何謂北橋、南橋晶片？

Question

何謂北橋、南橋晶片？作什麼用的？
還有記憶體、顯示卡可以超頻嗎？

Answer 1

在很久以前的主機板上 (1989年左右)在主機板上有各種大大小小的控制晶片(IC),各自控制不同的裝置..記憶體有控制晶片,軟碟機和硬碟機也各自由不同的小晶片來控制,鍵盤也有控制晶片 ..後來,到了 PC/AT 的時代,出現了整合各種小IC的大型積體電路,主機板的面積才得以縮小(稱為BABY AT),到了更近期,幾乎所有的IC都已包含進了北橋 & 南橋晶片裡面了.只是仍有幾個特例,像 1394的控制晶片仍是外加,而音效晶片也簡化為不包含波型表的晶片.還有網路控制也有自己的晶片.北橋是負責連絡CPU&RAM&顯示介面(AGP8X,PCIEX16等等)之間的資料傳輸..南橋則是負責ATA & SATA硬碟機,PCIE X1~X4,PCI介面,以及其他慢速裝置(USB1.1 & USB2.0,LPT,RS232,....)的資料傳輸 & 控制的工作.超頻對於電腦而言,就是以不正常的頻率運作,如果頻率提高太多,會影響各種儲存裝置的運作,嚴重的話就是資料損毀,硬碟掛掉,顯示卡 & CPU 也會燒毀..再說,現在的電腦效能早已不是吳下阿蒙,也沒有必要為了短暫的快感而犧牲電腦整體運作的長久順利.

Answer 2

南橋和北橋都是主機板上用來為 CPU 及記憶體作週邊協調頻率或工作的兩片控制晶片。因為一顆晶片配置在主機板的上方，而另一顆晶片則配置在另一方，所以被稱為北橋 (North Bridge) 和南橋 (South Bridge )。



其實，CPU 是無法直接與 Main Memory 及 PCI、ISA 匯流排上的設備溝通，所以必須借助不同的暫存器及解碼器等；而經過 Intel 的設計，這些暫存器和解碼器等已經整合在兩片不同的晶片內，就是南橋和北橋了。北橋晶片主要控制 CPU 與 Main Memory 以及 PCI 匯流排之間的訊號傳輸，現今的北橋晶片更加有 AGP (Accelerated Graphic Port) 圖形加速匯流排的控制工能；而南橋晶片則空制 ISA 匯流排及 PCI 匯流排上速度較慢的週邊設備。

.南北橋晶片

晶片在製造時就固定在主機板上
而晶片組種類的不同....也會影響到主機板的效能
晶片組控制CPU . 記憶體 . 匯流排 . IDE裝置的輸出輸入
決定主機板的周邊零件的擴充和相容性
目前晶片組大多有兩顆晶片....稱作北橋晶片和南橋晶片
北橋晶片主要負責與CPU . 記憶體溝通 . 顯示卡
南橋控制PCI . keyboard . mouse .
serial port . parrllel port . usb . floppy等等
有的南橋晶片甚至控制AMR . AC97音效
早期還有ISA介面時...也是南橋控制的
如果以主機板配置的方式來看
大概就是北橋主管主機版上半部所有電路（分界點是PCI插槽）
南橋主管主機板下半部啦
比較麻煩的一個東西是
目前大部分有內建網路卡的都是南橋管的
可是....intel新的chipset像875, 865都改到北橋去了



晶片組【ｃｈｉｐｓｅｔｓ】

何謂晶片組

電腦系統中，最重要的便是主機板了，但除了ＣＰＵ外，還需配上周邊晶片才能運作。事實上，晶片就是處理著許多重要系統工作的元件。在以前，主機板上有十多個晶片來運算整個系統。但隨著電腦的進步，現在，只需要二～四顆晶片(目前以兩顆晶片的設計居多)就能解決一切事務了。而晶片組便是晶片集合起來的總稱囉！

　

晶片組的重要

一個系統的升級空間及支援配備和晶片組爭有著密不可分的關係。例如：ＣＰＵ本來有單電壓《像Ｐ５４ｃ系列》與雙電壓《像Ｐ５５ｃ系列》之分，若有將單電壓ＣＰＵ升級雙電壓的打算，那一定要先弄清楚主機板上的晶片組是否支援，否則就會像我，買了新ＣＰＵ才發現得重新再買塊版子，真是○※＠＊◎。

