舞龙记——NVIDIA主板芯片组发展历程(中)
硬件时空
如果把nForce 视作NVIDIA在主板芯片组领域的“处女作”,那么nForce2就是NVIDIA取得成功的标志,后者也成为了K7时代的王者。2003年和2004年,NVIDIA又先后推出了nForce3和nForce4系列芯片组,继续称雄K8时代。
红尘过客:nForce3芯片组
关键词:64bit、Althon64、单芯片、600MHz/800MHz/1GHz、SATA、硬件防火墙
2003年4月,AMD发布了K8系列处理器,NVIDIA抢先于VIA和SIS推出了配套的代号为Crush K8(CK8)的nForce3 150单芯片平台,并随后推出规格更高的nForce3 250Gb芯片组,后者不仅整合了SATA磁盘控制、千兆高速以太网和硬件防火墙功能,且性能上领先于同时期其他产品,成为K8平台的最佳芯片组。
1.nForce3 150系列
nForce3 150系列包含nForce3 Pro 150、nForce3 150两款产品。nForce3没有采用前两代nForce经典的IGP或SPP加上MCP的组合,而是将传统的南、北桥芯片整合到一起,构成了一颗功能强大的nForce3 150芯片。作为第一个单芯片设计的64位处理平台,它减少了芯片到芯片之间连接的延迟,有利于提高性能。由于是通过HyperTransport(以下简称HT)总线和CPU连接,这对提高磁盘性能大有帮助。nForce3 150和nForce3 Pro 150的区别是后者可支持Socket940接口的Opteron,而前者只支持Socket754接口的Athlon 64。

上述两款芯片组采用的HT总线频率都为600MHz,数据带宽为3.6GB/s。nForce3系列内部集成的南桥芯片比较有特色,它支持NVIDIA的IEEE 802.3 MAC网络控制技术,这种技术和Intel的CSA技术有点相似,它在芯片组内部集成了独立的网络控制器。
nForce3 150系列芯片组不直接支持SATA硬盘,只支持3个ATA133标准的PATA接口,不过,NVIDIA提出了一个解决方案——通过外置芯片将PATA接口转换成SATA。nForce3内部并没有集成APU(音频处理单元),因此无法提供对AC-3编码的支持,需要搭配相应的Codec支持AC’97音效。
2.nForce3 250系列
nForce3 150只支持上行16bit 600 MHz(下行8bit 800MHz)的HT总线,而Althon64已采用了800MHz的标准。另外,它也不支持SATA,所以nForce3 150在性能上稍逊于后发的VIA K8T800和SIS 755芯片组。为此,NVIDIA在2004年3月1日推出了nForce3 250系列芯片组。
根据市场定位的不同,nForce3 250被划分为nForce3 Pro 250、nForce3 250和nForce3 250Gb等版本。nForce3 250系列芯片组可根据需要支持Socket 754/939/940的Athlon64和Athlon64 FX处理器,可支持800MHz/1GHz HT总线(上行、下行均为16bit 800MHz,后期提高到1000MHz),支持双通道DDR400内存,系统内存带宽6.4GB/s。
nForce3 250系列芯片组也采用了单芯片设计,支持SATA 150和ATA133规范,可提供4个SATA接口和两个PATA接口,可以跨越SATA和PATA两种完全不同的硬盘类型来组建RAID,支持RAID 0、1、0+1和JBOD。
nForce3 250系列产品都加入了防火墙技术以增强网络安全性,支持8个USB 2.0接口。在音效方面,nForce3 250仍然没有加入nForce2的MCP-T南桥芯片中集成的APU,仅支持普通的AC’97声卡。其中nForce3 250Gb是集成千兆网卡的版本;nForce3 Pro 250芯片组作为nForce3 Pro 150的续作,主要用于专业工作站,支持双Opteron处理器。
2004年6月,NVIDIA还专门推出了一款主要针对Socket 939接口处理器的nForce3 Ultra芯片组。该芯片组继承了nForce3 250Gb全部功能,如千兆网卡、通过ICSA认证的硬件防火墙、SATA 150和ATA133的混合式RAID磁盘阵列等,提供对Socket 939接口的Athlon64 (1GHz HT总线)的支持和增加了“AutoTuning”自动超频技术。
和主要竞争产品“VIA K8T800 Pro+VT8237”的组合相比,nForce3 250/Ultra在磁盘配置方面更为灵活强大,混合模式ATA RAID是VT8237不具备的功能,内建千兆以太网MAC和硬件防火墙一样是对手所缺乏的,而且K8T800 Pro的超频能力也很一般,这让nForce3 250/Ultra在市场上更多地受到了用户的青睐。
