南桥芯片

高性能的磁盘系统除了需要高速硬盘、高级磁盘控制器以外，还需要出色的南北桥连接带宽。长期以来，南北桥连接带宽一直是很突出的问题。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IDE传输任务繁重的场合，比如在一些入门级的服务器和工作站上。V-Link技术将南北桥通信从繁忙的PCI总线独立出来，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很大的帮助。

在失去这些优势之后，单芯片自然就失去了根本的存在价值，而且其弊端也逐渐显现。首先便是单芯片的高发热量。由于集成度大幅度提高，单芯片的发热量往往非常厉害。以nVIDIA的nForce3和nForce4为例，nVIDIA要求主板厂商一定用使用高品质散热片，并强烈建议采用主动散热，这在客观上提高了成本且不利于稳定性。另外一个十分明显的特点是，单芯片的电气性能略有下降，使得产品的超频表现受到影响。与此同时，单芯片固有的低良品率劣势也影响着芯片组厂商。南北桥的芯片组架构得到越来越多的支持，其本身的出发点便是追求稳定性并提高良品率，同时也降低了成本。

原本使用单芯片的目的是提高性能，因为此时南北桥芯片的功能彻底整合，基本不存在互相通讯的难题。除此以外，单芯片还缩小了主板的体积，使之更加容易地应用于特殊领域。然而随着南北桥连接技术的发展，单芯片越来越显得没有必要。Intel有中央加速结构、VIA有V-Link技术、SiS有渠妙技术，其连接带宽都达到足够使用的境地。更为重要的是，普通PC主板即便是南北桥架构也能实现迷你体积。

网络功能无疑是未来南桥芯片发展的重点。现无线网络技术已经得到非常普及的应用，那么南桥芯片将其整合便是大势所趋。从ICH6开始，Intel就有意整合WiFi功能，而SiS和nVIDIA也曾有过类似的计划。当然，所谓南桥芯片集成WiFi功能仅仅是物理层，具体的无线信号发射模块还是需要外置方式来实现。但是可以肯定的是，一旦南桥芯片融合了WiFi功能，那将使得WiFi技术彻底得到普及应用。除了WiFi无线网络，无线USB(Wireless USB)也将是未来南桥芯片的发展焦点，只不过相关标准还未完全成型。

无线网络是一方面，而有线网络技术也是南桥芯片的重点。在过去25年中，随着人们对于越来越高的联网速度的需求的不断增长，以太网也经历了很多变革，从半双工的共享媒体10Mbps局域网技术发展成为全双工的10/100/1000/1000Mbps LAN交换技术。Intel的ICH10南桥已经准备集成10Gbps网络功能，这将有助于改善现有的局域网连接速度。

声卡可以看作是声卡控制芯片和Codec芯片的整合，板载声卡也不例外。由于信号干扰的原因，声卡控制芯片不可能完全集成于南桥芯片，而是仅仅集成DSP芯片，具体的数模转换以及声音输出输入还得依靠Codec芯片。集成声卡的弊端在于Codec芯片普遍比较薄弱，而且即便是南桥芯片中集成较为强大的DSP音频功能，其占用的系统资源也还是不小。我们对于声卡的要求可以分为两点:音质和音效。集成声卡的音效部分则完全依赖于DSP的处理能力，而音质就与Codec芯片有着很大的关系。从一些技术指标来看，我们经常可以看到某某南桥的集成音频单元能够达到很高的水准，但是在缺少API的支持时，其作用也非常有限。

但是，未来的南桥芯片技术渴望结束这种尴尬局面。随着制作工艺水平的提高，在南桥芯片中集成Codec芯片也不是没有可能。更加重要的是，现在芯片组厂商也开始注意提高声卡DSP的性能表现。现在的HD Audio仅仅是一个标准，在具体的音频处理方面还有待加强。而在nVIDIA的nForce2时代，我们已经体会了SoundStorm的为例。一旦发展顺利，今后nVIDIA也有计划推出SoundStorm2，而VIA更是计划彻底整合性能强大的Envy24。

