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电脑主板全解析(包括哪些东西,BIOS,CMOS,PCI,南北桥等全解析

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发表于 2009-6-2 19:02:01 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1,Inter
美国英特尔公司,以生产cpu芯片著称,和AMD是老对手了
英特尔公司( Intel Corporation )
网址:http://www.intel.com
英特尔公司(Intel Corporation)(NASDAQ:INTC, 港交所:4335),总部位于美国加州圣克拉拉。由罗伯特·诺宜斯、高登·摩尔、安迪·葛洛夫,以集成电路之名(integrated electronics)共同创办Intel公司。现任经营高层是董事长-克雷格·贝瑞特及总裁兼执行长-保罗·欧德宁。
英特尔公司在随着个人电脑普及,英特尔公司成为世界上最大设计和生产半导体的科技巨擎。
是全球最大的半导体芯片制造商,它成立于1968年,具有35年产品创新和市场领导的历史。1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器。这一举措不仅改变了公司的未来,而且对整个工业产生了深远的影响。微处理器所带来的计算机和互联网革命,改变了整个世界。
南北桥
主板芯片组
(chipsets)(pciset) :分为南桥SB和北桥NB
南桥(主外)
:即系统I/O芯片(SI/O):主要管理中低速外部设备;集成了中断控制器、DMA控制器。功能如下:
1) PCI、ISA与IDE之间的通道。
2) PS/2鼠标控制。 (间接属南桥管理,直接属I/O管理)
3) KB控制(keyboard)。(键盘)
4) USB控制。(通用串行总线)
5) SYSTEM CLOCK系统时钟控制。
6) I/O芯片控制。
7) ISA总线。
8) IRQ控制。(中断请求)
9) DMA控制。(直接存取)
10) RTC控制。
11) IDE的控制。
南桥的连接:
ISA—PCI
CPU—外设之间的桥梁
内存—外存
北桥(主内):系统控制芯片,主要负责CPU与内存、CPU与AGP之间的通信。掌控项目多为高速设备,如:CPU、Host Bus。后期北桥集成了内存控制器、Cache高速控制器;功能如下:
① CPU与内存之间的交流。
② Cache控制。
③ AGP控制(图形加速端口)
④ PCI总线的控制。
⑤ CPU与外设之间的交流。
⑥ 支持内存的种类及最大容量的控制。(标示出主板的档次)
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,北桥负责CPU和内存、显卡之间的数据交换,南桥负责CPU和PCI总线以及外部设备的数据交换 。
南北桥结构是历史悠久而且相当流行的主板芯片组架构。采用南北桥结构的主板上都有两个面积比较大的芯片,靠近CPU的为北桥芯片,主要负责控制AGP显卡、内存与CPU之间的数据交换;靠近PCI槽的为南桥芯片,主要负责软驱、硬盘、键盘以及附加卡的数据交换。传统的南北桥架构是通过PCI总线来连接的,常用的PCI总线是33.3MHz工作频率,32bit传输位宽,所以理论最高数据传输率仅为133MB/s。由于PCI总线的共享性,当子系统及其它周边设备传输速率不断提高以后,主板南北桥之间偏低的数据传输率就逐渐成为影响系统整体性能发挥的瓶颈。因此,从英特尔i810开始,芯片组厂商都开始寻求一种能够提高南北桥连接带宽的解决方案。
Intel:AHA加速中心架构 英特尔的加速中心架构(Accelerated Hub Architecture,缩写AHA)首次出现在它的著名整合芯片组i810中。在i810芯片组中,英特尔一改过去经典的南北桥构架,采用了新的加速中心构架。加速中心架构由相当于传统北桥芯片的GMCH(Graphics & Memory Controller Hub,图形/存储器控制中心)和相当于传统南桥芯片的ICH(I/O Controller Hub,I/O控制中心),以及新增的FWH(Firmware Hub,固件控制器,相当于传统体系结构中的BIOS ROM)共3块芯片构成。
在这种新的加速中心架构中,两块芯片不是通过PCI总线进行连接,而是利用能提供两倍于PCI总线带宽的专用总线。这样,每种设备包括PCI总线都可以与CPU直接通讯,Intel 810芯片组中的内存控制器和图形控制器也可以使用一条8bit的133MHz“2×模式”总线,使得数据带宽达到266MB/s,它的后续芯片组i8xx也大多采用这种架构。
