GIGA NVIDIA芯片组主板

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GIGA 全系列NVIDIA CHIPSET 主板

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一起来看看nVIDIA的第一代主板芯片组产品nForce吧。与以往的大多数主板芯片组相同，nForce同样采用了南桥与北桥的双芯

片设计，不过它还是依然有许多与众不同之处的。nVIDIA首先赋予了自己的nForce芯片组的北桥芯片和南桥芯片响亮的名字——IGP(Integrated Graphics Processor)和MCP（media and communications processor）从名称来看我们便能够直观的了解到两款芯片的主要功能。

北桥芯片——IGP

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通常来讲，我们俗称的“北桥芯片”的主要作用是将CPU、内存和图形系统有机的连接起来，因此北桥芯片的体积会稍微大一些，这是因为北桥集成了连接系统主要部件CPU、内存和图形系统的众多信号线路，从而集成了更多数量的晶体管，芯片的引脚数量也相应较多。北桥新品的设计决定了中央处理器、内存和图形处理系统之间的数据传输带宽的大小，因而对系统性能表现的影响相当巨大，它不仅仅决定了系统与内存之间的接口带宽，同时还决定了系统能够使用的内存类型，也就是主板是采用SDRAM还是RDRAM，是支持单通道还是支持双通道。

通过上面这张构架图，我们能够很清楚的了解到nForce IGP的规格特性。这款芯片最大的特点就在于它首先提供了对于DDR双通道内存的支持，而此时竞争对手的产品还只是停留在单通道的技术水平。nForce对于DDR双通道内存的支持，源自于北桥芯片(IGP)中提供了双Bank的内存控制器，并且它也因此拥有了128位的内存带宽。此外，由于特有的内存交错控制（两个64位的内存控制器）和DASP（动态适应式随机推测预处理器）技术——其作用与CPU中采用的L3 Cache缓存非常相似，使得内存系统的延迟时间能够大大缩短。

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北桥芯片内部还整合了当时主流的图形核心GeForce2 MX，它拥有第二代T&L引擎、逐像素着色操作、填充速率达到每秒350百万像素，而且由于内部带宽达到了1.5GB/s这已经是相当于AGP 6X的带宽，而当时的外接显卡却只能达到AGP 4X的速率，这也显示出了nForce内部整合图形核心的性能优势。当然，这种优势需要你有双通道的DDR内存才能够得以发挥。不过这种性能的图形核心已经将当时的I810、I815以及VIA的PM133等产品远远的甩在了后面，也正是nForce使我们初步体会到集成显卡原来也能拥有不错的性能。

南北桥的双向数据交换也很大程度上影响着系统的整体性能发挥，nForce在这一点上具有前瞻性的运用了AMD的HyperTransport连接总线，比起传统的PCI总线以及VIA的V－Link接口带宽提高了许多。

南桥芯片——MCP

北桥芯片决定了系统的主要性能水平，而南桥芯片则极大程度上扩展了系统的周边功能及应用。从nVIDIA将传统的南桥芯片命名为MCP（media and communications processor）媒体和通信处理器来看，他们已经不单单把这颗芯片作为以往意义中的南桥来设计，这颗芯片将具备比以往更加强大和多样化的功能，而音频和网络连接则是重中之中。

通过下面的图片，我们能够很直观的了解到MCP的主要功能。

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简单概括如下，2条IDE ATA-100通道；完全硬件支持DirectX 8的音频处理器(APU)，包括一个硬件杜比数码5.1编码器；6个USB通道 LPC总线，用来实现对PS/2键盘、PS/2鼠标、COM串行口、LPT打印机口、软盘驱动器的支持；网络控制器支持10/100 M以太网、HomePNA 1.0/2.0 整合软件modem和2/4/6声道音频编解码器 PCI总线控制器。

