一部电脑近代史：AMD/ATI 平台芯片组40年之变迁

本文经超能网授权转载，原标题：《超能课堂(191)AMD/ATI芯片组变迁史》，作者：王智勇，未经许可请勿转载。说到装机就不得不说主板，同时说到主板就不得不说芯片组（Chipset），因为如果没有芯片组的话处理器（CPU）就成了一个光杆司令，我们的装机也就无从谈起了。上周我们已经梳理了英特尔芯片组的发展史，当然我们也不能忘了目前仍然能够在市面上与其相爱相杀的AMD，那么我们今天就来聊一下AMD芯片组的发展历史。

AMD的芯片组曾经一度由英伟达、ATI（在被AMD收购前主要生产英特尔芯片组）、SiS（以AMD平台芯片组为主）等公司提供，AMD当时也自己生产了一部分芯片组，后来ATI被AMD公司收购，其他公司也纷纷倒闭或改行，所以在2008年后生产x86服务器和PC的芯片组制造商仅剩下英特尔和AMD。

AMD在Athlon 64时代已经在处理器当中内置了内存控制器，从而取代了北桥的存储器控制器功能，并在之后推出APU的同时将北桥放到了CPU当中，AMD主板的南桥从此被称为AMD FCH。在Socket AM4 CPU时，AMD在处理器当中集成了部分南桥功能，随后AMD在最近推出的锐龙3000系列处理器当中集成度更进一步，甚至可以说目前的AMD锐龙处理器已经成为了一颗SoC（System On a Chip），而目前最新的X570芯片组也逐渐与处理器当中的I/O芯片组无异。

那么下面我们就来看一下AMD芯片组的发展史。与英特尔比起来，AMD的芯片组发展史可以说简单了许多，不过作为导入内容，我们先从Am2900以及Am186/Am286开始谈起。

上古时代：

从Am系列到K6

AMD在1975年成长为一家有一定规模的公司，不仅推出了自家的Am2900系列IC，也在此后通过与英特尔签订交叉许可协议等方式对英特尔的处理器进行逆向工程，推出了8080A、Am186和Am286等芯片。此后，英特尔在386时期将AMD在IBM供应商当中排除在外，但是AMD仍然通过对英特尔处理器进行逆向工程，并且凭借着更高的性能在处理器领域有了一番作为。

Am2501，来源：AMD官网

Am386，来源：AMD官网

虽然AMD这一段时间内在处理器方面风生水起，但是却一直对芯片组市场不太有热情。AMD在K6时期委托威盛科技生产了阿波罗VP2/97芯片组，也就是AMD-640芯片组。这款芯片组采用VT82C586B南桥，支持Socket 7处理器，前端总线频率为66MHz，支持FPM/EDO/BEDO/SD RAM并且内存带宽为66MHz。支持ECC内存，PCI 2.0，但不支持AGP和IGP。

K7时代

进入K7时代，AMD推出了AMD 750芯片组。这个芯片组由两个部分组成，分别是AMD-751系统控制器和AMD-756外围总线控制器。其中AMD-751支持AMD Athlon系统总线接口，是第一个用于x86平台的200MHz系统总线，对第七代AMD Athlon（速龙）处理器进行了优化，提供了符合PCI 2.2标准的总线接口，并且支持AGP 2.0；AMD-756使用了增强型主模式IDE控制器，支持Ultra DMA-33和66，支持即插即用，支持ACPI 1.0和APM 1.2电源管理标准，集成OHCI从而兼容USB控制器。

K7 Pro主板，图片来源：AnandTech

但是这款芯片组对市场的指导意义多于实际销售的意义，AMD随后推出了支持DDR内存的AMD 760芯片组，这款芯片组的发布使得DDR内存开始普及，同时也符合AGP 4X规范，可以兼容性能更强的显卡。只可惜AMD在此之后宣布退出桌面芯片组市场，将主要精力转向服务器主板市场和处理器研发方面。此时AMD则推出了AMD-760MP和AMD-760MPX芯片组，两者均面向服务器平台，支持Athlon MP处理器。

这段时间里威盛、ATI和英伟达为AMD提供了许多出色的芯片组，几乎霸占了当时AMD系列主板市场。其中威盛在英伟达进入芯片组市场之前有着很大的市场，当时大部分使用AMD处理器的主板都采用VIA芯片组，英伟达在进入芯片组市场后蚕食了威盛大量的市场。

nForce3主板，来源PublicDomainPictures.net

AMD发力自己芯片组

AMD收购ATI

AMD在2006年收购ATI之后将其芯片组业务发扬光大，同时将ATI芯片组更名为AMD芯片组。不仅在发布K10处理器的时候推出了AMD 7系列芯片组，还配合AMD的处理器以及收购的ATI显卡业务推出了3A平台的概念，对英伟达和威盛的主板业务不断压缩，最终迅速占领市场。所以其实AMD真正自己生产的芯片组只有AMD 750和760两个系列，而后来的历史可以看做是ATI芯片组的延续。

