在 x86 架构的主板设计中，南桥（Southbridge） 和 PCH（Platform Controller Hub，平台控制器中枢） 是两种不同代际的芯片组核心组件，负责管理外设接口和系统功能。它们的核心区别源于 架构演进（如北桥功能的消亡与 CPU 集成化），以下是详细对比：
1. 南桥（Southbridge）的功能
南桥是 传统南北桥架构 中的一部分（北桥已淘汰），主要负责 低速 I/O 接口管理 和 系统基础功能，具体包括：
存储控制
SATA 控制器：管理硬盘、光驱等存储设备。
IDE/PATA 接口（旧式硬盘接口，已淘汰）。
外设接口
USB 控制器（USB 2.0/1.1）。
PCI 总线管理（非高速 PCIe 设备）。
音频编解码器（AC'97 或 HDA）。
以太网控制器（低速 LAN）。
系统功能
BIOS/UEFI 固件交互（如启动顺序配置）。
时钟发生器（系统时钟同步）。
部分电源管理（如 ACPI 支持）。
连接方式
通过 DMI（Direct Media Interface） 或 Hub Link 总线与北桥通信。
北桥负责 CPU、内存、显卡等高速组件，南桥专注低速外设。
2. PCH（Platform Controller Hub）的功能
PCH 是英特尔在 2008 年后 推出的架构（取代南北桥模式），核心变化在于 北桥功能被 CPU 集成，PCH 承担了南桥职责并扩展了功能：
继承南桥的基础功能
SATA/USB 控制器（支持 USB 3.0/3.1 等高速接口）。
音频管理（如 Intel HD Audio）。
低速 PCIe 通道分配（如网卡、声卡）。
增强功能
高速互联：通过 DMI 3.0/4.0 或 OPI 总线与 CPU 直连（带宽更高）。
集成更多现代接口：
支持 NVMe 协议（通过 PCIe 通道管理 M.2 SSD）。
雷电（Thunderbolt）控制器（部分高端 PCH）。
Wi-Fi/蓝牙模块管理。
高级电源管理：
深度参与 CPU 和外围设备的功耗调节（如 Modern Standby）。
支持更多 ACPI 电源状态（S0ix 低功耗模式）。
安全与固件：
集成 TPM（可信平台模块）功能。
管理 SPI 闪存（存储 UEFI 固件）。
扩展控制
管理多个 PCIe 4.0/5.0 通道（根据代际）。
支持 RAID 配置（如 Intel RST）。
3. 关键差异对比
特性
南桥（Southbridge）
PCH（Platform Controller Hub）
架构背景
传统南北桥架构（需搭配北桥使用）
现代单芯片架构（北桥功能集成到 CPU）
互联总线
DMI 1.0/Hub Link（带宽较低）
DMI 3.0/4.0 或 OPI（带宽提升 4-8 倍）
接口支持
USB 2.0、SATA II、PCI
USB 3.x、雷电、NVMe、PCIe 4.0/5.0
电源管理
基础 ACPI 支持
深度节能（Modern Standby、S0ix 状态）
安全功能
无内置 TPM
集成 TPM 2.0、固件保护（如 Intel PTT）
典型应用
2000 年代早期主板（如 Intel ICH9）
现代主板（如 Intel 600/700 系列 PCH）
4. 技术演进逻辑
北桥的消亡：
随着 CPU 集成内存控制器和 PCIe 控制器（如 Intel Nehalem 架构后），北桥的功能被 CPU 吸收，南桥升级为 PCH，直接通过高速总线（DMI）与 CPU 通信。
PCH 的优势：
更高的集成度：减少主板布线复杂度。
更低的延迟：DMI 总线带宽提升（例如 DMI 4.0 达 8 GT/s）。
支持新技术：原生支持 USB4、PCIe 5.0 等标准。
5. 实际案例
南桥芯片：
Intel ICH10（搭配 P45 北桥，用于 LGA 775 平台）。
AMD SB950（用于 AM3+ 平台）。
PCH 芯片：
Intel Z790（支持 13代酷睿，提供 20 条 PCIe 4.0 通道）。
AMD Promontory（Ryzen 平台虽称“芯片组”，功能类似 PCH）。
总结
南桥 是传统架构中管理低速外设的核心芯片，依赖北桥与 CPU 交互。
PCH 是现代架构中高度集成的控制中枢，直接对接 CPU，功能更强大且支持新技术。
本质区别：PCH 是南桥的进化形态，适应了 CPU 集成化和高速互联的需求。