какое название носят наборы микросхем на материнской плате
Назначение чипсета материнской платы ПК
Как вы, уже наверное, знаете, основными устройствами компьютера являются процессор и оперативная память (ОЗУ), а располагаются они на материнской плате. Но помимо них на системной плате находится и еще один важный компонент, а именно, чипсет материнской платы. Чипсет представляет собой комплект из нескольких микросхем, предназначенных для управления работой всех функциональных элементов материнской платы. Помимо этого, чипсет является элементом, в котором «зашит» тот или иной набор функций и возможностей, которыми располагает материнская плата.
Чипсеты в современном понимании этого слова впервые появились в персональных компьютерах платформы Amiga Atari. На платформе Intel первый чипсет появился в компьютерах PC/AT (на базе процессоров i80286).
Состав «набора микросхем»
Вообще говоря, слово «чипсет» (chipset) в переводе с английского переводится как «набор микросхем». Как правило, однако, в современных компьютерах этот набор состоит из небольшого числа элементов – обычно это 2, иногда 3 микросхемы. А многие современные чипсеты, в частности некоторые чипсеты Intel, вообще обходятся всего лишь одним контроллером.
В традиционной схеме чипсет состоит из двух микросхем со вполне устоявшимся набором функций. Традиционно эти две микросхемы носят название «южный мост» и «северный мост». Это название пошло от того, что обычно «северный» чип располагается в верхней части материнской платы, а «южный» – соответственно, в нижней. Мостами эти микросхемы называются не случайно, поскольку именно через них идет связь между всеми элементами компьютера, такими как процессор, оперативная память, шины ввода-вывода, шины накопителей, и.т.д. Но северный и южный мосты – это, скорее, обиходный термин. Формальное название, которое носит северный мост – контроллер-концентратор памяти, а южный – контроллер-концентратор ввода/вывода.
Северный и южный мост связывает специальная шина для обмена данными. Если раньше эти данные передавались по шине ввода-вывода, такой как PCI, то сейчас у каждого производителя чипсетов для этой цели существует высокоскоростная шина своего собственного формата.
Схема взаимодействия чипсета со всеми элементами материнской платы.
Основные функции
Как уже было сказано, в функции chipset-а входит интеграция различных устройств, расположенных на системной плате – памяти, процессора, шин в/в, портов, и.т.д. и координация их взаимодействия. Также чипсет часто содержит встроенную систему видео- и аудиовывода и сетевой контроллер.
Южный и северный мосты отвечают за различные функции. В ведении северного моста находятся высокоскоростные устройства, такие, как процессор, память, шина PCI-E. Также в северном мосту располагается встроенная видеосистема. Южный мост ответственен за всю остальную периферию, как правило, низкоскоростную. Это шины PCI, SATA, USB и многие другие. Кстати, если вспомнить, что северный мост зовется контроллером памяти, то часто это правило не соблюдается, поскольку во многих моделях чипсетов управление памятью не входит в функции северного моста, а осуществляется за счет возможностей центрального процессора.
На многих материнских платах существует также небольшая микросхема Super I/O, ответственная за низкоскоростные порты, такие, как LPT и PS/2. Южный мост и контроллер Super I/O соединяет специальная шина.
Северный мост, chipset Intel 815
Производители и модели
Производство чипсета – это высокотехнологичный процесс, немногим менее сложный, чем производство процессоров, поскольку от качества чипсета и от набора тех функций, которые он поддерживает, зависят характеристики компьютера, а также его бесперебойная работа. Поэтому их производителей этих наборов микросхем сейчас в мире не так уж много – как правило, это фирмы, производящие сами процессоры – Intel и AMD, а также компании NVIDIA, VIA и SIS.
В настоящее время разработано очень много различных моделей чипсетов. Как правило, определенные модели чипсетов предназначены для работы с определенными процессорами или линейками процессоров. Если вы хотите узнать название модели чипсета своей материнской платы, то следует помнить, что название модели чипсета пишется на микросхеме северного моста.
Заключение
Чипсет – это набор микросхем, обеспечивающий интеграцию и координирующий работу основных систем персонального компьютера, расположенных на системной плате. Чипсет определяет возможности персонального компьютера и те функции, которые он поддерживает, кроме того, от надежной работы чипсета зависит производительность компьютера и его бесперебойная работа.