在传统架构中，显卡总线完全由北桥芯片负责。但是，考虑到未来的多显示器架构，以及可能会逐渐独立的物理加速卡，南桥芯片提供显卡工作总线已经被逐渐看好。事实上，ULi已经在这一方面做出过成功的尝试。ULi M1695北桥所搭配的M1567南桥直接控制AGP总线，通过TGi技术与CPU连接。而现在，大量南桥芯片实际上已经拥有PCI Express通道，因此未来南桥芯片将极有可能在PCI Express 2.0时代拥有更多的PCI Express通道，从而为多显卡应用更为普及。小结:通过以上的回顾及展望，相信用户们都了解到了南桥的作用，尽管南桥与北桥的作用不能相提并论，关注度也远没有北桥那么大，但是了解南桥还是能从侧面掌握主板的发展动态。

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，这些技术相对来说比较稳定，所以不同芯片组中南桥芯片可能是一样的，不一样的只是北桥芯片。所以主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。例如早期英特尔不同架构的芯片组Socket 7的430TX和Slot 1的440LX其南桥芯片都采用82317AB，而近两年的芯片组Intel945系列芯片组都采用ICH7或者ICH7R南桥芯片，但也能搭配ICH6南桥芯片。更有甚者，有些主板厂家生产的少数产品采用的南北桥是不同芯片组公司的产品。例如以前升技的KG7-RAID主板，北桥采用了AMD 760，南桥则是VIA 686B。

南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAID、IEEE1394、甚至WI-FI无线网络等等。南桥芯片(South Bridge)是主板芯片组中除了北桥芯片以外最重要的组成部分，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，而且更加容易实现信号线等长的布线原则。相对于北桥芯片来说，南桥芯片数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都不必采取主动散热，有时甚至连散热片都不需要。

不过不同的南桥芯片在功能上会存在很大的差异，厂商会根据成本控制以及市场定位来选择搭配。事实上，南桥芯片的发展之路可谓十分崎岖。从Pentium时代的芯片组开始，南北桥设计架构的雏形初步建立，这也是主板功能大幅度集成化的开始阶段。然而随后的一场"一体化单芯片"潮流让南桥芯片几乎消失，不过最终证明融合南北桥的单芯片设计并非是控制成本的捷径，而且与强调南桥功能化的发展趋势格格不入。

不同的南桥芯片可以搭配不同的北桥芯片，虽然其中存在一定的对应关系，但是只要连接总线相符并且针脚兼容，主板厂商完全可以随意选择。最明显的例子莫过于AMD-ATI芯片组，其北桥芯片既可以搭配自家的南桥芯片，也可以使用ULI或者VIA的南桥芯片。此外，很多典型芯片组也可以使用不同的南桥。譬如当年Intel 845E既可以搭配ICH2也可以搭配ICH4，即便是如今P965主板大量采用的ICH8南桥，也存在不同版本的区别，从而表现出明显的功能差异。

自从ICH2开始，Intel南桥芯片就展现出惊人的实力，随后每一代北桥芯片都采用全新的南桥芯片进行搭配。ICH4第一次实现了对USB 2.0的支持，ICH5又引入了SATA功能。但是，真正值得我们回味的还是ICH6，这也是当前Intel南桥芯片的雏形。

Intel ICH6

与ICH5一样，ICH6分两个型号:ICH6R和ICH6，两者的主要区别是在支持磁盘阵列功能之上。其中ICH6R除了像ICH5R支持常见的RAID 0和RAID 1磁盘阵列功能之外，还增加了一个称为"Matrix RAID"的磁盘阵列模式。所谓Matrix RAID更像是一种RAID 1.5模式，即以牺牲25%的容量达到RAID 0+1的稳定性和数据安全性。在整合度方面，ICH6也是史无前例的。4个Serial ATA通道、1个并行ATA接口、4个PCI Express x1扩展设备、整合千兆网络与8个USB 2.0接口等等。为了加强Serial ATA功能，Intel大胆地舍去一个并行ATA接口，也就是说用户最多只能安装一个IDE硬盘和一个IDE光驱，除非采用额外的IDE控制卡。

