Iknow.2015-11-05 22:40|知識編號：122257
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【Inetl 5、6、7、8系列芯片組介紹】
芯片組是主板電路的核心。一定意義上講，它決定了主板的級別和檔次，是"南橋"和"北橋"的統稱，就是把以前復雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆芯片內的芯片組。而Intel芯片組是專門為英特爾的處理器設計的，用來連接CPU與其他的設備如內存、顯卡等。
Intel目前主流的芯片組是X79、H77、Z75、Z77、Q77、Q75、B75；Z68、P67、H67 、H61 ；H55、P55、X58等，GXX系列帶有集成顯卡，而PXX系列沒有集成顯卡，到了7的時候沒有P系列；同系列的小號均是大號的精簡版。一般都是數字越大，芯片組越新。普通芯片組（加字母P、G等）是指在台式機上使用的芯片組，而在筆記本上使用的芯片組一般會再加M（Mobile）。下面就分別介紹一下5、6、7系列的芯片組：
Intel 5系列芯片組：
隨着英特爾基於Lynnfield（林恩菲爾德）和Clarkdale（克拉克代爾）核心的處理器（Core i7/i5/i3）發布，配套的主板芯片也浮出水面，除商業平台的B55和Q57外，在消費級平台上，一共有四款芯片可供選擇，即P55、P57、H55和H57。
【這是2009年Intel 5系列的發布圖，高端的X48、X58，主流為P、H系列】
由於在Lynnfield和Clarkdale的CPU中整合了PCI-E 2.0控制單元和GFX圖形單元，它們的整合度比Bloomfield高，相當於將原來北橋（GMCH，圖形/存儲器控制器中心，俗稱為“北橋”）的大部分功能轉移到了CPU中，因此英特爾拋棄了過去的三芯片結構（CPU + GMCH + ICH），開始采用新的雙芯片結構（CPU + PCH，PCH為Platform Controller Hub，原研發代號為Ibex Peak）。新的PCH芯片除了包含有原來南橋（ICH）的I/O功能外，以前北橋中的Display單元、ME（Management Engine，管理引擎）單元也集成到了PCH中，另外NVM控制單元（NVRAM控制單元，Braidwood技術）和Clock Buffers也整合進去了，也就是說，PCH並不等於以前的南橋，它比以前南橋的功能要復雜得多。
【新的Nehalem（尼黑勒姆）架構處理器采用二芯片解決方案】
CPU與PCH間會采用傳統的DMI（Direct Media Interface）總線進行通信。在三芯片時代，南北橋間就是依靠DMI總線作數據交換的，但是X58芯片的北橋與Core i7處理器間用的是QPI（Quick Path Interconnect）總線連接。DMI總線的帶寬僅有2GB/s，QPI最高帶寬可達到25.6GB/s，兩者顯然不是一個數量級的，因此有些讀者可能覺得新的雙芯片間數據通信會遭遇瓶頸，實際上這種擔心是多余的。
以下面這個架構圖來看，在CPU內部，可以分為CPU核心（綠色虛線框）和GPU核心（紅色虛線框）兩塊，在GPU核心這一塊，包含有GPU控制器、內存控制器和PCI-E控制器等幾部分，相當於原來意義上的北橋，CPU與GPU這兩個核心間是通過QPI總線來通信的。再看藍色虛線框內的PCH芯片，主要是一些功能性的單元，比原來的南橋功能更豐富，但它與CPU間同樣不需要交換太多數據，因此連接總線采用DMI已足夠了。新的Nehalem平台雖然采用了雙芯片結構，但邏輯結構上和以前三芯片是一樣的。
※※回到H55/H57/P55/P57/這幾款PCH芯片上來，它們間有哪些異同呢？※※
由於display單元是整合在PCH芯片中的，對於整合有GPU的處理器，需要一條單獨的通道與PCH中的display單元連接，因此H55/H57芯片與CPU間會另外有FDI（Flexible Display Interface）接口，將CPU中的圖形單元處理好的圖形輸出到顯示設備。所以，H55/H57則適用於整合有圖形單元的處理器，P55/P57應用於沒有整合圖形單元的處理器。
