主板上的芯片组

主板上的芯片组

　

时间:[2004-07-10 14:40] 作者:不清楚作者是谁

　　当我们观察一块没有安装CPU的主板时会发现，在主板上有几块最大的芯片，这几块芯片就是主板最重要的元件。在业界一般将这几块芯片合起来称作芯片组，英文名称为Chipse ts。最早做出芯片组的是美国的CHIPs公司。

　　在586档次的主板中，如华硕P／I－P55T2P4，有两块芯片的尺寸较大，一块芯片上标有 FW82439HX，一块芯片上标有SB82371SB，于是我们称这块主板使用的是Intel公司的82430HX 芯片组。如联想的55TX－A主板，有一块芯片上标有FW82439TX，一块芯片上标有FW82371AB ，于是我们称这块主板使用的是Intel公司的82430TX芯片组。Intel公司在686档次的芯片组中有82440FX、82440LX等。在CPU的竞争日益明朗化的今天，芯片组最能反映出电脑系统的技术水平。主机板的性能主要取决于它采用的芯片组。实际测试证明：采用相同芯片组的主板，性能方面基本上没有区别。

　　Intel芯片组

　　Intel 430TX芯片组

　　英特尔发表Pentium MMX处理器后，各主板厂家和电脑爱好者都期待新一代的奔腾芯片组。英特尔发表支持Pentimu MMX的芯片组就是430TX。430TX包括的功能较多，适合用于笔记本电脑和台式电脑上，取代了早期奔腾机主板所用的430VX、430HX芯片组，以及专门用于笔记本电脑上的430MX芯片组。下面谈谈430TX的一些主要功能。

　　1.功能概要

　　◇专门为MMX处理器设计

　　◇动态电源管理技术（Dynamic Power Management Architecture，DPMA）为笔记本型电脑提供了阶段式的电源管理，而台式电脑亦可具有相同的功能，支持ACPI（Advanced Con fiquration and Power Interface），让操作系统直接对能源进行管理

　　◇支持高速IDE接口Ultra DMA／33

　　◇支持高速SDRAM和EDO RAM

　　◇提供Concurrent PCI：增强PCI处理Video以及MPEG软件重放能力

　　◇支持USB：在笔记本型电脑上首次使用，使其也具有连接USB周边设备的能力

　　2.专为MMX设计

　　430TX特别针对SDRAM进行了优化工作，读写周期从430VX的6－1－1－1提升到5－1－1－1。此外，430TX增加了对每列（Bank）内存的容量支持，不论是72线的EDO RAM，或者168线的SDRAM，每条都最大支持至64MB。430TX最多支持256MB内存，由于430TX读写内存的速度提高了，发挥了SDRAM在高速时钟主板上的运算表现。

　　3.神奇的电源管理功能

　　430TX主要是为笔记本电脑设计，所以加入了很多先进的电源管理功能，包括分阶段式的暂停省电功能，软件控制开关机，以及多重开机功能。

　　所谓多重开机，就是不论是按电源开关、Modem启动，都可以启动电脑立即进入操作系统。而电脑在接

收到讯号后自动关机（例如规定时间关机，或者操作系统发出指令，如接收完传真等），并进入一个ACPI备用状态。

　　除了笔记本电脑，台式电脑也会用上这些能源管理功能，只要配合支持的操作系统，如Windows 95 OSR2、Windows 98，你甚至可以利用电话和笔记本电脑，遥控开启家中电脑存取文件。

　　4.高速硬盘接口

　　430TX支持由Intel和Quantum共同制订的Ultra DMA／33接口，Ultra DMA／33又称PIO Mode4，传送速度达每秒33MB，比现在PIO Mode 3的16.6MB快一倍，并可兼容现有的IDE接口，430TX使用了新的PⅡX 4驱动程序，更加减少了IDE接口对处理器的资源消耗，从而加快系统速度。

　　5.与其它芯片组的比较

　　英特尔虽然是芯片组的龙头，不过仍然有不支持的地方，那就是75MHz的时钟频率，英特尔仍未表示其430TX支持75MHz以上的外频。虽然我们发现有部分使用430TX的主板加有75MHz，甚至83MHz时钟速度设定，以支持Cyrix 6x86 PR200＋，以及M2处理器。

