Intel Z97 M.2、SATA Express搶先登陸：Haswell Refresh小幅超頻，鮮少特色的Z97 (上)

單晶片架構整合

從Intel P55晶片組開始，所有晶片組皆進行一輪整合，從以前我們所熟知的南、北橋雙晶片架構，更新至僅剩南橋的單晶片架構，而部分的北橋功能則是整合至處理器內部。例如北橋PCI-E通道、記憶體控制器，這些功能目前都已經整合至處理器，這也使得主機板廠商得以更快速的進行主機板佈線設計。僅只需要針對南橋還有PCI-E插槽進行設計，同時自行針對客群裝載上各式第三方晶片功能，並不需要再進行複雜的南、北橋最佳佈線設計。

此舉理論上可以縮短各產品的上市時程，事實上目前的主機板更新步調也是逐步變快，從P55、P67、Z68、Z77、Z87每一代得更迭速度不僅是至少一年一換，甚至年初年尾換代，這其中包含了Intel的Tick-Tock滴答策略，確保產品更新速度與賣點保持領先性。

更新步調太快，整合太慢

不過由於更新速度太過頻繁，如P55晶片組更迭至P67、Z68晶片，這之中就出現P67晶片組的SATA控制器出現問題，導致於晶片從B2至B3步進的更新，這部分為Intel自身晶片組的缺陷。而Z68升級至Z77時又出現了USB 3.0與SATA 6Gb/s數量不足的問題，甚至也出現處理器的超頻幅度越來越不理想的狀況，根本原因在於所使用的內部散熱膏材質太差，而造成溫度瓶頸，甚至出現了一批極限玩家放棄保固，將外部鐵蓋移除進行極限超頻的熱潮。

在Z87時雖然大幅度的將USB 3.0與SATA 6Gb/s一舉拉升至各6個，不過這也導致處理器腳位再度更新，從原先的LGA1155變更為LGA1150，雖然這次規格看似完善，不過從這些晶片組的更新可以看到，目前唯一維持不變的東西還是存在，同時也是目前最大的瓶頸，DMI通道仍然在2.0規格，也就是PCI-E x4，等效20Gb/s的頻寬，也就是理論上這些晶片的最大吞吐量為上行2GB/s、下行2GB/s，若是以SATA 6Gb/s的規格來看，6Gb/s僅需要以3至4顆高速固態硬碟就足以塞滿這個頻寬，也就成為目前最大的受限瓶頸。

Z97晶片架構微觀

Z97晶片的架構大致上與Z87相同，不過還是有部分之處是不一樣的，如M.2插槽正式成為標準規格，不再是NGFF這個草案規格，對於M.2的規格部分也有明確的規範，同時也針對M.2儲存裝置的應用將Rapid Storage Technology的部分增加PCI Express Storage，讓使用PCI-E通道的M.2固態硬碟可以與一般SATA硬碟一樣安裝系統與使用上與SATA無異。

另外，Z97加入Device Protection with Boot Guard，為原先的Trusted Execution Technology技術的精進版，能夠提供更全面的開機防護功能，不過這一點仍然是維持在韌體層面上，並非硬體上精進，這種更新的內容就好比防毒軟體，適當的時間點就必須要更新病毒碼才能夠防護最新的病毒技術一樣，本質上並非硬體更新，而是純粹的在舊有的基礎下進行改良。

PCI-E通道拆分狀態

或許這麼說非常的籠統，我們其實可以翻出晶片組的架構簡圖來比照，就可以分析出兩者之間的具體差異，第一部分為處理器的架構，第二部分則是晶片組的架構，處理器架構的部分可以看到一樣是支援DDR3/DDR3L-1600雙通道記憶體，同時內部的PCI-E通道數一樣是可以拆分成3種狀態，1x16、2x8或者是1x8、2x4，理論上支援3路CrossFireX。

另外NVIDIA的SLI支援能力則是端看主機板廠是否有購買SLI授權金鑰寫入UEFI BIOS內部，這部分硬體上是具備支援能力，差別僅在於是否擁有金鑰啟用該技術，另外內建的iGPU一樣支援3輸出能力。

晶片組只能算韌體更新

在晶片組的部分，可以看到基本的架構組成仍然為6個SATA 6Gb/s、6個USB 3.0、14個USB2.0，High Definition Audio高傳真音效、Intel Integrated 10/100/1000 MAC，還有最高8條PCI-E通道，Z87與Z97之間的差別在於Intel RST for PCI-E Storage，還有最底下的Intel Device Protection Technology with Boot Guard，另外Intel ME則是更新至9.1版。