音频功能则是ICH6的一个亮点，集成在ICH6南桥芯片中的Azalia控制器采用全新的Azalia Link(以往AC'97使用的是AC-Link)与外部的诸多Codec(数据信号转换解码器)相连，连接带宽提升到一个相当高的层次，仅仅单通道输入带宽就达到24MB/s，而AC-Link的总带宽仅仅为11.5MB/s。此外Azalia Link支持多通道的输入输出，由厂商根据需求自行使用相应的模式，最高可达7.1声道。

Intel ICH7与ICH8

ICH7南桥芯片无前例地衍生出总共5个版本，分别为ICH7、ICH7DH、ICH7DO、ICH7DE及ICH7R，其中ICH7为标准型，ICH7DH针对数字家庭娱乐电脑，ICH7DO针对商业用途，ICH7DE针对电脑游戏玩家，ICH7R则是支持RAID 0/1/5/1+0磁盘阵列功能的版本。

在整合度方面，ICH7是史无前例的。所有的ICH7南桥都支持4个Serial ATA通道，这意味着用户在使用Serial ATA串行硬盘时将更为自由，为组建RAID磁盘列阵奠定了基础。更为重要的是，今后光存储设备也可能转向Serial ATA接口，因此这一改进设计显得很有必要。ICH7在对待并行ATA接口方面的态度也让人感到较为欣慰，它并非彻底抛弃并行ATA，而是保留一个并行ATA接口，允许用户接驳两个并行ATA设备。

新时代的芯片组会以PCI Express作为一个重点，而PCI Express并非是高性能显卡的专利，它甚至可以取代现有的PCI接口。ICH7标准版具备4个PCI Express Lanes，也就是说可以最多提供4个PCI Express x1接口，而其它四个加强版都提供6个PCI Express Lanes，甚至有望出现带宽更高的PCI Express x4接口，此时在配备千兆网卡、Ultra320 SCSI控制卡等设备时会发挥一定的优势。ICH8是ICH7的改进版。除了USB接口由8个增至10个、SATA-II接口由4个增至6个、首次内建千兆以太网控制器、支持6个PCI-E x1、开始支持主动管理技术(iAMT)和静音系统技术外，最大的改变便是全面了取消对AC97音频技术的支持，转而只保留高清音频(HDA)输出，同时不再提供PATA用的IDE接口，强制进入SATA时代。ICH8分为四个不同的版本，分别是低端版ICH8、主流版ICH8-R、数字企业版ICH8-DO和数字家庭版ICH8-DH，其中与P965搭配的是ICH8R和ICH8-DH，二者的主要区别是前者支持新版的Intel矩阵存储技术(MST)。MST技术可提供两个外置3Gbps eSATA接口，从而将SATA接口数量增至6个，支持AHCI和RAID 0/1/5/10等模式。

独特的RAID模式

Matrix RAID磁盘阵列模式是Intel所推出的全新的RAID方式。在过去，一般的ATARAID控制芯片所能提供的多半仅限于RAID 0、RAID 1或RAID 0+1三种，RAID 0提供性能，而RAID 1提供数据安全性。要兼顾效能及安全性，就要采用RAID 0+1，但这需要4块硬盘，而且会浪费一半的硬盘空间。而Matrix RAID模式可以只使用两颗硬盘就能建立出RAID 0+1的环境。假设有两个80GB的硬盘，我们可以将两个硬盘的前40GB组成80GB的逻辑分割区，然后剩下两个40GB区块组成一个40GB的数据备分分割区。面对需要高性能、而不需要安全性的应用，就可以安装在RAID 0分割区，而需要安全性备分的数据，则可安装在RAID 1分割区。换言之，使用者得到的总硬盘空间是120GB，和传统的RAID 0+1相比，容量使用的效率依旧很高，而且在容量配置上有着更高的弹性。

iAMT技术备受争议

iAMT(Intel Active ManagementTechnology)远端管理技术早在去年的IDF秋季论坛就已经曝光，不过当时认为这会首先集成于Intel的双核心处理器中。然而Intel随后显然改变了计划，将这项技术转移到ICH7南桥芯片中，不过只有ICH7 DO与DE版支持，标准版ICH7以及ICH7R和ICH7DE都暂时不支持iAMT技术。