不同搭配，各种选择

为了满足不同的市场定位以及不同用户的需求，nVIDIA公司将自己的nForce芯片组区分为如下几个型号：北桥芯片分为IGP-64和IGP-128两种，南桥芯片分为MCP和MCP-D。IGP-128芯片提供了128位的带宽接口以及双bank内存控制器，而IGP-64芯片只有64位带宽接口并且没有内存交错控制器；南桥芯片MCP-D整合了杜比数码5.1解码器，而MCP芯片并没有提供这个功能。由这不同的四种南北桥芯片组合而成的四种搭配方式使得nForce芯片能够适应从低端到高端多种用途，从下图就可以清楚的看到：

上面所列出的各种组合都能够利用其内部整合的图形显示系统，也可以利用AGP接口使用其它显卡，如果把显示系统也算进去的话，那么最多的组合数目将达到32个，方便用户自行选择其自己需要的配置。

然而，市场才是检验一切的真理，虽然nVIDIA力图为消费者营造出一款全能型的平台产品，但图形芯片的加入和APU音效处理器的整

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合却带来了令人无法接受的高成本，在不错的性能面前过高的售价使nForce的性价比全无优势可言，nForce220和nForce420可以说没有得到一点民心。nVIDIA也看到了这种情况，他们也及时地修改了策略，推出了去掉图形内核的新版本北桥芯片nForce415，然而这样的动作来的太晚了，当nForce产品进入市场的时候，早已经没有了为它预留的位置，产品推出的最佳时机已经错过了。

虽然后来有消息说nVIDIA有在原有芯片组的基础上研发了nForce620系列，它包括nForce 620-D和nForce 615-D，比原来的nForce芯片组最大的改进就是增加对DDR 333内存的官方支持，配合双通道内存设计，其内存带宽可以达到5.4GB/s，性能进一步提升。然而一直到最后我们也没有能够见到采用这两款芯片组的产品上市，nVIDIA也表示他们将会放弃生产nForce620和nForce615芯片组，原因是这款主板的亮点太少了。

拥有众多先进的技术，但昂贵的售价以及错误的上市时机使nForce最终无功而返，至此，nForce的第一代芯片组产品也画上了不圆满的句号，来时轰轰烈烈，去时悄无声息。

nForce的IGP和MCP确实有许多过人之处，而他们具有的众多新技术和优秀功能在当时看起来也相当诱人，就让我们一起来回顾一下这些曾经令人激动不已甚至到现在都还是主流的技术吧。

TwinBank Memory Architecture（双Bank内存控制器）

早期的AMD以及当时Intel主流平台的芯片组产品，如VIA的KT133A和Intel的I815芯片组都只有64位的内存接口，这同时也是SDRAM的标准带宽，在使用较为常见的PC100的SDRAM内存时，系统的内存带宽为800MB/s。虽然在高端市场Intel力推的I840、I850等芯片组产品使用了采用双通道技术的RAMBUS，而其根本原因在于双通道的RAMBUS具有较高的延迟，而系统延迟又很大程度上取决于所用内存的延迟，因此只有采用双通道才能有效降低内存系统对于系统整体性能的影响。不过后来事实证明，虽然RAMBUS能够为我们带

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来超强的性能表现，但它的价格却是令人难以接受的，内存的高价再加上平台的巨额投入，使Intel的RAMBUS计划最终不得不中途夭折，而Intel也差一点因此大伤元气。

相比之下nVIDIA在此时的预见性还是很强的，它们不但看到了DDR低廉的生产线改造成本带来的平易近人的价格，也看到了双通道对于内存性能以致整个系统性能提升的重要作用。nForce便集成了两种产品的长处，它使用延迟较低的SDRAM或者DDR内存，并提供了双Bank设计，这样做的好处便是内存带宽的加倍而延迟却得以减半，系统性能因此大幅提升。此外，由于是通过两个64位的内存控制器实现的128位内存接口，因此二者还能够相互独立的进行运作，对内存的容量也没有过多的限制。

