介绍完扩展适配卡标准之后,主板相关介绍的「通论」部分就差不多告一段落了 (各种接头、「机壳线」的介绍与接法、安装选购相关的内容我打算放在之后的计算机组装系列连载中介绍),接下来进入后半段之后我打算谈谈历代的芯片组,同时也会触及到一些之前在 4-1 节中曾经简单谈过的系统架构。
芯片组的前身
如同前面介绍过的,近代芯片组通常由北桥 (Northbridge) 与南桥 (Southbridge) 组成,而当今较新的芯片组则实质上仅剩下南桥单独一颗组成,从这里我们可以看出整个趋势是往整合的方向前进的,而在现代芯片组出现之前,实际上芯片组的功能是散落在多块芯片当中,以 1987 年的 IBM PC/XT 为例,使用了下面这些 TTL 芯片来达成早期芯片组所提供的功能:
· Intel 8284适用于 Intel 8086、8088 的频率产生器 (Clock Generator) 与驱动器 (Driver)
· Intel 8288用于 Intel 8086、8088 的总线控制器 (Bus Controller)
· Intel 8259可编程插断控制器 (Programmable Interrupt Controller)
· Intel 8254可编程定时器 (Programmable Interval Timer)
· Intel 8255并列 I/O 接口 (Parallel I/O Interface)
· Intel 8237直接内存访问控制器 (DMA Controller)
后来的 IBM PC/AT 随着性能提升,更是增加到需要九个芯片之多。这么多芯片带来的直接影响当然就是占据主板上大量的面积与高昂的制作成本,毕竟相较于处理器本身来说其实这些芯片内部的晶体管分布与电路复杂度都简单很多,所以随着半导体技术提升自然很快就会想到,为什么不把这些简单的芯片聚集起来变成单一一颗芯片呢?而且从前几节讨论内存与处理器的时候我们就知道,电子讯号传输经过的实际距离会对性能有影响,整合在一起性能也会有所提升,于是芯片组这个概念就渐渐萌芽了。
芯片组的雏形
最早开始将前面那堆芯片进行整合的历史应该可以追溯到 Intel 80286、IBM PC/AT 的年代 (1984 年左右),当时由一家称为 Chips and Technologies 的公司为 PC/AT 设计了一款由三颗芯片组成的芯片组,称之为 NEAT (New Enhanced AT) Chipset (值得注意的是,当时 CHIPSet 是这间公司的商标,而且这家公司在 1997 年被 Intel 收购了)。
NEAT Chipset (代号为 CS8221) 由 82C211 CPU 与总线控制器、82C212 内存控制器、82C206 整合周边控制器 (Integrated Peripherals Controller, IPC)、82C215 数据/位置缓冲器四颗芯片共同组成,前三颗芯片 (下图这张主板配置图的红框处,蓝框处则是 CPU) 可以提供原先得由前面列的六种芯片才能够提供的功能。
当时的系统架构图是长这样的 (挺复杂的所以我加上了一些标注):
值得一提的是,Chips and Technologies 这家公司在进入 386 时代 (1993 年) 之后还首创了单一芯片组成芯片组的架构,当时称为 SCATsx (Single-Chip 386sx AT) 架构,整个系统中心只由一颗 82C836 芯片担纲 (架构如下图,看起来简单多了吧 XD)。
接下来我打算介绍历代的芯片组,首先要提的是过去 20 年内台湾比较有能见度的芯片组厂商基本上有 Intel 与 AMD、被 AMD 买下来的 ATi、曾经帮 AMD 做过几年芯片组的 NVIDIA 与出身台湾并且少数能够同时纵横 Intel 与 AMD 产品线的 SiS 硅统科技和 VIA 威盛科技这几家,为了让时间轴比较平顺一点所以我打算分成 Intel 平台与 AMD 平台两条时间轴,前者以 Intel 自家芯片为主,后者则以 AMD 自家与中间经过一段以 ATi 为正统的发展为主,如果篇幅允许才会旁及一些 SiS 和 NVIDIA 的芯片组,至于 VIA 的产品线则基本上不提。
历代芯片组介绍-远古时代
年代起讫:1992 – 1998