Артём Санников
Категории блога
Языки программирования
Базы данных
Программное обеспечение
Операционные системы
Мобильная разработка
Менеджеры пакетов
Сетевые технологии
CMS системы
Математика
SEO продвижение
Социальные сети
Психология
Хостинг провайдер
Смартфоны
Чипсет материнской платы
Чипсет — набор микросхем материнской платы, который обеспечивает работу всех элементов компьютера. Так же чипсет определяет производительность и мощность компьютера.
Физически, чипсет представляет собой одну или несколько больших микросхем на материнской плате и несколько вспомогательных микросхем, размерами поменьше. Эти микросхемы в процессе работы нагреваются, поэтому производители материнских плат устанавливают на них радиаторы для охлаждения.
Блок-схема чипсета
В силу сложившихся инженерных традиций, основные микросхемы чипсета получили название: Северный мост и Южный мост.
Основная функция Северного моста:
Связь процессора с памятью, видеокартой и южным мостом.
Основная функция Южного моста:
Обеспечивает связь процессора, со всеми остальными устройствами (жесткие диски, карты расширения, usb устройства и т.д).
В настоящее время существуют процессоры, которые сами могут выполнять функции северного моста. Поэтому в материнских платах для таких процессоров, северного моста нет, есть только южный!
Основные производители чипсетов:
Основные производители чипсетов для настольных ПК — Intel и AMD. Некоторое время назад, также производила чипсеты фирма Nvidia.
Однозначно сказать, что какое-то направление лучше — нельзя. В обеих фирмах есть продукты, на основе которых можно собрать офисный и мощный игровой компьютер.
Поэтому при выборе архитектуры, то есть Intel или AMD, большую роль играет — личное предпочтение покупателя или продавца.
Характеристики чипсета, которые влияют на производительность компьютера
Скорость работы шины данных:
Шина данных — это шина, предназначена для передачи данных между узлами ПК.
Все компоненты компьютера взаимодействуют с чипсетом, через шины данных. Каждая шина работает со своей скоростью, но на производительность компьютера влияет, та шина — которая связывает чипсет и процессор. Этот параметр скорость работы шины данных, указывается как частота шины или пропускная способность шины.
Шина данных имеет две характеристики, частота и ширина.
Частота — это действительная скорость работы шины. Обычно измеряется в Мегагерцах или Гигагерцах. Чем выше частота, тем выше производительность системы.
Например: 1333 МГц, 1600 МГц
Ширина — это количество байт, которые шина может передать за один раз или за один такт. Чем больше ширина, тем больше информации может передать шина за один такт.
Например: 1 Байт, 2 Байта.
Пропускная способность шины данных
Произведение частоты на ширину, дает еще один параметр — пропускная способность шины данных.
Частота * Ширина = Пропускная способность шины данных — объем информации, который может передать шина в секунду.
Пример #1: Частота 4 ГГЦ и Ширина 1 байт — получим пропускную способность, 4*1=4 Гбайт в секунду (4Гб/с или GB/s).
Пример #2: Частота 2 ГГЦ и Ширина 2 байт — получим пропускную способность, 2*2=4 Гбайт в секунду (4Гб/с или GB/s).
То есть при меньшей частоте, но большей ширине — мы получим такую же пропускную способность шины данных. Для процессора эти два варианта по производительности — равнозначны.
В связи с тем, что в новых чипетах реализована новая архитектура шины данных. Был введен новый параметр работы шины — Трансферы в секунду.
Трансферы в секунду
Трансферы в секунду — это количество операций пересылки данных в секунду.
Этот параметр так же относится к пропускной способности но уже означает не объем, а количество операций, которая шина может передать в секунду.
Обычно число трансферов в секунду, в два раза больше частоты шины данных.
Например: 5200 MT/с, 5200 MT/s (Мегатрансферы в секунду)
5.2 ГТ/с, 5.2 GT/s (Гигатрансферы в секунду)
В описании материнской платы, указывается максимально возможная скорость работы шины данных, которая связывает процессор и чипсет. В действительности, скорость работы шины будет зависеть от установленного процессора. Это связано с тем, что процессор имеет такую же характеристику, как частота шины или скорость работы шины. Если она ниже чем у чипсета, то скорость работы шины данных будет такая, как у процессора.
Как обозначается чипсет в описании платы
Характеристики чипсета в кратком описании:
Характеристики чипсета в подробном описании:
Что Такое ЧИПСЕТ Материнской Платы и Какой Лучше Выбрать?
