电脑硬件之--南桥芯片.doc

1、南桥百科名片主板上的南桥芯片南桥芯片（South Bridge）是主板芯片组的重要组成部分，它主要负责控制主板的输入输出部分，如：硬盘，I/O 接口等。也有些主板为了减小体积，降低功耗和成本，将南桥集成在了北桥里。目录南桥芯片简介 南桥芯片散热 南桥芯片的功能 如何辨别南桥和北桥 主流南桥芯片大比较 南桥芯片注意事项 烧南桥问题的分析和建议 南桥景区南桥芯片简介 南桥芯片散热 南桥芯片的功能 如何辨别南桥和北桥 主流南桥芯片大比较 南桥芯片注意事项 烧南桥问题的分析和建议 南桥景区展开编 辑 本 段 南 桥 芯 片 简 介南 桥 一 般 位 于 主 板 上 离 CPU 插 槽 较 远 的 下

2、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 。 编 辑 本 段 南 桥 芯 片 散 热相 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 M

3、ulti-Threaded“妙 渠 ”） 与 北 桥 芯 片 相 连 。 南 桥 芯 片 在 奔 腾 4 以 下 的 低 端 主 板 都 是 裸 露 的 芯 片 ， 没 有 覆 盖 散 热 片 。 到 了 965 高 端 的 主 板 上 都 覆 盖 有 散 热 片 ， 随 着 芯 片 的 升 级 ， 将 面 临 南 桥 散 热 片装 上 风 冷 风 扇 。 南 桥 芯 片编 辑 本 段 南 桥 芯 片 的 功 能南 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

4、时 钟 控 制 器 、 高 级 电 源 管 理 等 ， 这 些 技 术 一 般 相对 来 说 比 较 稳 定 ， 所 以 不 同 芯 片 组 中 可 能 南 桥 芯 片 是 一 样 的 ， 不 同 的 只 是 北 桥 芯 片 。所 以 现 在 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 845E/845G/845GE/845PE 等 配 置 都

5、 采 用 ICH4 南 桥 芯片 ， 但 也 能 搭 配 ICH2 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、 IEEE 1394、 甚 至 WI-FI 无 线 网 络 等 等 。 编 辑 本 段 如 何 辨 别 南 桥 和 北 桥用 功

6、能 辨 别北 桥 它 主 要 负 责 CPU 与 内 存 之 间 的 数 据 交 换 ， 并 控 制 AGP、 PCI 数 据 在 其 内 部 的 传输 ， 是 主 板 性 能 的 主 要 决 定 因 素 。 随 着 芯 片 的 集 成 度 越 来 越 高 ， 它 也 集 成 了 不 少 其它 功 能 。 如 ： 由 于 Althon64 内 部 整 合 了 内 存 控 制 器 ； nVidia 在 其 NF3 250、 NF4等 芯 片 组 中 ， 去 掉 了 南 桥 ， 而 在 北 桥 中 则 加 入 千 兆 网 络 、 串 口 硬 盘 控 制 等 功 能 。 现在 主 流 的 北 桥 芯

7、 征 的 牌 子 有 VIA、 NVIDIA 及 SIS 等 。 当 然 这 些 芯 片 的 好 坏 并 不 是 由 主 板 生 产 厂 家 所 决 定 的 ， 但 是 主 板 生 产 商 采 取 什么 样 的 芯 片 生 产 却 是 直 接 决 定 了 主 板 的 性 能 。 如 ： 同 样 是 采 用 VIA 的 芯 片 ， 性 能上 则 有 KT600KT400AKT333KT266A 等 。 目 前 主 流 的 AMD 平 台 上 ， 可 选 的 芯 片 组有 ： KT600、 NF2、 K8T800、 NF3 等 ； 对 于 INTEL 平 台 ， 则 有915、 865PE、 PT

