接下來延續上一篇的主題,在介紹完落在 1992 ~ 1998 年的上古時代晶片組之後,我打算繼續介紹上古時期的歷代晶片組 (終於要進入我出生之後的年代了,雖然這篇的圖文應該跟上回差不多讓人頭痛,畢竟那是個還沒有甚麼精美文宣的時代 XD)。
歷代晶片組介紹-遠古時代
年代起訖:1995 – 1999
看到這個年代你或許會有這樣的疑問:咦?1992 ~ 1998 上次不是介紹過了嗎,怎麼遠古時代還是幾乎落在這個範圍裏沒有往前推進?
其實回想一下我介紹處理器發展史的時候就會知道,Pentium Pro 在市場上並不算成功,高昂的售價與在絕大多數人使用的軟體上並不出色的性能使其與 Pentium 並存了很長一段時間,而並未取代 Pentium,所以在晶片組上我們也可以看到這段歷史,我歸類在遠古時代這邊的晶片組基本上是用於搭配 Intel Pentium 之後直到 Intel Pentium III 前期的處理器的。
Intel 450KX/GX 晶片組
這兩款晶片組推出於 1995 年 11 月,推出的時間介於上篇介紹過的 430FX (也就是 Triton) 與 430HX/VX (也就是 Trition II) 之間,這兩款晶片組都是為了配合 Pentium Pro 而設計的,其中代號為 Mars 的 450KX 是比較低階的型號,僅能支援雙處理器,記憶體大小最大到 1GB,而代號為 Orion 的 450GX 則可以支援到四顆處理器同時運作,記憶體支援也一舉拉高到 8 GB,並且兩者都可以同時支援 Parity 與 ECC 記憶體偵錯。
這兩款晶片組的基本架構是相當類似的 (其實說真的這一代系統架構很複雜),因此 Intel 在發佈白皮書的時候其實是合在一起一併發佈的 (上圖中灰色部分僅在 450GX 上可用)。
- 82451KX 是圖上的 MIC (Memory Interface Components),一口氣要用上四顆才夠,與記憶體模組直連負責處理資料訊號的部分。
- 82452KX 則是圖上的 DP (Data Path),與 MIC 和 DC 直連。
- 82453KX 則是 DC (DRAM Controller),負責控制記憶體模組與肩負絕大多數當今電腦中記憶體控制器所要負責的工作。
由以上這一堆晶片拼起來才湊成整套 MC (Memory Controller),也就是現在我們所認識,已經被整合到處理器裡面的記憶體控制器,如果是在 450GX 平台上 (晶片代號結尾的 KX 全部換成 GX 即可),這樣的組合可以支援一次用上兩組,其中一組可以支援最多 4 GB 的記憶體,因此 450GX 能夠用上 8 GB 的記憶體就是這麼來的。
記憶體插槽左邊就是四顆 MIC。
而 450KX 的北橋除了上面這堆之外還有一顆 82454KX,是負責提供 PCI 介面的,也就是 450KX 要七顆晶片才能達成北橋的功能,450GX 更可以多達十三顆,因此當時 Pentium Pro 的主機板生產成本超級高,面積也超級大,塞不下的記憶體插槽甚至得用擴充卡的形式 (Riser Cards) 立起來 (不然根本放不下)。
除此之外 450KX/GX 還有一個很大的問題,作為高階伺服器產品線,卻只支援 FPM 記憶體,而比 450KX/GX 早了十個月推出,價格也便宜許多的 430FX 卻可以搭配 EDO 記憶體使用。
至於南橋的部分 450KX/GX 與 430LX/NX 是使用一樣的 SIO 家族晶片,所以還沒有將 IDE 介面整合到南橋晶片中。
Intel 440FX
推出於 1996 年 05 月,代號為 Natoma 的 Intel 440FX 晶片組在 Intel 晶片組的早期歷史上有很重要的地位,相較於 Pentium Pro 的失敗來說,真正能夠取代 Pentium 的 Pentium II 也差不多是在這個時期出現的 (略晚於 440FX 幾個月),440FX 也是 Pentium II 上市時所能搭配的第一款晶片組,基於 P6 架構的電腦在這時才開始逐漸成為主流。
前面提過 450KX/450GX 上有一些反而不如同期主流產品 430FX 的地方,這個問題在 440FX 上大致得到了改善,例如加入對 EDO 記憶體的支援,且 PCI 規格的支援也提升到 2.1 版本。