Чипсет материнской платы — это блоки микросхем (дословно чип сет, то есть набор чипов), отвечающих за работу всех остальных компьютерных комплектующих. От него также зависит производительность и скорость работы ПК.
Как вы понимаете, при выборе материнской платы помимо сокета следует пристальное внимание уделить размещенному на ней чипсету, особенно если речь идет о современных мощных домашних или игровых компьютерах.
Определить их визуально на системной плате легко — это крупные черные микросхемы, которые иногда бывают прикрыты радиаторами охлаждения.
Архитектура материнской платы с двумя мостами
В уже устаревшей схеме построения материнской платы микросхемы чипсета делились на два блока — северный и южный мост по их расположению на схеме.
Функции северного моста — обеспечение работы процессора с оперативной памятью (контроллер RAM) и видеокартой (контроллер PCI-E x16). Южный же отвечает за связь процессора с другими устройствами компьютера — хард-дисками, оптическими приводами, картами расширения и т.д. через контроллеры SATA, IDE, PCI-E x1, PCI, USB, звук.
Основной характеристикой производительности чипсета в этой архитектуре является шина данных (System Bus), предназначенная для обмена информацией между различными составляющими компьютер частями. Все компоненты работают с чипсетом через шины, причем каждый со своей скоростью. Это наглядно видно на схеме чипсетов.
Производительность же всего ПК зависит именно от скорости той шины, которая связывает его с самим чипсетом. В терминологии чипсетов Интел эта шина обозначается как FSB (Front Side Bus).
В описании материнской платы она именуется «частотой шины» или «пропускной способностью» шины.
Разберем подробнее эти характеристики шины данных. Она определяется двумя показателями — частотой и шириной.
При умножении двух этих величин мы получаем третью, которая как раз и указывается на схемах — пропускная способность, которая измеряется в гигабайтах в секунду (Гб/с, Gb/s). Из нашего примера производим умножение 3 ГГц на 2 Байта и получаем 6 Гб/с.
На картинке ниже пропускная способность шины равна 8.5 гигабайт в секунду.
Связь же северного моста с оперативной памятью происходит с помощью встроенного в него двухканального контроллера через шину RAM Bus, имеющую 128 контактов (х128). При работе с памятью в одноканальном режиме задействуются только 64 дорожки, поэтому для максимальной производительности рекомендуется использовать 2 модуля памяти, подсоединенных на разные каналы.
Архитектура без северного моста
В процессорах последнего поколения северный мост уже встроен в микросхему самого процессора, что значительно повышает его производительность. Поэтому на новых системных платах он вообще отсутствует — остается только южный мост.
На примере ниже в чипсете отсутствует северный мост, так как его функцию на себя берет процессор со встроенным видео-ядром, однако от него также мы видим обозначение скорости шины данных.
В работе современных процессоров используется шина QPI (QuickPath Interconnect), а также графический контроллер PCI-e x16, который раньше был в северном мосту, а теперь встроен в процессор. В результате того, что они стали встроенными, характеристики основной шины данных не так важны, как это было в архитектуре предыдущего поколения с двумя мостами.
В современных чипсетах на новых платах присутствует другой параметр работы шины — трансферы в секунду, который указывает на количество операций по передаче данных в секунду. Например, 3200 МТ/с (мегатрансферы в сек) или 3.2 ГТ/с (гигатрансферы).
Эта же характеристика указывается и в описаниях процессоров. Причем, если у чипсета скорость работы шины 3.2 ГТ/с, а у процессора, например, 2 ГТ/с, то данная связка будет работать по меньшему значению.
Производители чипсетов
Основными игроками на рынке производителей чипсетов являются уже знакомые нам по процессорам фирмы Intel и AMD, а также NVidea, которая больше известна пользователям по своим видеокартам, и Asus.
Поскольку основными производителями являются на сегодняшний день первые два, давайте взглянем на современные и уже устаревшие модели.
Чипсеты Intel
Современные — серии 8x, 7x и 6x.
Устаревшие — 5х, 4х и 3х, а также NVidea.
Маркировка чипсета буквой перед цифрой означает мощность чипсета внутри одной линейки.
В последнее время для нового чипсета LGA 1155 были введены еще несколько новых серий:
Из схемы чипсета можно легко понять, какие встроенные и внешние функции он поддерживает. Для примера посмотрим на схему современного производительного чипсета Intel Z77.