这种体系其实跟南北桥架构相差不大,它主要是把PCI控制部分从北桥中剥离出来(北桥成为GMCH),由ICH负责PCI以及其它以前南桥负责的功能,而ICH也采用了加速中心架构,在图形卡和内存与整合的AC’97 控制器、IDE控制器、双USB端口和PCI 附加卡之间建立一个直接的连接。由于英特尔中心架构提供了每秒266 MB的PCI带宽,这使得I/O控制器和内存控制器之间可以传输更多更丰富的信息;再加上优化了仲裁规则,系统可以同时进行更多的线程,从而实现了较为明显的性能提升。在GMCH与ICH之间的传输速率则达到了8位133MHz DDR(等效于266MHz,266MB/s),它使得PCI总线、USB总线以及IDE通道与系统内存和处理器之间的带宽有较大的增进。
当然,由于两个Hub之间只有一个通道,所以一个时间内只能有一个设备传输数据,这些设备还包括了PCI总线上的设备,而PCI总线上的设备其最大的数据传输率仍为133MB/s。所以从某种程度而言,Intel目前的解决方案并非完美。因此,英特尔也在寻求一种新的解决方案,那就是3GIO(Third Generation Input/Output,第三代输入输出)技术。3GIO也称为Arahahoe和串行PCI技术,是英特尔开发的未来技术,提供高带宽、高速度连接计算机子系统和I/O周边设备。
VIA:V-Link桥接技术 VIA也推出了效能相近的V-Link技术。这项技术首次出现在它的DDR芯片组VIA Apollo Pro266中。在架构上,Pro266还是遵循传统的南北桥结构,由VT8633北桥和VT8233南桥组成。但是和以往的结构不同,VIA在南北桥的通信方面舍弃了传统的PCI总线,转而使用自己研发的V-Link加速中心架构。在V-Link架构中,PCI总线成了南桥的下游,成为与IDE通道、AC’97 Link、USB、I/O平等的连接。
V-Link总线仍是一种PCI式的32位总线,但运行频率从原来的33MHz提升到了66MHz,这样南北桥之间的带宽就提升到了266MHz,与传统PCI总线133MHz的带宽相比,可以说是成倍的增长。由于以往PCI总线的带宽大部分被IDE设备所占用,因此南北桥之间的通信速度得不到保障,一定程度上影响了系统性能的发挥,尤其是在IDE传输任务繁重的场合。V-Link技术将南北桥通信从繁忙的PCI总线中独立出来,这就有效地保证了芯片组内部信息传递的迅速和完整,对系统性能的提升有一定的帮助。在以后的发展规划中,VIA有意将V-Link的频率进一步提升到133MHz,这样其带宽在原来基础上又增加一倍,将达到533MHz。
除上述带宽提升技术外,VIA还设计了最新一代结构体系标准——HDIT(High-Bandwidth Differential Interconnect Technology,高带宽互连技术)。HDIT结构为广大系统OEM(原始设备制造商)提供了一种极具性价比和高度灵活的芯片基线设计平台。在当今主流桌面和移动PC的设计中,HDIT允许把诸如DDR 266内存接口、AGP 4×、533MB/s V-Link总线等一些先进的技术规范和标准同高度集成的HDIT南桥芯片结合在一起;而在要求灵活性很大的工作站及服务器的设计中,可通过对HDIT工作模式的设定来实现HDIT北桥芯片中内存界面和AGP端口配置的最佳效果,从而获得双倍甚至四倍的内存数据带宽,其带宽最高可达4.2GB/s。
SiS:MuTIOL架构 矽统的Multi-Threaded I/O Link(简称MuTIOL)架构首次出现在它的SiS635芯片组中。虽然矽统把它当作单芯片结构,但在SiS635内部还是有“南北”之分的。在SiS630s及以前的单芯片组中,也是用PCI总线作为南北连接数据通道,而同样是为了解决带宽问题,矽统引入了Multi-Threaded I/O Link架构。从其架构图可以看到,Multi-Threaded I/O Link负责了8个设备的数据传输,它们是:PCI总线(其上的所有设备对Multi-Threaded I/O Link来说就是一个设备)、第一IDE通道、第二IDE通道、第一USB通道、第二USB通道、AC’97音频、V.90软Modem、媒介访问控制器(MAC,Media Access Controller,主要为以太网数据传输服务)。在具体设计上,Multi-Threaded I/O Link其实就是8条独立的数据管道,每条管道的工作频率是33.3MHz,传输数据位宽为32bit,这样一条管道就相当于一条32位PCI总线的带宽133MB/s,8条的总和是1.2GB/s,这就是为什么带宽能超过1GB/s的原因。与Intel和VIA的Link通道相比,总带宽明显提高,但具体到每条管道上,则不如Link通道的266MB/s,也就是说每个设备最高传输率仍限制在133MB/s,而且除了IDE以外,其他设备都是低速率设备,133MB/s的独享带宽对它们的意义并不是太大。
