珠联璧合——1999年主板技术回顾

郑光华
1999年 第46期 23版


　　1999年，主板芯片组厂商和主板厂商在提高芯片组性能、加快主板运行速度、改良主板架构方面采取了许多新的措施，使主板技术在1998年的基础上更上一层楼。纵观1999年的各款新型主板，可以说是“速度全线提升、功能多向扩展、性能全面增强”。下面让我们来看看1999年主板在技术上的突破。
#1　　一、前端总线速度提高
　　前端总线速度由100MHz提高到133MHz甚至200MHz，这是1999年主板业界最大的成功。尽管正式支持133MHz的PⅢ CPU近期才出台，但VIA（威盛）早在4月就领先Intel推出了133 MHz主频的Apollo Pro 133芯片组。Apollo Pro 133芯片组的性能（包括近期推出的Apollo Pro 133A芯片组）在很多方面均领先于440BX，如支持PC133、ATA66、AGP4×等。
　　由于Intel控告VIA违反了两者间缔结的P6总线的使用许可协议，很多主板厂商不敢得罪Intel，继续挖掘440BX芯片组的潜力。新型440BX芯片组的主板提供有133MHz甚至更高外频（实际上这是在芯片组上超频），不少优秀厂商提供的440BX芯片组主板能稳定地超频运行于133MHz甚至更高外频（说明：440BX芯片组不支持133 MHz的PⅢ CPU）。
　　当然，Intel不是省油灯，随后不久，也推出了支持133MHz外频的i810e芯片组，采用i810e的主板目前虽已大量上市，但由于i810e的AGP4×功能整合在芯片组内，性能不被看好。Intel在开发i820芯片组的过程中，又遇到了一些技术问题，迟迟无法正式出台，导致133MHz的PⅢ CPU上市时，正式支持133MHz外频、AGP4×的芯片组只有Apollo Pro 133 A一款，不少主板厂商倒向了VIA一方，使用Apollo Pro 133／ Apollo Pro 133A芯片组的主板目前已遍地开花。
　　尽管Intel在开发133MHz外频的主板芯片组的时间方面落后于VIA，但Intel即将正式发布的i820芯片组却表现出优异的性能。根据有关方面对i820芯片组主板的测试，在同时使用0.18微米制造工艺的133MHz外频的PⅢ CPU时，i820芯片组在各方面的性能均比440BX、i810芯片组高出很多。
　　为了撼动Intel的霸主地位，AMD推出了K7（Athlon），与之配合的是AMD开发的750和VIA的Apollo KX133芯片组。AMD 750芯片组的特点是采用了72位带宽、200MHz的Alpha EV6前端总线来连接CPU，速度是440BX芯片组的两倍，这使它能发挥K7处理器的强大处理能力；而内存则以异步方式通过64位的100MHz与北桥芯片相连，以支持目前流行的PC100 SDRAM。VIA Apollo KX133则采用了和AMD－750差不多的设计，也有专门的200MHz前端总线连接CPU和内存异步方式，但VIA  Apollo KX133还可以支持66／100／133MHz的内存频率，即真正支持PC133 SDRAM，而且KX133还支持4条DIMM和多达2GB的内存，是目前440BX芯片组所支持的内存数量的两倍。根据目前的测试结果来看，AMD K7＋ AMD 750的性能已超过同频率Intel PⅢ＋440BX（或i810）。但由于支持AMD K7的芯片组及主板出货量太少，且主板的价格相对比支持PⅢ的主板高，目前尚无法对Intel 构成较大的威胁，AMD和VIA尚需继续努力。（^462301a^）
#1　　二、内存带宽增加
