北桥芯片和南桥芯片去哪里了？

 

说起主板的南桥和北桥芯片，这可能是一件暴露年龄的事，毕竟现在的主板上最大、最重要的那个芯片就是南桥了，根本没有北桥芯片的踪影，那么它去哪里了？答案很简单，被CPU和南桥芯片整合了。

北桥芯片（North Bridge）和南桥芯片（South Bridge）合称就是主板的芯片组，是支撑整个主板运行的关键，早在586时期的电脑主板就已经采用了这种架构。其中北桥是离CPU最近的芯片，这主要是考虑到北桥芯片与CPU之间的通信最密切，且处理的都是高速信号，为了提高通信性能而缩短传输距离。北桥芯片Intel通常标识为MCH，主要负责内部数据传输，通过前端总线FSB（Front Side Bus）与CPU进行直接通讯，并决定了支持的CPU型号和主频。

除此之外，北桥芯片还集成了内存控制器和PCI-Express控制器（早期是AGP），所以内存、显卡和CPU的通讯都要通过北桥来完成，同时它还要与南桥芯片连接通讯，可见北桥芯片在主板上的重要性不言而喻。早先的主板通常都是以北桥芯片型号来命名，不同型号的北桥支持的CPU和内存的性能也不一样，例如Intel在奔腾四时期的865和845，前者支持800MHz的FSB频率和双通道DDR400内存，而后者仅支持533MHz的FSB频率和单通道的DDR333内存。除此之外，早期的集成显卡也是整合在北桥芯片中，这在命名方式上也会有所体现，例如Intel同时期的845G和865G，以及后来的G41和G51等，G即是Graphics，内建图形卡的意思。

由于内存与CPU进行通讯需要通过北桥芯片，这就好比从广东省的中山市到深圳市需要拐个大弯，而北桥芯片就相当于著名的“虎门大桥”。为了提升通讯效率，AMD从Athlon64开始就在CPU中整合了内存控制器，而Intel也从第一代酷睿开始整合了内存控制器，从PCB的走线可以看到内存插槽所有的引线都汇总到了CPU的底座，这就相当于中山市和深圳市之间即将开通的“深中通道”，这是第一次给北桥芯片“减负”。

到了2010年，Intel开启了“胶水时代”，开始把显卡整合在CPU中，但此时它们仅仅是整合在一块基板上，之后才真正整合在了CPU中，也就是大家熟悉的核心显卡，还集成了PCI-Express控制器，增加了带宽并降低了延迟，同时FSB也完成了使命寿终正寝，取而代之的的是全新的QPI和DMI。AMD后来也将显卡核心整合在CPU中，例如大家熟悉的APU。到此为止，北桥芯片几乎所有的功能都已经整合到了CPU之中，自然也就没有存在的必要了。

南桥芯片，Intel通常标识为ICH，一般位于主板布局的右下方，这主要是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。南桥芯片主要是负责I/O总线之间的通信，充当着计算机系统与外周设备之间的"桥梁"，例如PCI总线、USB、有线网卡、声卡、SATA、键盘鼠标、实时时钟控制器、高级电源管理和温度监测等。而现代的主板为了降低CPU的负担，也会提供额外的低速的PCI-Express插槽和M.2固态硬盘插槽，相当于是整合了北桥的部分功能，所以现在南桥反而成为主板上最重要的芯片，名称也被改称为PCH，例如现在的Z790、B760等。

随着半导体工艺的演进，CPU的性能不断增强的同时，可整合的内容也更多，例如SATA控制器和USB控制器，而网卡、声卡和无线网卡等设备也可以通过PCI-Expesss通道与CPU直接通信，例如国产X86处理器兆芯KX-600，就整合了南北桥芯片所有的功能，所以这样的主板连南桥芯片也不需要了。

这样的情况在我们常用的平台也有，例如支持AMD的Ryzen华擎Deskmini A300 STX主板，也是没有南桥芯片的，因此以后的主板如果全面取消南桥芯片，其实一点不意外，而主板也真真正正的变成了一个插接平台。

后记：能知道南北桥的，都是10年工作经验起的，10年时间，之前的技术已面目全非，经验有时候也是枷锁。还是想起那句俗话：活到老，学到老。

编辑：黄飞