Intel 5 6 7 8系列芯片组介绍

芯片组

Intel 5 6 7 8系列芯片组介绍

Iknow.2015-11-05 22:40|知识编号：122257

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【Inetl 5、6、7、8系列芯片组介绍】

芯片组是主板电路的核心。一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次，是"南桥"和"北桥"的统称，就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组。而Intel芯片组是专门为英特尔的处理器设计的，用来连接cpu与其他的设备如内存、显卡等。

Intel目前主流的芯片组是X79、H77、Z75、Z77、Q77、Q75、B75；Z68、P67、H67 、H61 ；H55、P55、X58等，GXX系列带有集成显卡，而PXX系列没有集成显卡，到了7的时候没有P系列；同系列的小号均是大号的精简版。一般都是数字越大，芯片组越新。普通芯片组（加字母P、G等）是指在台式机上使用的芯片组，而在笔记本上使用的芯片组一般会再加M（Mobile）。下面就分别介绍一下5、6、7系列的芯片组：

Intel 5系列芯片组：

随着英特尔基于Lynnfield（林恩菲尔德）和Clarkdale（克拉克代尔）核心的处理器（core i7/i5/i3）发布，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。

【这是2009年Intel 5系列的发布图，高端的X48、X58，主流为P、H系列】

由于在Lynnfield和Clarkdale的CPU中整合了PCI-E 2.0控制单元和GFX图形单元，它们的整合度比Bloomfield高，相当于将原来北桥（GMCH，图形/存储器控制器中心，俗称为“北桥”）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）。新的PCH芯片除了包含有原来南桥（ICH）的I/O功能外，以前北桥中的display单元、ME（Management Engine，管理引擎）单元也集成到了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。

【新的Nehalem（尼黑勒姆）架构处理器采用二芯片解决方案】

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芯片的北桥与Core i7处理器间用的是QPI（Quick Path Interconnect）总线连接。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。

以下面这个架构图来看，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PCI-E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。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平台虽然采用了双芯片结构，但逻辑结构上和以前三芯片是一样的。

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

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

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，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，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。

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PCI-E 2.0控制器包含有16条PCI-E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PCI-E 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。

扩展输入输出方面，P57、P55、H57、Q57支持14个USB 2.0接口、6个SATA 3Gb/s接口、8条PCI-E 2.0 x1插槽、4条PCI插槽，最低端的H55删减至12个USB 2.0接口、4个SATA 3Gb/s、6条PCI-E 2.0 x1插槽。

X58是5系列的旗舰芯片组，性能上非常强大，上一代X48的替代品，X58芯片组主板支持Intel LGA 1366接口的Nehalem与Westmere处理器Core i7，由于处理器已整合传统北桥中的内存控制器，所以原来的北桥GMCH更名为IOH，不同于P5x系列，由于PCI-E控制器未被整合，所以通过全新设计的一条高速QPI接口来连接处理器中的内存控制器，支援的最高速度为6.4 GT/s。与其搭配的仍为ICH10南桥，IOH仍通过DMI接口来连接南桥。同时支援<ATI的CrossFire和NVIDIA的SLI，支援最大24GB的三通道DDR3 800/1066内存。

总结：其中H55主要适用于低端I3平台；P55主要适用于i5和低端i7，这两种主板都是1156针脚平台。而最高端的X58做工用料最好，支持1366的顶级i7处理器。基本是X58 > P57 > H57 > P55 > H55。

Intel 6系列芯片组：

英特尔新一代处理器Sandy Bridge（沙桥）处理器已经发布，配套的主板芯片的信息也渐趋明朗，在商用平台上会有Q67、Q65和B65，在我们关注的消费级平台上将推出三款新的芯片组，分别是P67、H67和H61。

图为2010年intel主板芯片组路线图：分别有入门级、主流级、高端级产品

P67和H67在2011年1月和Sandy Bridge处理器一同发布，代替P55和H57、H55位置，而在2011年第二季度发布入门级产品H61代替G41。

但是2011年2月Intel宣布：伴随Sandy Bridge系列“第二代Core架构处理器”推出的6系列芯片组（代号Cougar Point）发现了设计方面的问题。涵盖所有6系列产品，包括P67、H67以及其他各款移动、商用型号。问题存在于SATA接口可能随时间推移出现降级状况，影响硬盘、DVD光驱等SATA设备的性能”。Intel进一步解释称，此电路设计问题存在于6系列芯片组提供的4个SATA 3Gbps（SATA 2）接口上，具体是该接口电路PLL时钟树中的一颗晶体管。值得注意的是，6系列首次加入的两个SATA 6Gbps（SATA 3）接口不存在此问题。Intel召回问题主板重新进行了设计，此后B3步进的主板不存在此问题。

下面简单看看P67、H67芯片组的一些特性、区别：

【上图为P67芯片组的结构示意图】

从上面的P67芯片组平台结构图可以看出，PCI-E总线和内存控制器继续被CPU所集成，处理器中的PCI-E通道能支持x16或x8+x8模式，P67芯片组已得到NVIDIA SLI的授权，可以组建双路x8模式的SLI和CrossFire。P67的PCH芯片提供14个USB 2.0接口，很可惜依然不支持USB 3.0，值得高兴的是，在它提供的6个SATA接口中，有2个是SATA 6Gb/s接口，这意味着英特尔在6系主板中开始原生支持新一代的SATA 3标准。P67还支持Intel Extreme Tuning”内存优化技术。

