【★硬件吧★】NVIDIA历代nForce主板芯片组发展回顾

从最初nForce的怀才不遇，到nForce2芯片组的终被认可，以及nForce3在K8平台的一马当先，后来nForce4芯片组的大红大紫，nForce5芯片组独当市场霸主，nForce6芯片组开始向Intel市场进军，以及最新发售的nForce7芯片组同时涉足AMD/Intel平台……nForce系列芯片组见证了NVIDIA在主板芯片组市场发展的风风雨雨和起起落落。



　　在回顾历史时我们可以发现，NVIDIA nForce系列主板在主板芯片组的每一次更新换代和其现在最主要的竞争对手之一-AMD（2006年收购GPU/主板芯片组厂商ATI）有着千丝万缕的关系，下面就让我们一起来回顾一下nForce发展的历程吧。

一、nForce芯片组——进军AMD平台、出师不利

　　关键词：Xbox、IGP、MCP、Dolby Digital

　　综述：2001年与微软在Xbox上的合作，给了nVIDIA进军主板芯片组市场的契机，因为使用在Xbox中的主板芯片，正是nVIDIA第一款主板芯片组nForce的原型，也正是依靠在Xbox中使用的先进技术nVIDIA得以成功的树立了nForce的形象。虽然由于成本问题以及对产品市场运营策略把握不当，nForce最终黯然退出，但这款具有跨时代意义的AMD芯片组依然给我们留下了深刻的印象。


　　Intel在处理器和主板芯片组的战略上，采用了自家处理器和主板芯片组“强强搭配”，而在早期AMD平台，由于各种原因，自家的芯片组与处理器搭配性能并没有任何优势。于是VIA、SIS、ALI等芯片组厂家便成为了AMD处理器平台市场上的主力。最初nVIDIA涉及主板芯片组领域，是由微软给了它第一次机会。当时微软与nVIDIA合作XBOX游戏主机，主板和图形芯片均交给了nVIDIA来研发。

借助这个机会，nVIDIA从XBOX当中引用出来颇多的先进技术，开发出了它的首款芯片组产品——nForce�

1、nForce 220和420

　　nForce芯片组采用了北桥芯片IGP（Integrated Graphics Processor）和南桥芯片MCP（Media and Communications Processor，多媒体及通讯处理器）的组合。IGP支持DDR内存，最大特点是整合了GeForce2 MX级别的图形核心（拥有T&L引擎、填充速率可达3.5亿像素/秒），并且支持外接AGP 4X显卡。

　　IGP又分为nForce 220和nForce 420两种，两者的主要区别在于TwiNBAnk（交错式）内存控制器——nForce 420使用128bit TwinBank内存控制器，北桥为IGP 128；而nForce 220的北桥为64bit IGP 64。这样，nForce IGP 64（nForce 220）整合的图形核心只支持64bit显存，也就是单通道DDR266所能提供的带宽，所以nForce 220的集成显卡只能达到GeForce2 MX200的水平。而nForce 420在使用双通道内存的情况下则可支持128bit显存，性能可接近零售版GeForce2 MX的水准，使得nForce 420的集成显卡性能在当时一枝独秀。 



　　在其他功能方面，南桥芯片MCP支持6个USB接口、并且集成MAC（Media Access Controller）、支持10/100Mbps以太网、支持ACR与CNR、支持HomePNA 2.0（家庭电话线网络2.0标准）。硬件支持directx 8.0音效处理AC’97兼容接口，支持2、4或6音道输出，内置“软猫”功能，可支持S/PDIF光纤输出。

　　第一代nForce芯片组虽然具备不错的性能（比如磁盘性能优于同期其他Socket A芯片组），但售价过高，兼容性也尚有待改进，在和当时的VIA KT133A/266A、SIS730/735/740等芯片组的对抗中并没能占据明显优势，因此一直“叫好不叫座”。


图：售价过高是nForce主板叫好不叫卖的最大恶首

2、nForce后续产品

　　正是基于叫好不叫卖原因，后期NVIDIA针对不同市场推出了同属nForce系列的nForce 415-D、615-D、620-D等后续芯片组。

　　2002年1月推出的nForce 415-D是nForce 420的精简版，两者的差别仅在于nForce 415-D去掉了显示功能（北桥芯片变为SPP），主要技术规格与MCP-D南桥芯片完全相同。但是，随着NVIDIA第二代主板芯片组——nForce2芯片组发布，这些芯片组在还没能形成主流便淡出市场了。

　　小结：一个产品的成功，天时地利人和三大因素必不可缺。nForce在性能的强大是被业界所认可的，但在当时的AMD平台，它碰上的是当时如日中天的VIA、SIS等对手，加上产品的成本迟迟不能得到有效控制，在我们回顾看来，黯然淡出市场是意料之中的结果。

