Intel 5、6、7、8系列芯片组详尽资料

文章描述:-2022年4月14日发(作者:卢仿)【Inetl5、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、

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Intel 5、6、7、8系列芯片组详尽资料
2022年4月14日发
(作者:卢仿)

【Inetl5、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:

Intel5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Intel5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-E2.0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PlatformControllerHub,原研发代号为IbexPeak)。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(ManagementEngine,

管理引擎)单元也集成到了PCH中,另外VM控制单元(VRAM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

ehalem(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(DirectMedia

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Corei7处理器间用的是QPI(QuickPath

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(绿虚线框)和GPU核心(红虚

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

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ehalem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(FlexibleDisplayInterface)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TurboMemory(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MatrixStorage管理和MEIgnitionFW技术。

H57不支持RapidStorage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

Clarkdale处理器中的PCI-E2.0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-E2.0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USB2.0接口、6个SATA3Gb/s接口、8

条PCI-E2.0x1插槽、4条PCI插槽,最低端的H55删减至12个USB2.0接口、4个SATA3Gb/s、

6条PCI-E2.0x1插槽。

类别

研发代号

发布日期

南桥类型

CPU插座

接口类型

接口速度

PCI-E通道

PCI

SATA2/3

USB2.0

整合绘图显示通道

X58

Tylersburg

2008.11

AC82X58(IOH)

LGA1366

QPI

6.4GT/s

36PCI-E2.0

6/0

14

P55

IbexPeak

2009.09

BD82P55(PCH)

LGA1156

DMI

2.5GT/s

8PCI-E2.0

6/0

14

H55

IbexPeak

2009.12

BD82H55(PCH)

LGA1156

DMI

2.5GT/s

8PCI-E2.0

6/0

12

H57

IbexPeak

2009.12

BD82H57(PCH)

LGA1156

DMI

2.5GT/s

8PCI-E2.0

6/0

14

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

LGA1366接口的ehalem与Westmere处理器Corei7,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6.4GT/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DDR3800/1066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.

Intel6系列芯片组:

英特尔新一代处理器SandyBridge(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

P67和H67在

2011年1月和

SandyBridge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SandyBridge系列“第二代Core架构处理器”推出的6

系列芯片组(代号CougarPoint)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(SATA2)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SATA6Gbps(SATA3)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VIDIA

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USB2.0接口,很可惜依然不支持USB3.0,值得高兴的是,在它提供的6

个SATA接口中,有2个是SATA6Gb/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

SATA3标准。P67还支持IntelExtremeTuning”内存优化技术。

上图为IntelH67

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(FlexibleDisplayInterface),这和H55上的做法是一样的。H67也提供了2个

SATA6Gbps接口,但是不支持USB3.0。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SATA6Gbps,USB2.0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SATA6Gbps(SATA3)的原生支持,P67

和H67都有两个原生的SATA3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USB3.0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%;SATA2速度为300MB/s;SATA3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USB2.0是2004年出现,传输速度为480MB/s,

然而第三版的USB3.0的传输速度为6Gb/s。

各项规格

发布日期

PCI-E插槽

内存

SATA2/3

PCI-E通道

PCI-E带宽

磁盘阵列

USB2.0接口

显示输出

磁盘智能响应

H61

2011.01

H67

2011.01

P67

2011.01

Z68(6系列最高端)

2011.03

1*PCI-E2.0

2*DDR3

4/0

6

5GT/s

不支持

10

支持

不支持

4*DDR3

6/2

8

5GT/s

0,1,5,10

14

支持

不支持

1*PCI-E2.0x16/x8*2

4*DDR3

6/2

8

5GT/s

0,1,5,10

14

不支持

不支持

4*DDR3

6/2

8

5GT/s

0,1,5,10

14

支持

支持

Intel7系列芯片组简介:

由于第三代Corei系列(代号:IvyBridge,简称“IVB”)已在2012年4月29日正式发布,

配套的Intel7系列主板预计会提前上市,接下来各主板厂商会陆陆续续有7系列新品发布。7系主

板包含X79、H77、Z75、Z77、Q77、Q75、B75七种型号。

Intel7(代号为PantherPoint)系列芯片组在桌面上只有三款型号:包括定位高端、搭配Core

i7处理器的Z77、Z75和定位主流、搭配Corei5处理器的H77,其中主打的当然是Z77,笔记本移

动平台上则有五款型号,包括面向高端游戏本的HM77,适合主流本的HM76、HM75,用于超极本和轻

薄本的UM77,以及针对低端入门级廉价本的HM70。

从上图我们可

以看到,H77定位为

主流市场,将逐步

取代H67;Z77/75

两款主板则定位高

端玩家,取代Z68、

P67,估计以后就没

有P开头的了,至

于已经发布的X79,

是发烧友的独享产

品。而主打入门级

市场的仍是H61。新出的7系芯片组与6系芯片组有何区别?

很显然,Z77、Z75、H77三款芯片组都同时支持IVB、SB两代LGA1155接口处理器,及其整合

图形核心,都有RAID技术,均配备4个USB3.0和10USB2.0接口、2个SATA6Gbps和4个SATA3Gbps

接口,都能提供8

条PCI-E2.0总线

通道——芯片组

仍然不支持

PCI-E3.0。关于

兼容性,7系列主

板全部都可以直

接向下兼容

SandyBridge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-Ex16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SATA6Gbps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IntelZ77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SATA6Gbps和5个SATA3Gbps

接口、4个USB3.0和8个USB2.0接口、8条PCI-E2.0通道、RAID、千兆以太网等等,特别是又

回了失落的原生PCI总线支持。(以下为B75)

Intel8系列

芯片组

H

aswell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USB3.0、六个SATA6Gbps(7系列最多四个/两个),这是最为突出的,而且

还支持“FlexI/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IntelWiDi无线显示技术、FC近场通信技术、IntelIPT身份保护技术,主动管理技

术也升级到AMT9.0(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USB3.0、八个USB2.0、六个SATA6Gbps,而且支持FlexI/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FlexI/O、RAID、SRT,但是和H87一样支持SBA,接口配置为四个USB3.0、八个USB2.0、

四个SATA6Gbps、两个SATA3Gbps。

H81进一步删除了PCI-E3.0、三屏显示、RST、SRT、SBA,每通道最多一条内存,六条PCI-E2.0、两个

USB3.0、八个USB2.0、两个SATA6Gbps、两个SATA3Gbps。

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

【FlexI/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USB3.0、SATA6Gbps、PCI-E2.0,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USB3.0、四个SATA6Gbps、六条PCI-E2.0,剩下

两对就可以自定义了:第一对(端口5/6)可以是USB3.0/PCI-E,第二对(端口13/14)可以是SATA

6Gbps/PCI-E。

但是注意:PCI-E2.0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。

USB2.0接口是不参与上述配置的,但如果USB3.0配置为六个,那么为了平衡起见,USB2.0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FlexI/O,这两款型号的端口5/6固定为PCI-E2.0,端口13/14

则固定为SATA3Gbps。

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8xFDI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、、DeepColor,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eDPx4,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、HDMI4K(24Hz)/1080p、DVI/VGA1920×1200。

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。

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Intel 5、6、7、8系列芯片组详尽资料

发布时间:2022-04-14 10:12:24
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