其实iAMT技术原本仅仅用于服务器领域，它允许使用者运用全新的管理功能来维护其联网电脑，即便电脑是在尚未登录或关机的状态下也能发挥作用。这套技术能防止使用者删除关键的数据资料，并提供远端遥控与防病毒等功能，以提供完善的资产保护机制。无论开关机都可以进行软硬件检查、远端更新BIOS。对企业用户而言，这将大幅降低MIS管理成本。不过并不是所有人都欢迎这项技术，因为一旦iAMT技术在所有的PC中得到普及，那么局域网中终端用户的权限将变得越来越小，甚至无法管理本地硬盘。此外，iAMT技术对于那些专门开发系统管理软件的公司来说确实是一个巨大的打击，iAMT强大的技术以及Intel业界龙头的金字招牌将肯定吸引大批量的企业用户。

芯片组是VIA 最主要的业务，其市场占有率相当高，同时涉足Intel与AMD的平台。也正是因为这些原因，VIA南桥芯片的发展相当快，而回顾历代VIA南桥芯片自然是全面了解VIA芯片组的捷径。

最经典的VT686B

VT686B实际上是VT686A的升级版本，采用0.35微米工艺生产，工作电压为3.3V，352管脚BGA封装形式。VT686B是VIA第一款高度集成的南桥芯片，增加了对AC97、MC97支持，并且集成I/O控制器与硬件监控功能。然而更为重要的是，VT686B支持ATA100，这也是当时最先进的磁盘外部接口，彻底解决了接口瓶颈。作为一款经典的南桥芯片，VT686B造就了KT133A以及694X的辉煌。值得回味的VT686B南桥芯片

VT686B另一个重大创举便是其HDIT结构体系标准。在管脚的数目上，VT686B与686A完全一样，生产该芯片的任务完全可以在原有的686A生产线上完成，成本不会比686A提高多少，可以保证其在价格上的优势，这也是该芯片一经推出就广受主板厂商拥护的重要原因之一。此外，686A和686B允许厂家根据其产品定位，自行决定是否打开其AC97、MC97的全部或者部分功能，更为灵活。VIA的这种设计一直延续至今，因此VT686B功不可没。

VT823X系列

VT8231的寿命并不长，但是它却是如今VT823X系列南桥芯片的雏形。从VT686B升级到VT8231之后，这款南桥芯片去除了I/O控制器与硬件监控功能，从而得以将网卡集成。更为重要的是，VT8231这次V-Link技术，与北桥芯片的带宽达到266MB/s。在输出接口方面，VT8231依旧是USB 1.1+ATA100，相比VT686B没有太大的改进。

VT8233又是一款经典的产品，拥有VT8233A与VT8233C两种升级版产品，它们一般与KT266A或者P4X266A北桥芯片搭配。VT8233也是业界第一款支持ATA133磁盘外部接口的南桥芯片，因此也是具有里程碑意义的。需要注意的是，VT8233南桥可以配置为两种:一种为8位266MB/s的V-Link总线，另一种为16bit 533MB/s的V-Link总线。在端口输出能力方面，VT8233突飞猛进，最多支持6个USB端口，并且集成了10/100M网络。

具有划时代意义的VT8233A南桥芯片

VT8235是一款较为成熟的南桥芯片，相比VT8233而言，其最大的改进在于支持USB 2.0。事实上，VT8233C已经在功能方面与VT8235较为接近，VT8235同样支持16bit 533MB/s的V-Link总线以及ATA133。VT8237A是VT823x系列的最后一款产品，它作为VT8237的改进版形式出现。VT8237A大部分功能与VT8337R相同，加入了HD Audio以提供高质量的音频输出。而且引入了Port Multiplier和Defer Spin up这两项Serail ATA延伸标准，Port Multiplier标准可让16个Serail ATA硬盘串联使用，而Defer Spin up标准可让多个硬盘在开机时放慢加压速度，防止硬盘突然加电而造成系统受创。