在收购ATI之后，AMD将ATI的CrossFire Xpress 3200芯片组改名为了AMD 580X CrossFire芯片组，面向发烧级玩家；CrossFire Xpress 3100芯片组被改名为AMD 570X CrossFire（早期也有AMD 550X CrossFire）芯片组，面向主流玩家；CrossFire Xpress 1600芯片组则被改名为AMD 480X CrossFire芯片组，面向性价比用户，其中X代表它们支持显卡交火。

2006年底推出的RS690是第一款由AMD主导ATI生产的芯片组，其中690G内建Radeon X1250显示核心，该核心基于Radeon X700设计，但只有四条像素流水线。690G芯片组整合的显示核心频率为400MHz，只支持Direct X9.0和Shader Model 2.0，但是它凭借着对AVIVO视频优化的支持，以及同时支持HDCP和HDMI影像输出，并获得了Vista Premium认证等优势，成为了当时在图形性能方面最强的芯片组。

MA69G，来源：Flickr

此外，AMD当时还提供了690V和690芯片组，前者整合了Radeon X1200显示核心，不支持HDMI输出和AVIVO，后者则没有集成任何显示核心，同时还有AMD M690V/M690E/M690T等面向不同领域的衍生芯片组。

3A平台

AMD在2007年11月推出了AMD 7系列芯片组，同时推出的还有AMD 羿龙（Phenom）系列处理器和Radeon HD 3000系列显卡。这三款产品被AMD称为蜘蛛（Spider）平台，也就是第一代3A平台产品。AMD想要凭借此举为游戏发烧友带来一体化的高性能平台解决方案，配合AMD推出的超频软件更是如虎添翼。

AMD 3A平台，来源：AMD官网

在推出7系列独立芯片组的时候，AMD最初将其从高到低命名为高端：RD790；中端：RD780/RX780/RS780；低端：RS740，在最后才改名为790FX/780X和770。其中770是当时最主流的一款，适中的价格让其非常适合用来搭配速龙或者羿龙处理器以及单显卡组成家用游戏电脑，虽然有厂家推出了针对770芯片组的PCIe 2.0x16+x4的交火模式，但是其效能会降低。790X和790FX则主要为多卡交火准备，其中790FX只支持最高四路显卡交火，使用四路交火时显卡速度为PCIe 2.0x8，而790X则可以在双路交火时对两张显卡都提供PCIe 2.0x8数据传输速率。

与此同时发布两款整合式芯片组RS780和RS740则分别被命名为780G和740G。其中AMD 780G的图形处理器可以与独立显卡核心进行交火，从而使整机的显示性能大幅度提升。此外，AMD还允许厂商在主板当中增加额外的显存。AMD 785G则是在780G的基础上进行了部分升级，其中HD3200被升级成了HD4200，DirectX版本支持也来带到了10.1，同时将南桥改为了SB710。

与AMD 785G相比，790GX是一次比较完整的升级，不仅整合了Radeon HD 3300显示核心，新增了两条PCIe 2.0x8，支持CrossFire X，并且南桥也改用了SB750，从而增加了对RAID 5的支持，并且提升了整机超频空间。

A790GXH主板，来源：Wiki

对于中低端市场，AMD推出了AMD 760G和740G，其中760G整合了Radeon HD 3100图形芯片，在780G的基础上有一定阉割，仍然支持DirectX 10，但是不支持HDMI和DP输出，也不支持高清视频硬件解码。740G则可以看成690G的升级版本，并且兼容RS780芯片组。

此外，AMD还推出了多款7系列延伸芯片组，它们分为独立芯片组和整合芯片组，南桥也有SB600/SB700/SB710和SB750四个版本，因此比较混乱。不过好在它们针对不同的市场以及用途，因此当时大多数用户并不需要对其完全进行区分。

AM3时代

AMD在2010年左右推出了弈龙II和速龙II处理器，与此同时也推出了AMD 8系列芯片组，同时开始支持AM3插槽处理器与DDR3显卡，PCIe通道方面仍然采用2.0版本。