另外還有像Ｂｕｓ的傳輸控制、ＤＲＡＭ型態的配合、ＡＴＡ－３３是否支援……..等等晶片組都是來控制或支援的。

晶片組的架購

晶片組電路的功能在連接系統中的各個區域，但電腦中的系統有高、低速之分。而intel這個龍頭老大在設計晶片時，習慣讓兩顆晶片來各自處理速度不一的部份。這兩顆晶片以intel的術語稱北橋晶片及南橋晶片。

南北橋晶片是目前設計晶片組的重要架構，北橋晶片負責有CPU、Memory、Cache等高速元件的溝通，而南橋則是負責IDE Port、USB Port等較低速的周邊裝置，PCI Bus則是他們的分水嶺。至於比IDE Port….更低速的裝置，例如Parallel Port、Serial Port……等則是由SUPER I/O晶片來負責，這些裝置有軟碟埠、串列埠、搖桿……等，而SUPER I/O和南橋的分水嶺則是ISA Bus (如圖一)。

晶片組發展的趨勢

晶片組已是近來各方注意的焦點，自然它的發展方向也是重要的研究課題，以下即是晶片組支援的一些新功能：

【１】Bus Master IDE(DMA MODE)

之前的PIO IDE需要透過CPU來處理IDE的所有執行動作，為了降低CPU的負擔，BUS Master IDE裝置可自己直接存取而無須透過CPU，且可使記憶體存取、IDE　傳輸、CPU運作同時進行。

【２】ＵＳＢ(Universal Serial Bus)
ＵＳＢ是新推出的一種週邊匯流排，目的在使附加卡安裝於專業插槽的次數降低，及安裝系統的需要減少。個人電腦的ＵＳＢ裝置可以並連方式串接多達127組周邊設施，且ＵＳＢ裝置將不需重新開機或調整各種參數即可使用，真正做到Plug and Play。

【３】ACPI(Advanced Configuration & Power Interface)

ACPI是一種97年發展出來的一種電源裝置管理規格，其功能在使作業系統直接執行省電功能，以取代已往為BIOS代勞的局面。為執行ACPI功能，晶片組或Ultra I/O晶片必須提供標準介面給作業系統。其實，ACPI可以說是PnP和APM結合後的新規格。ACPI使用無段式電源開關(Momentary Soft Power Switch)來轉換電源狀況，故需在ATX from factor配合下才能有效果。它最為人道的優點可能是ACPI 能不需重新開機啟動，而馬上回到上次工作時的畫面而可節省時間。

【４】支援新的記憶體組態

以前使用的記憶體,不外乎是FPM RAM及非同步的SDRAM,但intel推出了82430FX晶片,由於它支援EDO RAM及P.B.SRAM等新型的記憶體,自此,記憶體的發展趨於快速。之後,intel又推出支援SDRAM、BEDORAM、DDR DRAM等等新規格的記憶體,於是,如何提供高速記憶體的支援已成為各家廠商競相研發的主題，例如RDRAM、MDRAM等都是發展的新課題。

【５】AGP介面

相信大家進來一定常聽到這個名詞吧？AGP是個像PCI的匯流排規格，而控制匯流排傳輸的南橋晶片正扮演著支援它，讓它能夠一展身手的重要角色，其主要功能在3D影像處理(GAME、美工人員使用)及高速度的動畫處理(通常是專業美工人員較常用)，但AGP僅支援記憶體讀寫動作(Memory Read/Write Operation)和一對一傳輸(Single-Master Single-Slave one to one only)。若AGP介面使用66MHz Clock的Rising edge及Falling edge來進行傳輸，那麼傳輸效率為66MHz×4Byte×2=528MB/s，突破以往PCI 2.1介面的132MB/s，對龐大的資料處理有重大幫助。

【６】支援ECC

自從Pentium世代來臨後，CPU存取記憶體的型態已從386DX的三十二位元轉換成六十四位元，所以之前使用來維持資料傳輸正確性的Parity Check技術，已不敷使用，ECC即是取代它的技術。它可確保多位元資料傳輸的正確性對具商業應用的使用者而言特別重要，而一般家用電腦則較不需要。

【７】Ultra DMA/33

這是一個改善IDE硬碟傳輸速度的新規格。因為CPU的工作頻率隨著各家廠商爭相發展而不停成長，但硬碟的傳輸速度卻似乎跟不上CPU的腳步，甚至成為系統效能的瓶頸。於是，intel和quantum兩家公司經由協定而發展出相容於IDE的Ultra DMA傳輸規格。傳統的PIO Mode僅使用控制信號的上緣(Rising edge)來進行傳輸，而DMA/33可同時使用上緣和下緣(Falling edge)來輸送，因此傳輸率是PIO Mode 4或DMA Mode 2的雙倍。(16.6MB/s×2=33.3MB/s)