　　那么，兼容芯片组形势又如何？VIA推出了其支持75MHz的Apollo VP芯片组的改版Apollo VPX。

　　Apollo VPX是经改良优化的芯片组，全部支持83MHz和75MHz外频，而PCI BUS保持在33MHz，增加系统配搭显示卡等PCI卡的稳定性，此外，VPX亦加入支持USB和Ultra DMA／33，加上原来具有的功能，包括对EDO／SDRAM／Brush EDO RAM的支持，最大记忆体支持容量达512 MB，以及支持APCI能源管理，使Apollo VPX功能比430TX还要强。基于商业关系，Apollo VP X特别针对Cyrix M2和AMD K6进行优化。

　　目前市场上采用430TX芯片组的主板有华硕的TX97系列、中凌的AC－5000和ATC－5020(ATX架构）等。

　　Intel 440LX芯片组

　　目前大量的PentiumⅡ主板上都采用Intel 82440LX AGP芯片组，它支持单、双Pentium Ⅱ处理器。82440LX含有82430TX的所有功能，两芯片组的性能比较如下表。

　　82440LX和82430TX芯片组比较

　　芯片组特点　　　　　　82440LX芯片　　82430TX芯片

　　内存类型　　　　　　　SDRAM，EDO　　 SDRAM，EDO

　　最大内存　　　　　　　384MB　　　　　256MB

　　最大缓存　　　　　　　512KB　　　　　512KB

　　可读入缓存的最大内存　384MB　　　　　64MB

　　支持ECC　　　　　　　 是　　　　　　否

　　支持UltraDMA/33　　　是　　　　　　 是

　　支持USB　　　　　　　 是　　　　　　是

　　支持AGP　　　　　　　 是　　　　　　是

　　总线频率　　　　　　　66MHz　　　　　66MHz

　　由440LXAGP芯片组构成的系统结构框图如下：

　　

　　440BX芯片组

　　在1998年4月，Intel公司发布了支持100MHz外频的Pentium Ⅱ 350／400MHz处理器。为了配合Pentium Ⅱ 350／4

00MHz CPU工作的芯片组，同时推出的440BX AGPset，它是Intel第一套既支持66MHz又支持100MHz外频的芯片组，可充分发挥Pentium Ⅱ 350／400MHz的性能，是使P6步入100MHz系统规格的重要产品。440BX拥有440LX芯片组的所有功能，包括支持AGP和ACPI能源管理，而且同时兼容100MHz和66MHz系统规格，除可使用最新的Pentium Ⅱ35 0／400MHz CPU之外，亦可使用原先发布的Pentium Ⅱ233至333MHz。440BX另一个改进的地方，就是最多可支持1GB的主内存，能够满足作为服务器应用的要求，并且具有笔记本电脑用的节电控制功能。笔记本电脑用的440BX是第一套将Pentium Ⅱ CPU引入笔记本电脑的芯片组。

　　1.440BX芯片组的特点

　　(1)更宽的管道、更大的流量

　　由于把系统总线的带宽提高到100MHz，并使用100MHz SDRAM内存，使440BX芯片组不仅可提供更宽的通道，而且还能提供更快的数据流量，因而提高了系统性能。

　　(2)使用QPA，提高了系统性能

　　Intel的四端口加速器（Quad Port Acceleration，QPA）提高了在Pentium Ⅱ、AGP接口、100MHz SDRAM和PCI总线之间的数据传输的带宽。440BX芯片组通过QPA在四个关键的地方提高了系统性能：

　　◇改良的总线仲裁(Bus Arbitration)结构；

　　◇更宽的系统级数据通道；

　　◇动态开放式页面存储器(Dynamic open page memory)架构缩短了系统潜伏期；

　　◇硬件支持ECC存储器，提高了可靠性。

　　(3)使主板设计更具弹性

　　440BX芯片组给主板设计者在设计66MHz和100MHz系统时提供了更大的弹性，现在，一个基本的主板也可设计为支持所有的Pentium Ⅱ CPU（从233MHz到400MHz）。它可以在软件开发和兼容性测试方面节省工程资源。

　　(4)消除了桌面PC和笔记本电脑间的差距

　　440BX芯片组支持移动系统（笔记本电脑）用Pentium Ⅱ CPU处理器，它使移动系统可以从APM（Advanced Power Management，高级能源管理）和WFM（Wired for Management，连线管理）中受益，在网络上使移动系统的功能同桌面系统一致。

