平台路徑控制器(英語:Platform Controller Hub,PCH)是英特爾於2008年起所推出的一系列晶片組,取代以往的I/O路徑控制器(I/O Controller Hub,縮寫ICH)。
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歷史
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在PCH出現之前,主機板通常有兩塊主要的晶片組——南橋和北橋。南橋主要負責低速的I/O,例如SATA、USB和LAN;北橋負責較高速的PCI-E和RAM的讀取。近年的處理器頻率不斷上升,但前端匯流排(FSB,即處理器連接北橋的通道)頻寬一直沒有改變而遇到了瓶頸,PCH的設計即是設計來解決這個問題。
它重新分配各項I/O功能,把記憶體控制器、核芯顯示卡、高速PCI-E控制器整合至處理器,PCH負責原來南橋的一些功能集。處理器和PCH由DMI(Direct Media Interface)連接,DMI也是原來北橋和南橋的連接方法。
大部分Intel ULV處理器都整合了PCH。
PCH架構取代了英特爾之前的Hub架構(Hub Architecture),其設計解決了處理器與主機板之間最終存在的效能瓶頸問題。隨著時間的推移,CPU的速度不斷提高,但前端匯流排(FSB)(CPU與主機板之間的連接)的頻寬卻沒有提高,從而導致效能瓶頸的出現 。[1]
在Hub架構下,一片主機板會有兩塊晶片組,包括北橋晶片和南橋晶片。為了解決這個瓶頸,傳統的北橋和南橋晶片集的幾個功能被重新安排。現在北橋及其功能被完全取消了。記憶體控制器、用於擴展卡的PCI Express通道和其他北橋功能現在作為系統代理(Intel)或作為I/O晶片(AMD Zen 2)封裝在CPU晶片中。
然後,PCH除了納入南橋的所有功能外,還納入了北橋剩餘的一些功能(如時鐘),取而代之。系統時鐘以前是一種連接,現在被納入PCH。PCH和CPU之間存在兩種不同的連接。彈性顯示介面(Flexible Display Interface ,FDI)和直接媒體介面(Direct Media Interface,DMI)。FDI僅在晶片集需要支援整合圖形的處理器時才會使用。從Nehalem處理器和5系列晶片組(Intel 5 Series)開始,英特爾管理引擎也被移到了PCH上。而AMD的晶片集則使用了多條PCIe通道與CPU連接,同時也提供了自己的PCIe通道,這些通道也是由處理器本身提供的[2][3]。
隨著北橋功能整合到CPU上,現在晶片集所需的大部分頻寬都得到了緩解。
這種風格從Nehalem開始,在可預見的未來,通過Cannon Lake將繼續保持。
從超低功耗的Broadwells開始,一直到移動Skylake處理器,英特爾將時鐘、PCI控制器和南橋IO控制器整合到CPU封裝中,取消了PCH,採用2個晶片的系統級封裝(System in Package,SiP)設計;一個晶片比另一個大,小的晶片是PCH[4]。 SiP不採用DMI,而是直接露出了PCIe通道,以及來自整合控制器的SATA、USB和HDA線路,以及用於感測器的SPI/I²C/UART/GPIO線路。與PCH相容的CPU一樣,它們繼續露出DisplayPort、RAM和SMBus線路。不過,在Cannon Lake之前,完全整合的電壓調節模組(Voltage Regulator Module,VRM)將缺席。
功能
參見
參考文獻
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