Первое, что обращает на себя внимание — отсутствие северного моста. Как мы видим, данный чипсет работает с процессорами со встроенных графическим ядром (Processor Graphics) серии Intel Core. Для домашнего компьютера встроенного ядра будет достаточно для работы с документами и просмотра видео. Однако, если требуется большая производительносмть, например при установке современных игр, то чипсет поддерживает установку нескольких видеокарт в слот PCI Express 3. Причем, при установке 1 видеокарты она будет задействовать 16 линий, двух — каждая по 8 линий, либо одна 8, другая 4, а оставшиеся 4 линии будут задействованы для работы с устройствами по технологии Thunderbolt.
Также чипсет готов к дальнейшей модернизации и разгону системы (Intel Extreme Tuning Support).
Для сравнения, посмотрим на другой чипсет — Intel P67, который изображен ниже. Основное отличие его от Z77 — в том, что он не поддерживает работу со встроенным видеоядром процессора.
Это означает, что материнская плата, оснащенная P67, не сможет работать со встроенным графическим ядром процессора и к ней обязательно придется покупать дискретную (отдельную) видеокарту.
Чипсеты AMD
Современные — серии Аxх (для процессоров со встроенным видеоядром), 9хх и 8хx.
Устаревшие — 7хх, nForce и GeForce, за исключением некоторых моделей.
Самые слабые по производительности те модели, в названии которых только цифры.
Шина, которая связывает процессор и чипсет у AMD называется Hyper Transport (HT). В современных чипсетах, работающих с сокетами AM2+, AM3, AM3+ она версии 3.0, в AM2 — 2.0.
Посмотрим пример описания материнской платы на сайте и определим, какой чипсет на ней размещен.
На данном рисунке мы имеем модель MSI Z77A-G43 — уже из самого названия понятно, что она оснащена чипсетом Intel Z77, что также подтверждается в подробном описании.
А здесь — плата ASUS SABERTOOTH 990FX R2.0 с производительным чипсетом от AMD 990FX, что также видно как из названия, так и при подробном описании.
Какой лучший чипсет системной платы?
Давайте подведем итог — какой же чипсет лучше выбрать для своего компьютера?
Все зависит от того, для каких целей вы собираете свой ПК. Если это офисный комп или домашний, на котором вы не планируете устанавливать игры, то целесообразно выбрать чипсет, который работает с процессорами со встроенным графическим ядром. Приобретя такую плату и, соответственно, процессор со встроенным видео, вы получите комплект, который вполне подойдет для работы с документами и даже просмотра видео в хорошем качестве.
Если требуется более углубленная работа с графикой, например для средних видео-игр или графических приложений, то вы будете использовать отдельную видеокарту, а значит нет смысла переплачивать за графический чипсет, поддерживающий работу со встроенным видео процессор — лучше, если он будет по максимуму обеспечивать работу видеокарты.
Для самых мощных игровых компьютеров и в меньшей степени для тех, которые будут работать с требовательными к графике профессиональными программами выбирайте самые производительные модели, в полной степени поддерживающие работу с несколькими видеокартами.
Надеюсь, данная статья открыла немного для вас завесу над тайной чипсетов материнской платы и теперь вы сможете более правильно подобрать эти комплектующие для своего компьютера! Ну а для закрепления знаний посмотрите видеоурок, размещенный в начале статьи.
Как называются и как выглядят компоненты материнских плат.
Любой, кто разбирал компьютер, видел как много различных элементов на материнской плате, в этой статье я постараюсь кратко описать и показать основные компоненты, устанавливаемые на материнские платы современных компьютеров.
Электролитические конденсаторы схожи с аккумуляторами, но в отличии от которых выводят весь свой заряд в крошечные доли секунды. Используются, чтобы выровнять напряжение или блокировать постоянный ток в цепи.
Керамические SMD, танталовые, ниобиевые и др. Лучше для электроники, которая не требует высокой интенсивности работы.
Катушки и индуктивности
Генератор тактовых частот.
Генератор тактовых частот (клокер) — устройство, формирующее тактовые частоты, используемые на материнской плате и в процессоре.
Кварц перемещает энергию назад и вперед между двумя формами в равные доли времени. Задаёт частоту работы всей электрической схемы.
SuperIO (SIO, MultiIO, MIO, «мультик»).
