Chipset północny vs południowy - różnice między nimi

Północny chipset a południowy chipset: Jak możemy je zidentyfikować? Koncepcja chipsetu stała się dość ważna przez lata, szczególnie jeśli chodzi o sprzęt do gier. Producenci wprowadzają na rynek nowe procesory i często towarzyszą im nowe chipsety i kontrolery pamięci. Jeśli nadal nie wiesz, o czym mówimy, w tym artykule rozwiążemy wszelkie wątpliwości dotyczące tych koncepcji, zagłębiając się w główną cechę płyty głównej: chipset.

Co to jest chipset i jakie jest jego znaczenie

Pojęcie chipset odnosi się do zestawu układów scalonych lub układu scalonego, zdolnych do wykonywania szeregu funkcji. W kategoriach komputerowych funkcje te są związane z zarządzaniem różnymi urządzeniami podłączonymi do płyty głównej i komunikacją między nimi.

Chipset zawsze był projektowany w oparciu o architekturę centralnego procesora, procesora komputera. Dlatego zawsze, gdy mówimy o chipsecie, powinniśmy również mówić o procesorach, które są z nim kompatybilne oraz o możliwościach, jakie oferuje nam pod względem pojemności i szybkości. Dlatego mikroukład to kontrola komunikacji, a układ lub układy odpowiedzialne są za kontrolowanie ruchu danych na płycie głównej. Mówimy o procesorze, pamięci RAM, dyskach twardych, gniazdach PCIe i ostatecznie wszystkich urządzeniach, które można podłączyć do komputera.

Obecnie znajdujemy dwa chipsety na płycie, a raczej na płycie i procesorze, mostek północny lub północny oraz mostek południowy lub południowy. Powodem, dla którego nazywają je w ten sposób, jest ich lokalizacja na płycie, pierwsza na górze najbliżej procesora (północ), a druga poniżej (południe). Dzięki chipsetowi możemy uznać płytę główną za główną magistralę systemu. Oś, która jest w stanie łączyć ze sobą elementy różnych producentów o różnym charakterze w zintegrowany sposób i bez niezgodności między nimi. Na przykład płyta Asus z procesorem Intel i kartą graficzną Gigabyte.

Od czasu pojawienia się pierwszych elektronicznych procesorów tranzystorowych 4004, 8008 itd. Pojawiła się koncepcja chipsetu. Wraz z pojawieniem się komputerów osobistych popularne stało się stosowanie dodatkowych układów na płycie głównej do zarządzania pamięcią RAM, grafiką, systemem dźwiękowym itp. Jego funkcja była jasna, polegająca na zmniejszaniu obciążenia głównego procesora, czerpiąc go z innych obwodów, które z kolei się z nim łączyły.

Most Północny: funkcje i cechy

Mostek północny Intel G35

Zobaczymy chipset północny i południowy, określając, czym one są i jak działa każdy z nich. Zaczniemy od najważniejszego, jakim będzie most północny.

Chipset północny jest najważniejszym obwodem po samym procesorze. Wcześniej znajdował się na płycie głównej i tuż pod nim, używając układu prawie zawsze wyposażonego w radiator. Dziś mostek północny jest bezpośrednio zintegrowany z procesorami zarówno Intel, jak i AMD, wiodących producentów komputerów osobistych.

Funkcją tego chipsetu jest kontrolowanie całego przepływu danych, który przechodzi do lub z procesora do pamięci RAM, magistrali AGP (wcześniej) lub PCIe (teraz) z karty graficznej, a także samego samego chipsetu South. Dlatego nazywa się to również MCH (hub kontrolera pamięci) lub GMCH (graficzny MCH), ponieważ wiele północnych chipsetów miało również zintegrowaną grafikę. Tak więc jego misją jest kontrolowanie działania magistrali procesora lub FSB (magistrali frontowej) i dokonywanie dystrybucji danych między wyżej wymienionymi elementami. Obecnie wszystkie te elementy są osadzone w jednym krzemie wewnątrz procesora, ale nie zawsze tak było.

Ewolucja mostu północnego

Wewnętrzna architektura mostu północnego zintegrowana z AMD Ryzen 3000

Początkowo zarówno płyty AMD, jak i Intel, a nawet inni producenci, tacy jak IBM, mieli te chipsety fizycznie umieszczone na płycie. W obliczu potrzeby stworzenia układów scalonych, które zajmowałyby mało miejsca i zmniejszały liczbę zadań dla procesorów, jedynym sposobem było ich rozdzielenie i połączenie z nim procesora przez FSB.