【上图为Intel H67主板芯片平台结构图】

H67芯片组可以使用处理器的集成显示核心，支持HDMI和Display Port的输出，为了不至于让DMI总线过于拥挤，英特尔在H67上单独开辟了一条专用通道来传送显示数据，即FDI（Flexible Display Interface），这和H55上的做法是一样的。H67也提供了2个SATA 6Gbps接口，但是不支持USB 3.0。与P67相比，H67不允许CPU提供的PCI-E通道拆分，也就是只能是x16的单插槽模式。

而入门级的H61可以说是P67的精简版本，不支持SATA 6Gbps，USB 2.0接口删减到10个，H61最多只有两个内存插槽，每个通道一条插槽。PCH芯片组内提供的PCI-E总线也仅有6条，不支持RAID。

英特尔6系列与5系列主板最大的区别在于：第一：对SATA 6Gbps（SATA 3）的原生支持，P67和H67都有两个原生的SATA 3接口。第二：6系列芯片组中放弃了对PCI总线的支持，P67、H67主板上的PCI插槽都是通过第三方芯片由PCI-E通道桥接而来的，并且PCI-E总线速度由原来的2.5GT/s提升到了5GT/s，带宽提升了一倍。第三：支持DDR3系列内存。可惜的是仍然不支持USB 3.0技术。

附：SATA：是一种串行硬件驱动器接口，具有结构简单，支持热插热拔的特性，传输速度为150MB/s，比PATA的100MB/s高50%；SATA 2 速度为300MB/s；SATA 3 速度为600MB/s。第一版USB 1.0是1996年出现，传输速度为1.5MB/s；第二版USB 2.0是2004年出现，传输速度为480MB/s，然而第三版的USB 3.0的传输速度为6Gb/s。

兼容性，7系列主板全部都可以直接向下兼容Sandy Bridge处理器；不同之处在于，一则H77不支持处理器超频，二则Z75没有SRT固态硬盘加速技术，三则就是处理器PCI-E总线的分配，分别可拆成三路、双路和单路。

对于7系列芯片组的定位有所不同，简单分类如下：

H77为最低端型号，仅有一条PCI-E x16插槽，集成音频Codec支持双路HDMI/DP音频不支持超频，但延续了Z68的SRT固态硬盘加速技术。

Z75支持2x8双卡，支持超频，但不支持SRT固态硬盘加速技术。

Z77则完整提供超频功能，SRT硬盘加速，PCI-E通道也可划分为1x16、2x8或1x8+2x4。

Q系列的芯片主是商业芯片组，Q77支持固态硬盘加速。Q75和B75对SATA 6Gbps接口、usb接口进行了削减。

对于发烧玩家级来说，还有一款x79芯片组的主板，拥有7系列的所有功能。

上图为Intel Z77芯片组的结构示意图

7系列芯片组在内存支持上也有不小的改进，标称频率从1333MHz提高到1600MHz，实际上通过超频最高都可以达到2800MHz（当然也得看主板），同时还增加支持了低压低功耗的DDR3L。另外还有商务领域里的B75、Q77、Q75。后两款要稍后才会发布，而且普通消费者根本看不到它们，就不多说了。

B75则因为技嘉和微星等不少厂商的青睐，以及H61后继无人等原因，预计将会在主流和低端市场上频频出现。B75砍掉了处理器超频、SRT固态硬盘加速、双路显卡等高级技术，因此成本得以大大降低，但是，基本功能还是一应俱全的，包括三屏独立输出、1个SATA 6Gbps和5个SATA 3Gbps接口、4个USB 3.0和8个USB 2.0接口、8条PCI-E 2.0通道、RAID、千兆以太网等等，特别是又找回了失落的原生PCI总线支持。（以下为B75）

8系列芯片组介绍

Haswell的发布不可谓不盛大，但一大批处理器型号几乎吸引了所有目光，配套的芯片组却基本被遗忘了，很少有人讨论8系列。当然了，现在的芯片组严格来说只是以往的南桥，负责系统输入输出功能，值得大书特书的地方并不多，8系列相比上代的改进也很有限，但是没有芯片组，处理器就成了无源之水。

【8系列芯片组规格对比】

Intel并没有明示8系列的制造工艺，但看起来应该是终于升级到了45nm（4-7系列一直都是65nm）。封装形式仍是FCBGA，其中桌面版尺寸23×22毫米（缩小了31％）、厚度1.602毫米、焊球数量708个、焊球间距0.65毫米；移动版尺寸20×20毫米（缩小了36％）、厚度1.573毫米、焊球数量695个、焊球间距0.593毫米。

桌面上有五款型号，分别是高性能可超频的Z87、主流的H87、低端的B85、商务平台的Q87/Q85。B85其实本来也是主要面向企业用户，但就像前辈B75，物美价廉的它被推向了低端桌面市场。笔记本上有消费级的HM87、HM86和商务型的QM87。