RAID5与NCQ技术

RAID磁盘阵列技术被认为是改善性能并提高数据安全性的良方。而随着SATA硬盘的普及，RAID在桌面平台的可行性变得越来越高。正是看到这样的发展趋势，VIA在其VT8251南桥芯片中加入了RAID5功能，这也是为数不多可以支持RAID5的南桥芯片。与普通南桥芯片只能支持RAID0和RAID1相比，RAID5显然是面向更高阶的应用，同时也比所谓的Matrix RAID有更好的实用性。

VT8251的另外一大特色便是支持SATA2，而且包括其中的NCQ技术。尽管SATA2将接口带宽提高到3Gb/s，但是其实际性能提升却是微乎其微。事实上，真正决定磁盘速度的关键是内部传输率，只要外部传输高于内部传输率大约30%就绰绰有余。SATA2所提供的3Gb/s传输带宽就好比一个水龙头，而当前硬盘大约60~70MB/s的实际内部传输率就好比一个杯子。当水龙头的流量明显超过杯子的承受能力时，再次加大流量几乎毫无意义，只能是徒劳的浪费。

真正让SATA2起到作用的应当是NCQ技术(帮助磁头智能化高效率寻道)，只有在NCQ技术的帮助下，SATA2硬盘才能真正展现出性能优势。与部分南桥芯片部分支持SATA2而无法支持NCQ不同，VIA VT8251全面支持SATA2的各项标准，自然也包括极具价值的NCQ技术。

SiS稳扎稳打

作为传统的三大芯片组厂商，SiS的南桥系列依旧保持着业界领先地位。 SiS 965的规格与VIA的VT8251十分接近，似乎唯一的区别就是不支持RAID5磁盘阵列模式。一直以来，SiS南桥芯片的磁盘性能备受称赞。从SiS 965南桥开始，其南桥芯片就拥有4个Serial ATA通道，可以使用RAID0、RAID1或者RIAD0+1模式，而且配备了2个并行ATA通道，扩展性能十分了得。更为令人心动的是，SiS 965到SiS 968都内建8个USB 2.0接口以及千兆网络和7.1声道音频功能。在南北桥连接技术方面，SiS一直有着很大的优势。Multi-Threaded I/O Link技术帮助SiS实在带宽为1GB/s的南北桥连接，在今年第三季度末发布的SiS 967南桥甚至会把Multi-Threaded I/O Link带宽提升到2GB/s，从而带来更为出色的磁盘性能。

nVIDIA开拓进取

尽管nVIDIA并非是传统的芯片组厂商，但是凭借nForce系列的出色表现，其在芯片组业界的地位已经蒸蒸日上。然而令nVIDIA感到尴尬的是，经典nForce2拥有堪称完美的北桥芯片，但是南桥芯片的表现却令人不敢恭维。不仅仅是缺乏Serial ATA功能，更重要的是存在USB控制器兼容性问题。为了改变被动局面，nVIDIA选择亡羊补牢，在nForce2平台上推出多款加强版的MCP2南桥芯片，这也是其后期新南桥的基础。 在众多芯片组中，nVIDIA nForce 500系列的表现脱颖而出，这也令其成为众多消费者追捧的对象。事实上，nForce 500并不存在严格意义上的南桥概念，但是负责传统南桥功能的部分却非常强大，这主要体现在网络功能方面。在四款nForce 500产品中，除了nForce 550表现得很一般，其它三款产品都支持双千兆网卡，而且FirstPacket技术表现出极高的使用。我们知道在一些延迟敏感的网络软件以及游戏中，网络资源有限的情况下很容易出现相关的延迟和冲突问题，而FirstPacket正是要有效解决这个问题。它通过优先权的设定实现对软件实际应用带宽的优化，在一些对带宽不敏感的软件可以选择更低的优先权，而让那些敏感的软件工作在更高的优先权，以达到合理正常工作。当我们同时运行网络游戏或是VoIP会话，并且开启MSN软件以及Windows XP远程更新时，用户能够明显体验到其好处。

除此以外，nForce 500还具备TCP/IP加速技术，此时可以把一些原本由CPU处理的任务直接在芯片组中完成，这能够令大负荷网络传输时降低对CPU资源的占用。当然，nForce 500的这项技术在很多独立显卡中也能实现，不过这对于整合显卡而言自然是难能可贵的。即便是磁盘功能方面，nForce 500系列也有不小的优势，其中支持多达6个SATA硬盘组成RAID5是令其它南桥芯片难以企及的地方。

