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大彻大悟 英特尔5系列芯片组完全剖析

中关村在线西安站·三秦IT网 作者:ZOL 编辑:赵刚 08-12
随着英特尔Lynnfield和Clarkdale核心处理器(Core i7/i5/i3)渐近,配套的主板芯片也浮出水面,除商业平台的B55和Q57外,在消费级平台上,一共有四款芯片可供选择,即P55、P57、H55和H57。


大彻大悟 英特尔5系列芯片组完全剖析

大彻大悟 英特尔5系列芯片组完全剖析

  这四款芯片组基本上处于主流市场位置,它们将取代现在的P45和G45位置,不过在最新的Roadmap中,P57消失不见了。

◆ 三芯片演变成双芯片结构

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新的Nehalem处理器将采用二芯片解决方案

  由于在Lynnfield和Clarkdale中整合了PCIE 2.0控制单元(Bloomfield无),并且Clarkdale也会整合GFX图形单元,它们的整合度比Bloomfield更高,相当于将原来北桥(GMCH)的大部分功能转移到了CPU中,因此英特尔抛弃了过去的三芯片结构(CPU + GMCH + ICH),开始采用新的双芯片结构(CPU + PCH,PCH为Platform Controller Hub,原研发代号为Ibex Peak)。

  前面所说的的P55这些正是新的PCH芯片,除了包含有原来南桥(ICH)的IO功能外,以前北桥中的Dispaly单元、ME单元(Management Engine,管理引擎)也集成到了PCH中,另外NVM控制单元(NVRAM控制单元,Braidwood技术)和Clock Buffers也整合进去了,也就是说,PCH并不等于以前的南桥,它比以前南桥的功能要复杂得多。

  CPU与PCH间会采用传统的DMI(Direct Media Interface)总线进行通信,在三芯片时代,南北桥间就是依靠DMI总线作数据交换的,但是X58芯片(北桥)与Core i7处理器间用的是QPI(QuickPath Interconnect)总线连接。

◆ DMI总线会是瓶颈吗?

  DMI总线的带宽仅有2GB/s,QPI最高带宽可达到25.6GB/s,两者显然不是一个数量级的,因此有些读者可能觉得新的双芯片间数据通信会遭遇瓶颈,实际上这种担心是多余的。

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Clarkdale架构图(来自後藤弘茂)

  以後藤弘茂所作的这个架构图来看(原作为Havendale,与Clarkdale一样),在CPU内部,可以分为CPU核心(绿色虚线框)和GPU核心(红色虚线框)两块,在GPU核心这一块,包含有GPU控制器、内存控制器和PCIE控制器等几部分,相当于原来意义上的北桥,CPU与GPU这两个核心间是通过QPI总线来通信的,这与Core i7+X58组合平台是类似的。

  再看蓝色虚线框内的PCH芯片,主要是一些功能性的单元,比原来的南桥功能更丰富,但它与CPU间同样不需要交换太多数据,因此连接总线采用DMI已足够了。

  新的Nehalem平台采用了双芯片结构,但逻辑结构上和以前三芯片是一样的,各芯片间的通信方式也没有改变。

  回到P55/P57/H55/H57这几款PCH芯片上来,它们间有哪些异同呢?

  P55/P57应用于没有整合图形单元的处理器,H55/H57则适用于整合有图形单元的处理器。

  由于display单元是整合在PCH芯片中的,对于整合有GPU的处理器,需要一条单独的通道与PCH中的display单元连接,因此H55/H57芯片与CPU间会另外有FDI(Flexible Display Interface)接口,将CPU中的图形单元处理好的图形输出到显示设备。

  P55/H55与P57/H57间的区别主要是前者不支持Braidwood技术,P57/H57则是支持的。Braidwood其实是Turbo Memory(迅盘)改进版,整合的NVRAM控制器以及Braidwood模组接口,能够成为系统与存储界面的缓冲,使入门级PC拥有如同SSD般的读写及存储效果。

  另外在一些Intel技术支持上也有些区别,如P57不支持Matrix Storage管理和ME Ignition FW技术。H57不支持Rapid Storage技术,也就是说不能用多硬盘组Raid。

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◆ 多卡互连的工作模式

  再看看多卡互连的情况,这里指外接显卡之间互连(仅P55/P57支持),在Lynnfield和Clarkdale处理器中的PCIE 2.0控制器包含有16条PCIE通道,可以支持x16或x8+x8模式, 另外在PCH芯片还包含有8条PCIE通道(H55只有6条),其中有两条PCIE通道分别被WiFi和GbE占用,可供使用的还有剩余的4-6条通道,也就是还能提供一条x4模式PCIE 2.0接口,结合CPU中的16条PCIE通道,一共有x8+x8、x16+x4、x8+x8+x4这样几种多卡互连的模式。

  在目前大部分P55主板都SLI互连,这主要取决于厂商与NVIDIA之间的协议,也有少数P55主板是不支持SLI的。

  P55主板已经有售,H55/H57明年第一季度上市,而P57可能会“出师未捷身先死”。

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