P55/H55與P57/H57間的區別：主要是前者不支持Braidwood技術，P57/H57則是支持的。Braidwood其實是Turbo Memory（迅盤）改進版，能夠成為系統與存儲界面的緩沖，使入門級PC擁有如同SSD般的讀寫及存儲效果。另外，P57不支持Matrix Storage管理和ME Ignition FW技術。H57不支持Rapid Storage技術，也就是說不能用多硬盤組Raid。
再看看多卡互連的情況。這里指外接顯卡之間互連（僅P55/P57支持），在Lynnfield和Clarkdale處理器中的PCI-E 2.0控制器包含有16條PCI-E通道，可以支持x16或x8+x8模式， 另外在PCH芯片還包含有8條PCIE通道（H55只有6條），其中有兩條PCIE通道分別被WiFi和GbE占用，可供使用的還有剩余的4-6條通道，也就是還能提供一條x4模式PCI-E 2.0接口，結合CPU中的16條PCIE通道，一共有x8+x8、x16+x4、x8+x8+x4這樣幾種多卡互連的模式。
擴展輸入輸出方面，P57、P55、H57、Q57支持14個USB 2.0接口、6個SATA 3Gb/s接口、8條PCI-E 2.0 x1插槽、4條PCI插槽，最低端的H55刪減至12個USB 2.0接口、4個SATA 3Gb/s、6條PCI-E 2.0 x1插槽。
| 類別 | X58 | P55 | H55 | H57 |
| 研發代號 | Tylersburg | Ibex Peak | Ibex Peak | Ibex Peak |
| 發布日期 | 2008.11 | 2009.09 | 2009.12 | 2009.12 |
| 南橋類型 | AC82X58 （IOH） | BD82P55 （PCH） | BD82H55 （PCH） | BD82H57 （PCH） |
| CPU插座 | LGA1366 | LGA1156 | LGA1156 | LGA1156 |
| 接口類型 | QPI | DMI | DMI | DMI |
| 接口速度 | 6.4 GT/s | 2.5 GT/s | 2.5 GT/s | 2.5 GT/s |
| PCI-E通道 | 36 PCI-E 2.0 | 8 PCI-E 2.0 | 8 PCI-E 2.0 | 8 PCI-E 2.0 |
| PCI | 是 | 是 | 是 | 是 |
| SATA 2/3 | 6/0 | 6/0 | 6/0 | 6/0 |
| USB 2.0 | 14 | 14 | 12 | 14 |
| 整合繪圖顯示通道 | 否 | 否 | 是 | 是 |
X58是5系列的旗艦芯片組，性能上非常強大，上一代X48的替代品，X58芯片組主板支持Intel LGA 1366接口的Nehalem與Westmere處理器Core i7，由於處理器已整合傳統北橋中的內存控制器，所以原來的北橋GMCH更名為IOH，不同於P5x系列，由於PCI-E控制器未被整合，所以通過全新設計的一條高速QPI接口來連接處理器中的內存控制器，支援的最高速度為6.4 GT/s。與其搭配的仍為ICH10南橋，IOH仍通過DMI接口來連接南橋。同時支援<ATI的CrossFire和nVIDIA的SLI，支援最大24GB的三通道DDR3 800/1066內存。
總結：其中H55主要適用於低端I3平台；P55主要適用於i5和低端i7，這兩種主板都是1156針腳平台。而最高端的X58做工用料最好，支持1366的頂級i7處理器。基本是X58 > P57 > H57 > P55 > H55。
Intel 6系列芯片組：
英特爾新一代處理器Sandy Bridge（沙橋）處理器已經發布，配套的主板芯片的信息也漸趨明朗，在商用平台上會有Q67、Q65和B65，在我們關注的消費級平台上將推出三款新的芯片組，分別是P67、H67和H61。
