电脑主板发展史

如果把中央处理器CPU比作整个计算机系统的心脏，那么主板上的芯片组就是全身的躯干。

对于主板来说，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响整个电脑系统的性能。芯片组是主板的灵魂。

芯片组是主板的核心部件。根据主板上排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。

北桥芯片提供对CPU类型和主频、内存类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等的支持。

南桥芯片支持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数据传输模式和ACPI(高级能源管理)。

其中，北桥芯片起主导作用，也称为主机桥。

芯片组除了最常见的南北桥结构外，正在向更先进的加速集线器架构发展。英特尔的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表。它将IDE接口、音效、调制解调器、USB等一些子系统直接连接到主芯片上，可以提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到266 MB/s；另外，硅系工艺的SiS635/SiS735也是这类芯片组的新军。

除了支持DDR266、DDR200、PC133 SDRAM等最新规格外，还支持四倍速AGP显卡接口和快写功能，家用PNA33/66/100，内置包括56K数据通信(Modem)、快速以太网传输(Fast Ether)、6544等高速数据传输功能。

下面详细介绍几个主流芯片组公司的典型产品:

一.英特尔

Intel开发的主要芯片分为以下几组:430LX、430NX、430FX、430HX、430VX、430TX、430MX、440FX、450GX、450KX、440LX、440BX、440ZX、440EX、I 82865438。

其中430LX芯片组是Intel早期的产品，用于奔腾60和66MHz；430NX芯片组支持所谓的海王CPU，这两款芯片组已经被淘汰，不再生产。

其余芯片组目前正在生产和使用中。

每个芯片组的性能与适用的CPU的性能不同。以下是英特尔430FX及其更高版本的芯片组。

●英特尔430FX PCIset

430FX芯片组是继430LX和430NX芯片组之后，英特尔推出的第三款基于奔腾的芯片组，也称为Triton。

它在架构上做了很多改进，大大提升了性能。这些新技术被其后继芯片组如430HX、VX、TX和GX继承和发挥，因此430FX芯片组在英特尔430系列PCIsets中扮演着重要角色。

430FX芯片组由一个82437FX、一个82371FB和两个82438FX组成。

作为系统控制器，82437集成了缓存控制器、DRAM控制器和PCI桥控制器的功能。82438是数据缓冲控制器；82371FB集成了PCI、ISA、IDE加速控制器等部分。

所有430FX均采用PQFP封装。

430FX可以提供高于100MB/s的PCI数据流速率，因此支持奔腾处理器和多媒体应用的优化。

●英特尔430HX PCIset

430 HX芯片组是英特尔继430FX之后推出的用于商用PC平台的奔腾级主板芯片组。

与其前身产品430FX相比，侧重于提高系统的可靠性；并进一步提高集成度，采用两件式封装；性能也得到提高。430HX适用于对可靠性要求高的奔腾级工作站、服务器和微型计算机。

430HX芯片组由一个芯片82439HX和一个芯片82371SB组成。430HX在性能方面的主要改进可总结如下:

采用并行PCI架构，允许CPU、PCI和ISA总线并行处理事务，因此比430FX具有更高的MPEG视音频播放和捕捉处理能力。

支持通用串行总线(USB)和USB设备的热插拔连接；

借助EDO定时功能，访问DRAM的速度大幅提升，系统性能提升约10%。

支持奇偶性和ECC内存；

集成度更高(只有两个芯片)，采用单芯片主桥模式，相比430FX可节省60%主板空间；

利用FIFO缓冲队列，可以在TXC控制器两侧实现并行操作，提高CPU的利用率；

符合PCI2.1标准，缩短了总线等待时间，提高了PCI设备的速度和整个系统的性能；

支持64M位DRAM，最大系统内存可达512MB；；

支持P54C(奔腾)和P55C(奔腾MMX)CPU；

支持双CPU结构，可以形成对称处理器架构的主板和微机系统。

●英特尔430VX PCIset

430VX的技术性能和430HX芯片组基本相同，两者的区别主要在以下几个方面:

