Чипсет

В компьютерной системе набор микросхем — это набор электронных компонентов на одной или нескольких интегральных схемах , которые управляют потоком данных между процессором , памятью и периферийными устройствами . Чипсет обычно находится на материнской плате компьютеров. Чипсеты обычно предназначены для работы с определенным семейством микропроцессоров . Поскольку он контролирует связь между процессором и внешними устройствами, набор микросхем играет решающую роль в определении производительности системы .

Компьютеры

В вычислительной технике термин микросхем» обычно относится к набору специализированных микросхем на компьютера « набор материнской плате или плате расширения . В персональных компьютерах первым набором микросхем для IBM PC AT 1984 года был набор микросхем NEAT, разработанный компанией Chips and Technologies для процессора Intel 80286 .

В домашних компьютерах , игровых консолях и аркадном оборудовании 1980-х и 1990-х годов термин «чипсет» использовался для обозначения специальных аудио- и графических чипов. Примеры включают набор микросхем Original Amiga и набор микросхем Sega System 16 .

В персональных компьютерах на базе x86 термин «набор микросхем» часто относится к определенной паре микросхем на материнской плате: северному мосту и южному мосту . Северный мост соединяет ЦП с очень высокоскоростными устройствами, особенно с оперативной памятью и графическими контроллерами , а южный мост подключается к низкоскоростным периферийным шинам (таким как PCI или ISA ). Во многих современных чипсетах южный мост содержит некоторые встроенные периферийные устройства , такие как Ethernet , USB и аудиоустройства .

Материнские платы и их чипсеты часто производятся разными производителями. По состоянию на 2021 год ^[update]Производителями чипсетов для материнских плат x86 являются AMD , Intel , VIA Technologies и Zhaoxin .

В 1990-е годы крупным разработчиком и производителем чипсетов была компания VLSI Technology из Темпе, штат Аризона. Некоторые из их инноваций включали интеграцию логики моста PCI, графического ускорителя GraphiCore 2D и прямую поддержку синхронной DRAM, предшественницы памяти DDR SDRAM .

В Apple Macintosh SE , Macintosh II и более поздней серии Quadras использовались наборы микросхем от VLSI Technology , хотя они были ASIC, разработанными Apple. После перехода на PowerPC Apple использовала различных поставщиков ASIC для своих наборов микросхем, таких как технология VLSI, Texas Instruments , LSI Logic или Lucent Technologies (позже известная как Agere Systems ). Когда Apple перешла на Intel, они использовали традиционные чипсеты для ПК.

В 1980-х годах компания Chips and Technologies стала пионером в производстве наборов микросхем для ПК-совместимых компьютеров. Компьютерные системы, выпускаемые с тех пор, часто используют широко используемые наборы микросхем даже в самых разных компьютерных областях. Например, NCR 53C9x , недорогой набор микросхем, реализующий интерфейс SCSI для устройств хранения данных, можно найти в машинах Unix , таких как MIPS Magnum , встроенных устройствах и персональных компьютерах.

Переход к интеграции процессоров в ПК

Традиционно в компьютерах x86 основное соединение процессора с остальной частью машины осуществлялось через северный мост набора микросхем материнской платы. Северный мост напрямую отвечал за связь с высокоскоростными устройствами (обычными примерами являются системная память и основные шины расширения, такие как карты PCIe, AGP и PCI) и, наоборот, за любую системную связь с процессором. Это соединение между процессором и северным мостом обычно называют внешней шиной (FSB). Запросы к ресурсам, не контролируемым напрямую северным мостом, передавались на южный мост, при этом северный мост был посредником между процессором и южным мостом. Южный мост обрабатывал «все остальное», как правило, низкоскоростные периферийные устройства и функции платы (самые крупные из них - подключение жесткого диска и хранилища), такие как USB, параллельная и последовательная связь. В 1990-х и начале 2000-х интерфейсом между северным и южным мостами была шина PCI. ^[1]

До 2003 года любое взаимодействие между процессором и основной памятью или устройством расширения, таким как видеокарта (ы) — будь то AGP , PCI или встроенная в материнскую плату — напрямую контролировалось микросхемой северного моста от имени процессора. Это привело к тому, что производительность процессора сильно зависела от системного набора микросхем, особенно от производительности памяти северного моста и способности передавать эту информацию обратно в процессор. Однако в 2003 году компания AMD представила Athlon 64 . серию процессоров ^[2] изменил это. Athlon 64 ознаменовал появление интегрированного контроллера памяти, встроенного в сам процессор, что позволило процессору напрямую обращаться к памяти и управлять ею, устраняя для этого необходимость в традиционном северном мосту. В 2008 году Intel последовала этому примеру, выпустив процессоры серии Core i и платформу X58 .

В новых процессорах интеграция еще больше усилилась, в первую очередь за счет включения основного контроллера PCIe системы и встроенной графики непосредственно в сам ЦП. Поскольку меньше функций остается необработанными процессором, производители наборов микросхем сконцентрировали оставшиеся функции северного и южного мостов в одном чипе. Версия Intel — это « Platform Controller Hub » (PCH), тогда как версия AMD называлась Fusion Controller Hub (FCH; это название перестало использоваться с выпуском архитектуры Zen), фактически это расширенный южный мост для остальных периферийных устройств — как традиционно Функции северного моста, такие как контроллер памяти, интерфейс шины расширения (PCIe) и даже встроенный видеоконтроллер, интегрированы в сам кристалл ЦП (хотя набор микросхем часто содержит вторичные соединения PCIe). Однако Platform Controller Hub также был интегрирован в комплект процессора в качестве второго кристалла для мобильных вариантов процессоров Skylake . ^[3] В настоящее время используются интерфейсы межсоединения между северным и южным мостами: DMI ( Intel ) и UMI ( AMD ).

См. также

Примечания

^ Шмид, Патрик (16 июля 2002 г.). «Основы набора микросхем: значение и функции» . Аппаратное обеспечение Тома . Покупка . Проверено 14 июня 2018 г.
^ Уоссон, Скотт (23 сентября 2003 г.). «Процессор AMD Athlon 64» . Технический отчет . Проверено 5 декабря 2022 г.
^ Шимпи, Ананд Лал (9 июня 2013 г.). «Обзор ультрабука Haswell: протестирован Core i7-4500U» . АнандТех . Проверено 5 декабря 2022 г.

[1] Шмид, Патрик (16 июля 2002 г.). «Основы набора микросхем: значение и функции» . Аппаратное обеспечение Тома . Покупка . Проверено 14 июня 2018 г.

[release-2] Уоссон, Скотт (23 сентября 2003 г.). «Процессор AMD Athlon 64» . Технический отчет . Проверено 5 декабря 2022 г.

[3] Шимпи, Ананд Лал (9 июня 2013 г.). «Обзор ультрабука Haswell: протестирован Core i7-4500U» . АнандТех . Проверено 5 декабря 2022 г.

[1]

[2]

[3]