　　(5)配合使用i740显示卡时，可以得到更佳的3D、多媒体和游戏平台(Intel公司这样认为)。

　　2.440BX芯片组功能概述

　　440BX芯片组由82443BX主桥(Host Bridge)芯片和82371EB(PⅡX4E)I／O芯片组成。

　　(1)主芯片82443BX的功能如下：

　　◇支持单／双Pentium Ⅱ 处理器

　　◇64位总线接口(GTL＋based Host Bus Interface)，最大总线工作频率为100MHz

　　◇64位主内存接口，为SDRAM优化。82443BX集成了内存控制器，支持的功能有：

　　内存类型：SDRAM或EDO RAM(笔记本电脑专用)；

　　内存容量：8MB到512MB(1GB with Registered DIMMs)；

　　寻址类型：对称和非对称寻址。

　　◇支持ECC(Error Checking ＆

Correcting 错误检测与纠正)

　　◇32位主PCI总线接口，集成PCI仲裁器（Arbiter）

　　◇133MHz数据传送能力的AGP接口，AGP规格1.0版本。支持同步AGP接口，理论上可达到500MB／s的传输速率(使用133MHz AGP设备时)

　　◇在所有接口之间都具有数据缓冲器，以适应高数据流量和并发操作的需要

　　◇支持深绿电源管理功能

　　(2)PⅡX4E是一个高度集成的多功能芯片，它具有下面的功能:

　　◇PCI－ISA桥接器，PCI 2.1版本，支持3.3V和5V 33MHz PCI设备

　　◇支持深绿电源管理功能

　　◇增强的DMA控制器，中断控制器和计时器

　　◇集成IDE控制器，支持Ultra DMA／33

　　◇USB控制器，支持两个USB端口

　　◇系统管理总线，支持DIMM

　　◇支持外部I／O APIC（Advanced Programmable Interrupt Controller，高级可编程中断控制器）部件

　　◇支持即插即用

　　用440BX芯片组成系统与用440LX组成系统的结构基本相同。

　　非Intel芯片组

　　Intel公司是1995年开始进入芯片组和主板市场的，当其一宣布这一消息，就引起世界的芯片组和主板生产商的恐慌，特别是台湾的厂商，因为台湾是世界上最主要的主板生产地。自从Intel公司向市场上推出Intel 430LX芯片组到1997年年初推出其586档次的TX芯片组，仅仅经过了两年时间。其一下子就占到了芯片组近90％的市场份额。

　　在Intel那夺目的光辉下面，其它的芯片组厂商真的沉寂了吗?

　　没有。目前在市场上仍然能见到一些非Intel芯片组的主板在销售。这些主板采用的芯片组一般都比Intel的同档次的芯片组研制得稍晚，所以其往往采用了比Intel芯片组更为先进的技术，且这些厂商除了被Intel牵着鼻子走之外，还自己研发了不少用以提高系统性能的新技术，这些正是这一类主板的卖点。

　　下面我们简略介绍一下586档次非Intel芯片组的情况。

　　VIA（威盛）

　　威盛电子股份有限公司是一家台湾的电子企业，其生产的芯片组被许多主机板厂商所采用。如台湾大众电脑公司(FIC)就采用了VIA的486芯片组生产其486级主机板。

　　在586级产品中，VIA拥有较为完整的产品线，从486级到686级，均有不俗的表现。

　　1.82C570M Apollo Master

　　这是VIA最早的586级产品，支持Pentium、Cyrix 6x86、AMD K5等微处理器，芯片组的集成度还相当低，采用的是0.7微米的工艺，并且是PQFP的封装形式。目前以这款芯片组生产的主板在市面上已经没有了。

　　2.82C580VP Apollo VP1／VPX

　　这是VIA的第二代586级芯片组产品。这是VIA比较成功的一款产品，有许多主板生产厂商采用了这一芯片组生产主板。比较有名的就是香港海洋公司生产的Rhino 12

采用的就是这一芯片组，其以较丰富的功能、稳定的性能和合理的价格在业界获得较高的声誉。这一芯片组的功能主要如下：

　　支持Intel的Pentium P54C、AMD K5以及Cyrix 6x86等处理器。支持多种内存，如FPM 、EDO、Burst EDO、SDRAM、Burst SRAM等，支持双CPU，支持UMA（Unified Memory Archit ecture）统一内存体系结构，支持USB接口。该芯片组主要由82C585VP、82C586、82C587VP 组成。都为PQFP封装。采用了0.6微米的工艺。