當然晶片組還有其他相關性的功能，例如BGA的包裝規格、電壓容忍力提昇……等等，都是相當新的好功能。

　

另一個重點———外頻(bus speed)

bus speed 就是 CPU 本身跟外部 (external) 接觸溝通的頻率(frequency)，一般人 稱為外頻。初期的 Pentium CPU 內部與外部的工作頻率都相同，這些就是 P60 和 P66。一個Pentium 60 的內部工作頻率是 60 MHz，外部工作頻率也是 60 MHz。 。但是隨著時間的改變，需要有更快的 CPU，所以 Intel 就接著推出 P90 和 P100 的 CPU，這兩款 CPU的外部(external)工作頻率是60/66 MHz，但是 內部核心的工作頻率卻乘上 1.5 倍，以90/100 MHz 的頻率在跑。之後， Intel 推出 P75 取代 P60 跟 P66。P75 也是以一個乘上的頻率 multifier (俗稱倍頻)在跑 (50 x 1.5=75) 。從此之後，大部份的CPU都是採用這種類型的設計，例如 P200，外部的工作頻率 (俗稱外頻)是 66 MHz，而內部的工作頻率(俗稱內頻)是 200 (66 x 3) MHz。 (註: 內頻 = 外頻 x 倍頻)。外頻總是比內頻落後，內頻不久可達到 300 MHz， 但是外頻還不超過 100 MHz，這是因為 CPU 的速度進展太快，其他的週邊根本 趕不上它，所以才會出現倍頻這種東西。

　

外頻的意義？

外頻很明顯的是透過 jumper 設定而由主機板所提供的。而 CPU 就以這個頻率跟系統其他的配件溝通。這些配件包括晶片組 (Chipset)、記憶體(RAM)

及L2 快取記憶體 (Second Level Cache)。 晶片組跟 PCI BUS 溝通的速度剛好是主機板外頻的一半，換句話說，CPU是以外頻的一半速度透過晶片組跟 PCI 週邊進行溝通。 那麼，外頻在系統效能上，究竟有什麼意義呢？

　

1.CPU－當然啦，CPU 的速度不同，系統的效能也就不同。CPU 的速 度，也就是俗稱的內頻，內頻 = 外頻 x 倍頻，所以 CPU 的效能也受外頻的影響。

2.L2 Cache－ 其效能由 cache 種類、大小和外頻決定。

3.RAM－其效能由 RAM 種類、大小、BIOS 的 timing 設定和外頻決定。

4.Video Card－由顯示卡種類和和 PCI speed 決定，而 PCI speed = 外頻/2， 所以顯示卡的效能當然也受到外頻的影響。

5.硬碟－由硬碟種類，匯流排類型 (IDE 或 SCSI)和 PCI speed，PCI speed = 外頻/2，所以硬碟的效能也受到外頻的影響。

　

由以上不難看出，幾乎沒有一個東西的效能不受外頻的影響， 所以呢， 千萬要對外頻特別的留意!!!

　

高速的外頻

現在，我們之道外頻對系統速度的重要性了。事實上，從很早之前的66MHz到之前的75/80，一直到現在的100MHz，晶片組所支援的外頻，早已是大家共同注目的焦點。現在，我們針對這些較高速的外頻，來作介紹。

　

75/83外頻：

華碩 T2P4 是全世界第一塊支援 83 MHz 外頻的主機板，逐漸的，許多公司漸漸加入 83 MHz 外頻的行列，目前支援 83 MHz外頻的586主機板相當多，陞技全部的板子都有，華碩的計有TVP4(2.3 版以後)，T2P4(3.0 版以後)，TX97-E，VX97， 建碁(AOPEN)AP5T & AX5T，還有華致 VX PRO......另外還有很多，不勝枚舉。

目前 Intel 的 FX、HX、VX、TX 晶片組都只正式支援 66 MHz 外頻， 事實上，它們在 75/83 MHz 之下都沒有問題。現在Intel 計畫在下一代的 CPU－Deschutes，全面支援 100 MHz 的外頻，從 66MHz 直接跳級。

另外，國產晶片組當中，已經有幾款晶片組正式支援 75 MHz 的外頻， 例如威盛(VIA) 的 APOLLO VP1 & VP2，還有 SiS 的......。 而正式支援 83 MHz 的晶片組完全沒有，因為目前尚未有正式支援 83 MHz 外頻的 CPU 推出，宣布正式支援 83 MHz 的外頻並沒有多大的意義。