встроенный Hardware Monitoring
контроллер управления скоростью вентиляторов
интерфейс для подключения CompactFlash-карт.
Мосты (северный и южный).
Одним из основным составляющим компонентом материнской платы будь то компьютера либо ноутбука является Северный мост (англ. Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, также — контроллер-концентратор памяти с английского Memory Controller Hub)
MCH является системным контроллером чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключено следующие оборудование:
1. через Front Side Bus — микропроцессор, если в составе процессора нет контроллера памяти, тогда через шину контроллера памяти подключена— оперативная память.
2. через шину графического контроллера — видеоадаптер (в материнских платах нижнего ценового диапазона, видеоадаптер часто встроенный. В таком случае северный мост, произведенный Intel, называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub).
Название чипа как «Северный мост» можно объяснить представлением архитектуры чипсета в виде карты. В результате процессор будет располагаться на вершине карты, на севере
Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность):
— системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого — до какой степени может быть разогнан компьютер);
— оперативной памяти (тип — например SDRAM, DDR, DDR2, её максимальный объем);
Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы.
В свою очередь, северный мост соединён с остальной частью материнской платы через согласующий интерфейс и южный мост. Когда технологии производства не позволяют скомпенсировать возросшее, вследствие усложнения внутренней схемы, тепловыделение чипа, современные мощные микросхемы северного моста помимо пассивного охлаждения (радиатора) для своей бесперебойной работы требуют использования индивидуального вентилятора или системы жидкостного охлаждения, что в свою очередь увеличивает энергопотребление всей системы и требует более мощного блока питания.
Минуя северный мост согласно нашей схеме двигаясь на юг на материнской плате расположен южный мост.
Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH).
Обычно это одна микросхема, которая связывает «медленные» (по сравнению со связкой «Центральный процессор-ОЗУ») взаимодействия (например, Low Pin Count, Super I/O или разъёмы шин для подключения периферийных устройств) на материнской плате с ЦПУ через Северный мост, который, в отличие от Южного, обычно подключён напрямую к центральному процессору.
Если взять функциональность, то южный мост включает в себя:
— контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O;
— PATA (IDE) и SATA контроллеры;
— часы реального времени (Real Time Clock);
— управление питанием (Power management, APM и ACPI);
— энергонезависимую память BIOS (CMOS);
— звуковой контроллер (обычно AC’97 или Intel HDA).
Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire, аудио-кодек и др. Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода).
Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать и поддержку шины PCI-X и PCI Express. Хотя поддержка шины ISA используется достаточно редко, она все таки является неотъемлемой частью современного южного моста. Шина SM используется для связи с другими устройствами на материнской плате (например, для управления вентиляторами). Контроллер DMA позволяет устройствам на шине ISA или LPC получать прямой доступ к оперативной памяти, обходясь без помощи центрального процессора.
Контроллер прерываний обеспечивает механизм информирования ПО, исполняющегося на ЦПУ, о событиях в периферийных устройствах. IDE интерфейс позволяет «увидеть» системе жёсткие диски. Шина LPC обеспечивает передачу данных и управление SIO (это такие устройства, как клавиатура, мышь, параллельный, последовательный порт, инфракрасный порт и флоппи-контроллер) и BIOS ROM (флэш).
APM или ACPI функции позволяют перевести компьютер в «спящий режим» или выключить его.
Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объёму область памяти для хранения системных настроек (настроек BIOS).
Меню настроек Bios.
Северный и южный мосты материнской платы вкупе составляют одно целое устройство управления всей системой так сказать глаза, уши, руки ЦП. Вкупе эти два чипа называются – чипсет.
Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты так можно встретить и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.
Чаще всего чипсет современных материнских плат компьютеров состоит из двух основных микросхем северного и южного моста (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH):
Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.
Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъёма LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI.
Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящих из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.
В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованны фирмы-производители процессоров. Исходя из этого, ведущими фирмами (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы, специально для производителей материнских плат, так называемые англ. referance-чипсеты. После обкатки на таких чипсетах, выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии (а учитывая глобализацию мировых производителей, кросс-лицензии) выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.
Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86: Intel, NVidia, ATI/AMD: (после перекупки в 2006 году ATi вошла в состав Advanced Micro Devices), Via, SiS
Микропроцессор (ЦП)- является полным механизмом вычисления.