但是说到AMD 8系列芯片组就不得不说它的集成显卡了。其中AMD 890GX搭载的Radeon HD 4290显卡虽仍然基于DV620，支持DX10.1,提供了40个流处理器和8个纹理寻址单元、4个纹理过滤单元和4个ROP单元。但是它的默认频率提升到了700MHz，支持64/128-bit显存界面，在显示输出方面也全面支持VGA、DVI、HDMI和DP。除此之外，Radeon 4290内建了UVD 2.0图像处理引擎和AVIVO HD视频优化的支持，因此支持H.264、VC-1、MEPG-2编码格式完全的硬件解码和5.1声道音频输出，并且增加了插值高清输出、硬件画中画以及视频转码等技术。

AMD 890GX主板，来源：Tom's Hardware

AMD 890GX采用SB850南桥，不仅增加了USB 2.0的接口数量，同时继承了时钟发生器和千兆以太网控制器，并且可以支持最多六个SATA 6Gbps接口，而英特尔在之后很长的一段时间内只有一部分SATA接口支持6Gbps传输速率。SB850并没有提供对USB 3.0的支持，但是可以通过第三方控制器来实现，并且可以提供500MB/s传输速率，因此几乎不存在瓶颈问题。在CPU兼容性方面，AMD 890FX芯片组还可以兼容AMD推土机（FX）系列处理器，同时提供了对硬件虚拟化AMD-V的支持。

当时AMD希望890GX取代790GX，成为当时AMD旗下最高端的芯片组，之前主流的785G则由880G代替，成为市场当中的主力军。与890GX类似，8800G也放弃了对之前Socket AM2+处理器的支持，同时支持HT3.0总线并搭在了Radeon HD 4250图形显示核心，因此支持DirectX 10.1和UVD2等规范。当然它集成的显卡核心频率介于785G和890GX之间。此外，880GX支持PCIe 2.0 x16显卡，同时支持x8+x8模式的交火技术。

视频输出方面，880G支持HDMI 1.3规格，内置HDCP并且支持HD-DVD和蓝光光盘播放。并且由于搭载了HD Audio codec因此支持通过HDMI实现7.1声道输出，同时支持杜比Digital Plus和True HD技术。当然，当时AMD也提供了没有内置显卡的AMD 870芯片组，并且也不支持交火，仅支持PCIe 2.0 x16。

AM3与AM3+时代

在2011年之后，AMD不仅推出了许多推土机系列处理器，同时还推出了打桩机（Piledriver）、挖掘机（Excavator）和压路机（Steamroller）。这些处理器虽然不能修路，但是在很长的一段时间内让AMD扣上了“农企”的帽子，同时在效能与功耗等方面被老对手英特尔旗下的酷睿处理器打压，不过幸好AMD当时凭借着内置高性能图形处理器的定制APU在游戏主机等领域占领了很大的市场。

与此同时，AMD推出了900系列芯片组，在Socket AM3的基础上提供了对AM3+处理器的支持，同时将之前对AMD-V的支持延续了下来。此外，AMD 990X和990FX提供了对英伟达SLI的支持，其中AMD 990X支持x8+x8双路SLI，而AMD 990FX支持x16+x16/x16+x8/x8+x8以及四路x8的SLI支持。

970A主板，来源：技嘉官网

AMD 980G内置了Radeon HD 4250图形处理器，是Radeon HD 4290缩水版，但是除了核心频率、填充率和图形处理能力有一定减少以外，在其他方面并没有太多缩水。AMD 980G代号为RS880，在参数方面与AMD 880G并没有太大不同，所以也可以看成是后者的马甲。

包括目前的锐龙时代，AMD一直在更换处理器和内存插槽方面比较缓慢。作为普通用户来说，不用经常换主板也许是一件不错的事情，但这也导致了AMD在对DDR4内存的兼容方面进展比较缓慢。

从南北桥时代到FCH时代

AMD推出APU之后将显卡集成到了处理器当中，之后处理器接管了北桥的大部分工作，AMD主板当中的南桥之后变成了AMD FCH。那么我们接下来就说一说南桥。

与北桥不同，南桥（Southbridge）主要是用来提供计算机的外围设备扩展能力，例如硬盘和USB接口等，同时提供了对RAID等功能的支持。在南北桥时期，主板厂商可以让北桥搭配不同的南桥从而实现产品定位方面的区分，例如AMD 890GX可以搭配SB710/SB/750/SB810和SB850，通过不同的组合，计算机整体的扩展能力也有所不同，厂商也可以以此来区分自家的不同产品。

从南桥到FCH

处理器接管了北桥的部分功能，并且在主板厂商取消北桥后，北桥的一部分功能也开始由南桥接管，此时南桥变成了FCH（Fusion controller hubs），同时，命名也从SBXXX变成了AXX。