8、880、 845PE、 848P 等 。 南 桥 南 桥 芯 片 主 要 是 负 责 I/O 接 口 等 一 些 外 设 接 口 的 控 制 、 IDE 设 备 的 控 制 及 附加 功 能 等 等 。 常 见 的 有 VIA 的 8235、 8237 等 ； INTEL 的 有 CH4、 CH5、 CH6 等 ；nVIDIA 的 MCP、 MCP-T、 MCP RAID 等 。 在 这 部 分 上 ， 名 牌 主 板 与 一 般 的 主 板 并 没 有很 大 的 差 异 ， 但 是 名 牌 主 板 凭 着 其 出 色 的 做 工 ， 还 是 成 为 不 少 人 的 首 选 。 而 不 排 除

9、一 部 分 质 量 稍 差 的 主 板 为 了 在 竞 争 中 取 得 生 存 ， 可 能 会 采 用 功 能 更 强 的 南 桥 以 求 在功 能 上 取 胜 。 用 芯 片 在 主 版 上 的 位 置 辨 别北 桥 芯 片 就 是 位 于 和 CPU 插 槽 附 近 的 一 块 芯 片 ， 其 上 面 一 般 都 覆 盖 了 散 热 片 。 编 辑 本 段 主 流 南 桥 芯 片 大 比 较在 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

10、 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

11、 参 数 上 相 近 。 现 在 为大 家 作 一 些 比 较 。 目 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 ， 现 在 为 大 家 作 一 些 比 较 。 ICH4ICH4 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

12、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 。 ICH5ICH5 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 。 ICH5RICH5R

13、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 。 VT8237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

14、了SATA 磁 盘 阵 列 功 能 ， 支 持 RAID 0、 1 和 0+1 三 种 模 式 。 MCP-TnVIDIA 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

15、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 。 IXP150/IXP200ATI 虽 然 在 显 卡 芯 片 届

16、 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 近 期 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VT823

17、7 应 是 目 前 最 具 性 价 比 的 。 编 辑 本 段 南 桥 芯 片 注 意 事 项有 关 “Intel 主 板 易 烧 南 桥 ”是 近 期 市 场 中 炒 的 比 较 热 的 话 题 ， 不 少 商 户 发 现他 们 近 期 销 售 的 Intel 865PE 芯 片 组 主 板 返 修 率 直 线 上 升 ， 而 且 返 修 问 题 不 只 局限 于 某 一 品 牌 ， 很 多 品 牌 的 865PE 主 板 都 有 类 似 问 题 。 返 修 主 板 的 故 障 大 多 是 南桥 芯 片 烧 毁 ， 导 致 无 法 正 常 开 机 。 而 且 巧 合 的 是 ， 这 些 损

18、坏 的 主 板 在 出 现 问 题 时 都正 在 使 用 USB 设 备 。 由 此 ， “Intel 主 板 易 烧 南 桥 ”的 消 息 迅 速 在 市 场 中 传 开 。为 了 进 一 步 了 解 事 件 的 真 相 ， 我 们 特 意 去 市 场 走 访 了 一 些 商 户 ， 得 到 的 答 案 与 传 言相 符 ， 大 多 数 商 家 表 示 他 们 销 售 的 865PE 确 实 存 在 返 修 率 提 升 ， 故 障 相 似 的 问 题（ 都 是 南 桥 烧 毁 ） 。 而 且 返 修 的 主 板 并 不 只 是 一 些 二 、 三 线 的 品 牌 ， 不 少 一 线 大厂 的

19、 产 品 也 在 其 中 。 编 辑 本 段 烧 南 桥 问 题 的 分 析 和 建 议调 查 结 果 简 述1、 烧 南 桥 的 事 故 从 2004 年 5 月 开 始 出 现 ， 到 10 月 大 量 发 生 。 2、 集 中 在 Intel 的 ICH4 和 ICH5。 3、 起 因 ： 绝 大 多 数 是 使 用 USB 设 备 ， 如 ： DV， 摄 像 头 ， 移 动 硬 盘 ， U 盘 ，MP3， 打 印 机 。 没 使 用 USB 设 备 的 极 少 数 。 4、 过 程 ： 1、 正 常 使 用 中 突 然 死 机 ， 重 启 不 亮 ； 2、 插 拔 USB 设 备 时

