amd芯片組(全網最詳細介紹)

amd芯片組

說到裝機就不得不說主板,同時說到主板就不得不說芯片組(Chipset),因為如果沒有芯片組的話處理器(CPU)就成瞭一個光桿司令,我們的裝機也就無從談起瞭。上周我們已經梳理瞭英特爾芯片組的發展史,當然我們也不能忘瞭目前仍然能夠在市面上與其相愛相殺的AMD,那麼我們今天就來聊一下AMD芯片組的發展歷史。

AMD的芯片組曾經一度由英偉達、ATI(在被AMD收購前主要生產英特爾芯片組)、SiS(以AMD平臺芯片組為主)等公司提供,AMD當時也自己生產瞭一部分芯片組,後來ATI被AMD公司收購,其他公司也紛紛倒閉或改行,所以在2008年後生產x86服務器和PC的芯片組制造商僅剩下英特爾和AMD。

AMD在Athlon 64時代已經在處理器當中內置瞭內存控制器,從而取代瞭北橋的存儲器控制器功能,並在之後推出APU的同時將北橋放到瞭CPU當中,AMD主板的南橋從此被稱為AMD FCH。在Socket AM4 CPU時,AMD在處理器當中集成瞭部分南橋功能,隨後AMD在最近推出的銳龍3000系列處理器當中集成度更進一步,甚至可以說目前的AMD銳龍處理器已經成為瞭一顆SoC(System On a Chip),而目前最新的X570芯片組也逐漸與處理器當中的I/O芯片組無異。

那麼下面我們就來看一下AMD芯片組的發展史。與英特爾比起來,AMD的芯片組發展史可以說簡單瞭許多,不過作為導入內容,我們先從Am2900以及Am186/Am286開始談起。

上古時代:

從Am系列到K6

AMD在1975年成長為一傢有一定規模的公司,不僅推出瞭自傢的Am2900系列IC,也在此後通過與英特爾簽訂交叉許可協議等方式對英特爾的處理器進行逆向工程,推出瞭8080A、Am186和Am286等芯片。此後,英特爾在386時期將AMD在IBM供應商當中排除在外,但是AMD仍然通過對英特爾處理器進行逆向工程,並且憑借著更高的性能在處理器領域有瞭一番作為。

Am2501,來源:AMD官網

Am386,來源:AMD官網

雖然AMD這一段時間內在處理器方面風生水起,但是卻一直對芯片組市場不太有熱情。AMD在K6時期委托威盛科技生產瞭阿波羅VP2/97芯片組,也就是AMD-640芯片組。這款芯片組采用VT82C586B南橋,支持Socket 7處理器,前端總線頻率為66MHz,支持FPM/EDO/BEDO/SD RAM並且內存帶寬為66MHz。支持ECC內存,PCI 2.0,但不支持AGP和IGP。

K7時代

進入K7時代,AMD推出瞭AMD 750芯片組。這個芯片組由兩個部分組成,分別是AMD-751系統控制器和AMD-756外圍總線控制器。其中AMD-751支持AMD Athlon系統總線接口,是第一個用於x86平臺的200MHz系統總線,對第七代AMD Athlon(速龍)處理器進行瞭優化,提供瞭符合PCI 2.2標準的總線接口,並且支持AGP 2.0;AMD-756使用瞭增強型主模式IDE控制器,支持Ultra DMA-33和66,支持即插即用,支持ACPI 1.0和APM 1.2電源管理標準,集成OHCI從而兼容USB控制器。

K7 Pro主板,圖片來源:AnandTech

但是這款芯片組對市場的指導意義多於實際銷售的意義,AMD隨後推出瞭支持DDR內存的AMD 760芯片組,這款芯片組的發佈使得DDR內存開始普及,同時也符合AGP 4X規范,可以兼容性能更強的顯卡。隻可惜AMD在此之後宣佈退出桌面芯片組市場,將主要精力轉向服務器主板市場和處理器研發方面。此時AMD則推出瞭AMD-760MP和AMD-760MPX芯片組,兩者均面向服務器平臺,支持Athlon MP處理器。

