1.、總線：
IO是通過共享一條總線的方式來實現的，總線也就是一條或者多條物理上的導線，每個部件都接到這些導線上，導線上的電位每個時刻都是相等的（這個地方需要注意下，之前沒有考慮這個問題），這樣總線上的所有部件都會受到相同的信號。也就是說，這條總線是共享的，同一個時刻只能有一個部件在接收或者發送，是全單工的工作模式。
所有的部件按照另一條總線，也就是仲裁總線或者中斷總線上給出的信號來判斷這個時刻總線可以由哪個部件來使用。產生仲裁總線或者中斷電位的可以是CPU，也可以是總線上的其他設備。
2、北橋芯片：
一塊電腦主板，以CPU插座爲北的方法拿着，靠近CPU插槽的一個起連接作用的芯片稱爲“北橋芯片”，英文名：North Bridge Chipset。北橋芯片（NorthBridge）是主板芯片組中起主導作用的組成部分，也稱爲主橋（HostBridge）。北橋是個人電腦主板芯片組兩枚大規模芯片中的一枚。北橋被用來處理高速信號，通常處理CPU（處理器），RAM（內存），AGP端口或PCI Express,和南橋芯片之間的通信。
一般來說，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來命名的，例如英特爾 845E芯片組的北橋芯片是82845E，875P芯片組的北橋芯片是82875P等等。北橋芯片負責與CPU的聯繫並控制內存、AGP數據在北橋內部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統的前端總線頻率、內存的類型（SDRAM，DDR SDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、AGP插槽、ECC糾錯等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。北橋芯片就是主板上離CPU最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密切，爲了提高通信性能而縮短傳輸距離。因爲北橋芯片的數據處理量非常大，發熱量也越來越大，所以現在的北橋芯片都覆蓋着散熱片用來加強北橋芯片的散熱，有些主板的北橋芯片還會配合風扇進行散熱。因爲北橋芯片的主要功能是控制內存，而內存標準與處理器一樣變化比較頻繁，所以不同芯片組中北橋芯片是肯定不同的，當然這並不是說所採用的內存技術就完全不一樣，而是不同的芯片組北橋芯片間肯定在一些地方有差別。
3、南橋芯片：
南橋芯片（SouthBridge）是主板芯片組的重要組成部分，一般位於主板上離CPU插槽較遠的下方，PCI插槽的附近，這種佈局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠一點有利於佈線。相對於北橋芯片來說，其數據處理量並不算大，所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過一定的方式（不同廠商各種芯片組有所不同，例如英特爾的英特爾Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”）與北橋芯片相連。
南橋芯片負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等，這些技術一般相對來說比較穩定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。所以現在主板芯片組中北橋芯片的數量要遠遠多於南橋芯片。例如早期英特爾不同架構的芯片組Socket 7的430TX和Slot1的440LX其南橋芯片都採用82317AB，而近兩年的芯片組845E/845G/845GE/845PE等配置都採用ICH4南橋芯片，但也能搭配ICH2南橋芯片。更有甚者，有些主板廠家生產的少數產品採用的南北橋是不同芯片組公司的產品，例如以前升技的KG7－RAID主板，北橋採用了AMD760，南橋則是VIA 686B。南橋芯片的發展方向主要是集成更多的功能，例如網卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI無線網絡等等
新的i3、i5、i7處理器也都將將存儲控制器整新的i3合到CPU中，並且爲處理器提供了更快的管道和系統部件的通信能力。同時新的移動處理器還“革命”性的將圖形處理核心(GPU)整合到了處理器中。這種將兩種製程工藝製造的處理器整合到一起的產品堪稱業界首創，32nm的處理器核心+45nm圖形處理核心、內存控制器共同構成了代號爲Arrandale的新款移動處理器，而與以往的分離式設計相比，這種將圖形處理核心集成在處理器內部的做法直接提高了系統整體的兼容性和穩定性。被Intel稱爲“高清顯卡”的圖形處理器支持2通道的高清全硬件解碼，令高清電影的播放更爲流暢，畫面更清晰逼真，令用戶的視覺體驗加倍升級。
全新的酷睿i3/i5/i7是把北橋芯片組也集成到CPU上，其內部仍是採用QPI總線來通訊，而外部與主板芯片組通訊，其實就是以往主板上南橋與北橋通訊，採用的正是DMI總線。酷睿i3/i5/i7並沒有精簡QPI總線，只是集成度更高而已。
QPI總線可以用於CPU內部通訊，也可以用於CPU與主板北橋芯片組通訊，而Bloomfield Core i7正是利用QPI作爲CPU內部通信以及CPU與北橋通信的通道。
QPI總線的傳輸速率是FSB 1600MHz的4倍多，雖然前者數據位寬較窄，但傳輸帶寬仍然是後者的2倍。
通過QPI總線，可以有效地降低了處理器和各個硬件之間數據傳輸的延遲，能有效地提高系統性能
4、IO案例分析：
下面我們按照“連找發” 三元素理論，去分析一個CPU向磁盤要數據的例子：
連——總線
找——首先要有分區，纔能有所謂“找”，這個分區體現在主機總線中就是設備地址映射。每個IO設備在啓動時都要向內存中映射一個或者多個地址，這個地址有8位長，又被稱作IO端口。針對這個地址的數據，統統被北橋芯片重定向到總線上實際的設備上。假如，IDE磁盤控制器地址被映射到了地址0xA0，也就是十六進制A0，CPU根據程序機器代碼，向這個地址發出多條指令來完成一個讀操作，這就是找。
發——首先CPU將這個IO地址放到系統總線上，北橋接收到之後，會等待CPU發送第一個針對這個外設的指令。然後CPU發送如下3條指令。
第一條：指令中包含了表示當前指令時讀還是寫的位，而且還包含了其他選項，比如操作完成時是否用中斷來通知CPU處理，是否啓用磁盤緩存等。
第二條：指明應該讀取的硬盤邏輯塊號（LBA）。這個邏輯塊在我們講磁盤結構時會講到，總之邏輯塊就是對磁盤上存儲區域的一種抽象。
第三條：給出讀取出來的內容應該放到內存中哪個地址中。
這3條指令被北橋依次發送給IO 總線上的磁盤控制器來執行。磁盤控制器收到第一條指令之後，知道這是讀指令，而且知道這個操作的一些選項，比如完成是否發中斷，是否啓用磁盤緩存等，然後磁盤控制器會繼續等待下一條指令，即邏輯塊地址。磁盤空間器收到指令後，會進行磁盤實際扇區和邏輯塊的對應查找，可能一個邏輯塊會對應多個扇區，查找完成之後，控制器驅動磁頭尋道，等盤體旋轉到那個扇區後，磁頭開始讀出數據。在讀取數據的同時，磁盤控制器會接收都第三條指令，也就是CPU給出的數據應該存放在內存中的地址。有了這個地址，數據獨處之後直接通過DMA（DMA是Direct Memory Access的縮寫。其意思是“存儲器直接訪問”。它是指一種高速的數據傳輸操作，允許在外部設備和存儲器之間直接讀寫數據，即不通過CPU，也不需要CPU干預。整個數據傳輸操作在一個稱爲“DMA控制器”的控制下進行的。CPU除了在數據傳輸開始和結束時作一點處理外，在傳輸過程中CPU可以進行其它的工作。這樣，在大部分時間裏，CPU和輸入輸出都處在並行操作。因此，使整個計算機系統的效率大大提高）技術，也就是磁盤控制器可以直接對內存尋址並執行寫操作，而不必先轉到CPU，然後再從CPU存到內存中。