二、nForce 2芯片组——王者的崛起

　　关键词：K7、SPP、IGP、双通道DDR400、超频

　　综述：nForce的出师不利并没有挫伤nVIDIA的信心，反而手中握有的诸多领先技术以及第一次失败后的经验教训使他们更加明白了自己该怎样去赢得竞争、怎样去赢得市场。因此，在一年以后的2002年7月，卷土重来的nVIDIA带来了后来被认为是最成功的芯片组产品——nForce2。通过nForce2我们结识了IGP和MCP，也领略到了模块化设计的优势所在。

2002年7月，nVIDIA卷土重来，携带其最新的芯片组——nForce 2芯片组重新搏杀AMD平台主板芯片组市场，并获得成功。nForce 2被后来的DIY玩家们一直推崇为nVIDIA有史以来最成功的一款产品，时至今日仍然还有不少玩家依旧在使用nForce 2主板配AMD Athlon XP2500+的经典配置。


图：经典的超频能力打造了NVIDIA在主板芯片组的成功

nForce 2芯片组继承了nForce芯片组的创新风格，并修正了种种Bug，而且还加入了更多更新的功能和特性支持。尽管nForce 2虽然在前期依然受到了一些小毛病的困扰，但是它随着Athlon XP外频的提升、DDR内存的升级，nForce 2明智地追随市场进行改版。到后期的nForce 2 Ultra 400已经可以支持到400MHz FSB外频、双通道DDR400以及AGP 8x总线。

　　nVIDIA凭借这样的努力一举击败VIA，抢下了AMD K7平台的首把交椅。



　　小结：在经过nForce 2芯片组一役之后，NVIDIA在AMD平台的专注获得巨大回报，nForce 2芯片组在接下来的2003年里面几乎统治了AMD平台主板芯片组市场。与此同时，同时分身Intel与AMD平台的VIA（威盛）与SIS（矽统）在主板芯片组领域开始呈缓慢下降趋势，另外一家与NVIDIA性质相同的公司——ATI则开始展露手脚。


图：在之后的很长时间内，nForce 2芯片组几乎统治整个市场

三、nForce 3芯片组——跌宕起伏 一波三折

　　关键词：64bit、Althon64、单芯片、600MHz/800MHz/1GHz、SATA

　　综述：nForce的低迷，nForce2的辉煌，为nVIDIA的主板芯片组研发增加了不少失败与成功的经验，nVIDIA自然也看到了这片市场丰富的利润以及未来广阔的前景。不过由于没有得到Intel的授权，nVIDIA始终没有打开Intel平台的芯片组市场，但这也使其能够集中经历和技术全力开发AMD平台的芯片组产品。2003年4月AMD刚刚发布64位处理器的时候，nVIDIA便率先推出了支持64位处理器的芯片组产品nForce3 150，对64位处理器的支持以及全新的单芯片设计使nVIDIA又一次走在了时代的前列，不过，产品的缺陷也给了VIA威盛与SIS矽统一些可乘之机，随着nForce3 250后续系列芯片组对BUG的改善，NVIDIA在AMD市场的地位终于得到巩固……



　　由于Intel战略上的失误，使得AMD在64位平台上占有了先机，比Intel提前发布了64位处理器。凭借这几年与AMD的合作伙伴的关系，nVIDIA在威盛和矽统之前发布了支持64位处理器的芯片组nForce 3 Pro和nForce 3 150抢尽风头。虽然这款芯片组携带了更多的新技术、新特性，但是它还是成为了nVIDIA一款比较有争议的产品。

　　这次nForce 3芯片组中nVIDIA没有再延续前两代的IGP或SPP与MCP的组合方案，而是把这两个芯片集成到了一起，组成了全新的单芯片芯片组。nForce3 150的单芯片设计有大的优点，比如南北桥之间的数据传输速度会快很多，而且由于是通过HyperTransport总线和CPU连接，这对磁盘性能也有不小的提高。其他方面它还支持AGP8X、3组ATA/133通道、10/100Mbps网卡、支持Raid0，1和0+1、支持USB2.0、AC97声效等功能。

不过，nForce3 150只支持上行600MHz的HyperTransport总线，而不是Althon 64标准的800MHz，并且它还不支持随后流行起来的SATA接口，在业界受到许多诟病。同时老对手威盛抓紧这个时机，凭借K8T800芯片组的出色性能赢回来了一部分市场。正当人们都认为威盛即将再次崛起时，nVIDIA重整旗鼓于2004年3月1日推出了nForce 3后续芯片组——nForce3 250系列芯片组。



　　nForce 3 250芯片组由于是从150芯片组改进过来的，它分为nForce 3 250、250GB和Professional以及Ultra四款产品。它们的区别是250GB在250基础上添加了对千兆网卡的支持，而Ultra则是将250GB的800MHz HyperTransport总线频率提升到了1GHz，最后nForce 3 250 Professional芯片组与Ultra基本相同，只是支持的处理器为Opteron。