這段時間裡威盛、ATI和英偉達為AMD提供瞭許多出色的芯片組,幾乎霸占瞭當時AMD系列主板市場。其中威盛在英偉達進入芯片組市場之前有著很大的市場,當時大部分使用AMD處理器的主板都采用VIA芯片組,英偉達在進入芯片組市場後蠶食瞭威盛大量的市場。

nForce3主板,來源http://PublicDomainPictures.net

AMD發力自己芯片組

AMD收購ATI

AMD在2006年收購ATI之後將其芯片組業務發揚光大,同時將ATI芯片組更名為AMD芯片組。不僅在發佈K10處理器的時候推出瞭AMD 7系列芯片組,還配合AMD的處理器以及收購的ATI顯卡業務推出瞭3A平臺的概念,對英偉達和威盛的主板業務不斷壓縮,最終迅速占領市場。所以其實AMD真正自己生產的芯片組隻有AMD 750和760兩個系列,而後來的歷史可以看做是ATI芯片組的延續。

在收購ATI之後,AMD將ATI的CrossFire Xpress 3200芯片組改名為瞭AMD 580X CrossFire芯片組,面向發燒級玩傢;CrossFire Xpress 3100芯片組被改名為AMD 570X CrossFire(早期也有AMD 550X CrossFire)芯片組,面向主流玩傢;CrossFire Xpress 1600芯片組則被改名為AMD 480X CrossFire芯片組,面向性價比用戶,其中X代表它們支持顯卡交火。

2006年底推出的RS690是第一款由AMD主導ATI生產的芯片組,其中690G內建Radeon X1250顯示核心,該核心基於Radeon X700設計,但隻有四條像素流水線。690G芯片組整合的顯示核心頻率為400MHz,隻支持Direct X9.0和Shader Model 2.0,但是它憑借著對AVIVO視頻優化的支持,以及同時支持HDCP和HDMI影像輸出,並獲得瞭Vista Premium認證等優勢,成為瞭當時在圖形性能方面最強的芯片組。

MA69G,來源:Flickr

此外,AMD當時還提供瞭690V和690芯片組,前者整合瞭Radeon X1200顯示核心,不支持HDMI輸出和AVIVO,後者則沒有集成任何顯示核心,同時還有AMD M690V/M690E/M690T等面向不同領域的衍生芯片組。

3A平臺

AMD在2007年11月推出瞭AMD 7系列芯片組,同時推出的還有AMD 羿龍(Phenom)系列處理器和Radeon HD 3000系列顯卡。這三款產品被AMD稱為蜘蛛(Spider)平臺,也就是第一代3A平臺產品。AMD想要憑借此舉為遊戲發燒友帶來一體化的高性能平臺解決方案,配合AMD推出的超頻軟件更是如虎添翼。

AMD 3A平臺,來源:AMD官網

在推出7系列獨立芯片組的時候,AMD最初將其從高到低命名為高端:RD790;中端:RD780/RX780/RS780;低端:RS740,在最後才改名為790FX/780X和770。其中770是當時最主流的一款,適中的價格讓其非常適合用來搭配速龍或者羿龍處理器以及單顯卡組成傢用遊戲電腦,雖然有廠傢推出瞭針對770芯片組的PCIe 2.0×16+x4的交火模式,但是其效能會降低。790X和790FX則主要為多卡交火準備,其中790FX隻支持最高四路顯卡交火,使用四路交火時顯卡速度為PCIe 2.0×8,而790X則可以在雙路交火時對兩張顯卡都提供PCIe 2.0×8數據傳輸速率。

與此同時發佈兩款整合式芯片組RS780和RS740則分別被命名為780G和740G。其中AMD 780G的圖形處理器可以與獨立顯卡核心進行交火,從而使整機的顯示性能大幅度提升。此外,AMD還允許廠商在主板當中增加額外的顯存。AMD 785G則是在780G的基礎上進行瞭部分升級,其中HD3200被升級成瞭HD4200,DirectX版本支持也來帶到瞭10.1,同時將南橋改為瞭SB710。

