南北桥芯片的消失

参考：

• 当年电脑主板上的北桥芯片和南桥芯片为何消失了？
• 关于 “普通南北桥架构 & 复杂南北桥架构 & NUMA系统架构” 相关内容，详见 “《NFV的基石_深入浅出DPDK》/Cache和内存/存储系统简介”

一些旧架构主板图

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北桥

位置与邻居

• CPU

  • 它是主板上除了CPU之外最重要的芯片。 它直接与CPU相连，决定主板支持的CPU型号和频率。

    具体来说，北桥芯片位于距离CPU最近的主板上。

    这种设计考虑到北桥芯片和CPU之间的通信必须尽可能靠近。 毕竟，它涉及高速信号处理。 为了提高通信性能，需要尽可能缩短传输距离。

• 内存、显卡

  • 北桥芯片还集成了内存控制器和 PCI-Express 控制器，以协调内存、显卡和 CPU 之间的通信。

• 南桥芯片

  • 同时，北桥芯片和南桥芯片也相连，使整个系统协同工作。

• 主板

  • 早期的主板通常以北桥芯片型号命名。 不同型号的北桥支持不同的CPU和内存规格，这也会影响主板的性能。可见北桥在计算机中起着非常明显的作用。

为何被替代

• 内存控制功能

  • 随着 CPU 变得越来越强大，它们开始拥有自己的内存控制。 这一改进让CPU能够更好地管理与主板的通信，以更高效、更快速的方式完成数据传输和协作。

    就像城市里新开通的高铁一样，再也不用绕道北桥芯片了！

• 图形核心功能

  • 随后，图形核心也开始集成到CPU中，取代了北桥芯片的另一项工作。

• 其他

  • 北桥芯片的任务逐渐减少，最后几乎所有功能都集成到了CPU中。

    北桥芯片曾经是主板的重要组成部分，现在逐渐变得不再必要，这就是它消失的原因。

南桥

在北桥被替代这个过程中，主板上的南桥芯片的作用就变得越来越重要。

位置与邻居

• IO总线
  • 它位于主板的右下侧，负责处理I/O总线之间的通信。 它是计算机系统与外部设备之间的“桥梁”
• PCI总线
  • 它负责PCI总线、USB、有线网卡、声卡、SATA、键盘和鼠标以及实时时钟控制器 、先进的电源管理和温度监控等功能

南桥的作用越来越重要。 现代主板还会提供额外的插槽，例如低速 PCI-Express 插槽和 M.2 固态硬盘插槽，这些插槽将接管以前由北桥执行的部分任务，减轻 CPU 的负担。

为何可能被替代

然而，随着CPU性能的不断提高。目前，一些现代CPU已经集成了南桥芯片的部分功能。南桥芯片正在逐渐失去其重要性。

例如：

• IO控制器
  • 例如PCI-Express控制器、USB控制器，甚至声卡和SATA控制器。

北桥已经消失，部分主办的南桥也没有了

• 例如，在一些支持AMD Ryzen处理器的主板和一些特殊用途的主板上，南桥芯片不再可见。

这些变化是技术进步的必然结果。随着半导体技术的发展，CPU 的功能越来越强大，能够承担更多的任务。这也意味着现代主板已成为更加简化的插件平台，不再需要大规模芯片组来协调通信和控制。