进入FCH时代之后，AMD面向嵌入式平台推出了AMD A45芯片组，采用BGA FT1插槽。A45并没有提供对RAID和VGA DAC（random-access memory digital-to-analog converter，数字-模拟转换器的随机存取存储器）的支持，但是其中部分主板仍然提供了AMD Radeon HD6310显示核心。

在此之后，AMD推出了A55和A58。出于成本考虑，两款芯片组并没有提供对USB 3.0的支持，不过14个USB 2.0和2个USB 1.1的配置已经完全可以满足当时玩家对于硬件扩展的需求。同时，A55和A58提供了对RAID 0/1/10以及VGA DAC的支持。在硬盘方面，两款主板均支持6个3 Gbit/s接口，其中A58支持AHCI 1.3，而A55仅支持AHCI 1.1。AMD A58采用FM2+接口，而A55采用FM2接口。其中FM2+接口可以兼容FM2接口处理器。

A58主板，来源：技嘉官网

AMD在A78和A75当中提供了原生的USB 3.0控制器，所以提供了2个USB 3.0接口、10个USB 2.0接口和2个USB 1.1接口，支持xHCI（可扩展的主机控制器接口，主要面向USB 3.0接口，同时也兼容USB 2.0接口） 1.0，提供了PCIe 2.0 x4 UMI和DP通道(连接APU处理器)。其中A78采用FM2+接口，支持AHCI 1.3，而A75采用FM2接口，支持AHCI 1.2。其他方面与此前的A55和A58差别不大。

AMD为了取代A58芯片组推出了A68H，这款芯片组可以看作A78的缩水版本，其中USB 3.0接口去掉了两个，DP接口也被去掉了，其他方面则没有什么变化。

A68H主板，来源：技嘉官网

在FM2和FM2+时代的最后，AMD推出了A88X和A85X平台，其中A88X支持AMP技术（AMD Memory Profile）技术，可以帮助用户更好的提升内存频率，大家可以把它理解为AMD平台的XMP。此外，A88X主板还提供了较为完整的TDP和RAID（0/1/5/10）选项，非常适合用来为当时的AMD处理器进行超频。

A85X仍然是在A88X的基础上进行了缩水，例如将从AHCI 1.3变成了AHCI 1.2，USB 3.0方面也从xHCI 1.0变成了xHCI 0.96。但是A88X与A85X都可以提供8个6Gbit/s硬盘接口，同时可以提供最多4个USB 3.0接口和10个USB 2.0接口。

此外，AMD为A5X/A6X和A7X提供了笔记本和嵌入式平台芯片组，例如A50M/A68M和A76M面向笔记本，而A55E和A77E面向嵌入式平台。

锐龙时代

AMD 300系列芯片组

伴随着AMD Ryzen处理器横空出世，沿用多年的990FX/970芯片组成为了过去式，AMD终于推出新一代AM4插槽的芯片组，X370、B350、A320芯片组极大地弥补了过去在PCIe 3.0、DDR4内存、USB 3.0/3.1、NVMe等方面的缺陷。

作为Ryzen处理器的平台，300系列芯片组对AM4插槽进行了升级，但是依然采用PGA方式封装，CPU背面可以看到密密麻麻的镀金针脚。至于AMD为什么依旧沿用相对比较容易损坏的PGA封装，那是因为Ryzen处理器项目早在4年前已经立项，按照既往设定发展下去，而且AM4插槽将会一直在“Zen”架构下沿用下去。

微星X370主板

AMD在主板芯片组升级上一直比较缓慢，AM3主板首次支持DDR3内存，而AM4主板则是首次支持DDR4内存。在DDR4全面普及的今天，Ryzen处理器目前仅支持双通道内存。插满4根内存Dual Rank支持1866MHz，Single Rank下支持2133MHz；两根内存时，Dual Rank支持2400MHz，Single Rank下支持2667MHz。当然超频情况下，DDR4所能达到频率视乎与主板以及内存的兼容性，共同决定最后系统所能达到的最大稳定频率。

另一个重大的变化就是CPU与南桥之间的连接，从原本的HT 3.0变更成PCIe 3.0 x4，南桥则提供了8条PCIe 2.0通道，也就是说Ryzen处理器提供的24条PCIe 3.0已经有4条被占用，剩下20条分为PCIe x16以及M.2 SDD PCIe x4，其中PCIe x16可以拆分成两个PCIe x8，南桥则近提供了2条PCIe通道。不过AMD在B350当中去掉了SLI的支持，A320则没有提供对显卡交火的支持。