與AMD 785G相比,790GX是一次比較完整的升級,不僅整合瞭Radeon HD 3300顯示核心,新增瞭兩條PCIe 2.0×8,支持CrossFire X,並且南橋也改用瞭SB750,從而增加瞭對RAID 5的支持,並且提升瞭整機超頻空間。

A790GXH主板,來源:Wiki

對於中低端市場,AMD推出瞭AMD 760G和740G,其中760G整合瞭Radeon HD 3100圖形芯片,在780G的基礎上有一定閹割,仍然支持DirectX 10,但是不支持HDMI和DP輸出,也不支持高清視頻硬件解碼。740G則可以看成690G的升級版本,並且兼容RS780芯片組。

此外,AMD還推出瞭多款7系列延伸芯片組,它們分為獨立芯片組和整合芯片組,南橋也有SB600/SB700/SB710和SB750四個版本,因此比較混亂。不過好在它們針對不同的市場以及用途,因此當時大多數用戶並不需要對其完全進行區分。

AM3時代

AMD在2010年左右推出瞭弈龍II和速龍II處理器,與此同時也推出瞭AMD 8系列芯片組,同時開始支持AM3插槽處理器與DDR3顯卡,PCIe通道方面仍然采用2.0版本。

但是說到AMD 8系列芯片組就不得不說它的集成顯卡瞭。其中AMD 890GX搭載的Radeon HD 4290顯卡雖仍然基於DV620,支持DX10.1,提供瞭40個流處理器和8個紋理尋址單元、4個紋理過濾單元和4個ROP單元。但是它的默認頻率提升到瞭700MHz,支持64/128-bit顯存界面,在顯示輸出方面也全面支持VGA、DVI、HDMI和DP。除此之外,Radeon 4290內建瞭UVD 2.0圖像處理引擎和AVIVO HD視頻優化的支持,因此支持H.264、VC-1、MEPG-2編碼格式完全的硬件解碼和5.1聲道音頻輸出,並且增加瞭插值高清輸出、硬件畫中畫以及視頻轉碼等技術。

AMD 890GX采用SB850南橋,不僅增加瞭USB 2.0的接口數量,同時繼承瞭時鐘發生器和千兆以太網控制器,並且可以支持最多六個SATA 6Gbps接口,而英特爾在之後很長的一段時間內隻有一部分SATA接口支持6Gbps傳輸速率。SB850並沒有提供對USB 3.0的支持,但是可以通過第三方控制器來實現,並且可以提供500MB/s傳輸速率,因此幾乎不存在瓶頸問題。在CPU兼容性方面,AMD 890FX芯片組還可以兼容AMD推土機(FX)系列處理器,同時提供瞭對硬件虛擬化AMD-V的支持。

當時AMD希望890GX取代790GX,成為當時AMD旗下最高端的芯片組,之前主流的785G則由880G代替,成為市場當中的主力軍。與890GX類似,8800G也放棄瞭對之前Socket AM2+處理器的支持,同時支持HT3.0總線並搭在瞭Radeon HD 4250圖形顯示核心,因此支持DirectX 10.1和UVD2等規范。當然它集成的顯卡核心頻率介於785G和890GX之間。此外,880GX支持PCIe 2.0 x16顯卡,同時支持x8+x8模式的交火技術。

視頻輸出方面,880G支持HDMI 1.3規格,內置HDCP並且支持HD-DVD和藍光光盤播放。並且由於搭載瞭HD Audio codec因此支持通過HDMI實現7.1聲道輸出,同時支持杜比Digital Plus和True HD技術。當然,當時AMD也提供瞭沒有內置顯卡的AMD 870芯片組,並且也不支持交火,僅支持PCIe 2.0 x16。