Intel 自家开始真正认真投入芯片组设计与生产大致上是从这个时代开始的,在这之前基本上 Intel 对芯片组方面没有太大的兴趣,因此 Intel 并没有在整合系统芯片的风潮刚开始时就投入这个市场,而是选择将生产兼容型芯片组的权利授权给其他厂商,在 1980 年代后期到 1990 年代初期之间虽然 Intel 有过几款芯片组产品,但并没有在市场上留下太多纪录。
Intel 80486 时期:Intel 420 系列芯片组
早期 Intel 的芯片组在命名上是强调对扩展接口的支持性的,所以当年 Intel 420 系列芯片组是以 PCISet 的名义发售,强调其引入了对 PCI 接口的支持,这个系列在 1992 年 11 月发售,以研发代号为 Saturn 的 82420 PCISet 为首,当时是以三颗芯片组成,分别是被称为 DPU (Data Path Unit),主要负责 PCI 总线与内存数据信道的 82423TX、被称为 CDC (Cache and DRAM Controller),负责控制内存与快取的 82424TX 和负责接口设备 I/O、DMA 与 ISA/PCI 之间桥梁的 SIO (System I/O) 82378IB 芯片所组成,看起来有点复杂所以我们还是直接看架构图吧。
从上图中应该就可以很明显知道,CDC 与 DPU 两颗芯片其实就是后来我们习惯称呼为北桥的芯片,两者都是直接与内存和处理器沟通的,而 SIO 自然就是负责跟其他接口设备连接的南桥了,值得注意的是,在那个年代里 PCI 是「速度很快的扩展接口」,跟今日的 PCI Express 的地位差不多,所以与 PCI 连结的是比较类似北桥的 CDC、DPU 而不是 SIO,SIO 是连接慢速的 ISA 和键盘鼠标之类的慢速接口用的。
之后在 1994 年 03 月 Intel 推出了两款新的 420 系列芯片组,分别是代号为 Aries 的 80420EX 与代号为 Saturn II 的 80420ZX,从开发代号上可以很明显知道 80420ZX 基本上就是强化版的 80420TX (上图这张主板中间那三颗特大号芯片,上面有印个 i 的就是了),在架构上没有甚么很重大的改变,只是增加对 3.3V 处理器的支持,并将内存的支持上限从 128 MB 提高到 160 MB 而已。
至于 80420EX 的改变就比较明显了,从上图的架构中可以很明显的发现,80420EX 只由两颗芯片组成,其中 82425EX 被命名为 PSC (PCI System Controller),实际上是同时扮演了 DPU 与 CDC 的功能,可以说根本就是后来我们说的北桥芯片,至于 82426EX 自然就是扮演南桥的角色了 (ISA Bridge),就 Intel 的说法,80420EX 是面对入门级市场推出的产品,可以见得将芯片组再次浓缩之后可以让成本再次下降 (下图这张主板上,CPU 插槽左边那两颗印有 Intel Logo 的大芯片就是 80420EX 芯片组)。
值得注意的是,420 系列芯片组全系列都支持内存 Parity 侦错,并且都使用 FPM 内存。
Intel Pentium 时期:Intel 430 系列芯片组
进入 Pentium 时代之后,如同先前提过的,计算机架构有了很大的改变,因此芯片组必然也得跟着改朝换代才行,Intel 在 1993 ~ 1997 年之间推出用于搭配 Pentium 处理器的芯片组全部都属于 430 系列,但由于这段期间挺长的,因此 430 系列芯片组早期的产品与末期的产品实际上差距不小,在介绍上我打算依照时间与特性将其分为前期、中期、后期三个阶段。
前期 (1993~1994) 的产品主要有两款,分别是代号为 Mercury 的 430LX (上图主板中那四颗都是) 与代号为 Neptune 的 430NX,在定位上后者是比较高阶的产品,较 430LX 晚约一年推出,主要的差异在于前者只能搭配 60 MHz 或 66 MHz 的 Pentium 处理器使用,内存上限仅有 192 MB,而后者则可以支持高于 75 MHz 的型号,内存上限也提高为 512 MB,并且能够支持多处理器 (SMP) 技术。
相较于 420 系列的架构,430LX/NX 的架构变得比较复杂,南桥部分的 SIO 大致上与前代相同,但北桥的分工则不太一样,而且被拆成三颗了,分别由整合了 PCI、快取与内存三种控制器的 82434LX/82434NX 与管理系统总线与 PCI 总线的数据讯号、位置讯号的 LBX (Local Bus Accelerator) 82433LX/82433NX 所组成,值得注意的是 LBX 需要两颗才够,因为 Pentium 处理器的数据总线、内存总线的宽度是 64-bit,而 PCI 总线的宽度是 32-bit。
