南桥/北桥分别有啥作用?

Posted 2023-04-25

参考技术A 南北桥芯片<---->
桥芯片（South
Bridge）
主板芯片组
重要组
部
般位于主板
离CPU插槽较远
PCI插槽
附近
种布局
考虑
所连接
I/O总线较
离处理器远
点
利于布线
相
于北桥芯片
说
其数据处理量并
算
所
南桥芯片
般都没
覆盖散热片
南桥芯片
与处理器直接相连
通
定
式（
同厂商各种芯片组
所
同
例
英特尔
英特尔Hub
Architecture
及SIS
Multi-Threaded
妙渠
）与北桥芯片相连
南桥芯片负责I/O总线
间
通信
PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实
钟控制器、高级电源管理等
些技术
般相
说比较稳定
所
同芯片组
能南桥芯片
同
北桥芯片
所
现
主板芯片组
北桥芯片
数量要远远
于南桥芯片
例
早期英特尔
同架构
芯片组Socket
7
430TX
Slot
1
440LX其南桥芯片都采用82317AB
近两
芯片组845E/845G/845GE/845PE等配置都采用ICH4南桥芯片
能搭配ICH2南桥芯片
更
甚者
些主板厂家
产
少数产品采用
南北桥
同芯片组公司
产品
例
前升技
KG7－RAID主板
北桥采用
AMD
760
南桥则
VIA
686B
南桥芯片
发展
向主要
集
更
功能
例
网卡、RAID、IEEE
1394、甚至WI-FI
线网络等等
北桥芯片（North
Bridge）
主板芯片组
起主导作用
重要
组
部
称
主桥（Host
Bridge）
般
说
芯片组
名称
北桥芯片
名称
命名
例
英特尔
845E芯片组
北桥芯片
82845E
875P芯片组
北桥芯片
82875P等等
北桥芯片负责与CPU
联系并控制内存、AGP、PCI数据
北桥内部传输
提供
CPU
类型
主频、系统
前端总线频率、内存
类型（SDRAM
DDR
SDRAM
及RDRAM等等）
容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持
整合型芯片组
北桥芯片
集
显示核
北桥芯片
主板
离CPU
近
芯片
主要
考虑
北桥芯片与处理器
间
通信
密切
提高通信性能
缩短传输距离
北桥芯片
数据处理量非
发热量
越
越
所
现
北桥芯片都覆盖着散热片用
加强北桥芯片
散热
些主板
北桥芯片
配合风扇进行散热
北桥芯片
主要功能
控制内存
内存标准与处理器
变化比较频繁
所
同芯片组
北桥芯片
肯定
同
并
说所采用
内存技术
完全
同
芯片组北桥芯片间肯定
些
差别
由于已经发布
AMD
K8核
CPU
内存控制器集
CPU内部
于
支持K8芯片组
北桥芯片变
简化
甚至
能采用单芯片芯片组结构
许
种
趋势
北桥芯片
功能
逐渐单
化
简化主板结构、提高主板
集
度
许
主流
芯片组
能变
南北桥合
单芯片形式（事实
SIS
早
发布
少单芯片芯片组）
由于每
款芯片组产品
应
款相应
北桥芯片
所
北桥芯片
数量非
针
同
平台
目前主流
北桥芯片
产品（
包括较
产品
且
用户
英特尔芯片组作较详细
说明）
作用；南控制输入输
I/O
等
北主要控制
cpu
内存
等

Inter 架构和AMD的差别

 

芯片组通常又分为两个桥接器来控制各组件的沟通， 分别是：(1)北桥：负责连结速度较快的CPU、主内存与显示卡等组件；(2)南桥：负责连接速度较慢的周边介面， 包括硬盘、USB、网络卡等等

Inter芯片组是通过北桥和内存沟通的

与Intel不同的地方在於主内存是直接与CPU沟通而不透过北桥！从前面的说明我们可以知道CPU的数据主要都是来自於主内存提供， 因此AMD为了加速这两者的沟通，所以将内存控制组件整合到CPU当中， 理论上这样可以加速CPU与主内存的传输速度！这是两种CPU在架构上面主要的差异点

32位与64位

前面谈到CPU运算的数据都是由主内存提供的，主内存与CPU的沟通速度靠的是外部频率， 那么每次工作可以传送的数据量有多大呢？那就是系统总线的功能了。一般主机板芯片组有分北桥与南桥， 北桥的系统总线称为系统系统总线，因为是内存传输的主要通道，所以速度较快。 南桥就是所谓的输入输出(I/O)系统总线，主要在联系硬盘、USB、网络卡等周边设备。

目前北桥所支持的频率可高达333/400/533/800/1066/1333/1600MHz等不同频率，支持情况依芯片组功能而有不同。 北桥所支持的频率我们称为前端系统总线速度(Front Side Bus, FSB)， 而每次传送的位数则是系统总线宽度。 那所谓的系统总线频宽则是：『FSBx系统总线宽度』亦即每秒钟可传送的最大数据量。 目前常见的系统总线宽度有32/64位(bits)。

而如图 2.1.1中的图示，在该架构中前端系统总线最高速度可达1600MHz。 我们看到内存与北桥的频宽为12.8GBytes/s，亦即是1600MHz*64bits = 1600MHz*8Bytes = 12800MByes/s = 12.8GBytes/s

与系统总线宽度相似的，CPU每次能够处理的数据量称为字长大小(word size)， 字长大小依据CPU的设计而有32位与64位。我们现在所称的计算机是32或64位主要是依据这个 CPU解析的字长大小而来的！早期的32位CPU中，因为CPU每次能够解析的数据量有限， 因此由主内存传来的数据量就有所限制了。这也导致32位的CPU最多只能支持最大到4GBytes的内存。

CMOS与BIOS

前面内存的地方我们有提过CMOS与BIOS的功能，在这里我们再来强调一下： CMOS主要的功能为记录主机板上面的重要参数， 包括系统时间、CPU电压与频率、各项设备的I/O位址与IRQ等，由於这些数据的记录要花费电力，因此主机板上面才有电池。 BIOS为写入到主机板上某一块 flash 或 EEPROM 的程序，他可以在开机的时候执行，以载入CMOS当中的参数， 并尝试呼叫储存装置中的开机程序，进一步进入操作系统当中。BIOS程序也可以修改CMOS中的数据， 每种主机板呼叫BIOS设定程序的按键都不同，一般桌上型计算机常见的是使用[del]按键进入BIOS设定画面。