AM3與AM3+時代

在2011年之後,AMD不僅推出瞭許多推土機系列處理器,同時還推出瞭打樁機(Piledriver)、挖掘機(Excavator)和壓路機(Steamroller)。這些處理器雖然不能修路,但是在很長的一段時間內讓AMD扣上瞭“農企”的帽子,同時在效能與功耗等方面被老對手英特爾旗下的酷睿處理器打壓,不過幸好AMD當時憑借著內置高性能圖形處理器的定制APU在遊戲主機等領域占領瞭很大的市場。

與此同時,AMD推出瞭900系列芯片組,在Socket AM3的基礎上提供瞭對AM3+處理器的支持,同時將之前對AMD-V的支持延續瞭下來。此外,AMD 990X和990FX提供瞭對英偉達SLI的支持,其中AMD 990X支持x8+x8雙路SLI,而AMD 990FX支持x16+x16/x16+x8/x8+x8以及四路x8的SLI支持。

970A主板,來源:技嘉官網

AMD 980G內置瞭Radeon HD 4250圖形處理器,是Radeon HD 4290縮水版,但是除瞭核心頻率、填充率和圖形處理能力有一定減少以外,在其他方面並沒有太多縮水。AMD 980G代號為RS880,在參數方面與AMD 880G並沒有太大不同,所以也可以看成是後者的馬甲。

包括目前的銳龍時代,AMD一直在更換處理器和內存插槽方面比較緩慢。作為普通用戶來說,不用經常換主板也許是一件不錯的事情,但這也導致瞭AMD在對DDR4內存的兼容方面進展比較緩慢。

從南北橋時代到FCH時代

AMD推出APU之後將顯卡集成到瞭處理器當中,之後處理器接管瞭北橋的大部分工作,AMD主板當中的南橋之後變成瞭AMD FCH。那麼我們接下來就說一說南橋。

與北橋不同,南橋(Southbridge)主要是用來提供計算機的外圍設備擴展能力,例如硬盤和USB接口等,同時提供瞭對RAID等功能的支持。在南北橋時期,主板廠商可以讓北橋搭配不同的南橋從而實現產品定位方面的區分,例如AMD 890GX可以搭配SB710/SB/750/SB810和SB850,通過不同的組合,計算機整體的擴展能力也有所不同,廠商也可以以此來區分自傢的不同產品。

從南橋到FCH

處理器接管瞭北橋的部分功能,並且在主板廠商取消北橋後,北橋的一部分功能也開始由南橋接管,此時南橋變成瞭FCH(Fusion controller hubs),同時,命名也從SBXXX變成瞭AXX。

進入FCH時代之後,AMD面向嵌入式平臺推出瞭AMD A45芯片組,采用BGA FT1插槽。A45並沒有提供對RAID和VGA DAC(random-access memory digital-to-analog converter,數字-模擬轉換器的隨機存取存儲器)的支持,但是其中部分主板仍然提供瞭AMD Radeon HD6310顯示核心。

在此之後,AMD推出瞭A55和A58。出於成本考慮,兩款芯片組並沒有提供對USB 3.0的支持,不過14個USB 2.0和2個USB 1.1的配置已經完全可以滿足當時玩傢對於硬件擴展的需求。同時,A55和A58提供瞭對RAID 0/1/10以及VGA DAC的支持。在硬盤方面,兩款主板均支持6個3 Gbit/s接口,其中A58支持AHCI1.3,而A55僅支持AHCI 1.1。AMD A58采用FM2+接口,而A55采用FM2接口。其中FM2+接口可以兼容FM2接口處理器。

A58主板,來源:技嘉官網

AMD在A78和A75當中提供瞭原生的USB 3.0控制器,所以提供瞭2個USB 3.0接口、10個USB 2.0接口和2個USB 1.1接口,支持xHCI(可擴展的主機控制器接口,主要面向USB 3.0接口,同時也兼容USB 2.0接口) 1.0,提供瞭PCIe 2.0 x4 UMI和DP通道(連接APU處理器)。其中A78采用FM2+接口,支持AHCI 1.3,而A75采用FM2接口,支持AHCI 1.2。其他方面與此前的A55和A58差別不大。