　　外频为133MHz的PⅢ CPU和AGP 4×的峰值带宽（1.064GB／s）均要求增加内存总线带宽，CPU前部总线速度虽然提高了，但如果没有高速、高位宽的内存及高内存带宽与之配合，则无法充分发挥高速CPU的性能优势。如AMD 750芯片组仅支持目前流行的PC 100SDRAM，CPU无法与内存同步交换数据，因此AMD必须对750芯片组加以改进，提供对高带宽内存如Direct RDRAM和DDR SDRAM的支持，方能得到1.6GB／s的带宽，这样才能配合200MHz的EV6总线，充分发挥AMD K7（Athlon）的性能优势。
　　i820芯片组对高速内存Direct RDRAM提供了支持，尽管目前投入使用的Direct RDRAM位宽仅为16bit，但其工作频率却高达300MHz～400MHz，Direct RDRAM在400MHz的频率下工作时，i820芯片组内存带宽可达1.6GB／s，是普通PC100 SDRAM（800MB／s）的两倍，基本上能满足133MHz CPU和AGP 4×的要求。
　　由于i820芯片组技术开发上的一些问题，加之Direct RDRAM的高昂造价，目前还很难推广。VIA顺应时势地推出的PC133规范得到了广大SDRAM厂商的支持，使Apollo Pro 133芯片组主板取得了较大的市场份额，逼得龙头老大Intel不得不表态支持PC133规范，并在i810e、i820芯片组中直接或间接地提供了对PC133 SDRAM的支持。
#1　　三、AGP总线提速增能
　　AGP显示卡位宽由64位增至128位，急需主板AGP接口提供高带宽数据传输。显示卡厂商早已准备好AGP 4×显示卡，焦急地等候主板AGP 4×接口的到来。Intel i820和VIA Apollo Pro 133A均提供对AGP4×的支持，目前市面上已出现了不少支持AGP 4×的主板，与AGP 4×显示卡配合，使PC的图形处理功能大为增强。
　　AGP 4×显示卡为主板AGP接口提出了两个难题：一是由于AGP 4×显示卡上集成的晶体管数量增加、消耗电能增加，需要AGP插槽为其提供低电压（1.5V）、高功率（接近100W）的电能；二是由于AGP 4×显示卡工作频率增高、耗能增加，发热量急剧增大，要求主板为AGP显示卡正面提供更大的散热空间。不少主板对高档AGP显示卡（如TNT2）支持不好，就是由于AGP插槽提供的电能不够和散热不良导致的。
　　为解决上述问题，在最新型的i820主板上出现了一种称之为“AGP Pro”的新型AGP 4×插槽（如华硕P3C系列主板使用的 AGP 4×插槽），比技嘉、微星和梅捷i820主板以及VIA Apollo Pro 133A主板上的AGP 4×插槽长出一截。“AGP Pro”技术规定：邻近AGP插槽处应有归AGP使用的一个（或两个）PCI插槽空位置，以便使AGP Pro显卡利用一个（或两个）PCI插槽所占用的空间散热，并使用相邻的一个（或两个）PCI插槽为AGP插槽提供更大的电能，从而为AGP4×显示卡提供高达110W的能源。
#1　　四、PCI总线架构更新
　　在以440BX芯片组为代表的传统南、北桥分控体系中，南北桥之间由带宽133MB／s的PCI总线连接。挂在南桥芯片上的IDE、ISA、BIOS、USB以及插在PCI插槽上的显示卡、声卡、MODEM等各种设备均需通过PCI总线和北桥芯片才能与CPU、内存交换信息。在CPU外频、内存吞吐量以及各种外设速度日益提高的今天，传统PCI总线是阻碍系统速度提高的瓶颈。
　　Intel自 i8X0芯片组开始引入了 “Accelerated Hub Architecture”（加速集线器结构），成功地取代了原有的PCI总线。i820芯片组采用了相当于原北桥芯片的MCH（Memory Controller Hub，内存控制集线器）和相当于原南桥芯片的ICH（I／O Controller Hub，I／O控制集线器），采用带宽为266MB／s的专用总线连接MCH和ICH，带宽比PCI总线增加了一倍，使外设总线速度得以提高。i8X0芯片组为缓解了诸多设备共同占用原PCI总线带来的矛盾，在ICH中为系统提供了多种I／O通道，其中包括PCI、IDE（Ultra ATA／66）、USB、LPC等等，并新增了对AC97的支持。各种I／O设备使用自已的数据通道呈星形结构直接通过集线器交换信息，即提高了整个系统的速度，又减小了各设备间的相互干扰。