Jego złożoność była prawie na poziomie procesorów, więc generowały one również ciepło i potrzebowały radiatorów. Był to także jedyny sposób na podkręcenie systemu. Zamiast podniesienia mnożnika procesora, podniesiono mnożnik FSB, którym dziś byłby BCLK lub zegar magistrali. Dzięki temu magistrala ostatecznie przeszła z 400 MHz do 800 MHz, powodując również wzrost częstotliwości procesora i pamięci RAM.

Głównym powodem, dla którego główni producenci procesorów zaczęli integrować ten chipset z procesorami, było opóźnienie, które wprowadziło. Ponieważ procesory już przekraczają częstotliwość 2 GHz, opóźnienie między pamięcią RAM a pamięcią RAM zaczęło być problemem i poważnym wąskim gardłem. Utrzymywanie tych funkcji w osobnym układzie scalonym zaczęło być wadą.

Intel zaczął używać północnego chipsetu wbudowanego w procesor z architektury Sandy Bridge w 2011 roku i zmiany nazwy jego procesorów na Intel Core ix. Procesory Nehalem, takie jak Intel Core 2 Duo i Quad, nadal miały oddzielny most północny od nich.

A jeśli mówimy o AMD, producent zaczął korzystać z tego rozwiązania od pierwszych procesorów Athlon 64 już w 2003 roku z technologią HyperTransport do połączenia północnego i południowego mostu. Producent, który rozpoczął architekturę x86 z 64 bitami i dodałby kontroler pamięci do swojego CPU na długo przed swoimi rywalami.

Most południowy: funkcje i cechy

AMD X570

Kolejnym elementem w porównaniu północnego chipsetu z południowym będzie most południowy lub zwany także ICH (hub kontrolera wejściowego) w przypadku Intela i FCH (fuzja hub kontrolera) w przypadku AMD.

Można zatem powiedzieć, że most południowy jest najważniejszym układem znajdującym się na płycie głównej od czasu przeniesienia mostu północnego na procesor. To jest jego pierwsza różnica, ponieważ obecnie jest na nim instalowana i praktycznie w tej samej pozycji od momentu jej powstania. Ten zestaw elektroniczny odpowiada za koordynację różnych urządzeń wejściowych i wyjściowych, które można podłączyć do komputera.

Przez urządzenia wejścia-wyjścia rozumiemy wszystko, co jest uważane za niską prędkość w porównaniu do magistrali pamięci RAM. Mówimy na przykład o portach USB, portach SATA, karcie sieciowej lub dźwiękowej, zegarze, a nawet o zarządzaniu energią APM i ACPI, którym również zarządza BIOS. Istnieje wiele połączeń z tym układem, a szyna PCIe 3.0 lub 4.0 również dołącza do niego, w zależności od generacji procesora.

Chipsety zyskały obecnie dużą moc, z prędkościami przekraczającymi 1, 5 GHz, i wymagają aktywnych systemów chłodzenia, jak w przypadku nowej generacji AMD X570. Najpotężniejsze, takie jak wspomniane AMD i Intel Z390, mają do 24 linii PCIe, w których można rozdzielić różne połączenia szybkich urządzeń peryferyjnych, takich jak dyski SSD M.2 i inne gniazda PCIe znajdujące się w obszarze rozszerzenia płyty.

Ten układ jest obecny od początku w 1991 roku z koncepcją architektury lokalnej magistrali. W nim magistrala PCI była reprezentowana w centrum schematu, podczas gdy w górę mieliśmy most północny, a w dół most południowy, odpowiedzialny za „wolniejsze” urządzenia.

Obecny chipset południowy i jego znaczenie

Chipset nie tylko zarządza urządzeniami wejścia / wyjścia na płycie, ale także odgrywa bardzo ważną rolę w kompatybilności z procesorem. W rzeczywistości w większości przypadków chipsety pojawiają się wraz z nowymi procesorami wypuszczanymi na rynek, co wiąże się z ich architekturą.

Nie zawsze tak jest, ponieważ zarówno AMD, jak i Intel mają chipsety, które są kompatybilne z różnymi generacjami procesorów, chociaż w zależności od przypadku niektóre funkcje będą dostępne, czy nie. Na przykład chipset AMD X570 obsługuje PCIe 4.0 wraz z nowym AMD Ryzen 3000. Ale jeśli umieścimy Ryzen 2000 na płycie, która jest również kompatybilna, szyna stanie się PCIe 3.0. To samo stanie się z prędkością pamięci RAM i jej fabrycznymi profilami JEDEC. Zgodność ta zależy w dużej mierze od systemu BIOS i jego oprogramowania układowego, ponieważ jest ostatecznie odpowiedzialny za zarządzanie podstawowymi parametrami różnych elementów na płycie.