中期 (1995~1996) 430 系列芯片组迎来了一次大改版,Intel 在 1995 年 01 月推出了代号为 Triton 的 82430FX 芯片组,架构上与 82430LX/NX 类似,北桥的部分仍然是采三颗组成的方式,但改称为 82437FX Triton System Controller (TSC) 与两颗 82438FX Triton Data Path Unit (TDP),主要的差异出现在 TDP 的部分,从下面这张架构图中可以看到,现在 TDP 不再需要处理系统总线的位置讯号了,TSC 与 TDP 之间还新增了一条被称为 PLINK 的数据传输信道,PCI 总线的位置、数据讯号转由 TSC 处理而不再与 TDP 连结。
除此之外 430FX 还新增了对 EDO RAM、Pipelined Burst SRAM 快取的支持,但对内存容量的支持则调降为 128 MB,并且拿掉了对 Parity 与 SMP 多处理器的支持,这些改变同时也造就了 430FX 的价格能够有所降低,使得以当时来说性能算是很不错的 430FX 成为第一款真正被大量采用的 Intel 芯片组。
值得注意的是南桥的部分在 430FX 时有了改版,不同于 430LX/NX 使用的 SIO 芯片,430FX 的南桥芯片改为 PIIX (82371FB),命名的涵义则是 PCI IDE ISA Xcelerator 的缩写,从名称上可以知道,是的,从这代开始南桥芯片终于内建 IDE 接口了,同时也加入了对即插即用 (Plug-and-Play) 的硬件支持。
之后 Intel 又在 1996 年 02 月推出了 Triton 的改版,也就是代号为 Trition II 的 430HX 与 430VX,虽然说是改版,但其实说是补完版也不为过,其中定位高阶服务器市场的 430HX (北桥部分由 82439HX TXC 单一一颗芯片组成,架构见上图) 补回了在 430FX 上拿掉的 Parity 与 SMP 支持,并且首次加入针对 ECC 内存的支持,内存容量上限也一举提高到 512 MB 之谱 (而且还全部都可以支持快取存取),而以一般市场为主要目标的 430VX (北桥部分由 82437VX System Controller TVX 与 2 颗 82438VX Data Path TDX 组成,架构见下图) 则是首次纳入对 SDRAM 内存的支持,并且将南桥芯片再次升级为 PIIX3 (82371SB),首次纳入对 USB 1.0 与 PCI 2.1 的支持,但内存支持上限维持 128 MB,且只有前 64 MB 具有快取存取。
后期 (1997 年) 这时 Pentium Pro 已经推出一段时间了,再过不久就是 Pentium II 登场的时刻,因此 Pentium 的时代也就即将迎来尾声了,Intel 在当年的二月推出了 430TX 芯片组,或许是出于不想打到自家的 Pentium Pro 平台吧?430TX 芯片组并未如同当时人们的预期,作为高阶产品 430HX 芯片组的强化后继者而生,反而是更接近 430VX 的改进版本。
从架构图上可以很明显的看到,430TX 又再次回到 420EX 那种由双芯片组成芯片组的设计,看起来与现代的芯片组规划像多了,被称为 MTXC 的北桥芯片 82439TX 同时负责连接处理器、内存、快取三者,并且将在 430 系列其他型号中独立出来的 Data Path 芯片也整合到北桥中了,并且将内存容量上限提高到 256 MB (不过支持快取存取的部分依然只有 64 MB),除此之外的另一个亮点是南桥芯片升级为 PIIX4 (82371AB),与前作 PIIX3 最大的不同在于 PIIX4 终于加入了对 UltraDMA 技术的支持,硬盘的传输速率有了很大的提升。
接下来延续上一篇的主题,在介绍完落在 1992 ~ 1998 年的上古时代芯片组之后,我打算继续介绍上古时期的历代芯片组 (终于要进入我出生之后的年代了,虽然这篇的图文应该跟上回差不多让人头痛,毕竟那是个还没有甚么精美文宣的时代 XD)。
历代芯片组介绍-远古时代
年代起讫:1995 – 1999
看到这个年代你或许会有这样的疑问:咦?1992 ~ 1998 上次不是介绍过了吗,怎么远古时代还是几乎落在这个范围里没有往前推进?