　　其中Apollo VPX又早于Apollo VP1，两者的差别为，VP1仅支持同步的75MHz总线频率，而VPX支持非同步的75MHz总线频率。

　　3. 82C580VPX Apollo VPX／97

　　这是82C580VP的后续产品，相对82C580VP来说，其完全支持PC97规范，其支持的CPU种类更多，包括Intel的P54C和P55C、Cyrix的6x86、M2、AMD的K5和K6。为了使其能更好地支持Cyrix 6x86 PR200＋CPU（外部频率75MHz），其中加入了一个非同步的CPU总线。此芯片组同时也支持Cyrix／IBM的Linear Burst模式。这一芯片组中的南桥控制芯片82C586B PCI ／ISA是VIA比较先进的一颗控制芯片，其支持ACPI／OnNow、Ultra DMA 33以及USB接口等。

　　4. VT82C590VP Apollo VP2和Apollo VP2／97

　　这里包含了两代产品，这里主要介绍Apollo VP2／97芯片组。这一芯片组包含两颗芯片，是业界中较具有经济效益而且兼容于Socket 7插座的芯片组。VP2／97是目前唯一将ECC内存纠错、PC97规范、SDRAM、最大512MB内存以及支持2MB的Cache等领先技术整合在一起的芯片组。由于VP2／97技术的先进性，最近在取得授权的情况下，AMD公司根据VP2／97的核心逻辑设计了AMD－640芯片组。这一芯片组也是AMD公司推荐的特别支持AMD K6的微处理器。

　　VP2／97芯片组的功能包括：支持Intel的P54C和P55C、Cyrix的6X86和M2、AMD的K5和K6处理器，支持Ultra DMA 33 EIDE、USB接口、RTC／CMOS内置芯片组中，支持ACPI电源管理规范。

　　5. Apollo VP3

　　这是全球第一颗Pentium级的支持最新AGP的芯片组，而Intel只有其支持Pentium Ⅱ的 82440LX芯片组才支持AGP，所以这就满足了一些用户对于在Pentium级的系统上使用AGP。

　　VP3芯片组由两颗芯片组成，北桥是一颗VT82C597，为一456球的球形封装芯片，南桥是一颗VT82C586B，为一208脚的PQFP封装芯片。其主要规格如下：符合PC97规范，支持ACPI能源管理，芯片内置Ultra DMA 33 EIDE接口、USB接口、键盘和PS／2鼠标控制器、RTC(实时时钟）／CMOS。支持3.3V（支持5V容差）的DRAM、AGP接口。

　　SiS（矽统）

　　SiS（矽统）的英文全称为“Silicon Integrated Systems Corporation”，也是生产芯片组的老牌厂商，在486的年代就有不少主机板厂商采用SiS的芯片组。最有名的就是华硕生产的采用SiS芯片组的主机板。

　

　在586级的芯片组中，SiS较为有名的有以下几款：

　　1.5511／5512／5513

　　这一芯片组是SiS较早的仅支持Pentium、Cyrix 6x86和AMD 5k86处理器的芯片组。其中5511为PCI／ISA和高速缓存的控制器，而5512则是PCI本地数据缓冲器，5513是PCI系统输入／输出芯片，此芯片组不支持MMX级的处理器，也不支持SDRAM等较新的主机板新技术。

　　台湾的DTK公司生产的PAM－0036S主机板采用的就是SiS的5511、5512、5513芯片组，主板上集成了SiS6205的显示芯片。

　　2.5581／5582

　　这一芯片组是较后期的产品，其支持最高达75MHz的总线频率。支持FPM／EDO／SDRAM各种内存，集成了ACPI高级电源控制接口控制器，支持USB接口，将RTC（实时时钟）和键盘控制芯片也集成在了芯片组里，而Intel的430TX芯片组也只是将RTC集成在了82371AB芯片里。SiS是世界少数几家有能力采用BGA（球形封装）的厂商，此芯片组采用了486球的BGA封装，采用了0.35微米，3.3V的技术。另外此芯片组还采用了许多改善PCI总线及高速缓存的技术，如PCI总线的异步模式等，在此不一一叙述。

