑意義的SB400。

  SB400將通過兩條PCI-E匯流排與北橋相連,可以支持8個USB 2.0介面,4個SATA 150介面、可支持串列硬碟之餘還提供了支持RAID 0,1功能,4個ATA-133驅動器。此外SB400可支持7條PCI擴展插槽,具備5.1/7.1聲道的AC'97高清晰音效輸出能力。除此之外,SB400並沒有什麼值得關注的亮點,它甚至沒有整合網路控制器。

  ATI宣稱整合Gigabit網路功能與通過PCI Express匯流排實現Gigabit網路功能相比,無論從性能或成本上都不佔優勢。RX480/RS480晶元組跟Intel 925X一樣,只要是Gigabit LAN都是走PCI-Expree匯流排,那麼走PCI Express有什麼好處,它最大好處就是可以達到500MB/s的傳輸頻寬,在傳輸效能上比走PCI還要更快更有效率。PCI Express Gigabit網路功能為每個設備提供雙向500MB/s總帶寬,Gigabit或10/100乙太網都可以通過北橋或南橋的PCI Express 匯流排來提供支持,這樣可以允許廠商根據產品定位需要來提供高性能或廉價的網路功能。

南橋晶元南橋晶元

 

接下來我們看一下「換湯不換藥」的SB450南橋晶元。

  與前作SB400相比,SB450最大的改進就是將AC97設備升級為Azalia codec,這與目前Intel倡導的多媒體娛樂技術又再次融合起來。Azalia codec又稱HD音樂,最初是由Intel開發者論壇所開發,期望能夠取帶老態的AC97規格並提供更具彈性、且節省成本的真實高階音效內建解決方案。Azalia結構能夠在192KHz/32位元下,傳輸高達8通道的聲音串流;而AC』97隻能支援48 KHz/20位元下的6通道。增大的頻寬將帶給使用者在面對任何挑剔的音樂功能時,體驗無故障的音樂經歷。

  存儲方面,SB450可以提供2個PATA通道,支持4個PATA設備。SB450支持2個SATA介面,速度1.5GHz,仍然不能支持SATA2,RAID支持最為常用的0和1模式。

  SB450支持8個USB2.0介面,在本次測試的產品都外置4個USB2.0介面,主板提供4個USB2.0外接介面的跳線。和上一代南橋晶元SB400一樣,比較遺憾的是SB450沒有集成網卡,因此主板必須集成完整的網卡晶元。

南橋晶元南橋晶元

 

ATI SB600可以說是ATI南橋發展史上最成功的南橋晶元,這和競爭對手NVIDIA收購ATI南橋晶元合作夥伴ULI有很大關係:

  ATI在晶元組發展上走捷徑,先發展北橋晶元然後再慢慢研製南橋,這樣導致ATi晶元組一般給人的印象都是北橋晶元不錯,尤其在繪圖性能上更是表現突出,但南橋則問題多多,規格落後,因此只能使用在低端入門級的產品上,高端主流市場的產品都委託給當時的ULi公司來設計。

  多年以來主板業內就曾盛傳一句「要做主板,先做南橋」,我們且不管這句話的對錯與否,但ATI不遵循這個規律發展晶元組的劣勢隨著NVIDIA收購ULi的結束開始顯現出來,NVIDIA內部完成對ULi的收購后就開始切斷對ATi的南橋供應,一時間ATi高端的RD580、RD480等北橋晶元成了孤鳥,沒有任何相應的南橋來搭配。SB600南橋是ATi自主設計用來替代ULi M1575的高規格南橋,可以說是在NVIDIA收購ULI之後狙擊下的產物。

南橋晶元南橋晶元

 

 SB600相對ATi以前的產品來說最大的改進在於磁碟性能,在SB400南橋上最為人詬病是USB性能,SB450是在修正了SB400一些BUG基礎上加入了HDA音效,磁碟性能還是維持在SB400的1.5Gbps SATA x 4上。因此SB600針對磁碟性能進行了改進,添加了AHCI介面,使得使用該介面的NCQ技術硬碟可以得到支持,另外SATA介面的傳輸速率由原來的1.5Gbps提升到3.0Gbps,支持RAID 0,1,10。IDE減少為1個Channel,USB介面數量提高到10個。