其实回想一下我介绍处理器发展史的时候就会知道,Pentium Pro 在市场上并不算成功,高昂的售价与在绝大多数人使用的软件上并不出色的性能使其与 Pentium 并存了很长一段时间,而并未取代 Pentium,所以在芯片组上我们也可以看到这段历史,我归类在远古时代这边的芯片组基本上是用于搭配 Intel Pentium 之后直到 Intel Pentium III 前期的处理器的。
Intel 450KX/GX 芯片组
这两款芯片组推出于 1995 年 11 月,推出的时间介于上篇介绍过的 430FX (也就是 Triton) 与 430HX/VX (也就是 Trition II) 之间,这两款芯片组都是为了配合 Pentium Pro 而设计的,其中代号为 Mars 的 450KX 是比较低阶的型号,仅能支持双处理器,内存大小最大到 1GB,而代号为 Orion 的 450GX 则可以支持到四颗处理器同时运作,内存支持也一举拉高到 8 GB,并且两者都可以同时支持 Parity 与 ECC 内存侦错。
这两款芯片组的基本架构是相当类似的 (其实说真的这一代系统架构很复杂),因此 Intel 在发布白皮书的时候其实是合在一起一并发布的 (上图中灰色部分仅在 450GX 上可用)。
· 82451KX 是图上的 MIC (Memory Interface Components),一口气要用上四颗才够,与内存模块直连负责处理数据讯号的部分。
· 82452KX 则是图上的 DP (Data Path),与 MIC 和 DC 直连。
· 82453KX 则是 DC (DRAM Controller),负责控制内存模块与肩负绝大多数当今计算机中内存控制器所要负责的工作。
由以上这一堆芯片拼起来才凑成整套 MC (Memory Controller),也就是现在我们所认识,已经被整合到处理器里面的内存控制器,如果是在 450GX 平台上 (芯片代号结尾的 KX 全部换成 GX 即可),这样的组合可以支持一次用上两组,其中一组可以支持最多 4 GB 的内存,因此 450GX 能够用上 8 GB 的内存就是这么来的。
内存插槽左边就是四颗 MIC。
而 450KX 的北桥除了上面这堆之外还有一颗 82454KX,是负责提供 PCI 接口的,也就是 450KX 要七颗芯片才能达成北桥的功能,450GX 更可以多达十三颗,因此当时 Pentium Pro 的主板生产成本超级高,面积也超级大,塞不下的内存插槽甚至得用扩展卡的形式 (Riser Cards) 立起来 (不然根本放不下)。
除此之外 450KX/GX 还有一个很大的问题,作为高阶服务器产品线,却只支持 FPM 内存,而比 450KX/GX 早了十个月推出,价格也便宜许多的 430FX 却可以搭配 EDO 内存使用。
至于南桥的部分 450KX/GX 与 430LX/NX 是使用一样的 SIO 家族芯片,所以还没有将 IDE 接口整合到南桥芯片中。
Intel 440FX
推出于 1996 年 05 月,代号为 Natoma 的 Intel 440FX 芯片组在 Intel 芯片组的早期历史上有很重要的地位,相较于 Pentium Pro 的失败来说,真正能够取代 Pentium 的 Pentium II 也差不多是在这个时期出现的 (略晚于 440FX 几个月),440FX 也是 Pentium II 上市时所能搭配的第一款芯片组,基于 P6 架构的计算机在这时才开始逐渐成为主流。
前面提过 450KX/450GX 上有一些反而不如同期主流产品 430FX 的地方,这个问题在 440FX 上大致得到了改善,例如加入对 EDO 内存的支持,且 PCI 规格的支持也提升到 2.1 版本。
而且有一点很重要的改变,那就是 440FX 的芯片数量终于回到正常值了,北桥的部分包含了 82441FX (PCI Bridge and Memory Controller, PMC) 负责管理内存与 PCI 总线,掌控系统总线的控制与位置讯号以及 82442FX (Data Bus Accelerator, DBX) 负责掌控系统总线的数据讯号二者。