然而,分立通道设计也有其缺点。PCI总线与Hub Link或V-Link通道之所以一个时间内只允许一个设备传输数据,是因为只有一条线路,而且传输时采用的频率固定。如果采用分立的通道则可以较好地解决这个问题,虽然在DMA的内存一端,一个时间还是只能为一个设备服务,但服务完后不必等待总线清空,即可立即为下一个设备服务,而其他设备(可以是一个或多个)的数据请求可不干扰当前设备的工作而发送至内存控制端(相信会有一个针对这8个设备的队列寄存器来对任务进行排序),在数据传输完后立刻执行下一任务,从而有助缩短设备和系统的等待与延迟时间,变相提高了每一设备的数据传输率。从这一点来说,Multi-Threaded I/O Link的设计对多任务操作有利。
AMD:HyperTransport总线 在如何连接南北桥芯片,使IDE磁盘效能得以充分发挥的问题上,AMD也制订出了一种能适用于各种高速芯片组之间的传输界面,这就是LDT(Lightning Data Transport),2001年2月改名为HyperTransport。 HyperTransport技术由AMD在今年4月首次公布,得到了包括NVIDIA、ALi在内的多家著名厂商的支持。该技术旨在提高各种IC芯片(包括PC, PDA等诸多方面)的数据传输速率,目前它的带宽已达到12.8GB/s,其传输速度是现有PCI技术的96倍以上。
HyperTransport是由两条点对点的单向数据传输路径组成(一条为输入、一条为输出)。两条单向传输路径的数据带宽是可以根据数据量的大小而弹性改变,最低的有2bit,可以调节为4bit、8bit、16bit、32bit,HyperTransport是运行在400MHz的时钟频率下的,但是使用的是与DDR相同的双钟频触发技术,所以在400MHz的额定频率下数据传输率最高可达800MB/s。不过HyperTransport还有一大特色就是当数据资料宽度为非32bit(4Byte)时,可以用分批传输数据来达到32bit相同的效果,比如说16bit的数据就分两批传输,在使用8bit数据时就分4批传送,这种分包传输数据的方法,给了HyperTransport更大的弹性空间,最小4Byte,最大64Byte。对资料快速传输带来了很大的改良,提高了系统数据处理性能。
HyperTransport除了可以将芯片间的数据高速传输之外,它还具有“封包传输技术(Packet-Based)”、“双条单向数据流及点对点的数据连接方式”、“弹性数据带宽”等特性。使用HyperTransport总线,可以改善系统数据传输的瓶颈,可以为系统设计人员制造更高效能的系统设备提供基础,真正的加快整个系统的运行效能。
HyperTransport技术在芯片组上的首次运用出现在NVIDIA的系统芯片组处女作nForce上面。nForce芯片组由北桥芯片Integrated Graphics Processor (IGP)与南桥芯片Media and Communications Processor (MCP)组成。而HyperTransport总线对于NVIDIA的nForce芯片组体系来说,其作用就是把MCP、IGP以及CPU连接起来。在南北桥之间,nForce通过一个同步的8位高速数据总线,在不增加更多引脚的同时,获得IGP与MCP之间800MB/s的巨大数据带宽。虽然从数值上来看,要低于矽统的Multi-Threaded I/O Link架构,但由HyperTransport双条单向数据流技术特性所决定,它的带宽增益也颇为引人注目,相信至少能够满足两三年以内的外设需要了。
PCI-----
   PCI是Peripheral Component Interconnect(外设部件互连标准)的缩写,它是目前个人电脑中使用最为广泛的接口,几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。PCI插槽也是主板带有最多数量的插槽类型,在目前流行的台式机主板上,ATX结构的主板一般带有5~6个PCI插槽,而小一点的MATX主板也都带有2~3个PCI插槽,可见其应用的广泛性。