圖為2010年Intel主板芯片組路線圖：分別有入門級、主流級、高端級產品
P67和H67在2011年1月和Sandy Bridge處理器一同發布，代替P55和H57、H55位置，而在2011年第二季度發布入門級產品H61代替G41。
但是2011年2月Intel宣布：伴隨Sandy Bridge系列“第二代Core架構處理器”推出的6系列芯片組（代號Cougar Point）發現了設計方面的問題。涵蓋所有6系列產品，包括P67、H67以及其他各款移動、商用型號。問題存在於SATA接口可能隨時間推移出現降級狀況，影響硬盤、DVD光驅等SATA設備的性能”。Intel進一步解釋稱，此電路設計問題存在於6系列芯片組提供的4個SATA 3Gbps（SATA 2）接口上，具體是該接口電路PLL時鍾樹中的一顆晶體管。值得注意的是，6系列首次加入的兩個SATA 6Gbps（SATA 3）接口不存在此問題。Intel召回問題主板重新進行了設計，此后B3步進的主板不存在此問題。
下面簡單看看P67、H67芯片組的一些特性、區別：
【上圖為P67芯片組的結構示意圖】
從上面的P67芯片組平台結構圖可以看出，PCI-E總線和內存控制器繼續被CPU所集成，處理器中的PCI-E通道能支持x16或x8+x8模式，P67芯片組已得到NVIDIA SLI的授權，可以組建雙路x8模式的SLI和CrossFire。P67的PCH芯片提供14個USB 2.0接口，很可惜依然不支持USB 3.0，值得高興的是，在它提供的6個SATA接口中，有2個是SATA 6Gb/s接口，這意味着英特爾在6系主板中開始原生支持新一代的SATA 3標准。P67還支持Intel Extreme Tuning”內存優化技術。
【上圖為Intel H67主板芯片平台結構圖】
H67芯片組可以使用處理器的集成顯示核心，支持HDMI和Display Port的輸出，為了不至於讓DMI總線過於擁擠，英特爾在H67上單獨開辟了一條專用通道來傳送顯示數據，即FDI（Flexible Display Interface），這和H55上的做法是一樣的。H67也提供了2個SATA 6Gbps接口，但是不支持USB 3.0。與P67相比，H67不允許CPU提供的PCI-E通道拆分，也就是只能是x16的單插槽模式。
而入門級的H61可以說是P67的精簡版本，不支持SATA 6Gbps，USB 2.0接口刪減到10個，H61最多只有兩個內存插槽，每個通道一條插槽。PCH芯片組內提供的PCI-E總線也僅有6條，不支持RAID。
英特爾6系列與5系列主板最大的區別在於：第一：對SATA 6Gbps（SATA 3）的原生支持，P67和H67都有兩個原生的SATA 3接口。第二：6系列芯片組中放棄了對PCI總線的支持，P67、H67主板上的PCI插槽都是通過第三方芯片由PCI-E通道橋接而來的，並且PCI-E總線速度由原來的2.5GT/s提升到了5GT/s，帶寬提升了一倍。第三：支持DDR3系列內存。可惜的是仍然不支持USB 3.0技術。
附：SATA：是一種串行硬件驅動器接口，具有結構簡單，支持熱插熱拔的特性，傳輸速度為150MB/s，比PATA的100MB/s高50%；SATA 2 速度為300MB/s；SATA 3 速度為600MB/s。第一版USB 1.0是1996年出現，傳輸速度為1.5MB/s；第二版USB 2.0是2004年出現，傳輸速度為480MB/s，然而第三版的USB 3.0的傳輸速度為6Gb/s。
| 各項規格 | H61 | H67 | P67 | Z68（6系列最高端） |
| 發布日期 | 2011.01 | 2011.01 | 2011.01 | 2011.03 |
| PCI-E插槽 | 1*PCI-E 2.0 | 1*PCI-E 2.0 x16/x8*2 | ||
| 內存 | 2*DDR3 | 4*DDR3 | 4*DDR3 | 4*DDR3 |
| SATA 2/3 | 4/0 | 6/2 | 6/2 | 6/2 |
| PCI-E通道 | 6 | 8 | 8 | 8 |
