主板上的芯片组
 
发布时间:2008-6-11 11:45:54 阅读:4083


                             主板上的芯片组


    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 350/400MHz 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。
 

                                                           瓦房店晨晖科技 技术部