AMD為瞭取代A58芯片組推出瞭A68H,這款芯片組可以看作A78的縮水版本,其中USB 3.0接口去掉瞭兩個,DP接口也被去掉瞭,其他方面則沒有什麼變化。

A68H主板,來源:技嘉官網

在FM2和FM2+時代的最後,AMD推出瞭A88X和A85X平臺,其中A88X支持AMP技術(AMD Memory Profile)技術,可以幫助用戶更好的提升內存頻率,大傢可以把它理解為AMD平臺的XMP。此外,A88X主板還提供瞭較為完整的TDP和RAID(0/1/5/10)選項,非常適合用來為當時的AMD處理器進行超頻。

A85X仍然是在A88X的基礎上進行瞭縮水,例如將從AHCI 1.3變成瞭AHCI 1.2,USB 3.0方面也從xHCI 1.0變成瞭xHCI 0.96。但是A88X與A85X都可以提供8個6Gbit/s硬盤接口,同時可以提供最多4個USB 3.0接口和10個USB 2.0接口。

此外,AMD為A5X/A6X和A7X提供瞭筆記本和嵌入式平臺芯片組,例如A50M/A68M和A76M面向筆記本,而A55E和A77E面向嵌入式平臺。

銳龍時代

AMD 300系列芯片組

伴隨著AMD Ryzen處理器橫空出世,沿用多年的990FX/970芯片組成為瞭過去式,AMD終於推出新一代AM4插槽的芯片組,X370、B350、A320芯片組極大地彌補瞭過去在PCIe 3.0、DDR4內存、USB 3.0/3.1、NVMe等方面的缺陷。

作為Ryzen處理器的平臺,300系列芯片組對AM4插槽進行瞭升級,但是依然采用PGA方式封裝,CPU背面可以看到密密麻麻的鍍金針腳。至於AMD為什麼依舊沿用相對比較容易損壞的PGA封裝,那是因為Ryzen處理器項目早在4年前已經立項,按照既往設定發展下去,而且AM4插槽將會一直在“Zen”架構下沿用下去。

AMD在主板芯片組升級上一直比較緩慢,AM3主板首次支持DDR3內存,而AM4主板則是首次支持DDR4內存。在DDR4全面普及的今天,Ryzen處理器目前僅支持雙通道內存。插滿4根內存Dual Rank支持1866MHz,Single Rank下支持2133MHz;兩根內存時,Dual Rank支持2400MHz,Single Rank下支持2667MHz。當然超頻情況下,DDR4所能達到頻率視乎與主板以及內存的兼容性,共同決定最後系統所能達到的最大穩定頻率。

另一個重大的變化就是CPU與南橋之間的連接,從原本的HT 3.0變更成PCIe 3.0 x4,南橋則提供瞭8條PCIe 2.0通道,也就是說Ryzen處理器提供的24條PCIe 3.0已經有4條被占用,剩下20條分為PCIe x16以及M.2 SDD PCIe x4,其中PCIe x16可以拆分成兩個PCIe x8,南橋則近提供瞭2條PCIe通道。不過AMD在B350當中去掉瞭SLI的支持,A320則沒有提供對顯卡交火的支持。

CPU內部提供瞭兩個SATA 6Gbps接口與4個USB 3.0接口,當使用瞭M.2 SSD之後兩個SATA接口會被屏蔽。

得益於CPU與南橋之間使用瞭PCIe通道,這次AM4主板所支持的USB接口數大幅度提高,X370芯片組能提供USB 3.1接口2個、USB 3.0接口10個、USB 2.0接口6個,B350芯片隻削減瞭4個USB 3.0接口,而A320芯片組繼續削減1個USB 3.1接口,南橋的PCIe控制器隻支持2.0,X370、B350、A320芯片組分別擁有8、6、4條可分配的PCIe總線。