Aktualne chipsety Intel

Chipset	MultiGPU	Bus	Pasy PCIe	Informacje
Do procesorów Intel Core 8. i 9. generacji należy użyć gniazda LGA 1151
B360	Nie	DMI 3.0 do 7.9 GB / s	12x 3, 0	Aktualny chipset średniego zasięgu. Nie obsługuje przetaktowywania, ale obsługuje do 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX i SLI	DMI 3.0 do 7.9 GB / s	24x 3, 0	Obecnie mocniejszy układ Intel, wykorzystywany do grania i podkręcania. Duża liczba linii PCIe obsługujących +6 USB 3.1 Gen2 i +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Nie (chipset laptopa)	DMI 3.0 do 7.9 GB / s	16x 3.0	Chipset najczęściej używany obecnie w notebookach do gier. Istnieje wariant QM370 z 20 liniami PCIe, chociaż jest mało używany.
Dla procesorów Intel Core X i XE w gnieździe LGA 2066
X299	CrossFireX i SLI	DMI 3.0 do 7.9 GB / s	24x 3, 0	Chipset wykorzystywany w entuzjastycznych procesorach Intela

Aktualne chipsety AMD

Chipset	MultiGPU	Bus	Skuteczne tory PCIe	Informacje
Do 1. i 2. generacji procesorów AMD Ryzen i Athlon w gnieździe AMD
A320	Nie	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Jest to najbardziej podstawowy chipset w ofercie, przeznaczony dla urządzeń podstawowych z APU Athlon. Obsługuje USB 3.1 Gen2, ale nie przetaktowuje
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Chipset klasy średniej dla AMD, który obsługuje przetaktowywanie, a także nowy Ryzen 3000
X470	CrossFireX i SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Najczęściej używany do sprzętu do gier do czasu pojawienia się X570. Jego płyty są w dobrej cenie, a także obsługują Ryzen 3000
Dla procesorów AMD Athlon drugiej generacji i Ryzen drugiej i trzeciej generacji w gnieździe AM4
X570	CrossFireX i SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Wyłączone są tylko Ryzen 1. generacji. Jest to najmocniejszy chipset AMD obecnie obsługujący PCI 4.0.
Do procesorów AMD Threadripper z gniazdem TR4
X399	CrossFireX i SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Jedyny dostępny chipset dla AMD Threadrippers. Kilka linii PCI jest zaskakujących, ponieważ cały ciężar jest przenoszony przez procesor.

Podsumowanie różnic między chipsetem północnym a chipsetem południowym

W drodze syntezy zamierzamy rozbić wszystkie funkcje dwóch chipsetów, aby jeszcze bardziej wyjaśnić, czemu każdy z nich jest dedykowany.

Architektura AMD Ryzen 3000 - X570

Funkcje prądu chipsetu północnego

Z biegiem czasu funkcje północnego chipsetu względem południowego wzrastały w dość zaskakujący sposób. Podczas gdy pierwsze wersje zintegrowane z procesorami zajmowały się jedynie sterowaniem magistralą pamięci RAM, teraz rozszerzyły swoje opcje wraz z pojawieniem się magistrali PCI-Express. Zobaczmy, jakie są wszystkie:

• Kontroler pamięci i magistrala wewnętrzna: są to nadal główne funkcje. W przypadku AMD mamy magistralę Infinity Fabric, a w przypadku Intela mamy magistralę Ring i Mesh. 64-bitowa magistrala zdolna do adresowania do 128 GB pamięci RAM w trybie dwukanałowym lub czterokanałowym (łańcuchy 128 lub 256 bitów jednocześnie) z prędkością do 5100 MHz w przypadku nowego AMD Ryzen 3000. Komunikacja między procesorem a mostkiem południowym: oczywiście mamy magistralę komunikacyjną między CPU a mostem południowym, którą widzieliśmy. W przypadku Intela nazywa się to DMI i występuje w wersji 3.0 z prędkościami transferu 7, 9 GB / s. W przypadku AMD używaj 4 linii PCIe 4.0 w nowych procesorach, osiągając również 7, 9 GB / s. Część linii PCIe: Obecne procesory, a raczej mosty północne, mają możliwość trasowania danych bezpośrednio z gniazd PCIe. Pojemność mierzona jest na liniach i może mieć od 8 do 48 Threadrippers. Są one przenoszone bezpośrednio do gniazd PCIe x16 dla kart graficznych, a nawet dysków SSD M.2. Szybkie urządzenia magazynujące: W rzeczywistości jest to obecnie jedna z funkcji północnego chipsetu. Zajmuje się częścią magazynu zgodnie z projektem płyty i jej zakresem. AMD zawsze łączy gniazdo M.2 PCIe x4 z procesorem, podczas gdy Intel robi to samo z pamięcią Intel Optane. Porty USB 3.1 Gen2: Możemy nawet znaleźć porty USB podłączone do procesora, zwłaszcza interfejs Thunderbolt 3.0 Intela. Zintegrowana grafika: Podobnie wiele obecnych procesorów ma zintegrowaną grafikę lub IGP, a sposobem na ich doprowadzenie do panelu we / wy płyty głównej jest wewnętrzny kontroler z portem HDMI lub DisplayPort. W ten sposób możemy bez problemu odtwarzać zawartość w rozdzielczości 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS. Wi-Fi 6: Ponadto nowe procesory zintegrują funkcje sieci bezprzewodowej bezpośrednio w swoich nowych układach scalonych, dodając jeszcze więcej funkcji dzięki nowemu standardowi Wi-Fi współpracującemu z protokołem IEEE 802.11ax.

Architektura Intel Core 8. generacji i Intel Z390

Funkcje prądu chipsetu południowego

Ze strony południowego mostu będziemy obecnie mieć wszystkie te funkcje:

• Bezpośrednia magistrala do procesora: Jak już wspominaliśmy, północne i południowe chipsety zostaną połączone za pośrednictwem magistrali w celu wysłania odpowiednich danych do procesora. Zarówno Intel, jak i AMD działają dziś z prędkością bliską 8 GB / s. Część linii PCIe: drugą częścią linii PCI, której CPU nie ma, jest mostek południowy, w rzeczywistości będą one między 8 a 24, w zależności od wydajności chipsetu. W nich są podłączone gniazda M.2 PCIe x4, gniazda rozszerzeń PCIe i różne szybkie porty, takie jak U.2 lub SATA Express. Porty USB: większość portów USB trafi bezpośrednio do tego mikroukładu, z wyjątkiem niektórych przypadków, o których wspominaliśmy wcześniej. Obecnie mówimy o portach USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) i 3.1 Gen2 (10 Gbps). Karta sieciowa i dźwiękowa: dwoma innymi niezbędnymi komponentami rozszerzającymi będą karty sieciowe Ethernet i dźwiękowe, zawsze podłączone do tego mikroukładu. Porty SATA i obsługa RAID: Podobnie wolna pamięć masowa będzie zawsze podłączana do mostu południowego. Pojemność waha się od 4 do 8 portów SATA. Ponadto oferuje możliwość tworzenia RAID 0, 1, 5 i 10. Magistrala ISA lub LPC: ta magistrala jest nadal aktualna na obecnych płytach głównych. Do tego dołączyliśmy porty równoległe i szeregowe, oprócz myszy i klawiatury PS / 2. SPI i magistrala BIOS: podobnie, ta magistrala jest utrzymywana, zapewniając dostęp do pamięci flash BIOS. SMBus dla czujników: czujniki temperatury i RPM również potrzebują magistrali do wysyłania danych, a to będzie odpowiedzialna za to. Kontroler DMA: ta magistrala zapewnia bezpośredni dostęp do pamięci RAM dla urządzeń ISA. Zarządzanie energią ACPI i APM: na koniec chipset zarządza częścią zarządzania energią, w szczególności sposobem działania trybu oszczędzania energii w celu wyłączenia lub zawieszenia systemu.

Wniosek na temat chipsetu północnego vs chipset południowy

Ten artykuł osiąga punkt, w którym szczegółowo opisujemy, z czego składa się most północny i most południowy. Ponadto widzieliśmy jego ewolucję i wszystkie funkcje każdej z nich na obecnych płytach głównych.

Teraz pozostawiamy Ci kilka artykułów o sprzęcie, aby kontynuować naukę:

Jeśli masz pytania lub chcesz poprawić treść, zostaw komentarz w polu. Mamy nadzieję, że okażą się przydatne.