除此之外在南桥的部分 440FX 也终于追上早三个月改版的主流平台 430HX/VX,直接从 SIO 世代升级到 PIIX3,也就是加入了 USB1.0 与 IDE 界面的整合。
Intel 440LX/EX
推出于 1997 年 08 月,代号为 Balboa 的 440LX 芯片组是 Intel 首次在自家芯片组中加入对 AGP 的支持,所以营销上名称也从 PCISet 改为 AGPSet,除此之外 440LX 也是第一款支持 SDRAM 的 Pentium II 芯片组 (EDO 可以支持到 1 GB,SDRAM 则仅能支援到 512 MB)。
值得注意的是,与同期的 430TX 相仿,北桥的部分终于浓缩成单一一颗芯片了,身兼 PCI、AGP 2X、内存控制器三者合一 (称之为 PAC),除此之外南桥芯片的部分也升级到 PIIX4,纳入对 ACPI 与 UltraDMA/33 硬盘接口的支持。
相较于原先仅针对 Pentium Pro 设计的 440FX 来说,440LX 芯片组也能更加完整的利用 Pentium II 引入的新特色,可以说是乘胜追击的一个良好案例。
至于来年四月推出的 440EX,则基本上可以当成 440LX 的低阶版本,从上面这张架构图上可以知道架构上几乎是一样的,但在内存支持上限则降为 256 MB,也不提供 Parity 和 ECC,除此之外也取消了对多处理器的支持。
Intel 440BX/ZX 芯片组
与 440EX 同时间推出的 440BX (代号为 Seattle) 或许可以说是以 440 开头命名的 Intel 芯片组当中最成功的型号吧 (所以把同时期的 440EX 给夹杀了 XD),规格上大致与 440LX 相仿,但面向的却是主流市场所以在价格上有很大的优势,而且首次引入对 100 MHz 系统总线的支持,这让计算机的性能有了大幅度的提升。
除此之外由于 440BX 的稳定性与绵延许多年的兼容性 (可以一路从 Pentium II 用到 Pentium III 的中后期),因此 440BX 被许多人认为是 Intel 自家芯片组历史当中不可抹灭的经典。
至于晚了七个月推出的 440ZX 芯片组则是 440BX 的廉价版本,将对内存的支持降回 512 MB,并只留下对 SDRAM 的支持,同时也取消了多处理器 SMP 与 ECC、Parity 内存侦错功能的支持,除了一般的 440ZX 之外还有一个只支持 66 MHz 系统总线的版本,代号为 440ZX-66。
Intel 440GX
这款芯片组推出于 1998 年 06 月,比 440BX 还要略晚,但早于 440ZX,之所以特别拉出来讲是因为 440GX 是针对低级服务器市场设计的 (地位上有点类似今日的 C236)。
440GX 与 440BX 比较主要的差异是对 EDO RAM 的支持被彻底移除,同时将内存的容量上限大幅提高一倍来到了 2 GB,并加入对 Pentium II Xeon 处理器的支持 (Slot 2 处理器)。
Intel 450NX 芯片组
这是最后一款 4 字头的 Intel 芯片组了,与前面清一色使用 440 系列不同,这款被归类为 450 系列,主要的原因是这是一款支持四路处理器的芯片组 (地位上类似今天的 Xeon E7 系统搭配的芯片组)。
从架构图上可以发现 450NX 与前面介绍的其他 440 开头芯片组在架构上有很大的不同,首先在北桥的部分由于高阶服务器是不需要强大显示性能的,所以 450NX 没有支持 AGP,因此在销售上是被称为 PCISet (与其他 450 头的芯片组一样),北桥的部分则是将内存控制器相关的功能与 I/O 相关组件整合为 82451NX (称为 Memory and I/O Bridge Controller, MIOC),值得注意的是并不包含 Data Path 的部分。