AMD 400系列芯片組

AMD在400系列芯片組(包括X470和B450)當中加入瞭AMD StoreMI技術,可以讓容量較小的固態硬盤與容量較大的機械硬盤“融合”成為一個驅動器,從而兼顧瞭容量與數據訪問速度。AMD 400系列芯片組仍然支持AM4處理器,但是提供瞭Zen+處理器的支持,當然AMD 300系列芯片組在升級BIOS之後也可以支持Zen+處理器。

為瞭區分中端和高端產品,AMD在B350和B450當中提供瞭2個USB 3.1 Gen 2、2個USB 3.1 Gen 1和6個USB 2.0接口,而X370和X470當中提供瞭2個USB 3.1 Gen2、6個USB 3.1 Gen 1和6個USB 2.0接口。

AMD 500系列芯片組

隨著第三代銳龍處理器的到來,AMD推出瞭500系列芯片組,目前來說在售的隻有X570一款。X570是首款支持PCIe 4.0的主板芯片組,它準備瞭16條PCIe 4.0通道,並提供12個SATA 6Gbps,還有8個USB 3.1 Gen 2接口,4個USB 2.0接口,X570芯片組擴展能力相當之強大,然而PCIe 4.0控制器的發熱量也很可觀,根據主板廠商表示這款芯片的TDP有12W,所以現在的X570主板全部都在南橋上加瞭個小風扇強化散熱。AMD官方公佈整套X570平臺一共有40條PCIe 4.0通道,12個USB 3.1 Gen 2接口和14個SATA 6Gbps口。

銳龍3000系列CPU一共可提供24條PCIe 4.0,其中16條是分給GPU的,4條是用來連接NVMe SSD,4條用來連接X570芯片,也就是說這4條用戶是不能使用的,實際上用戶可用的PCIe 4.0通道其實隻有36條。那4條給存儲設備的PCIe可連接一個PCIe 4.0 x4的M.2 SSD,或者一個PCIe 4.0 x2與兩個SATA 6Gbps的設備。

X570芯片則可固定提供8條PCIe 4.0通道和4個SATA 6Gbps接口,有兩組4條PCIe 4.0,它們都可以做成一個PCIe 4.0 x4的M.2接口或者4個SATA 6Gbps接口,具體怎麼設置廠商可以自己決定,可以做成一個M.2接口加4個SATA口或者兩個M.2口再或者8個SATA口。

USB接口方面CPU可提供4個USB 3.1 Gen 2接口,而X570芯片組則可提供8個USB 3.1 Gen 2與4個USB 2.0接口,這些都是無沖的。

PCIe 4.0的最大受益者並不是顯卡,因為對顯卡來說它根本用不著那麼高的帶寬,最大的受益者是SSD,現在許多高性能M.2 SSD都已經觸碰到瞭PCIe 3.0 x4的極限,升級帶寬刻不容緩,把通道數升到x8不太現實,M.2接口的規格放在那裡,要上x8的隻能用AIC,所以最好的方法就是從PCIe 3.0升到4.0,這樣M.2接口的帶寬就能從4GB/s翻倍到8GB/s瞭。

總結

回顧歷史,AMD逐漸從逆向英特爾處理器和三方代工當中尋找話語權,雖然經過瞭K時代的輝煌與農用機械時代的挫折,AMD仍然在最近的銳龍時代站穩瞭腳跟。但是隨著集成度的增加,如今的處理器早已經與當初不同,甚至我們可以把目前的一部分AMD CPU當做SoC。這自然會讓主板芯片組的存在感變低,但是能夠讓芯片與主板設計時的許多工作變得輕松,這對於廠商與消費者來說無疑有著很大的好處。

至於未來,隨著芯片集成度的增加與設備小型化趨勢的進程,芯片組可能會在未來的某一天成為歷史,或者對於大部分消費者來說不在重要。當然它們並沒有消失,隻是被集成在瞭其他的芯片當中,所以隻要用戶可以得到更好用的產品,這一切仿佛並沒有那麼重要。

amd芯片組

文章來源: ic芯片網 IC芯片網-隻專註芯片的交易網

赞(0)