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RAM（隨機寄存器）

ROM ( 只讀寄存器 )

個人計算機和小型服務器被標準化到了一個芯片組上，它由兩部分組成: 北橋和南橋，見圖

CPU通過一條通用總線(前端總線，FSB)連接到北橋。北橋主要包括內存控制器和其它一些組件，

內存控制器決定了RAM芯片的類型。不同的類型，包括DRAM、Rambus和SDRAM等等，要求不同的內存控制

器。為了連通其它系統設備，北橋需要與南橋通信。南橋又叫I/O橋，通過多條不同總線與設備們通信。

目前，比較重要的總線有PCI、PCI Express、SATA和USB總線，除此以外，南橋還支持PATA、IEEE 1394、串

行口和并行口等。比較老的系統上有連接北橋的AGP槽。那是由于南北橋間缺乏高速連接而采取的措施。現在的

PCI-E都是直接連到南橋的。

這種結構有一些需要注意的地方:

• 從某個CPU到另一個CPU的數據需要走它與北橋通信的同一條總線。
• 與RAM的通信需要經過北橋
• RAM只有一個端口。{本文不會介紹多端口RAM，因為商用硬件不采用這種內存，至少程序員無法訪問到。
• 這種內存一般在路由器等專用硬件中采用。}
• CPU與南橋設備間的通信需要經過北橋

在上面這種設計中，瓶頸馬上出現了。第一個瓶頸與設備對RAM的訪問有關。早期，所有設備之間的通信

都需要經過CPU，結果嚴重影響了整個系統的性能。為了解決這個問題，有些設備加入了直接內存訪問(DMA)

的能力。DMA允許設備在北橋的幫助下，無需CPU的干涉，直接讀寫RAM。到了今天，所有高性能的設備都

可以使用DMA。雖然DMA大大降低了CPU的負擔，卻占用了北橋的帶寬，與CPU形成了爭用。

第二個瓶頸來自北橋與RAM間的總線。總線的具體情況與內存的類型有關。在早期的系統上，只有一條總線，

因此不能實現并行訪問。近期的RAM需要兩條獨立總線(或者說通道，DDR2（Double Data Rate 2）就是這

么叫的，見圖2.8)，可以實現帶寬加倍。北橋將內存訪問交錯地分配到兩個通道上。更新的內存技術

(如FB-DRAM)甚至加入了更多的通道。DDR2內存擁有兩倍于上一代雙倍速DRAM(DDR)內存預讀取能力

（即：4bit數據讀預取）。換句話說，DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據，并且能夠以內

部控制總線4倍的速度運行。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的关于计算机体系结构-北桥和南桥的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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