#1　　五、外部接口精简提速
　　i8X0芯片组已废除了对ISA总线的支持，在有些i8X0芯片组主板上已取消了ISA插槽。原挂接在ISA总线上掌握串并口设备数据传输控制权的I／O控制器也随之取消，因此i8X0芯片组采用LPC（Low Pin Count）接口作为原有ISA的替代品。低速的ISA总线即将被淘汰已成为不争的事实，但有些主板厂商为照顾有ISA设备的用户，在i8X0芯片组主板上使用了一专门的ISA to PCI桥接芯片（如IT8888F），配备了ISA插槽。
　　在外设备接口方面，高速串行接口芯片IEEE1394（数据传输率高达400 MB／s）也集成在主板上，如华硕P3BF－1394。符合USB2.0（数据传输率可望达到120MB/s～240MB／s）规范的主板也开始面世。（^462301b^）
#1　　六、“整合”技术大行其道
　　1999年主板的共同特色是采用了 “整合” 技术，将显示卡、声卡、网卡、MODEM、ATA66、IEEE1394等功能整合于主板上，使主板的功能得以扩展。“整合”技术的优点至少有三：一是提高了整机的性价比；二是主板扩展插槽减少使主板面积减小；三是整机能耗下降。
　　1999年大多数新型主板芯片组，均提供符合AC97规范（Audio Codec97，音频编码／解码器）的接口，只需在主板上附加一块模拟信号编码／解码芯片，就能以较低的成本实现音频处理功能和MODEM功能。很多新型主板上增加了一只短短的专用插槽AMR（Audio Modem Riser），只要在AMR插槽里插上AMR扩展卡，就能为PC附加音频处理功能和MODEM功能。
　　在主板的显示功能扩展方面，Intel 440ZX芯片组支持集成i740显示芯片；   Intel i810芯片组内置i752显示控制器；VIA MVP4上集成了Trident公司的64位2D／3D图形引擎9880；SiS620（SLOT 1、C370）／530（Socket7）集成显示芯片6326。
　　SiS公司的SiS620（SLOT 1、C370）／530（Socket7）是性价比很高的整合芯片组，SiS620将3D声卡、10MHz／100MHz以太网卡、3D显卡和V.90调制解调器的功能都纳入了芯片组封装中，SiS620芯片组支持P6总线协议，支持Celeron／PentiumⅡ／PentiumⅢ处理器。北桥芯片上集成了独立的64位2D／3D图形控制器，此图形控制器可使用最大8MB的帧缓存，而且通过UMA（统一存储结构）可以把主存作为帧缓存使用，除了一般的视频输出外，还可提供液晶平面显示器输出。
　　1999年9月23日，SiS公司又发布SiS630（Slot1、C370结构）／540（Socket7结构）最新整合芯片组，SiS630除保留SiS620的全部特性以外，其最显著的新特性是内置了128位的3D图形加速引擎SiS300／301，硬件支持DVD播放，3D性能直逼TNT2、Matrox G400，完全能满足对3D性能很高的游戏要求，一改整合芯片组3D性能不佳的现状，性能远远越过i810。就芯片组整合技术而言，SiS公司在业界处于领先地位。
　　VIA不甘落后，与S3合资成立了S3－VIA公司，将在明年初推出集成芯片组Savage4NB，强强合作，相信会给我们带来惊喜。
#1　　七、结束语
　　1999年主板性能增强不光体现在速度提升、功能扩展方面，主板厂商还采用并完善了各种技术，如节能技术、免跳线设置技术、超频技术、硬件监控技术、防病毒技术、故障检测技术、多CPU及廉价的双赛扬技术等等。其中，瞬间开机STR技术、廉价双赛扬技术、新型故障检测技术均属今年较为成功、有效、实用的新技术。这些新技术使主板工作更加稳定，性能全面增强。