其实Intel还准备了更入门级的H81，取代老旧的H61，但暂时还没有发布，具体何时推出也不知道。

8系列芯片组支持最多六个USB 3.0、六个SATA 6Gbps（7系列最多四个/两个），这是最为突出的，而且还支持“Flex I/O”弹性输入输出技术，可灵活配置PCI-E/USB/SATA输出，这个后边详细解释。

8系列还全部支持Intel WiDi无线显示技术、NFC近场通信技术、Intel IPT身份保护技术，主动管理技术也升级到AMT 9.0（仅限Q87/QM87）。数字输出管理从芯片组转移到了处理器内部，这边就只剩下了模拟的VGA。

Z87、H87都可以支持六个USB 3.0、八个USB 2.0、六个SATA 6Gbps，而且支持Flex I/O，不同之处在于H87不支持超频，也不支持多路显卡，但多了SBA。

B85砍掉了Flex I/O、RAID、SRT，但是和H87一样支持SBA，接口配置为四个USB 3.0、八个USB 2.0、四个SATA 6Gbps、两个SATA 3Gbps。

H81进一步删除了PCI-E 3.0、三屏显示、RST、SRT、SBA，每通道最多一条内存，六条PCI-E 2.0、两个USB 3.0、八个USB 2.0、两个SATA 6Gbps、两个SATA 3Gbps。

桌面8系列芯片组规格表

移动8系列芯片组规格表

消费级8系列芯片组规格表

商务级8系列芯片组规格表

Z87架构图

H87架构图

B85架构图

Q87架构图

Q85架构图

【Flex I/O弹性输入输出技术】

这是8系列的一个新特点。以往芯片组所支持的SATA/USB接口数量、PCI-E信道数量都是固定的，一款型号该多少就是多少，8系列的新架构则允许主板厂商根据不同需求，灵活地配置同一芯片组支持不同数量的USB 3.0、SATA 6Gbps、PCI-E 2.0，比如在小板上USB可以多一些，大板上则多提供些PCI-E。

8系列芯片组一共有18个端口，其中固定的有四个USB 3.0、四个SATA 6Gbps、六条PCI-E 2.0，剩下两对就可以自定义了：第一对（端口5/6）可以是USB 3.0/PCI-E，第二对（端口13/14）可以是SATA 6Gbps/PCI-E。

但是注意：PCI-E 2.0最多只允许八条，所以最多只能有一对配置为PCI-E，不能两对同时；如果想提供mSATA接口，只能使用端口13/14。

此外，GbE千兆网卡控制器可以挂接在任何PCI-E信道上。

USB 2.0接口是不参与上述配置的，但如果USB 3.0配置为六个，那么为了平衡起见，USB 2.0就会从十个减少到八个，以保持总量仍为十四个。

除了B85、Q85之外，其它型号均支持Flex I/O，这两款型号的端口5/6固定为PCI-E 2.0，端口13/14则固定为SATA 3Gbps。

桌面版8系列芯片组接口配置

移动版8系列芯片组接口配置

【显示输出配置】

刚才就已说过，haswell处理器把原本在芯片组里的数字输出显示给拿了过来，只留下VGA，并且删除了LVDS/SDVO。这可以让系统更好地支持S0ix超低功耗电源状态，大幅度降低待机功耗、提高休眠唤醒速度，并且在数字输出配置方面也更为灵活，尤其是支持WiDi的时候。

7系列芯片组与处理器之间有一个8x FDI显示通道，现在既然数字显示都到了处理器内部，FDI界面也大大简化了，仅需2x用来满足VGA。未来Intel如果狠心彻底移除VGA（早就列入日程了），FDI也就没有存在的价值了。

此外，DDI音频引擎也从芯片组跑到了处理器中。曾经功能齐全的芯片组现在是越来越简单了。

Haswell支持三个数字输出端口，都可以配置成DVI、HDMI、DisplayPort。HDMI支持立体3D、4K超高清、x.v.color、Deep Color，DisplayPort则支持DP1.2、HBR2、MST。

对比笔记本处理器而言，里边还会有一个eDP x4，用来直连显示屏。

如果只接一台显示器，笔记本的最高分辨率可达3840×2160（60Hz/24bpp），台式机则是DisplayPort 3840×2160、HDMI 4K（24Hz）/1080p、DVI/VGA 1920×1200。

双显的时候，笔记本外接屏幕可以使用任意接口，包括WiDi。台式机就有点复杂了：DisplayPort可以搭配任意类型，DVI/HDMI可以混搭，还均能搭配VGA/WiDi。双VGA、双WiDi是不行的。

三显呢，笔记本上等于桌面双显额外加一个eDP，桌面上就有太多组合了，自己看吧。

最后提一句，Haswell处理器还从芯片组那里夺来了电压控制器，可以更好地支持超频，同时大大减少主板布线（少了五条电路），但对于主板厂商来说就更悲哀了：能发挥的空间越发狭窄。

转载：http://iknow.lenovo.com.cn/detail/dc_122257.html

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