　　3.5591

　　这一芯片组是继5581／5582以后的产品，同5581／5582比其最大的改善是：支持的最大内存增加到768MB；支持AGP总线；支持Ultra DMA 33。5591一般同5595形成一组，5591芯片采用了533球的BGA封装，0.35微米，3.3V技术，而5595采用的是PQFP（普通陶瓷封装），共有208脚，采用0.5微米，5V技术。

　　4.5597／5598

　　这款芯片组是SiS比较有特色的一款芯片组，其除了支持一些较新的主机板技术，如75MHz的外部频率，FPM／EDO／SDRAM内存，USB接口，ACPI能源管理等，还在芯片组中集成了2D图形／图像加速器（即显示模块）。所以此款主机板主要供应对于显示要求不高的场合，也是一种低成本的选择。此芯片组采用的是480球BGA封装，0.35微米，3.3V技术。

　　华硕SP97－V主机板采用的就是5598芯片组。

　　ALi（扬智）

　　ALi（扬智）的英文名称为“Acer Lab ………”，是台湾宏基的关系企业。其生产的586档次的芯片组被命名为Aladdin（阿拉丁），目前推广的有Aladdin Ⅲ、Aladdin Ⅳ、Alad din Ⅳ＋。

　　1.Aladdin Ⅲ

　　Aladdin Ⅲ的芯片名称为M1521／M1523，支持Intel的Pentium系列、Cyrix的6x86、AMD K5等微处理器，支持SDRAM，支持内存ECC纠错，支持32位的DRAM。符合PCI 2.1规范，支持USB接口，采用了BGA的封装。

　　2.Aladdin Ⅳ

　　Aladdin Ⅳ的芯片名称为M1531／M1533，支持Intel的Pentium、Pentium MMX系列、Cyrix的M1及M2、AMD的K5、K6微处理器。支持ACPI电源管理接口，支持Ultra DMA 33传输，支持深绿色能源规范，支持热插拔，支持SDRAM及ECC内存纠错。采用了BGA封装。

　

　3.Aladdin Ⅳ＋

　　Aladdin Ⅳ＋的芯片名称为M1531／M1543，北桥芯片仍然使用的是Aladdin Ⅳ的芯片，而南桥芯片则作了改进，在M1533的基础上增加了Ultra I／O功能。采用BGA封装。

　　OPTI

　　OPTI的芯片组在486时代的市场上经常能见到，但在586时代，其产品已经萎缩了。目前在市面上能够看到的是一块金鹰主板采用的是Opti的芯片组。另外比较著名的就是海洋公司的Rhino 8主板采用的是Viper－M芯片组。

　　1.Vendetta（82C750）

　　这是OPTi较新的一款芯片组产品，它主要是为奔腾级的高性能应用系统而设计的。其采用BGA封装，为单芯片。支持Intel的Pentium、Cyrix的6x86、AMD的5K86处理器；支持SDRAM以及ECC内存纠错，同时也支持Ultra DMA IDE以及ECC内存纠错，同时也支持Ultra DMA IDE 以及USB接口。并且也支持UMA结构。

　　2.Viper Xpress＋

　　这也是OPTi较新的产品，支持Pentium、6x86和K5微处理器，支持FPM／EDO内存。它比较有特色的是具有深度缓冲（Deep Buffer）支持，可以大幅提高DRAM和PCI子系统的动作性能。

　　AMD

　　AMD是世界上几家微处理器生产厂家之一，在Intel公司的打压下，不断革新开发出更多的产品。由于VIA的VP3芯片组对于非Intel的微处理器支持非常好，所以在VIA的授权下，AMD开始生产一款称为AMD－640的芯片组，这一款芯片组其实就是VIA的Apollo VP2／97芯片组。AMD在其基础上对其进行了优化，以更好地支持AMD的K6微处理器。

　　虽然这一款AMD－640的芯片组同VP3相似，但我们还是有必要介绍一下其基本的功能。AMD－640支持Socket 7的微处理器，包括Intel的Pentium、Pentium MMX；Cyrix的6x86，对于AMD自己生产的AMD－K6微处理器，AMD－640做了专门的优化。其支持SDRAM、Ultra DMA 33 EIDE接口，内置了PS／2键盘鼠标控制器和RTC，支持ACPI能源管理、USB接口等。