電腦芯片組的發展-近代前期 (下)

年代起訖:2000 – 2004

關於 AMD 平臺的部分,我劃入近代前期的標準是 Socket A 制式處理器的時代,至於支持 AMD K8 架構 (例如 Athlon 64 等) 處理器的芯片組則會在之後才會出現。

SiS 745

發表時間:2002 年 03 月搭配處理器:Athlon / Duron / Athlon XP (Socket A)

從架構上可以很明顯的看出 SiS 745 完全就是 SiS 735 的改進版本,與 SiS 735 採用相同的單一芯片同時融合南橋與北橋的設計,而單芯片中的南北橋之間也是使用相同的 MuTIOL 連接作為溝通管道,主要的差異則是出現在規格參數上。

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SiS 735 當年由於內存運作的頻率比處理器總線來得更高因此產生了不同步的情況,而不同步的狀況下數據存取會經常產生互等的情況導致效能反而來得下降,SiS 745 主要就是為了修正這個問題而生,並加入了對 DDR333 內存的支持,內存容量上限也一舉翻倍為 3 GB (每一插槽可以安裝 1 GB 內存。

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至於周邊擴展能力的部分,SiS 745 並沒有帶來甚麼明顯的改變,主要是加入了 IEEE 1394 接口的支持能力而已,某種程度上來說這應該是押錯寶了,當時應該加入 USB 2.0 才是,不過如上節所述,SiS 一路要等到 962 南橋芯片才會加入對 USB 2.0 的支持。

SiS 740 芯片組

發表時間:2002 年 03 月 (概估約晚於 SiS 745)搭配處理器:Athlon / Duron / Athlon XP (Socket A)芯片組成:SiS 740 + SiS 961/962 系列

這款芯片組蠻奇怪的,可以找到的數據非常少,目前僅能推測推出的時間跟 SiS 745 芯片組很接近,應該是略晚了一些,似乎是僅針對少數廠商出貨的型號,目前我只有發現 ECS、Biostar 有出過基於這款芯片組的桌面計算機主板。

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整體來說你可以將 SiS 740 芯片組視為 AMD 平臺版本的 SiS 645 芯片組,兩者之間共享了很多特性,例如採用南北橋雙芯片設計,並且使用第一代的 MuTIOL 533 MB/s 通道作為南北橋之間溝通的管道、南橋芯片都一樣是搭配 SiS 961/962 所以有完全相同的擴展能力等,不過在處理器支持方面則是比較接近 SiS 735,內存部分也只能支持到最大 1.5 GB 的 DDR266 內存。

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不過有一項比較明顯的不同是 SiS 740 芯片組是具備內建顯示單元的,同時也不提供用於安裝獨立顯示適配器的 AGP 插槽,若要支持雙屏幕的話還需要額外加上 SiS 301B 補助芯片,或許是這樣的理由才使得這款芯片組幾乎只能在當時曾經小小流行了一陣的準系統中見到吧。

SiS 746/746FX 芯片組

發表時間:2002 年 07 月 (746)、2003 年 01 月 (746FX)搭配處理器:Athlon XP / Duron (Socket A)芯片組成:SiS 746 + SiS 963/964 系列

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SiS 746/746FX 雖然從型號上感覺是比較接近 SiS 745 的,但其實架構上是跟 SiS 740 比較相似,採用了南北橋雙芯片構成的設計,從規格面上而言其實 SiS 746 芯片組家族的參數還蠻像是 SiS 648/648FX 的 AMD 版本的,南北橋之間的連接同樣升級到了第二代的 MuTIOL 1 GB,於是搭配的南橋芯片也就隨之升級為 963/964 系列,在擴展能力方面有所成長。

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而內存容量支持上限也與 SiS 648 同樣拉高一倍來到了 3 GB,並且納入了對 AGP 3.0 標準的支持,至於 SiS 746 與 746FX 的差異在於官方宣稱只有後者才能夠支持 333 MHz 的前端總線與 DDR400 內存 (不過當時的媒體測試結果表明其實 SiS 746 也能搭配 333 MHz FSB 的 Athlon XP 處理器與 DDR400 內存使用)。