CPU内部提供了两个SATA 6Gbps接口与4个USB 3.0接口，当使用了M.2 SSD之后两个SATA接口会被屏蔽。

得益于CPU与南桥之间使用了PCIe通道，这次AM4主板所支持的USB接口数大幅度提高，X370芯片组能提供USB 3.1接口2个、USB 3.0接口10个、USB 2.0接口6个，B350芯片只削减了4个USB 3.0接口，而A320芯片组继续削减1个USB 3.1接口，南桥的PCIe控制器只支持2.0，X370、B350、A320芯片组分别拥有8、6、4条可分配的PCIe总线。

AMD 400系列芯片组

AMD在400系列芯片组（包括X470和B450）当中加入了AMD StoreMI技术，可以让容量较小的固态硬盘与容量较大的机械硬盘“融合”成为一个驱动器，从而兼顾了容量与数据访问速度。AMD 400系列芯片组仍然支持AM4处理器，但是提供了Zen+处理器的支持，当然AMD 300系列芯片组在升级BIOS之后也可以支持Zen+处理器。

微星X470主板

为了区分中端和高端产品，AMD在B350和B450当中提供了2个USB 3.1 Gen 2、2个USB 3.1 Gen 1和6个USB 2.0接口，而X370和X470当中提供了2个USB 3.1 Gen2、6个USB 3.1 Gen 1和6个USB 2.0接口。

AMD 500系列芯片组

随着第三代锐龙处理器的到来，AMD推出了500系列芯片组，目前来说在售的只有X570一款。X570是首款支持PCIe 4.0的主板芯片组，它准备了16条PCIe 4.0通道，并提供12个SATA 6Gbps，还有8个USB 3.1 Gen 2接口，4个USB 2.0接口，X570芯片组扩展能力相当之强大，然而PCIe 4.0控制器的发热量也很可观，根据主板厂商表示这款芯片的TDP有12W，所以现在的X570主板全部都在南桥上加了个小风扇强化散热。AMD官方公布整套X570平台一共有40条PCIe 4.0通道，12个USB 3.1 Gen 2接口和14个SATA 6Gbps口。

微星X570主板

锐龙3000系列CPU一共可提供24条PCIe 4.0，其中16条是分给GPU的，4条是用来连接NVMe SSD，4条用来连接X570芯片，也就是说这4条用户是不能使用的，实际上用户可用的PCIe 4.0通道其实只有36条。那4条给存储设备的PCIe可连接一个PCIe 4.0 x4的M.2 SSD，或者一个PCIe 4.0 x2与两个SATA 6Gbps的设备。

X570芯片则可固定提供8条PCIe 4.0通道和4个SATA 6Gbps接口，有两组4条PCIe 4.0，它们都可以做成一个PCIe 4.0 x4的M.2接口或者4个SATA 6Gbps接口，具体怎么设置厂商可以自己决定，可以做成一个M.2接口加4个SATA口或者两个M.2口再或者8个SATA口。

USB接口方面CPU可提供4个USB 3.1 Gen 2接口，而X570芯片组则可提供8个USB 3.1 Gen 2与4个USB 2.0接口，这些都是无冲的。

PCIe 4.0的最大受益者并不是显卡，因为对显卡来说它根本用不着那么高的带宽，最大的受益者是SSD，现在许多高性能M.2 SSD都已经触碰到了PCIe 3.0 x4的极限，升级带宽刻不容缓，把通道数升到x8不太现实，M.2接口的规格放在那里，要上x8的只能用AIC，所以最好的方法就是从PCIe 3.0升到4.0，这样M.2接口的带宽就能从4GB/s翻倍到8GB/s了。

总结

回顾历史，AMD逐渐从逆向英特尔处理器和三方代工当中寻找话语权，虽然经过了K时代的辉煌与农用机械时代的挫折，AMD仍然在最近的锐龙时代站稳了脚跟。但是随着集成度的增加，如今的处理器早已经与当初不同，甚至我们可以把目前的一部分AMD CPU当做SoC。这自然会让主板芯片组的存在感变低，但是能够让芯片与主板设计时的许多工作变得轻松，这对于厂商与消费者来说无疑有着很大的好处。

至于未来，随着芯片集成度的增加与设备小型化趋势的进程，芯片组可能会在未来的某一天成为历史，或者对于大部分消费者来说不在重要。当然它们并没有消失，只是被集成在了其他的芯片当中，所以只要用户可以得到更好用的产品，这一切仿佛并没有那么重要。