多媒体视频经过特别优化，因此更适合家庭用户和多媒体应用。

去掉一些功能后(比如ECC内存，双CPU支持等。)对于普通用户来说比较难的，增加了对高速同步内存SDRAM的支持，支持168线内存插槽和内存条；

恢复了四个芯片的结构。

430VX芯片组由一个82437VX、一个82371SB和两个82438VX组成，均采用PQFP封装。

可管理的最大内存为256MB，低于430HX；

成本降低，其价格低于430HX。

●英特尔430TX PCIset

430TX是英特尔公司为配合奔腾MMX CPU推出的最新芯片组，专门针对奔腾微处理器的MMX技术进行了改进和优化，以达到最佳的多媒体应用效果。

430TX芯片组还采用了一系列新技术，进一步提升了PC的性能和智能。

另一方面，430TX也适用于移动便携式电脑，弥补了便携式微机在多媒体技术上的不足，使便携式电脑的用户能够像台式机一样享受声音、影视节目和通信带来的乐趣。

430TX芯片组采用两片式结构，由82439TX芯片和82371AB芯片组成。

●英特尔430MX PCIset

430MX是英特尔专门为奔腾级笔记本电脑推出的芯片组。这是英特尔第一个作为便携式PCIsets解决方案的完整设计，并在430FX的基础上采用了多项架构创新。

430MX可用于ProShare(TM)快速以太网、音频和图形增强应用。

随着同时适用于台式机和笔记本电脑的新一代430TX芯片组的推出，许多基于430MX的应用已经逐渐转移到430TX芯片组上。

●英特尔440FX PCIset

440FX芯片组(注意:不要和430FX芯片组混淆)是一款适用于高能奔腾Pro的芯片组。

440FX基于并行PCI架构，包括可以增强视频传输和提高帧速度的多服务定时器，可以提高MPEG和音频性能的被动释放机制，以及可以充分利用写缓冲区的PCI延迟作业，以提高基于主机的处理应用的增强写性能，并确保CPU-to-ISA写控制与PCI2.1技术规范兼容。

440FX芯片组具有增强的32位性能和USB外设连接的优势，包括CPU到DRAM的流水线、同时读写、动态延迟、写突发组合和I/O队列。其他功能，如用于快速驱动器访问的总线主IDE (BM-IDE)、集成ECC支持和双CPU支持，大大提高了440FX的整体性能和可靠性。

440FX可以管理的最大内存容量是1GB。

440FX与Intel 430HX、430VX等芯片组设计的I/O子系统具有良好的兼容性，使440FX能够充分利用现有资源，在市场上站稳脚跟。

结构上，440FX由三个芯片组成，一个是82441FX，一个是82442FX，一个是82371SB，在双CPU的设计上使用了另一个独立的组件82093AA。

●英特尔450GX/KX PCIset

450 GX/KX是英特尔公司在1995年推出的第一个奔腾Pro CPU芯片组解决方案。

其中450GX适用于服务器，450KX适用于工作站和高性能台式机。

●英特尔440LX AGPset

继英特尔430 PCI芯片组之后，英特尔推出了英特尔440LX AGP芯片组。

AGP图形图像的带宽比PCI接口高3倍，可以为主流商用PC和家用PC带来高性能的图形功能。

440LX AGP芯片组是440 AGP芯片组家族的第一个成员。

它是基于一个440FX PCI芯片组的特点，由三个芯片组成，但是三个芯片被压缩成两个芯片(82443LA和82371AB)。

440LX AGP有四个主要特点:

引入了一组新的特性，称为QPA(quad port Acceleration)，它是处理器、图形加速器、PCI和SDRAM等四个端口的仲裁机制，包括直接连接AGP、动态分布式仲裁和多流水线(从CPU、PCI和图形到SDRAM)的特性。