然而當時媒體給 SiS 746/746FX 的評價依舊讓人毫不意外,便宜 (確實便宜不少) 而可接受 (其實就是比較起來略差的意思) 的性能一次一次的成為硅統芯片組給大家的印象。

SiS 748 芯片組

發表時間:2003 年 03 月 (748)搭配處理器:Athlon XP / Duron (Socket A)芯片組成:SiS 748 + SiS 963/964 系列

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SiS 748 芯片組是硅統科技推出用於搭配 Socket A 芯片組中的最後一款中高階產品,架構上基本上與 SiS 746FX 芯片組完全一致,唯一的差別是增加了對 400 MHz 前端總線的支持而已。

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SiS 741/741GX 芯片組

發表時間:2003 年 03 月搭配處理器:Athlon XP / Duron (Socket A)芯片組成:SiS 741 + SiS 963/964 系列

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SiS 741/741GX 某種程度上可以被視為是針對 AMD 平臺推出的 SiS 661FX,這兩款芯片組最大的特色就是具備內建顯示單元 (整合的 Real 256E 3D 內建顯示單元性能上與 GeForce 2 MX400 差不多),由於 SiS 並沒有在 AMD 平臺推出支持雙信道內存技術的產品,所以其實在芯片組方面並沒有太大的差異,SiS 741/741GX 的系統架構圖目前我沒能找到,但相信與 SiS 748 芯片組會是相當相似的。

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SiS 741 與 SiS 741GX 的差異則是前者定位較高,能夠支持 400 MHz 前端總線與 DDR400 內存,而後者最高僅能搭配 333 MHz 前端總線與 DDR333 內存使用。

NVIDIA nForce 215/220/415/420

發表時間:2001 年 06 月搭配處理器:Athlon XP / Duron (Socket A)芯片組成:nForce IGP + nForce MCP

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這是 NVIDIA 第一次嘗試進入芯片組市場 (其實目的是希望將使用者購買顯示適配器的成本轉移到主板芯片組上,不過後來看來顯然是失敗了),當時的媒體對 NVIDIA 此次投入設計芯片組的嘗試感到非常有興趣,幾乎搶下了當年 Computex 大展的最大焦點,不過從發表到上市 NVIDIA 花了超過三個月以上的時間 (六月展覽發表,到九月媒體才開始收到測試樣品)。

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據我所知 nForce 系列 (研發代號為 Crush 11/12) 應該是第一款將 HyperTransport 用於連接南北橋的芯片組,傳輸速率來到了 800 MB/s,遠遠超過 Intel Hub Architecture 許多,至於在內存支持方面,這四款芯片組能夠支持的內存規格都是最高 1.5 GB 的 DDR266 (處理器前端總線最高也是 266 MHz),但 nForce 215/220 僅能支持單通道,而 nForce 415/420 則具有支持 TwinBank 雙信道內存技術的能力 (NVIDIA nForce 當時最讓人驚喜的就是內存信道的部分了)。

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nForce 的北橋芯片稱為 Integrated Graphics Processor (整合圖形處理器, IGP),從這個名稱就可以看到這家以顯示適配器見長的公司設計的芯片組有多麼強調內建顯示單元的部分了,nForce 220/420 都具備整合的 GeForce 2 MX 核心 (若是不具備內建顯示單元的型號則將北橋稱為 System Platform Processor 系統平臺處理器)。

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至於南橋芯片 (稱為 Media & Communications Processor, 媒體與通訊處理器 MCP) 的部分則是比較中規中矩一些,包含了對 UltraATA/100、USB 1.1 與 100 Mbps 以太網絡 MAC 的支持,可分為 MCP 與 MCP-D 兩種南橋芯片,主要差異在於後者能夠支持 Dolby 5.1 與 NVAPU (音效處理單元) SoundStorm 音效技術。

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比較值得注意的是,一般而言我們認為 NVIDIA 在顯示適配器方面的驅動程序功力是很不錯的,不過在芯片組上 NVIDIA 就踢到鐵板了,nForce 一路到 nForce 4 的 ATA 驅動程序幾乎都會與某些特定的硬件發生衝突問題,還有 nForce 的驅動程序一直都不算非常穩定,加上昂貴的價格這些因素加總起來造就 nForce 最後並不風光的結局。