除此之外,北桥的部分还有一个比较大的特色,在 PCI 通道的部分,透过 82424NX (PCI Expander Bridge, PXB) 的协助,450NX 系统上最多可以拉出四条 PCI 总线,其中一条则会与原先的南桥芯片 (依然是 PIIX4 家族) 连接,负责提供 ISA 等慢速接口。
在内存的部分,450NX 也使用了很有弹性的架构,系统可以支持最多两组内存「子系统」(注意到这张主板上没有内存插槽了吗?),每个子系统可以支持 至多可以支持高达 8 GB 的 EDO RAM (是的,450NX 不支持 SDRAM),至于 Data Path 的部分则是透过做在内存子系统上的 82453NX (Data Path Multiplexor, MUX) 达成,而每个内存子系统上还各有一个 82452NX (RAS/CAS Generator, RCG),负责处理内存时序的部分。
Intel 440 芯片家族比较
Intel 450 芯片家族比较
在经过前两篇的介绍之后,Pentium III 以前的配套芯片组已经大致介绍完毕,从这篇开始出现的芯片组就应该是大家会比较熟悉的了 (不过如果你年纪跟笔者差不多的话,大概要到下一篇以后才比较有机会看到自己使用过的芯片组吧)。
历代芯片组介绍-中古时代 (上)
年代起讫:1999 – 2001
中古时代的部分我打算介绍从 Pentium III 中期开始一路到 Pentium 4 处理器开始出笼之前这段,虽然时间很短,仅有三年左右的时间,但这段期间之内却推出了非常多种不同的芯片组,从这个时期开始基本上所有 Intel 芯片组的架构都是确立为南北桥两颗芯片为一组的构成方式。
由于从这个世代开始 Intel 的南桥芯片混搭的情况很多,所以我打算把同时代的南桥芯片放在一起一次介绍。
Intel 810 系列芯片组
推出于 1999 年 04 月,代号为 Whitney 的 810 芯片组是 Intel 第一款改采 8 字头命名的芯片组,型号前缀翻了一倍当然是为了反映在架构上有所不同,不过值得注意的是 810 芯片组针对的目标是低阶入门市场 (通常计算机业界的惯例是在大改版时先生出旗舰级产品之后再以其为基础做简化推出主流与入门级的产品)。
810 芯片组在 Intel 的芯片组历史上有很多的第一次,例如第一次将内建显示整合到北桥芯片当中 (所以 810 的北桥被称为 GMCH, Graphics and Memory Controller Hub),在 810-DC100 这个特殊版本中还可以搭配 4 MB 的高速缓存供内建显示单元使用,从下面的 GMCH 功能图中可以注意到整合了 2D 与 3D 加速引擎,且内建显示单元的部分是与系统内存接口直接连接以使用计算机的主存储器 (统一内存架构,Unified Memory Architecture)。
如果你够眼尖的话就会发现,810 芯片组是没有提供 AGP 接口的,或许当初是认定入门级别的用户只需要内建的 Intel i740 显示单元就足够了,为了节约成本才做这样的设计吧?此外 810 系列芯片组的内存支持最大都是到 512 MB,同时支持 EDO 与 SDRAM 两种内存。
除此之外 810 芯片组的另一项重大改变则是被称为 Intel Hub Architecture (IHA,最初曾经被称为 Accelerated Hub Architecture) 的全新架构规划,北桥芯片与南桥芯片的角色获得了重新分配,以往 PCI 接口被认为是「高速」的总线,所以是直接与北桥芯片链接,然后南桥芯片只负责慢速的 ISA 等接口,于是在设计上是从北桥拉出一组 PCI 总线来与南桥连接,南北桥之间的带宽只有 133 MB/s,而到了 810 芯片组之后,南北桥之间改用专属的信道进行连接,速度也直接翻倍成 266 MB/s,并且可以根据数据传输的类型进行特别的优化以进一步提升性能,所以后来 PCI 信道就都是由南桥芯片拉出来的了,而且南北桥之间使用专属通道的设计就从此一路沿用下来直到北桥芯片被处理器吃掉为止。