而且有一點很重要的改變,那就是 440FX 的晶片數量終於回到正常值了,北橋的部分包含了 82441FX (PCI Bridge and Memory Controller, PMC) 負責管理記憶體與 PCI 匯流排,掌控系統匯流排的控制與位置訊號以及 82442FX (Data Bus Accelerator, DBX) 負責掌控系統匯流排的資料訊號二者。
除此之外在南橋的部分 440FX 也終於追上早三個月改版的主流平台 430HX/VX,直接從 SIO 世代升級到 PIIX3,也就是加入了 USB1.0 與 IDE 界面的整合。
Intel 440LX/EX
推出於 1997 年 08 月,代號為 Balboa 的 440LX 晶片組是 Intel 首次在自家晶片組中加入對 AGP 的支援,所以行銷上名稱也從 PCISet 改為 AGPSet,除此之外 440LX 也是第一款支援 SDRAM 的 Pentium II 晶片組 (EDO 可以支援到 1 GB,SDRAM 則僅能支援到 512 MB)。
值得注意的是,與同期的 430TX 相仿,北橋的部分終於濃縮成單一一顆晶片了,身兼 PCI、AGP 2X、記憶體控制器三者合一 (稱之為 PAC),除此之外南橋晶片的部分也升級到 PIIX4,納入對 ACPI 與 UltraDMA/33 硬碟介面的支援。
相較於原先僅針對 Pentium Pro 設計的 440FX 來說,440LX 晶片組也能更加完整的利用 Pentium II 引入的新特色,可以說是乘勝追擊的一個良好案例。
至於隔年四月推出的 440EX,則基本上可以當成 440LX 的低階版本,從上面這張架構圖上可以知道架構上幾乎是一樣的,但在記憶體支援上限則降為 256 MB,也不提供 Parity 和 ECC,除此之外也取消了對多處理器的支援。
Intel 440BX/ZX 晶片組
與 440EX 同時間推出的 440BX (代號為 Seattle) 或許可以說是以 440 開頭命名的 Intel 晶片組當中最成功的型號吧 (所以把同時期的 440EX 給夾殺了 XD),規格上大致與 440LX 相仿,但面向的卻是主流市場所以在價格上有很大的優勢,而且首次引入對 100 MHz 系統匯流排的支援,這讓電腦的性能有了大幅度的提升。
除此之外由於 440BX 的穩定性與綿延許多年的相容性 (可以一路從 Pentium II 用到 Pentium III 的中後期),因此 440BX 被許多人認為是 Intel 自家晶片組歷史當中不可抹滅的經典。
至於晚了七個月推出的 440ZX 晶片組則是 440BX 的廉價版本,將對記憶體的支援降回 512 MB,並只留下對 SDRAM 的支援,同時也取消了多處理器 SMP 與 ECC、Parity 記憶體偵錯功能的支援,除了一般的 440ZX 之外還有一個只支援 66 MHz 系統匯流排的版本,代號為 440ZX-66。
Intel 440GX
這款晶片組推出於 1998 年 06 月,比 440BX 還要略晚,但早於 440ZX,之所以特別拉出來講是因為 440GX 是針對低階伺服器市場設計的 (地位上有點類似今日的 C236)。
440GX 與 440BX 比較主要的差異是對 EDO RAM 的支援被徹底移除,同時將記憶體的容量上限大幅提高一倍來到了 2 GB,並加入對 Pentium II Xeon 處理器的支援 (Slot 2 處理器)。
Intel 450NX 晶片組
這是最後一款 4 字頭的 Intel 晶片組了,與前面清一色使用 440 系列不同,這款被歸類為 450 系列,主要的原因是這是一款支援四路處理器的晶片組 (地位上類似今天的 Xeon E7 系統搭配的晶片組)。
從架構圖上可以發現 450NX 與前面介紹的其他 440 開頭晶片組在架構上有很大的不同,首先在北橋的部分由於高階伺服器是不需要強大顯示性能的,所以 450NX 沒有支援 AGP,因此在銷售上是被稱為 PCISet (與其他 450 頭的晶片組一樣),北橋的部分則是將記憶體控制器相關的功能與 I/O 相關元件整合為 82451NX (稱為 Memory and I/O Bridge Controller, MIOC),值得注意的是並不包含 Data Path 的部分。