    PCI是由Intel公司1991年推出的一种局部总线。从结构上看,PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线,具体由一个桥接电路实现对这一层的管理,并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供了信号缓冲,使之能支持10种外设,并能在高时钟频率下保持高性能,它为显卡,声卡,网卡,MODEM等设备提供了连接接口,它的工作频率为33MHz/66MHz。
   最早提出的PCI 总线工作在33MHz 频率之下,传输带宽达到了133MB/s(33MHz X 32bit/8),基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求,1993年又提出了64bit 的PCI 总线,后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz 。目前广泛采用的是32-bit、33MHz 的PCI 总线,64bit的PCI插槽更多是应用于服务器产品。
   由于PCI 总线只有133MB/s 的带宽,对声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备显得绰绰有余,但对性能日益强大的显卡则无法满足其需求。目前PCI接口的显卡已经不多见了,只有较老的PC上才有,厂商也很少推出此类接口的产品。
迅驰平台也就是迅驰技术
迅驰技术是笔记本CPU的一种类型,是intel的产品,它的特点是低功耗,低热量,大缓存,一般在高档的笔记本电脑里面打配使用,而且集成了无限上网的模块。
什么是迅驰技术?
它是英特尔于2003年3月12日,面向笔记本电脑推出的无线移动计算技术的品牌名称。迅驰(Centrino)是:Centre(中心)与Neutrino(中微子)两个单词的缩写。它由三部分组成:移动式处理器(CPU)、相关芯片组以及802.11无线网络功能模块。迅驰品牌,是英特尔首次将一系列技术用一个名字来命名
    英特尔“迅驰”移动计算技术是新一代笔记本电脑使用的创新技术。用这个技术装备的笔记本电脑,将使用户脱离缆线的约束,真正做到在移动中进行工作、学习、休闲、上网。而且在增加电池寿命的同时,笔记本也将变得又轻又薄。这种创新的技术不仅为笔记本系统带来崭新的性能和低功耗,并把无线通信和安全功能集成在本机芯片中。从产品实体上看,Centrino移动技术由三部分组成,分别是迅驰技术由芯片组、移动CPU和无线局域网芯片组成: (Intel Pentium M处理器 , Intel 855系列芯片组Intel ,PRO/无线网络连接)
需要注意的是,含有超线程技术的CPU需要芯片组、软件支持,才能比较理想的发挥该项技术的优势。操作系统如:Microsoft Windows XP、Microsoft Windows 2003,Linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超线程技术。目前支持超线程技术的芯片组包括如:
Intel芯片组:
845、845D和845GL是不支持支持超线程技术的;845E芯片组自身是支持超线程技术的,但许多主板都需要升级BIOS才能支持;在845E之后推出的所有芯片组都支持支持超线程技术,例如845PE/GE/GV以及所有的865/875系列以及915/925系列芯片组都支持超线程技术。
VIA芯片组:
P4X266、P4X266A、P4M266、P4X266E和P4X333是不支持支持超线程技术的,在P4X400之后推出的所有芯片组都支持支持超线程技术,例如P4X400、P4X533、PT800、PT880、PM800和PM880都支持超线程技术。
SIS芯片组:
SIS645、SIS645DX、SIS650、SIS651和早期SIS648是不支持支持超线程技术的;后期的SIS648、SIS655、SIS648FX、SIS661FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS649和SIS656则都支持超线程技术。
ULI芯片组:
M1683和M1685都支持超线程技术。
ATI芯片组:
ATI在Intel平台所推出的所有芯片组都支持超线程技术,包括Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP和RX330。
nVidia芯片组:
即将推出的nForce5系列芯片组都支持超线程技术。
Intel是CPU制造商,也负责研发、销售。
AMD原来也是CPU制造商,现在吞下ATi变成全球最大的芯片商;
nForce2是主板芯片组,其开发商是nVIDIA,全球芯片制造业巨头。
VIA和ALi都是台湾的芯片制造商。
BIOS是什么?