就如同前面所述，Z87與Z97在晶片上的變化充其量只能算是韌體更新，硬體上並未有太大幅度的更新，唯一不同處在於Z97晶片目前已明確指出支援Intel第五代Core處理器，也就是說下一代Broadwell已經在支援列表內，而Z87目前並未說明是否支援，這也是目前Z87、Z97最大的歧異點。

Haswell Refresh處理器的部分，規格則是小幅度提昇100MHz的時脈，當然最大的精進部分為K系列的處理器，代號為Devil’s Canyon，將會擁有更好的Thermal Interface Material內部傳導介質，也就是散熱膏。此外封裝材料更新，不過Intel目前並未明確指出Devil’s Canyon是否為Z97晶片組獨佔，目前已知的部分為Z87晶片透過更新BIOS CPU Micro Code處理器微碼可以支援非K的Haswell Refresh處理器，且Devil’s Canyon目前得等到6月份才會上市。Core i7 4790K時脈部分將會拉升至4.0GHz，加速時脈將會達到4.4GHz，比起目前的Core i7 4770K的3.5GHz，有著更高幅度的提升，TDP則是從84W小幅提昇至88W。

▲Z97晶片組架構圖，可以看到與Z87晶片組相比僅部分功能增加，其餘部分皆相同。

Z77至Z97晶片組的變革

處理器大致上就僅只是提昇時脈，晶片組的部分也並未有太多變化，不過若是以Z77與Z97之間來做比對的話，會發現一些較有趣的現象，如Flexible I/O，還有Xeon E3-1230v2與之後的產品之間差異性，這些都比Z87變革至Z97來的幅度更大，且更多不為人所談及的重點，甚至看完可能會覺得Intel怎麼將晶片組功能越做越少。

Flexible I/O可定義通道變化更多

在Flexible I/O推出之前，晶片組提供的通道與定義都有明確的規範，如第1條為USB 3.0的專屬通道、第7條為PCI-E的專屬通道，這些通道廠商並沒有辦法自行去修改定義，也就是說受限於晶片組，廠商自行設計的主機板所能夠變化的項目其實等於零，只有規格實現或者規格屏蔽，實現為可使用，至於屏蔽就單純不拉出對應的線路，但實際上晶片組仍然是具備該功能，僅廠商不提供實體線路給予使用者使用。

而Flexible I/O則是提供廠商可定義4組通道的對應關係，通道#5、#6可被定義為USB 3.0或者是轉化為PCI-E通道，通道#13、#14則是可被定義為SATA或者是PCI-E通道，從這邊我們可以看到一個比較特殊的局面，Intel宣稱的6個SATA 6Gb/s、6個USB 3.0，在圖表中怎麼會是各4個為固定班底，而剩餘的2個則是可被定義為其他應用，這一點就是Intel在Z87晶片組所做的改變。

在Z77的PCI-E通道數量固定為8，SATA 6Gb/s固定為2，USB 3.0固定為4，也就是說不縮水的情況下，每一張主機板基本上就是SATA 6Gb/s具備2個、USB 3.0具備4個，甚至更多，但到了Z87，就不再是如此，因#5、#6、#13、#14通道的可變性，廠商可以選擇不將PCI-E通道數量增加，繼續維持6條，或者是各取SATA 6Gb/s、USB 3.0通道轉化為PCI-E通道成為8條。此舉可供廠商增加更多通道數量去延伸第三方晶片組功能，具備這種可變性，總共會有6種不同變化，當然這個可變性是建立在犧牲晶片組一部分內建功能去達成的，若選擇PCI-E通道，則是會減少內建USB 3.0或者SATA 6Gb/s數量。

Xeon V3取消特殊PCI-E 2.0 x4通道

本來在Xeon E3-1230V2的處理器內部擁有20條PCI-E通道，其中包含PCI-E 3.0 16條、PCI-E 2.0 4條，不過到了E3-1230V3後就取消原先所具備的4條PCI-E 2.0通道，其根本原因在於E3-1230V2必須要搭配特定晶片組，如C20x晶片組才能夠將PCI-E 2.0 x4開啟，若是一般家用型產品，如Z77、H77等晶片，是沒有辦法將處理器內建的PCI-E 2.0 x4通道進行使用。

而在E3-1230V3後，Intel認為這個通道的使用量並不高，其原因在於需特定處理器，如Xeon，還必須搭配特定晶片組，如C20x，這個條件限制下造成使用率不高，決定直接取消這個設計，後續的版本在PCI-E通道數量上就與一般家用版本無異，差別縮小至ECC記憶體支援能力。

▲Flexible I/O架構下，廠商可以自由變換通道定義，能夠擁有更多變化性。

▲E3-1200V2為末代處理器支援額外PCI-E 2.0 x4通道的產品。

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