而随着导入 IHA 架构,南桥芯片方面在 Intel 810 芯片组当中也有许多不同,首先命名上改称 ICH (I/O Controller Hub),强调其作为整个系统几乎所有 I/O 接口中继站的地位,这个命名接下来在 Intel 的芯片组架构中用了十年以上都未曾改变,搭配 810 使用的 ICH 南桥芯片同时还引入了更高速的 UltraDMA 模式 (速度翻倍到 66 MB/s) 与 AC'97 规格的调制解调器与音效译码器支持。
最后关于 Intel 810 芯片组还有一点要讨论,关于型号划分的部分,虽然同属于 810 芯片组,但先后一共出现过五个版本:
· Intel 810 (82810) + ICH最初期的版本,但不具备独立的内建显示用高速缓存,搭配 ICH 南桥。
· Intel 810-DC100 (82810-DC100) + ICH最初期的版本,且具备内建显示用高速缓存,搭配 ICH 南桥。
· Intel 810L (82810) + ICH0比 810 更低阶的版本,北桥的部分一样是 82810,但搭配的南桥是简化版的 ICH0。
· Intel 810E (82810E) + ICH (上面那张图就是 810E,右边有两颗当内建显示快取的内存芯片)类似 810-DC100,晚了五个月发行,并且加入了对 133 MHz 系统总线、PC133 SDRAM 内存与对 Coppermine-EB 处理器的支持。
· Intel 810E2 (82810E2) + ICH2这是最晚发行的 810 芯片组,也是系列中功能最强的版本,主要用于嵌入式市场,Intel 生产这款芯片组很长一段时间,类似 810E 但加入对 0.13 微米制造工艺 Tualatin 处理器的支持,而且换上了新一代的 ICH2 南桥。
Intel 840 芯片组
在 1999 年 10 月推出的 Intel 840 芯片组针对的是服务器或工作站市场,代号为 Carmel 的 840 芯片组是 Intel 第一款支持双信道内存架构的芯片组,但仅能搭配 RDRAM 使用,基础架构上与 810 芯片组相当相似,但是补上了对 AGP 总线的接口 (至多支持 AGP 4x),除此之外北桥最鲜明的特色是 Intel Hub Architecture 连接的数量有两条,除了原先用于连接 ICH 的专属通道之外,从北桥还可以额外透过 82806AA PCI 64 Hub, P64H 扩展芯片拉出 64-bit 的 PCI 总线。
如果有额外的内存扩展需求的话,还可以在内存与北桥之间透过额外的 82803AA 内存中继集线器 (Memory Repeater Hub, MRH-R) 来拉出更多的内存支持,让内存支持可以提高一倍来到 4 GB 之多 (若不使用 MRH-R 则是最大支持 2 GB),并且加入了双处理器的支持,当然对 Parity 与 ECC 的支持在服务器产品上也是必不可少的。
Intel 820 系列芯片组
接下来要介绍的 820 芯片组应该算是整个中古时代里面 Intel 最失败的一款芯片组吧,如果你还记得的话,在 RDRAM 兴衰史的那节里 Intel 820 芯片组就曾经出现过,造就 Intel 820 芯片组的市场接受度不佳的两个关键词分别是 RDRAM 与 MTH。
开发代号为 Camino 的 Intel 820 芯片组一开始是被 Intel 寄予厚望的,当时 Intel 也希望以此做为推广 RDRAM 的重要平台之一,因此 820 芯片组是被设计为原生支持 RDRAM 内存的,不过 Intel 还留下了可以使用 MTH 芯片让 820 芯片组搭配 SDRAM 这道门 (但,其实光从下面这张主板照片上 MTH 与 820 北桥之间布线的混乱、恶心程度就知道这问题很大),而实际上当年的 Computex 大展上各主板厂商多半都还是展出了搭配 SDRAM 的 820 主板 (这是一个)。