20、死 机 ， 重启 不 亮 。 5、 各 品 牌 主 板 都 有 烧 南 桥 的 问 题 。 分 析1、 通 过 调 查 发 现 南 桥 烧 毁 基 本 上 是 一 种 随 机 和 偶 然 的 现 象 ， 比 如 使 用 U 盘引 起 的 ， 平 时 使 用 没 有 问 题 ， 不 一 定 哪 次 使 用 就 出 故 障 ， 烧 了 南 桥 。 引 起 这 种 随 机毁 坏 南 桥 的 祸 首 只 能 是 静 电 放 电 （ ESD） 。 静 电 对 PC 的 危 害 ,以 前 常 见 的 是 死 机 ，重 新 启 动 等 现 象 。 到 现 在 的 USB2.0 系 统 ， 出 现 了 烧 南

21、 桥 的 现 象 。 因 为 现 在 各 种USB 接 口 的 设 备 很 普 及 ， 如 DV， 摄 像 头 ， 移 动 硬 盘 ， U 盘 ， MP3， 打 印 机 等 等 。USB 的 优 点 是 可 以 带 电 热 插 拔 ， 但 也 正 由 于 USB 的 热 插 拔 ， 使 用 者 会 经 常 地 接 触USB 系 统 ， 于 是 就 可 能 出 现 很 强 的 静 电 放 电 （ ESD） 。 根 据 IEC 61000-4-2 测 试 标准 ， 人 体 与 金 属 等 物 品 接 触 ， 产 生 的 瞬 间 电 压 可 达 到 7000 伏 。 此 电 压 足 以 烧 毁 有关

22、 的 电 子 元 件 。 而 USB 控 制 器 和 USB-HUB 就 在 南 桥 内 ， 所 以 表 现 出 南 桥 烧 毁 。 2、 国 际 上 有 关 USB 数 字 式 消 费 类 产 品 和 USB 外 设 的 标 准 要 求 必 须 有 ESD 防护 功 能 ， 必 须 符 合 EMI 标 准 的 规 定 。 就 连 机 箱 的 前 置 USB 插 口 也 要 有 ESD 保 护 装置 。 但 是 国 内 市 场 上 早 期 的 U 盘 、 USB 外 设 基 本 都 没 有 ESD 保 护 。 这 是 导 致 南 桥烧 毁 的 根 本 原 因 。 有 时 也 会 导 致 USB

23、 设 备 烧 毁 ， 据 调 查 ， 确 实 有 DV 烧 坏 的 。 现在 这 个 问 题 已 经 引 起 各 方 面 的 重 视 ， 开 始 设 计 和 生 产 有 关 ESD 防 护 的 装 置 ， 用 于USB 数 字 式 消 费 类 产 品 和 USB 外 设 ， 以 及 电 脑 主 板 上 。 3、 USB1.1 时 代 为 什 么 几 乎 没 有 这 种 情 况 ？ 一 、 那 时 USB 接 口 的 数 字 消 费 产 品 以 及 外 设 很 少 。 二 、 USB(1.0/1.1)是 低 速传 输 ， 简 单 的 EMI 抑 制 电 路 就 可 以 了 。 USB2.0 是