  三、SB600/SB700新舊兩代南橋規格對比

  在推出SB600之前,AMD在南橋方面的缺陷是大家都了解的,由於這些缺陷使得AMD不得不使用ULi提供的第三方南橋方案,而NVIDIA一舉收購ULi之後,AMD缺南橋的局面更是凸顯了出來,而直到SB600的推出才真正解決了SB450/SB460的諸如USB性能低下等一個讓用戶感到頭疼的問題。

南橋晶元南橋晶元

 

而隨著存儲技術獲得新應用以及對系統安全性要求的提高,SB600勢必會被更新的產品替代,於是SB700延續了SB600的眾多優點后,來到我們面前,對比SB600和SB700的規格,可以看到不小的改進。首先在支持擴展介面的數量上進一步增多,原本10個USB 2.0介面,現在已經達到了12個USB 2.0和2個USB 1.1 介面,而原來的4個SATA II介面,現在追加成為6 個,可以同時支持RAID 0、RAID 1、RAID 0+1、RAID 10、JBOD,並支持eSATA。

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 再有就是對可信賴平台模塊(TPM)的支持,「Trusted Platform Module(TPM)」為可信任安全平台模塊,通過集成在主板上的「TPM」模塊,用戶的個人電腦能夠受到非常安全的保護。TPM方案基於物理層,結合了通用認證型身份管理策略,它的問世意味著複雜難記且易被破解的用戶密碼型方法即將推出歷史舞台,TPM在筆記本和一些品牌台式整機中非常常見,而我們知道SB700同樣也是被設計用於筆記本平台使用的南橋,所以這個設計就非常受到筆記本用戶所喜歡。

不過最大的改進則是可以支持HyperFlash技術,我們知道微軟新一代操作系統Vista新增了ReadyBoost及ReadyDrive技術,通過額外的存儲顆粒來提高操作系統及應用程序的啟動效率,Intel很早以前就在發布的新一代迅馳平台Santa Rosa中,加入了全新的Turbo Memory技術,AMD在這一代加入全新HyperFlash技術也就順理成章了,此技術將會採用Samsung的OneNAND Flash模塊,體積減小並有效降低成本。

  新一代Windows Vista操作系統的ReadyBoost及ReadyDrive功能,能縮短操作系統及應用程序的啟動時間,為硬碟提供更大的緩存容量,提升讀寫時間,並減少硬碟啟動及轉動次數,降低硬碟的耗電,進一步提升電池續航力(看來SB700天生就是為筆記本平台設計的),而Intel Turbo Memory技術支持以上兩項功能,讓運作Vista時性能表現更好。

  AMD在SB700南橋中加入的全新HyperFlash技術,將會把快閃記憶體控制器線路與IDE匯流排整合,支持三星OneNAND晶元,最高支持4顆,晶元頻率為80MHz,16Bit介面最高傳輸速度為108MB/s,並聲稱相比Intel Turbo Memory快30%。


 

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目前HyperFlash所採用的模塊是由Molex設計,PC廠商可自行生產HyperFlash卡,可支持512MB、1GB及2GB容量,相比Intel Turbo Memory必須由Intel自行生產,HyperFlash的吸引力自然較高,如果HyperFlash營銷策略成功,將有望迫使Intel把Turbo Memory生產下放給PC廠商。

  小結:

  晶元組則是一塊主板的靈魂,一塊主板的功能、性能和技術特性都是由主板晶元組的特性來決定的。一直以來,晶元組一直都是以北橋為主晶元,南橋為輔助晶元。因為北橋負責連接到CPU和內存以及顯卡,集成顯示功能的晶元組也都是將顯示核心集成在北橋中;而南橋晶元則只是負責周邊設備而已。通過本文相信大家對AMD平台南橋晶元組已經有一個大概的認識和了解。歡迎大家繼續關注我們PConline主板頻道。

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