【x86】PC、服务器中的一些基本概念
架构现代 x86 CPU 在功能上已经非常接近 SoC,尤其是移动平台(如 U 系列、H 系列)基本可以看作 SoC。但在台式机和服务器领域,出于扩展性和高性能需求,它通常还不能被完全称作 SoC。
Legacy的PC架构
+----------------+
| CPU |
|(核心+缓存) |
+----------------+
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| FSB(前端总线)
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+----------------+
| 北桥芯片 |
| 内存控制器、 |
| AGP/PCIe 控制|
+----------------+
/ \
内存 DIMM +-------------+
| 显卡(GPU) |
+-------------+
|
+----------------+
| 南桥芯片 |
| USB/SATA/音频|
|PCI、网络等 |
+----------------+现代的PC、服务器的架构
+--------------------------+
| CPU |
|核心+缓存+内存控制器 |
| + 集成 GPU (部分) |
| + PCIe 控制器 |
+--------------------------+
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DDR4/DDR5 内存
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显卡 (可独立) / 集成 GPU
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+----------------+
| PCH 芯片组 |
| (Platform Hub)|
| USB/SATA/音频|
|PCIe 扩展等 |
+----------------+SOC
+--------------------------------+
| SoC |
|CPU 核心 + 缓存 |
|GPU + AI 加速 + ISP |
|内存控制器 + DRAM 封装 |
|USB/SATA/音频/网络控制 |
|无线模块 (Wi-Fi/4G/5G) |
+--------------------------------+
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内存/存储(常常封装在一起)
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摄像头/屏幕/外设传统 PC现代 x86SoC位置内存控制器在北桥集成到 CPU集成GPU独立显卡可集成或独立集成I/O北桥+南桥CPU+PCHSoC 全部无线/基带外置外置集成南北桥的演变
在Legacy PC 里:
[*]北桥负责:内存控制器、AGP/PCIe、和 CPU 通讯
[*]南桥负责:USB、SATA、音频、网络、PCI 等低速 I/O
到了Nehalem 架构以后,Intel 把北桥的功能(内存控制器 + PCIe 控制器)集成到了 CPU 内部。
这样主板上就不需要北桥了,只剩下负责低速 I/O 的部分,这个时候南桥也不叫南桥了,而是统一称为 PCH。
PCH = Platform Controller Hub
它是 Intel(后来 AMD 也有类似概念)在 2008 年(Nehalem 架构)之后提出的一个主板南桥芯片的“升级版”,用来取代原来的北桥 + 南桥结构。
PCH 负责的就是 CPU 之外的那些“杂活”:
✅ USB 控制器
✅ SATA/PCIe 扩展
✅ 音频控制器
✅ 有线网络(以太网)控制
✅ 时钟、电源管理等
也就是说,PCH 承接了原来南桥的全部功能 + 一点点北桥剩下的低速功能。
在移动平台或 SoC 上,这些功能都被集成到 CPU/SoC 里,根本不需要 PCH;而在桌面/服务器上,因为需要更多 I/O 设备的灵活扩展,PCH 仍然保留着。
PCH 就是现代主板上的“芯片组”,相当于原来南桥+一点北桥的功能,配合 CPU 提供 I/O 连接和扩展。
DIMM
DIMM = Dual Inline Memory Module 双列直插式内存模块,是内存条的一种封装类型。
DIMM 指的就是我们在主板上看到的那一条一条的内存条的标准形态。
它是一种封装好的 内存模块,把很多内存芯片焊在一块小电路板上,通过标准接口插到主板的内存插槽上。
相对于更老的 SIMM(Single Inline Memory Module,单列),DIMM 的两个边的金手指(接触点)不是互相连接的,而是独立的,所以叫“双列”。这样信号更多、带宽更高。
DIMM 主要用于:
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