| PCI-E帶寬 | 5GT/s | 5GT/s | 5GT/s | 5GT/s |
| 磁盤陣列 | 不支持 | 0,1,5,10 | 0,1,5,10 | 0,1,5,10 |
| USB 2.0接口 | 10 | 14 | 14 | 14 |
| 顯示輸出 | 支持 | 支持 | 不支持 | 支持 |
| 磁盤智能響應 | 不支持 | 不支持 | 不支持 | 支持 |
兼容性，7系列主板全部都可以直接向下兼容Sandy Bridge處理器；不同之處在於，一則H77不支持處理器超頻，二則Z75沒有SRT固態硬盤加速技術，三則就是處理器PCI-E總線的分配，分別可拆成三路、雙路和單路。
對於7系列芯片組的定位有所不同，簡單分類如下：
H77為最低端型號，僅有一條PCI-E x16插槽，集成音頻Codec支持雙路HDMI/DP音頻不支持超頻，但延續了Z68的SRT固態硬盤加速技術。
Z75支持2x8雙卡，支持超頻，但不支持SRT固態硬盤加速技術。
Z77則完整提供超頻功能，SRT硬盤加速，PCI-E通道也可划分為1x16、2x8或1x8+2x4。
Q系列的芯片主是商業芯片組，Q77支持固態硬盤加速。Q75和B75對SATA 6Gbps接口、USB接口進行了削減。
對於發燒玩家級來說，還有一款x79芯片組的主板，擁有7系列的所有功能。
上圖為Intel Z77芯片組的結構示意圖
7系列芯片組在內存支持上也有不小的改進，標稱頻率從1333MHz提高到1600MHz，實際上通過超頻最高都可以達到2800MHz（當然也得看主板），同時還增加支持了低壓低功耗的DDR3L。另外還有商務領域里的B75、Q77、Q75。后兩款要稍后才會發布，而且普通消費者根本看不到它們，就不多說了。
B75則因為技嘉和微星等不少廠商的青睞，以及H61后繼無人等原因，預計將會在主流和低端市場上頻頻出現。B75砍掉了處理器超頻、SRT固態硬盤加速、雙路顯卡等高級技術，因此成本得以大大降低，但是，基本功能還是一應俱全的，包括三屏獨立輸出、1個SATA 6Gbps和5個SATA 3Gbps接口、4個USB 3.0和8個USB 2.0接口、8條PCI-E 2.0通道、RAID、千兆以太網等等，特別是又找回了失落的原生PCI總線支持。（以下為B75）
8系列芯片組介紹
Haswell的發布不可謂不盛大，但一大批處理器型號幾乎吸引了所有目光，配套的芯片組卻基本被遺忘了，很少有人討論8系列。當然了，現在的芯片組嚴格來說只是以往的南橋，負責系統輸入輸出功能，值得大書特書的地方並不多，8系列相比上代的改進也很有限，但是沒有芯片組，處理器就成了無源之水。
【8系列芯片組規格對比】
Intel並沒有明示8系列的制造工藝，但看起來應該是終於升級到了45nm（4-7系列一直都是65nm）。封裝形式仍是FCBGA，其中桌面版尺寸23×22毫米（縮小了31％）、厚度1.602毫米、焊球數量708個、焊球間距0.65毫米；移動版尺寸20×20毫米（縮小了36％）、厚度1.573毫米、焊球數量695個、焊球間距0.593毫米。
桌面上有五款型號，分別是高性能可超頻的Z87、主流的H87、低端的B85、商務平台的Q87/Q85。B85其實本來也是主要面向企業用戶，但就像前輩B75，物美價廉的它被推向了低端桌面市場。筆記本上有消費級的HM87、HM86和商務型的QM87。
其實Intel還准備了更入門級的H81，取代老舊的H61，但暫時還沒有發布，具體何時推出也不知道。
8系列芯片組支持最多六個USB 3.0、六個SATA 6Gbps（7系列最多四個/兩個），這是最為突出的，而且還支持“Flex I/O”彈性輸入輸出技術，可靈活配置PCI-E/USB/SATA輸出，這個后邊詳細解釋。
8系列還全部支持Intel WiDi無線顯示技術、NFC近場通信技術、Intel IPT身份保護技術，主動管理技術也升級到AMT 9.0（僅限Q87/QM87）。數字輸出管理從芯片組轉移到了處理器內部，這邊就只剩下了模擬的VGA。