中流砥柱:nForce4芯片组
关键词:PCI-E、SATAⅡ、SLI、nForce4-4×、SLI IE、SLI ×16
随着SLI时代的来临,为了对抗Intel的915/925芯片组、VIA的K8T890芯片组,NVIDIA在2004年10月19日推出了nForce4主板芯片组系列,根据不同的市场需求、价格定位划分为nForce4标准版、nForce4 SLI、nForce4 Ultra三个桌面版本及nForce4 Pro服务器版本等。
1.nForce4系列
nForce4系列芯片组延续了nForce3 250的单芯片架构设计,但在功能上却有了很多改进,如具备主动防护防火墙(ActiveArmor Firewall)、PCI Express(以下简称PCI-E)接口、SATAⅡ(也称为SATA 3Gb/s、SATA 300)、RAID和SLI等诸多新特性。

最低端的nForce4标准版省略了硬件防火墙(仍然支持软件防火墙)、仅支持SATA 1.5Gb/s和RAID功能,HT总线频率为800MHz;中端的nForce4 Ultra具有硬件防火墙,支持SATAⅡ和RAID功能,HT总线频率为1GHz;最高端的nForce4 SLI在Ultra的基础上增加了对SLI的支持。nForce4的MCP芯片可提供20条PCI-E通道,当运行在SLI模式下时每个PCI-E ×16插槽将分配到×8的带宽(×8+×8)。
小知识:低端精品nForce4-4×
为了缓解在低端桌面平台上nForce3 250不支持PCI-E平台的尴尬局面,2005年,NVIDIA推出了一款定位于低端Socket 754平台的nForce4芯片组——nForce4-4×,它是nForce4标准版的后续版本,其最大特点是支持PCI-E、4个1.5GB/s的SATA驱动器以及800MHz系统总线,支持10个USB接口、RAID功能和NVIDIA Firewall 2.0。nForce4-4×一问世便以高性价比成为市场上的热门产品。
nForce4 SLI芯片组受架构的限制,只能使用PCI-E ×8+×8模式来实现SLI功能,为此NVIDIA又推出了nForce4 SLI ×16芯片组,并恢复了南、北桥双芯片架构。nForce4 SLI ×16的北桥芯片为C51D,它和C51G和C51PV为同一类型芯片,仅屏蔽了内建的显示核心,可提供1条PCI-E ×16显卡插槽及两条PCI-E ×1扩展槽。nForce4 SLI ×16将nForce4 SLI(CK804)作为南桥,提供了1条PCI-E ×16插槽、5条PCI扩展槽,并包含两组SATA 2.0控制器、PATA控制器、带ActiveArmor硬件防火墙的千兆以太网、10个USB2.0接口以及HD Audio高保真音频。
2.nForce4 for Intel系列
随着“nForce4 SLI+Althon64+NVIDIA显卡”组合表现出强大的战斗力,更多的用户放弃了Intel的9XX平台而转投nForce4+Althon64阵营,这是Intel不愿见到的。为此,Intel被迫改变了不授权给NVIDIA的态度,于2004年11月22日和NVIDIA签订了多项专利交互授权协议。而NVIDIA也在2005年4月6日正式发布了代号为C19的Intel平台芯片组——nForce4 SLI Intel Edition(简称nForce4 SLI IE)。
在功能上,nForce4 SLI IE和nForce4 SLI相差不大,两者最明显的差别是架构设计。由于P4处理器并未内建内存控制器,因此NVIDIA沿用了nForce2时代的南北桥设计,北桥芯片仍命名为SPP(代号为C19),主要支持DDR2双通道内存、PCI-E显卡和SLI;而MCP南桥(代号为MCP04)则支持4组SATA Ⅱ硬盘、RAID 0/1/0+1/5 JBOD功能、10个USB 2.0和1Gbps以太网等。不过,MCP仅支持普通7.1声道AC’97,这与i9XX的HD Audio有一定差距。
除nForce4 SLI IE外,nForce4 for Intel系列还包括nForce4 SLI XE、nForce4 Ultra和nForce4 SLI ×16 for Intel(顶级版本,北桥芯片为C19,南桥芯片是CK804)等产品,它们共同构成了NVIDIA针对Intel平台的芯片组产品线。
结语
从nForce的小试牛刀,到nForce2芯片组的风光无限,NVIDIA依靠不懈的努力在强手如林的芯片组厂商中站稳了脚跟。随着nForce3在K8平台的一马当先,NVIDIA进一步巩固了自己的江湖地位,并与AMD建立了良好的合作关系。当PCI-E时代来临,NVIDIA又准备了性能更强大、功能更丰富的nForce4。NVIDIA算得上是大器晚成。