这些特性结合在一起，可以使PC中的每个设备获得最大的可用带宽；

440LX AGP支持SDRAM，读写内存更快，实现奔腾II处理器、图形加速器、PCI设备之间更快的流水线传输。

通过ACPI(高级配置和电源接口)功能，它可以实现更强的电源管理，包括远程唤醒和从电源故障中快速恢复。

Ultra DMA功能改进了对IDE设备的访问。

●英特尔440BX AGPset

目前，最流行的芯片组是英特尔公司的英特尔440BX AGP芯片组。

某种程度上，BX芯片组是一个跨时代的符号，它是第一个真正支持100MHz主频的芯片组。

440BX AGP芯片组继承了440LX AGP芯片组系列的许多优势。

如上所述，AGP，QPA和SDRAM，ACPI和超DMA。

440BX官方支持100MHz外频，解决了外频低(66MHz)带来的速度瓶颈，不支持EDO内存，连SDRAM都要求速度达到100MHz。

作为440系列的第三款产品，定位于高端CPU领域。

应该说，对100MHz外接频率的支持(这是Intel最早提出的，也是它的王牌)不仅是440BX最吸引人的特性，也是它最大的卖点。

虽然440LX芯片组中隐含了对100MHz外频的支持(当时部分主板配备了100外频跳线)，但440BX最大的提升还是可以稳定运行在100MHz以上的外频。

440BX芯片组也是两片式结构，北桥芯片型号82443BX，南桥芯片型号82371AB。

前者采用492针BGA封装，负责CPU(可支持双奔腾ⅱII工作在SMP模式)、SDRAM优化内存接口、64位总线接口、PCI接口、AGP(支持133MHz)接口及其连接控制；后者采用324针BGA封装，负责软驱、硬盘(支持Ultra DMA/33)、键盘、PCI-ISA桥、USB连接的接口控制。

440BX芯片组在440LX所有功能的基础上，有三大改进:一是外部总线支持100 MHz；二是可以支持450MHz的奔腾II；第三，最大内存可扩展至1GB。

440BX芯片组组成的主板，从4月份1998进入市场以来，促销力度空前。

如今，在奔腾III和插座370赛扬的帮助下，440BX的生命之树常青。

●英特尔440EX AGPset

它是英特尔专门为赛扬处理器(奔腾II简化版)开发的芯片组。

它仍然是两件式结构。北桥芯片型号为82443EX，南桥芯片依然使用82371AB，外接频率仅支持66MHz。

与440LX和440BX芯片组相比，440EX似乎没有什么特别之处。

这样一来，原本为了降低主板成本而设计的440EX芯片组的总成本并没有降低。

另外，440EX芯片组的性能打了折扣，造成了一种高不成低不就的感觉。

440EX成为英特尔成名以来寿命最短的产品。

●英特尔440ZX AGPset

440ZX是英特尔专门设计的芯片组，支持Socket 370结构的赛扬。

它的意图是成为支持插槽1和插座370主板的标准芯片组。

虽然是Intel针对低端市场推出的产品，但是440ZX组成的主板也增加了对100MHz外接频率的支持。

一般这种主板只有2个DIMM插槽(最大支持只有256MB)，3个PCI和1个ISA插槽(受Micor ATX限制，其中一个是共享的)。

这些主板的另一个共同特点是都支持i740图形加速芯片和声音芯片的集成，可以大大降低成本。

需要注意的是，440ZX芯片组有两个版本:440ZX和440ZX-66。

两者的重要区别在于，440ZX基于440BX，支持100MHz外接频率。它是为100MHz外频1结构的赛扬处理器设计的，与440BX不同的是，它只减少了DIMM和PCI插槽的数量。440ZX-66只能支持66MHz外接频率，这是专门为Socket370主板设计的。现在市场上能看到的ZX主板大多采用440ZX-66芯片组。

●英特尔I 82810 & amp；英特尔I82820

作为最新版本的主板芯片组，这两款芯片组的设计思路是相同的。

都引入了最新的“hub”概念，但是面对的市场定位不同，所以一起引入。

1)加速集线器架构

I828X0芯片组采用了hub的概念，各种设备通过hub直接与CPU和内存交换信息。

在传统芯片组的PCI总线主板中，挂在南桥芯片上的IDE、ISA、BIOS、USB，挂在PCI插槽上的显卡、声卡、调制解调器等设备需要通过PCI总线和北桥芯片与CPU、内存交换信息(如图1所示)。在CPU、内存和各种外设速度不断提升的今天，传统的PCI总线是阻碍系统速度提升的瓶颈。

把AGP显示接口挂在北桥芯片上，摆脱PCI总线的限制，达到AGP 2的速度？(528MB/s)提升最为明显。

Intel 82810芯片组采用三个芯片:图形存储控制中枢82810GMCH、输入输出控制中枢82801ICH、固件中枢82802FWH。声卡、调制解调器、IDE、内存、AGP、PCI等设备以星型结构直接通过集线器交换信息，不像很多设备共享总线带宽，使得整个系统。