因此，中央处理器(CPU)以及图形处理器(GPU)、音效处理器(APU)都可以同时获得每秒4.2 GB的内存带宽，而且还可以并保证每次都可持续性地完成所有的程序应用。事实上，与同级的双通道RDRAM芯片组3.2GB/s的带宽相比，双通道DDR内存在测试中可以让将系统的最高内存带宽提升大约30%。与其他系统所使用的内存控制器不同的是，双Bank的单步骤内存控制器可以有效地降低系统内可能隐藏的不稳定性，而且还可以改进整体系统的表现。

Danymic Adaptive Speculative Pre-processor （DASP动态适应式随机推测预处理器）

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对于这项技术，nVIDIA并没有透露太多的技术细节，但是给人的感觉它就好像是CPU的L3 Cache，也就是说利用其内部固化的大约为40线、大小约为64KB的缓存来存放CPU下一步将会使用的数据，当然，这是需要特殊的算法才能预计出来的，具体的算法我们也不得而知。由此，CPU便可以在下一步的运算当中从这部分缓存里读取所需要的数据，从而节省了从主内存中读取这部分数据的时间(CPU在此时优先从这部分缓存当中读取所需要的数据)。因此其最重要的功能就是大幅缩短CPU同芯片组和内存之间的数据交换延迟时间，从而提高系统整体性能.

整合的GeForce2 MX显示芯片

nVIDIA在nForce芯片组的IGP芯片中整合了以GeForce2为核心的图形芯片，它也因此提供了当时看来功能最为强大的整合图形芯片效果。而nVIDIA所提供的整合芯片组的显示核心性能指标看起来也与GeForce2 MX系列产品非常相似。

运行频率为175MHz的两个图形渲染单元，350M/S的像素填充率，这些都足以保证nForce能够提供接近主流独立显卡产品的3D性能，测试结果表明当使用单通道64位内存时，受内存带宽的限制nForce芯片组的图形效能接近GeForce2 MX200；而当使用双通道DDR内存从而提供128位显存带宽时，nForce则可以提供接近GeForce2 MX400的性能，再加上相当于AGP 6x的内部传输带宽，nForce的图形性能完全能够满足大部分的主流应用。同时外接的AGP 4X接口也满足了用户继续升级显卡的需要。

Hyper Transport连接技术

与传统的PCI总线连接技术以及最近INTEL的hub architecture和VIA的V-Link所使用的266MB/s接口不同,nFORCE使用的是AMD的HyperTransport接口，它使用的依然是8位的连接方式，但是却运行频率在400MHz这样的高频上，提供上行和下行各400MB/s总共800MHz/s的带宽，从而使得在处理诸如视频、音频等事务的时候，数据的传输实现无缝，并且不会中断。

音频处理器--APU

nVIDIA把nForce整合的音频处理器命名为APU(Audio Processing Unit)，它与Xbox的音频处理系统如出一辙。 这个APU也是当时第一个支持DirectX8的硬件音频处理器，同时支持256条同步立体音频流或者64条3D音频流加上192条同步立体音频流的规格，以及对于杜比数码5.1编码器的支持，都使这款APU打破了以往人们对于整合声卡的糟糕印象，它甚至强于市面上的一部分独立声卡。

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nVIDIA把自己的APU定位为多处理器的音频处理引擎，从上面的图中就能清楚的看出，APU处理之后的数据将输出到系统内存中，如果用户想要的话可以将其输出到AC’97芯片或者USB音箱中。其内部的声效处理芯片为固定功能的DSP(digital signal processor)，另外还有一个可编程的DSP来控制全局，再加上一个用来设定所需要的所有资料和参数的并且控制这两个DSP所需要的资源的设定引擎，这款APU将是目前所能见到的功能最强劲的声音处理系统。

另外，其整合的杜比数码5.1编码器可以输出AC3音频信号来满足家庭影院的需要。

整合的驱动程序

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就像nVIDIA对于其显卡的驱动一样，在这个nFor测芯片组的主板上也只需要安装一个集成的驱动便可以一切搞定，再也不需要像以前那样先安装芯片组的驱动，然后安装IDE控制器驱动，还要安装显卡、网卡、声卡的驱动了，同时其所有的驱动也都是UDA设计，保证了向下的兼容

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/a8z1.html