NVIDIA nForce2 SPP/IGP/400/Ultra 400/400Gb/400R

發表時間:2002 年 07 月 (SPP/IGP)、2003 年 07 月 (400/Ultra 400)、2004 年 05 月 (400Gb/400R)搭配處理器:Athlon XP / Duron (Socket A)芯片組成:nForce IGP + nForce MCP2

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在 2002 年中推出的 nForce2 是以初代 nForce 為基礎進行的改良,不過當時媒體很不高興的是 NVIDIA 顯然沒有記取 nForce 時的教訓,當年 nForce 從發佈日起花了將近半年才真正在市面上廣泛鋪貨,而 nForce2 依舊讓媒體從七月的發佈日起足足等到九月底才拿到「初期的工程樣品」,當時有媒體是這麼說的:「在主板還沒搞定或者是僅差幾個禮拜搞定之前發表芯片組是很不科學 (doesn't make sense) 的」。

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nForce2 家族的內存支持大致上與 nForce 相同,除了 nForce 2 400 僅支持單通道之外全部都包含了雙信道內存技術 (只是改叫 DualDDR 了) 的支持,而 nForce2 SPP 與 IGP 所支持的最高內存速度為 DDR333,處理器部分則是支持最高 333 MHz 的前端總線,至於晚了一年推出的更新版本 nForce2 400/Ultra 400 則是納入了對 DDR400 與 400 MHz 前端總線的支持能力 (2004 年推出用於填補 Athlon XP 市場的 400Gb/400R 僅差異在南橋部分,北橋沿用了 Ultra 400)。

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關於內建顯示單元的部分,nForce2 IGP 是系列作中唯一具備內建顯示單元的型號,整合的顯示核心從上代的 GeForce 2 MX 提升為 GeForce 4 MX440 等級,從上圖中可以看到其實整個 IGP 北橋芯片當中有非常大比例的面積都由這個內建顯示單元所佔據,除此之外,nForce2 家族的所有成員都提供 AGP 8x 通道。

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在南橋芯片的部分,IGP/SPP/400/Ultra 400 可以搭配的南橋芯片有 MCP2 與 MCP2-T 兩種,兩者都提供了 5 組 PCI 接口與 6 個 USB 2.0 端口支持,硬盤接口的部分也提升為 UltraATA/133,至於兩者之間的差別則是後者額外增加了對 IEEE 1394 接口 (提供 2 個端口)、第二組 100 Mbps 網絡 MAC (可選) 與 NVAPU SoundStorm 音效技術 (與 nForce MCP-D 完全相同) 的支持。

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至於 nForce2 400Gb 與 400R 則是在 2004 年用於搭配 Athlon 64 系統的 nForce3 已經推出之後 (如果對 NVIDIA 的歷史熟的話就知道這 Logo 形狀是跟 GeForce FX 同時期的),為了鞏固在低價市場的地位而推出的版本,主要差異在於分別搭配了 MCP2-Gb 與 MCP2-R 南橋芯片以滿足當下新世代的擴展能力需求,將 PCI 接口增加為 6 組,USB 2.0 端口也增為 8 個,並納入了對 SATA Gen 1 1.5Gbps 的支持能力 (提供 2 個端口),除此之外前者還增加了對 1 Gbps 網絡 MAC 的支持與 NVIDIA Firewall 技術 (坦白說這東西問題不少,不過不僅有 NVIDIA,後來低價位的硬件防火牆幾乎都確定失敗了)。

接下來又要回到 Intel 平臺的部分了,本篇將從命名上劃入 900 系列的芯片組們開始介紹,從這個階段開始 Intel 自家芯片組的架構大致上已經底定為南北橋雙芯片共同組成的架構,一路要到 2009 ~ 2010 年間推出的 5 系列芯片組才會再有大的變化。

此外,照先前幾篇建立下來的慣例,南橋芯片的部分會留在篇末一次介紹。


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