BIOS就是(Basic Input/Output System,基本输入/输出系统的缩写)在电脑中起到了最基础的而又最重要的作用。是电脑中最基础的而又最重要的程序。把这一段程序放在一个不需要供电的记忆体(芯片)中,这就是平时所说的BIOS。
    它为计算机提供最底层的、最直接的硬件控制,计算机的原始操作都是依照固化在BIOS里的内容来完成的。准确地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个接口或者说是转换器,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。电脑使用者在使用计算机的过程中,都会接触到BIOS,它在计算机系统中起着非常重要的作用。
CMOS为何物?
     CMOS,即:Complementary Metal Oxide Semiconductor——互补金属氧化物半导体(本意是指互补金属氧化物半导体存储嚣,是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料),是微机主板上的一块可读写的RAM芯片,主要用来保存当前系统的硬件配置和操作人员对某些参数的设定。CMOS RAM芯片由系统通过一块后备电池供电,因此无论是在关机状态中,还是遇到系统掉电情况,CMOS信息都不会丢失。
核心频率?
    显卡的核心频率是指显示核心的工作频率,其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能,但显卡的性能是由核心频率、显存、像素管线、像素填充率等等多方面的情况所决定的,因此在显示核心不同的情况下,核心频率高并不代表此显卡性能强劲。比如9600PRO的核心频率达到了400MHz,要比9800PRO的380MHz高,但在性能上9800PRO绝对要强于9600PRO。在同样级别的芯片中,核心频率高的则性能要强一些,提高核心频率就是显卡超频的方法之一。显示芯片主流的只有ATI和NVIDIA两家,两家都提供显示核心给第三方的厂商,在同样的显示核心下,部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率,使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。
显存频率?(也叫显存速度)
       显存速度一般以ns(纳秒)为单位。常见的显存速度有7ns、6ns、5.5ns、5ns、4ns,3.6ns、2.8ns以及2.2ns。显存的理论工作频率计算公式是:额定工作频率(MHz)=1000/显存速度×n得到(n因显存类型不同而不同,如果是SDRAM显存,则n=1;DDR显存则n=2;DDRⅡ显存则n=4)。
显存容量?
    显卡容量也叫显示内存容量,是指显示卡上的显示内存的大小。显示内存的主要功能在将显示芯片处理的资料暂时储存在显示内存中,然后再将显示资料映像到显示屏幕上,显示卡欲达到的分辨率越高,屏幕上显示的像素点就越多,所需的显示内存也就越多。而每一片显示卡至少需要具备512KB的内存,显示内存可以说是随着3 D加速卡的演进而不断地跟进。而显示内存的种类也由早期的DRAM到现在广泛流行的SDRAM及DDR,甚至DDR2/DDR3。
显存类型?
目前市场中所采用的显存类型主要有SDRAM,DDR SDRAM,DDR SGRAM三种。SDRAM颗粒目前主要应用在低端显卡上,频率一般不超过200MHz,在价格和性能上它比DDR都没有什么优势,因此逐渐被DDR取代。DDR SDRAM是市场中的主流,一方面是工艺的成熟,批量的生产导致成本下跌,使得它的价格便宜;另一方面它能提供较高的工作频率,带来优异的数据处理性能。至于DDR SGRAM,它是显卡厂商特别针对绘图者需求,为了加强图形的存取处理以及绘图控制效率,从同步动态随机存取内存(SDRAM)所改良而得的产品。SGRAM允许以方块 (Blocks) 为单位个别修改或者存取内存中的资料,它能够与中央处理器(CPU)同步工作,可以减少内存读取次数,增加绘图控制器的效率,尽管它稳定性不错,而且性能表现也很好,但是它的超频性能很差劲  
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