南桥

南桥是个人计算机 (PC) 主板上核心逻辑芯片组中的两个芯片之一，另一个是北桥。 南桥通常在北桥/南桥芯片组计算机架构中实现主板较慢的功能。 在采用 Intel 芯片组的系统中，南桥被命名为 I/O 控制器集线器 (ICH)，而 AMD 自推出 Fusion AMD 加速处理单元 (APU) 以来将其南桥命名为 Fusion Controller Hub (FCH)，同时移动了 Northbridge 到 CPU die 上，因此使其在功能上类似于平台集线器控制器。

南桥和北桥通常可以通过不直接连接CPU来区分。 相反，北桥将南桥连接到 CPU。 通过使用控制器集成通道电路，北桥可以直接将I/O单元的信号连接到CPU进行数据控制和访问。

由于对片上系统 (SoC) 处理器的推动，现代设备越来越多地将北桥集成到 CPU 芯片本身中； 例如英特尔的 Sandy Bridge 和 AMD 的 Fusion 处理器，它们均于 2011 年发布。南桥变得多余，取而代之的是 2008 年随英特尔 5 系列芯片组推出的平台控制器中枢 (PCH) 架构，而 AMD 也采用了 与他们在2011年发布的xxx款APU一样，将PCH命名为Fusion controller hub（FCH），直到2017年才开始用于AMD的Zen架构，同时下降到AMD的APU上 FCH 名称。 在 Intel 平台上，所有南桥功能和剩余的 I/O 功能都由 PCH 管理，PCH 通过直接媒体接口 (DMI) 直接连接到 CPU。 英特尔低功耗处理器（Haswell-U 及更高版本）和超低功耗处理器（Haswell-Y 及更高版本）还集成了封装 PCH。 基于其Chiplet设计，AMD Ryzen处理器还集成了一些南桥功能，例如一些USB接口和一些SATA/NVMe接口。

南桥芯片组处理许多计算机的 I/O 功能，例如 USB、音频、系统 BIOS、ISA 总线或 LPC 总线、低速 PCI/PCIe 总线、IOAPIC 中断控制器、SATA 存储 、历史 PATA 存储和 NVMe 存储。 南桥和北桥芯片的不同组合是可能的，但这两种芯片必须设计为协同工作； 不同核心逻辑芯片组设计之间的互操作性没有行业标准。 在 1990 年代和 2000 年代初期，北桥和南桥之间的接口是 PCI 总线。 现在主要使用的桥接接口是DMI（Intel）和UMI（AMD）。

该名称源于以地图方式表示架构，并在 1991 年引入 PCI 本地总线架构时首次这样描述。在英特尔，PCI 规范的作者将 PCI 本地总线视为处于 PC 平台架构的中心（即赤道）。

北桥延伸至 PCI 总线主干的北部，以支持 CPU、内存/高速缓存和其他性能关键型功能。 同样，南桥延伸到 PCI 总线骨干网的南部，并连接到对性能要求较低的 I/O 功能，例如磁盘接口、音频等。

中央处理器位于地图正北的顶部。 如图所示，CPU 通过位于其他系统设备北部的快速桥（北桥）连接到芯片组。 如图所示，北桥通过位于其他系统设备南部的慢桥（南桥）连接到芯片组的其余部分。

尽管当前的 PC 平台架构已经用更快的 I/O 骨干网取代了 PCI 总线骨干网，但桥命名约定仍然存在。

现代南桥的功能包括：

• PCI 总线。 南桥还可能包括对 PCI-X 的支持。
• 通常用于以太网和 NVMe 的低速 PCI Express (PCIe) 接口。
• ISA 总线或 LPC 桥。 较新的主板不再提供 ISA 插槽。 LPC 桥为超级 I/O（PS/2 键盘和鼠标、并行端口、串行端口、IR 端口和软盘控制器的正常连接）提供数据和控制路径。
• SPI 总线。 SPI 总线是一种简单的串行总线，主要用于固件（例如 BIOS/UEFI）闪存访问。
• SMBus 控制器。

• DMA 控制器。 8237 DMA 控制器允许 ISA 或 LPC 设备直接访问主内存，而无需 CPU 的帮助。
• PIC 和 I/O APIC。
• 大容量存储接口，例如 SATA、M.2 和历史 PATA。 这通常允许连接硬盘驱动器或 SSD。
• 实时时钟。
• 可编程间隔计时器。
• 高精度事件计时器。
• ACPI 控制器或 APM c