24、高 速 的 数 据 信 号 传 输 设 备 ， 原 来USB1.1 的 技 术 不 能 适 用 了 。 至 于 USB2.0 用 的 EMI 抑 制 电 路 和 ESD 保 护 装 置 正 在开 发 中 。 Intel 在 有 关 文 件 中 也 是 提 出 设 计 和 测 试 建 议 ， 没 有 指 定 那 种 电 路 和 装 置 。4、 为 什 么 烧 南 桥 的 集 中 在 ICH4 和 ICH5 南 桥 ? ICH4 和 ICH5 南 桥 有 USB2.0。 Intel 在 他 们 的 865 和 USB2.0 设 计 指 南 中 说ESD 保 护 装 置 放 在 机 箱 的 前 置

25、USB 的 PCB 板 上 ， 可 是 我 们 的 机 箱 前 置 USB 的 PCB板 不 是 主 板 厂 设 计 的 ， 是 一 些 小 厂 （ 或 机 箱 厂 ） 设 计 生 产 的 。 从 来 就 没 有 考 虑ESD 这 个 问 题 。 这 也 不 能 怪 前 置 USB 的 PCB 板 设 计 ， 因 为 Intel 没 有 指 定 用 什 么样 的 ESD， 仅 仅 是 说 要 经 过 测 试 不 影 响 USB 信 号 才 可 以 。 VIA 的 南 桥 对 USB2.0 控 制 器 和 HUB 设 计 的 比 较 好 ， 防 ESD 能 力 强 。 所 以 很 少有 VIA

26、的 主 板 烧 南 桥 的 现 象 。 所 以 ， 我 们 也 不 要 迷 信 Intel。 5.主 板 南 桥 短 路 导 致 南 桥 烧 毁 首 先 我 们 要 检 测 的 是 PCI 上 AD14 的 对 地 阻 值 ， 芯 片 级 维 修 高 手 都 知 道 ， 所 有的 AD 信 号 对 地 阻 值 都 是 一 样 的 ， 如 果 AD14 的 信 号 对 地 小 于 80 欧 姆 ， 则 可 以 判断 为 南 桥 坏 。 插 上 电 源 排 线 的 时 候 ， 假 设 我 们 已 经 做 好 了 准 备 工 作 ， 南 桥 周 边 没 有短 路 的 状 况 。 检 测 USB 的

27、两 条 数 据 传 输 线 信 号 +usb 和 -usb， 如 果 对 地 为 0， 则判 断 为 南 桥 短 路 。 如 果 以 上 两 个 过 程 无 误 ， 检 测 BIOS 芯 片 周 围 的 CMOS 跳 线 ， 如果 中 间 的 跳 线 对 地 阻 值 为 0， 则 判 断 南 桥 坏 。 这 一 步 就 看 1117 了 ， 1117 引 脚 的电 压 是 3.3V， 如 果 1117 无 电 压 ， 则 判 断 为 南 桥 坏 。 123 面 向 用 户 的 建 议1、 向 用 户 宣 传 插 拔 USB 设 备 时 ， 最 好 先 释 放 静 电 ， 办 法 是 使 用 U

28、SB 设 备 时要 小 心 ， 插 入 前 接 触 一 下 接 地 的 金 属 释 放 静 电 ， 然 后 触 摸 USB 插 头 的 金 属 部 分 通过 人 体 释 放 静 电 。 2、 尽 量 不 要 购 买 低 档 的 USB 设 备 、 传 输 线 、 USB 数 字 消 费 类 商 品 。 现 在 高 档次 的 一 般 有 ESD 保 护 功 能 。 低 档 的 都 没 有 。 有 ESD 的 会 标 明 ： 工 业 级 防 静 电 保 护技 术 （ PLL） 。 3、 对 于 长 期 使 用 比 较 固 定 的 USB 设 备 ， 如 打 印 机 ， 尽 量 不 要 经 常 带 电 插 拔 。 4、 电 源 线 路 最 好 连 接 有 安 全 地 。 就 是 三 芯 插 座 的 中 间 那 个 插 孔 的 接 线 最 好 真正 的 接 地 ， 可 以 泄 放 机 箱 内 由 各 种 原 因 产 生 的 静 电 。