　　其他主要的共能有nForce3 250全系列芯片组均支持Socket939的 Athlon 64和 Athlon 64 FX处理器，支持双通道DDR内存，支持SATA 150、ATA133，支持RAID 0、1、0+1和JOBD，支持8个USB2.0接口，支持AC97音频标准。另外nForce3 250芯片组全部都有内建的硬件防火墙。

　　小结：nForce3系列芯片组的起起落落丰富了NVIDIA在主板芯片组的经验，同时进一步巩固了其在AMD平台芯片组核心厂商的位置，接下来推出的nForce 4系列芯片组更是让NVIDIA在主板芯片组市场达到一个新的巅峰。


图：SATA接口与HT总线是nForce 3 250系列芯片组最大的改进

1、nForce4 For AMD

　　nForce 4芯片组公分为了三个版本，即：nForce 4、nForce 4 Ultra，还有更加吸引人的nForce 4 SLi。所有版本的nForce 4芯片组都将支持20-lane的PCI Express总线规格，原生的千兆网卡，功能强大的nVIDIA RAID，10个USB 2.0接口，nVIDIA的Firewall 2.0和全新的nTune Performance工具。依据目标市场的不同，nForce 4的3个成员又有各自不同的特性。nForce 4 SLi提供的可编程的20条PCI-E通道能组成8x+8x的SLi模式，而Ultra和标准版则锁定为16x+4x，并不支持SLi模式。



　　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。nForce4-4X一问世便以高价性比成为市场上的热门产品。


图：钻石OEM代工的这款NF4-4X主板销量非常强劲

2、nForce4 For Intel

　　随着“nForce4 SLI+Althon64+NVIDIA显卡”组合表现出强大的斗力，更多的用户开始放弃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。

　　但是，由于首次涉及Intel平台主板芯片组研发，C19芯片组并没有表现出很好的硬件兼容性与稳定性，它在市场上也没有受到很热烈的反响。

　　小结：nForce4系列芯片组造就了K8时代的辉煌，也让NVIDIA在主板芯片组领域完成由厂商至巨头的转变。同时，由于产品过于成功，出现nForce 4系列芯片组后来换名为nForce 500芯片组的事件，这是后话。

　C51/C61芯片组——成功重返整合之路

　　关键词：GPU、整合、C51、C61

　　综述：合久必分，在推出了整合芯片组的力作nForce和nForce2 IGP芯片组后，NVIDIA在nForce3、nForce4系列芯片组中没有采用芯片集成显卡的设计。不过就在这三年时间里，整合图形芯片市场发生巨大变化，据05年中国际调查机构JPR所作的调查报告显示，ATi今年内建图形处理单元的主板芯片的出货量比去年提升了4.8％，整个显卡市场的占有率也上升到26.8％，仅居Intel 43.7％之后。看到ATi在这领域成功的站稳了阵脚，NVIDIA开始有重返整合图形芯片市场的信心，分久必合，2005年9月20日，NVIDIA再度推出针对AMD平台的整合芯片组GeForce6100/nForce400（C51）系列，随后并推出单芯片设计的C61芯片组，成功重返整合之路。

　1、C51芯片组

　　早期的C51型号有两款：面向高端的GeForce 6150（C51PV）和次级的GeForce 6100（C51G），都内建GeForce6系列的显示核心，支持directx 9.0c、Shader Model 3.0以及PureVideo，拥有两条Pixel Shader渲染管线及1个Vertex Shader流水线，性能仅次于GeForce 6200TC独立显卡，但强于同时期包括ATI Xpress 200在内的其他整合芯片组的集成显卡，完全能满足一般3D游戏的需求。

　　GeForce 6150核心频率为475MHz，GeForce 6100为425MHz。GeForce 6150具备HD视频播放、输入输出，TV编码、双头DVI显示输出功能。扩展槽方面GeForce 6100/6150都支持PCI Express ×16，但GeForce 6150支持两根PCI-E ×1接口，而GeForce 6100只支持一根。

　　C51芯片组的南桥芯片可采用nForce 430或nForce 410。前者支持千兆网卡，4个SATAⅡ接口，RAID 0/1/0+1/5，硬件安全引擎ActiveArmor；后者只支持10/100M网卡，两个SATAⅡ接口，RAID 0/1。它们是NVIDIA首个支持HDA（High Definiton Audio）的南桥芯片，可提供32bit/192KHz 7.1声道音效，一改前期NVIDIA芯片组在音效方面的劣势。