并且因为每个设备与其信道交换数据，所以它们之间的干扰也将减少。

2)官方对外频率133MHz

虽然目前很多使用440BX芯片组的主板都提供133MHz甚至更高的外接频率，但实际上是超频芯片组。

目前8X0家族的I82820和82810-E芯片组官方提供了对133MHz外接频率的支持。133MHz的外频带来的最大好处是AGP 4X。目前内存在100MHz总线频率下的最大数据交换速率为800MB/s，达不到AGP 4X的要求。

3)支持新内存

Intel 820芯片组支持184行RIMM(Rambus inline memory moclule)内存芯片，RIMM内存芯片采用DR-DRAM (Direct Rambus DRAM)内存芯片，可运行在200MHz的总线频率，带宽比s DRAM高3倍以上。

Intel820芯片组也可以通过桥接电路使用PC133 SDRAM。

4)集成技术

Intel 810芯片组的集成度相当高。AGP显卡、声音编解码控制器、调制解调器编解码控制器都集成在一起，去掉了AGP插槽，换成了一个很短的AMR扩展槽，可以为调制解调器提供接口，也可以作为声卡升级。

目前Intel 810DC100芯片组的内置AGP显卡，配备4MB SDRAM。只要用PII和PIII这样的CPU运行，就能获得完美的性能。性能测试表明，内置AGP显卡完全可以满足普通用户的图形显示需求。

但810芯片组的集成显示功能不够高，无法满足高端图形应用和游戏的需求。

820为用户提供了更广泛的选择，你可以用它来为PIII 800搭配最新的Voodoo4或Voodoo5，丝毫不会让你的CPU感到自卑。

●英特尔I82840

新发布的I82840是目前最有趣的话题，毕竟它是440BX最强大的继任者。

下面详细介绍一下:

i840的特性:

与老芯片组相比，它有几个特点:两个RAMBUS通道(i820只有一个)；理论峰值带宽3.2 gbit/s(PC 100和PC133系统分别为0.8Gb/ s和1gb/s)；133MHz的外部频率只给主存储器提供1.06GB/秒(133 MHz×8字节/时钟周期)的带宽。真不知道为什么这么少。虽然AGP 4×总线可以降低对内存带宽的需求，但DMA驱动程序和UMA(统一内存架构)都是可用的。

i840的定位是服务器市场。难道英特尔不怕内存带宽不足带来的性能瓶颈吗？也许在较低级别的工作站市场上没有问题，但是在使用SMP(对称多处理架构)和共享MCH(内存控制器集线器)的多处理器系统中，CPU还是会抢占内存访问空间。即使两个RDRAM通道同时用来读/写，帮助也不大。除非Intel在后期制作时给MCH增加两个内存端口，否则有可能避免这种内存带宽大于CPU带宽的浪费。

i840芯片组的规格是82840 MCH、82801ICH(输入/输出控制器集线器)和82802 FWH。除了基本的三个芯片之外，还可以添加以下任意一个组件来增强整个芯片组的功能:1，82806p64h (64 2。82803 MRH-R(记忆中继器集线器)；3.82804 MRH-S(SDRAM中继器集线器)。

虽然i840的规格多种多样，但实际上只有以下几点有用:

支持两个奔腾III或至强3处理器。

提供133MHz外部频率。

AGP4X

英特尔AHA架构

双RDRAM通道

双PCI总线，一个33 MHz/32位，一个66 MHz/64位(可选33/66 MHz 64位PCI总线)。

预读缓存

RNG(随机数发生器)

两个USB接口

根据英特尔的定制规格，i840主板应该能够提供三个66 MHz 64位PCI插槽，三个33 MHz 32位PCI插槽和1 AGP 4x插槽。

你可能会问66MHz 64位PCI插槽有什么用？使用超宽SCSI RAID控制器或10000 rpm高速硬盘后，你就知道33MHz 32位PCI总线对数据I/O的限制有多大了..

此外，文件和数据库服务器需要尽可能多的带宽来提高内存和处理器之间的传输速度。

这两个原因足以让我们升级到速度和带宽翻倍的i840。

虽然CPU不能完全享受两个RAMBUS通道带来的好处，但是分离的PCI总线可以充分利用内存带宽，所以RDRAM的提升还是有作用的。

至于AGP 4X，只能在未来的大纹理游戏中发挥其应用功能。对于今天的3D游戏来说，还是感觉有点没用。