在主板芯片组中几乎都有北桥芯片与南桥芯片之分(nForce3除外)。一些朋友在选购计算机时大多只考虑CPU、显卡和内存等配件的性能，而忽略主板的性能差异。其实作为一种将所有设备连接在一起的装置，其重要性是不言而喻。不过主板的北桥芯片由于是负责对CPU的支持和联接CPU和内存之间的总线等工作。又因为平台的不同和要求的差异，所以主板的北桥芯片除了同平台之间没有可比性。但南桥芯片承担的是一些接口性能与附加功能等，所以在技术参数上相近。在为大家作一些比较。

前主流的南桥芯片主要有:Intel的ICH4、ICH5和ICH5R;VIA的VT8237;nVIDIA的MCP、MCP-T;还有最新的ATI的IXP150、IXP200等。它们在性能上差异很大，功能也各有不同，为大家作一些比较。

ICH4南桥芯片的编号为82801DB。其与北桥芯片之间的数据带宽达到266MB/s，使数据的延迟现象进一步减轻。并且支持USB 2.0和ATA 100硬盘传输等规范，使外部设备的数据传输更加迅速。

ICH5南桥芯片编号为82881EB。它是在ICH4的基础上发展而来，所以其在性能与工艺上都要强于ICH4。但它们最大的区别在于ICH5支持SATA硬盘功能，传输速率可达150MB/S。并且也支持USB 2.0和ATA 100硬盘传输等规范。

ICH5R南桥芯片的性能参数与ICH5基本相同，只是ICH5R提供了SATA RAID功能。使硬盘性能得到了进一步的提升。

说主板的南桥芯片有"可比性"，VIA的VT8237芯片就是最好的例子。其不但在Intel平台的PT800芯片组中使用还可在AMD平台的KT600芯片组使用，是跨平台使用的典范。支持ATA 133和USB 2.0规范。还有SATA功能还提供了SATA磁盘阵列功能，支持RAID 0、1和0+1三种模式。

nVIDIA进入主板芯片组市场后，推出的nForce2芯片组可谓AMD平台的经典。其中的MCP-T南桥芯片的功能也相当强大。除了提供常规的USB 2.0和ATA 100硬盘等功能外。最大的特点还是其整合APU音效处理单元。拥有NVIDIA独特的SoundStorm剧院品质3D音效。采用多DSP引擎，可以同时为256位语音和特殊效果任务提供硬件处理功能。提供专业的杜比5.1声道立体环绕音效(含SPDIF输入/输出)，同时还能对Dolby Digital 5.1音频流实时编码。将CPU使用率降至最低，支持硬件DirectX8音效处理。而MCP南桥芯片则没有APU功能，近期推出的MCP-S则是提供了SATA功能。

ATI虽然在显卡芯片届是数一数二的，但在主板芯片中还是个新兵。其RS300芯片组中的IXP150、IXP200南桥芯片表现平平。只支持最为常规的USB 2.0和ATA 100硬盘等功，其它并没有什么过人之处。

以上就是最为流行的几款南桥芯片。经过性能参数的比较，个人认为其中的ICH5R、MCP-T、VT8237最为强大和实用。但ICH5R和MCP-T的价格较高，所以VT8237应是目前最具性价比的。

SATA相较并行ATA可谓优点多多，将成为并行ATA的廉价替代方案。并且从并行ATA完全过渡到SATA也是大势所趋，应该只是时间问题。相关厂商也在大力推广SATA接口，例如Intel的ICH6系列南桥芯片相较于ICH5系列南桥芯片，所支持的SATA接口从2个增加到了4个，而并行ATA接口则从2个减少到了1个;而ICH7系列南桥则进一步支持了4个SATA II接口;下一代的ICH8系列南桥则将支持6个SATA II接口并将完全抛弃并行ATA接口;其它主板芯片组厂商也已经开始支持SATA II接口;目前SATA II接口的硬盘也逐渐成为了主流;其它采用SATA接口的设备例如SATA光驱也已经出现。