除此之外,北橋的部分還有一個比較大的特色,在 PCI 通道的部分,透過 82424NX (PCI Expander Bridge, PXB) 的協助,450NX 系統上最多可以拉出四條 PCI 匯流排,其中一條則會與原先的南橋晶片 (依然是 PIIX4 家族) 連接,負責提供 ISA 等慢速介面。
在記憶體的部分,450NX 也使用了很有彈性的架構,系統可以支援最多兩組記憶體「子系統」(注意到這張主機板上沒有記憶體插槽了嗎?),每個子系統可以支援 至多可以支援高達 8 GB 的 EDO RAM (是的,450NX 不支援 SDRAM),至於 Data Path 的部分則是透過做在記憶體子系統上的 82453NX (Data Path Multiplexor, MUX) 達成,而每個記憶體子系統上還各有一個 82452NX (RAS/CAS Generator, RCG),負責處理記憶體時序的部分。
Intel 440 晶片家族比較
440FX | 440LX | 440EX | 440BX | 440GX | 440ZX | |
開發代號 | Natoma | Balboa | Seattle | |||
發佈年代 | 1996/05 | 1997/08 | 1998/04 | 1998/04 | 1998/06 | 1998/11 |
晶片數量 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
配套南橋 | PIIX3 | PIIX4 | PIIX4E | PIIX4E | PIIX4E | PIIX4E |
匯流排速度 | 66 MHz | 66 MHz | 66 MHz | 100 MHz | 100 MHz | 100/66 |
多處理器 SMP | 是 | 是 | 否 | 是 | 是 | 否 |
FPM 記憶體 | 支援 | 支援 | 不支援 | 不支援 | 不支援 | 不支援 |
EDO 記憶體 | 支援 | 支援 | 支援 | 支援 | 不支援 | 不支援 |
SDRAM 記憶體 | 不支援 | 支援 | 支援 | 支援 | 支援 | 支援 |
記憶體上限 | 1 GB | 1 GB | 256 MB | 1 GB | 2 GB | 512 MB |
記憶體 Bank 數 | 4 | 4 | 2 | 4 | 4 | 2 |
Parity | 支援 | 支援 | 不支援 | 支援 | 支援 | 不支援 |
ECC | 支援 | 支援 | 不支援 | 支援 | 支援 | 不支援 |
PCI 版本 | 2.1 | 2.1 | 2.1 | 2.1 | 2.1 | 2.1 |
AGP 支援 | 無 | AGP 2x | AGP 2x | AGP 2x | AGP 2x | AGP 2x |
Pentium Pro | 支援 | 不支援 | 不支援 | 不支援 | 不支援 | 不支援 |
Pentium II | 支援 | 支援 | 支援 | 支援 | 支援 | 支援 |
Pentium III | 不支援 | 不支援 | 不支援 | 支援 | 支援 | 支援 |
Intel 450 晶片家族比較
450KX | 450GX | 450NX | |
開發代號 | Mars | Orion | |
發佈年代 | 1995/11 | 1995/11 | 1998/06 |
晶片數量 | Up to 7 | Up to 13 | Up to 14 |
配套南橋 | SIO | SIO | PIIX4E |
匯流排速度 | 60/66 MHz | 60/66 MHz | 100 MHz |
多處理器 SMP | 是 | 至多四路 | 至多四路 |
FPM 記憶體 | 支援 | 支援 | 支援 |
EDO 記憶體 | 不支援 | 不支援 | 支援 |
SDRAM 記憶體 | 不支援 | 不支援 | 不支援 |
記憶體上限 | 1 GB | 8 GB | 8 GB |
記憶體 Bank 數 | 4 | 4 | 4 |
Parity | 支援 | 支援 | 支援 |
ECC | 支援 | 支援 | 支援 |
PCI 版本 | 2.0 | 2.0 | 2.1 |
AGP 支援 | 無 | 無 | 無 |
Pentium Pro | 支援 | 支援 | 不支援 |
Pentium II | 不支援 | 不支援 | 支援 (及 Xeon) |
Pentium III | 不支援 | 不支援 | 支援 (及 Xeon) |