Intel 820 芯片组在定位上属于主流与高阶消费性市场,所以某种程度上相当于类似 840 芯片组的简化版本,因此在 820 芯片组上也提供了对 AGP 4x 的支持,内存容量上限则降为 1 GB,值得注意的是保留了对 Parity 与 ECC 的支持,并且仍然可以支持双处理器。
之后在 2000 年 06 月 Intel 推出了 820E 芯片组,在北桥部分与 820 芯片组相同,但搭配的南桥芯片则从 ICH 升级为 ICH2。
Intel 815 系列芯片组
在经历 820 系列芯片组的失败之后,Intel 调整策略的结果就是 Intel 815 系列芯片组,代号为 Solano 的 815 系列芯片组先后有很多型号,第一款推出于 2000 年 06 月,在定位上跟 810 系列芯片组很类似,但在规格上则很能符合一般主流级消费性计算机系统的需求。
从架构图上可以很明显注意到,815 芯片组与 810 系列最大的不同就是在具备内建显示单元 (同样都是整合了 i740) 的同时,815 系列芯片组中的部份成员也可以具备完整的 AGP 4x 支持 (仅最初期的 815 与 815E 芯片组可以做到这点)。
前面提过 815 系列芯片组家族当中有多个成员,实际上一共先后推出了 6 种之多:
· Intel 815 (82815 + ICH)最原始的版本,搭配 ICH 南桥芯片。
· Intel 815E (82815 + ICH2)与 815 芯片组相同,唯一的差异是南桥芯片升级为 ICH2 (与 815 同时间推出)。
· Intel 815EP (82815EP + ICH2)推出于 2000 年 11 月,815EP 大致上与 815E 相同,主要的差异是 815EP 没有内建显示单元。
· Intel 815P (82815EP + ICH/ICH0)推出于 2001 年 03 月,815P 大致上与 815 相同,但 815P 同样去除了内建显示单元。
· Intel 815G (82815G + ICH/ICH0)推出于 2001 年 09 月,是 815 家族当中最廉价的版本,去除了对 AGP 插槽的支持仅保留了内建显示单元 (不过实际上 815G 还是有 AGP 接口的,只是纯粹用于连接内建显示单元的高速缓存)。
· Intel 815EG (82815G + ICH2)与 815G 一起推出,和 815G 的唯一差异是南桥芯片升级为 ICH2。
Intel ICH 第一世代
接下来我打算回头介绍前面一直点到却没有深入说明的南桥部分,在 Pentium 4 世代之前 ICH 家族一共推出了两个版本,其中第一版本又可分为 ICH 与 ICH0。
ICH 与 ICH0 是在 1999 年 06 月随着 Intel 810 芯片组第一次推出的,前者的编号为 82801AA,后者则是 82801AB,在共通点的部分上两者都可以支持 PCI 2.2 标准,提供 33 MHz 的 PCI 总线,从 PIIX3/4 时代就有的 ACPI 支持、Ultra ATA (UDMA) 支持也当然都被延续下来了,除此之外还引入了对 AC'97 音频译码与调制解调器译码器的支持 (但仅支持到双声道)。
ICH0 实际上是 ICH 的低阶版本,彼此之间的差异出现在 UDMA 的速度支持与 PCI 插槽的数量,ICH0 只能支持 UltraATA/33,而 ICH 则具有完整的 UltraATA/66 支持,前者的 PCI 插槽仅有四个,后者则可以提供到六个。
后来在 2000 年时 Intel 推出了 ICH 的小改版-ICH2 (82801BA),主要的改进内容则是具备整合的以太网络机能 (但并未包含 PHY 接口的部分,PHY 要建置在主板上),而 ICH2 最鲜明的特色是加入了对 UltraATA/100 的支持,再次大幅度的提高了储存装置的速度,内建的 USB 1.1 控制器能够支持的 USB 端口数量也加倍为 4 个,AC'97 音效的支持能力也增加至六声道。