100外頻：

說起intel，應該很少人不知道吧，當intel不滿足於發展CPU而投入晶片組的市場後，製造晶片組的廠商到現在大概就只剩下SiS、VIA、Ali這幾家廠商能生存下去。本來intel的晶片組從82430ＦＸ之後，就一直是最快的，直到最近，各家廠商研發出了可支援外頻上到100的晶片組，才使得intel跟進，當初intel不發展此種晶片組，是因為它們的CPU並沒有支援100外頻，而且他的對手Cyrix似乎已對100外頻做了支援，於是intel當然不先研發此種晶片組，只是，現在其他廠商已推出100外頻的晶片組了，使得intel也預備推出了，不過不管如何，最大的贏家還是消費者吧……畢竟系統效能提昇是我們所企盼的事啊！未來市面上將會出現四種支援 100 MHz 外頻的晶片組， Slot One 平台有 Intel 的440BX， 而在 Socket 7 平台則有 VIA 的 MVP3，SiS 的 5591/5595，ALi 的 ALLADIN V。

一般來說，中央處理器是單一的一顆晶片，而晶片組則由一組晶片所構成，早期甚至多達7、8顆，但目前大多合併成2顆，一般稱作北橋（North Bridge）晶片和南橋（South Bridge）晶片。為什麼稱為北橋和南橋呢？主要是以這2顆晶片與中央處理器的相對位置來命名，其中較靠近中央處理器的稱為北橋晶片，負責與CPU溝通，也可說是「上承CPU旨意」；另一顆則是南橋晶片，在承接CPU的命令後，負責與周邊溝通，即「下達CPU命令」。不過，隨著IC製程技術的快速進步，IC的元件集積度越來越高，目前晶片組業者已推出將南北橋合併在一起的單一晶片，如矽統所推出的540、630晶片組。




傳輸效率大幅提升

相比起前一代規格、也就是目前使用中的pci，pci express傳輸速度大幅躍進。主要推動者英特爾（intel）台灣分公司表示，pci規格下，所有的周邊資料傳輸，只能通過一條主要幹道、共同分享一三三mb/s的頻寬，傳送到南橋（如英特爾ich）晶片。資料傳輸完全以先後順序排列，如果遇到大車（檔案），很容易就會讓速度變慢。
　

pci express則是讓南橋晶片與所有的周邊傳輸，猶如各自都有一條頻寬五百mb/s（pciexpress1）的私人大馬路，直接通往南橋晶片。高速前行毫無阻礙，處理速度自然就快了。

此外，北橋晶片與繪圖處理器間的pci express16規格（現行規格為agp8x），頻寬更達到八gb/s。任何與繪圖處理器應用相關的（如電玩遊戲等）應用，玩家都會發現效能大大地提升了。南北橋對外傳輸agp與pci也可望統一為pci express。

因此單看頻寬，pci express的道路也比pci寬了三．七六倍，而pci express更免去資料傳輸互相干擾的問題，每個資料都有第一優先處理的特權


承接CPU的命令後.負責與周邊溝通的晶片
中央處理器目前大多合併成2顆晶片
一般為作北橋晶片和南橋晶片
主要是以這2顆晶片和中央處理器的相對位置來命名
較靠近中央處理器的稱為北橋晶片.負責和CPU溝通
也可說是接受指令
另一顆則是南橋晶片.在承接CPU的命令後.負責和周邊溝通
則即為下達指令
隨著IC製程技術的快速進步.IC的元件集積度越來越高
目前晶片組業者已推出將南北橋合併在一起的單一晶片

北橋晶片組:掌管CPU.記憶體.匯流排
CPU 的介面-將CPU的訊號轉換成其匯流排的訊號.
記憶體控制器-完成對記憶體的讀. 寫. 及refresh動作
控制PCI 介面.AGP 介面
L2 Cache介面-對 L2 Cache 的控制. 讀.寫.和L1 Cache的資料保持一致性的線路

南橋晶片組:掌管I/O.聯繫週邊裝置
ISA 介面-將PCI 的訊號轉成 ISA 的訊號
Bus 介面-對 BIOS.RTC 的存取
IDE 介面-控制HDD/CD-ROM
控制USB介面

Answer 3

北橋晶片(Northbridge Chip)與南橋晶片(Southbridge Chip)，北橋晶片位於CPU附近，負責管理CPU、主記憶體、AGP匯流排的訊號資料傳遞，由於這些裝置在主機板上均以高時脈運作，使得北橋晶片產生相當的高溫，所以通常會在晶片上加裝散熱片或是風扇來降低溫度，而南橋晶片位於PCI匯流排附近，負責管理擴充介面卡、磁碟裝置匯流排、I/O Port的訊號資料傳遞，產生的溫度較低.
沒試過呢.通常在超都是超cpu比較多