Z87、H87都可以支持六個USB 3.0、八個USB 2.0、六個SATA 6Gbps，而且支持Flex I/O，不同之處在於H87不支持超頻，也不支持多路顯卡，但多了SBA。
B85砍掉了Flex I/O、RAID、SRT，但是和H87一樣支持SBA，接口配置為四個USB 3.0、八個USB 2.0、四個SATA 6Gbps、兩個SATA 3Gbps。
H81進一步刪除了PCI-E 3.0、三屏顯示、RST、SRT、SBA，每通道最多一條內存，六條PCI-E 2.0、兩個USB 3.0、八個USB 2.0、兩個SATA 6Gbps、兩個SATA 3Gbps。
桌面8系列芯片組規格表
移動8系列芯片組規格表
消費級8系列芯片組規格表
商務級8系列芯片組規格表
Z87架構圖
H87架構圖
B85架構圖
Q87架構圖
Q85架構圖
【Flex I/O彈性輸入輸出技術】
這是8系列的一個新特點。以往芯片組所支持的SATA/USB接口數量、PCI-E信道數量都是固定的，一款型號該多少就是多少，8系列的新架構則允許主板廠商根據不同需求，靈活地配置同一芯片組支持不同數量的USB 3.0、SATA 6Gbps、PCI-E 2.0，比如在小板上USB可以多一些，大板上則多提供些PCI-E。
8系列芯片組一共有18個端口，其中固定的有四個USB 3.0、四個SATA 6Gbps、六條PCI-E 2.0，剩下兩對就可以自定義了：第一對（端口5/6）可以是USB 3.0/PCI-E，第二對（端口13/14）可以是SATA 6Gbps/PCI-E。
但是注意：PCI-E 2.0最多只允許八條，所以最多只能有一對配置為PCI-E，不能兩對同時；如果想提供mSATA接口，只能使用端口13/14。
此外，GbE千兆網卡控制器可以掛接在任何PCI-E信道上。
USB 2.0接口是不參與上述配置的，但如果USB 3.0配置為六個，那么為了平衡起見，USB 2.0就會從十個減少到八個，以保持總量仍為十四個。
除了B85、Q85之外，其它型號均支持Flex I/O，這兩款型號的端口5/6固定為PCI-E 2.0，端口13/14則固定為SATA 3Gbps。
桌面版8系列芯片組接口配置
移動版8系列芯片組接口配置
【顯示輸出配置】
剛才就已說過，Haswell處理器把原本在芯片組里的數字輸出顯示給拿了過來，只留下VGA，並且刪除了LVDS/SDVO。這可以讓系統更好地支持S0ix超低功耗電源狀態，大幅度降低待機功耗、提高休眠喚醒速度，並且在數字輸出配置方面也更為靈活，尤其是支持WiDi的時候。
7系列芯片組與處理器之間有一個8x FDI顯示通道，現在既然數字顯示都到了處理器內部，FDI界面也大大簡化了，僅需2x用來滿足VGA。未來Intel如果狠心徹底移除VGA（早就列入日程了），FDI也就沒有存在的價值了。
此外，DDI音頻引擎也從芯片組跑到了處理器中。曾經功能齊全的芯片組現在是越來越簡單了。
Haswell支持三個數字輸出端口，都可以配置成DVI、HDMI、DisplayPort。HDMI支持立體3D、4K超高清、x.v.Color、Deep Color，DisplayPort則支持DP1.2、HBR2、MST。
對比筆記本處理器而言，里邊還會有一個eDP x4，用來直連顯示屏。
如果只接一台顯示器，筆記本的最高分辨率可達3840×2160（60Hz/24bpp），台式機則是DisplayPort 3840×2160、HDMI 4K（24Hz）/1080p、DVI/VGA 1920×1200。
雙顯的時候，筆記本外接屏幕可以使用任意接口，包括WiDi。台式機就有點復雜了：DisplayPort可以搭配任意類型，DVI/HDMI可以混搭，還均能搭配VGA/WiDi。雙VGA、雙WiDi是不行的。
三顯呢，筆記本上等於桌面雙顯額外加一個eDP，桌面上就有太多組合了，自己看吧。
最后提一句，Haswell處理器還從芯片組那里奪來了電壓控制器，可以更好地支持超頻，同時大大減少主板布線（少了五條電路），但對於主板廠商來說就更悲哀了：能發揮的空間越發狹窄。
