Severni čipset proti jugu čipset - razlike med obema

Severni čipset in južni čipset: Kako jih lahko prepoznamo? Koncept čipseta je z leti postal zelo pomemben, zlasti ko gre za igralno opremo. Proizvajalci lansirajo svoje nove CPU-je in so pogosto v roki z novimi čipseti in pomnilniškimi krmilniki. Če še vedno ne veste, o čem govorimo, bomo v tem članku razbremenili vse dvome o teh konceptih in se poglobili v glavno lastnost matične plošče: čipset.

Kaj je čipset in kakšen je njegov pomen

Izraz čipset se nanaša na niz čipov ali integriranega vezja, ki lahko opravlja številne funkcije. V računalniškem smislu so te funkcije povezane z upravljanjem različnih naprav, povezanih z matično ploščo, in medsebojno komunikacijo med njimi.

Čipset je bil vedno zasnovan na podlagi arhitekture centralnega procesorja, računalniškega procesorja. Zato moramo vedno, ko govorimo o čipsetu, govoriti o CPU-ju, ki je združljiv z njim, in o možnostih, ki nam jih ponuja glede na zmogljivost in hitrost. Zato je čipset nadzor komunikacije in čip ali čipi, ki so odgovorni za nadzor podatkovnega prometa na matični plošči. Govorimo o CPU, RAM-u, trdih diskih, PCIe režah in na koncu vseh napravah, ki jih je mogoče povezati z računalnikom.

Trenutno najdemo dve čipseti na plošči ali bolje rečeno na krovu in procesorju, severni ali severni most ter južni ali južni most. Razlog, da jih pokličete na ta način, leži v njihovi lokaciji na plošči, prva na vrhu, ki je najbližje CPU-ju (sever) in druga spodaj (jug). Zahvaljujoč čipsetu lahko matično ploščo štejemo za glavno vodilo sistema. Os, ki lahko povezuje elemente različnih proizvajalcev in različne narave na integriran način in brez nezdružljivosti med njimi. Na primer plošča Asus z Intelovim procesorjem in grafično kartico Gigabyte.

Od pojava prvih procesorjev, ki temeljijo na elektronskih tranzistorjih, 4004, 8008 itd., Se je pojavil koncept čipset. S pojavom osebnih računalnikov je postala uporaba dodatnih čipov na matični plošči za upravljanje RAM-a, grafike, ozvočenja itd. Njegova funkcija je bila jasna, in sicer je zmanjšati delovno obremenitev glavnega procesorja, izpeljati ga je v drugih vezjih, ki so bila nanj povezana.

Severni most: funkcije in značilnosti

Intel G35 North Bridge

Videli bomo, da severni čipset proti jugu določa, kaj so in kako deluje vsak. Začeli bomo z najpomembnejšim, to bo severni most.

Severni čipset je najpomembnejše vezje po samem procesorju. Prej je bila nameščena na matični plošči in tik pod njo, pri čemer je uporabljal čip, ki je skoraj vedno opremljen s hladilnikom. Danes je severni most neposredno integriran v procesorje obeh Intel in AMD, vodilnih proizvajalcev osebnih računalnikov.

Funkcija tega nabora čipov je nadzor nad celotnim pretokom podatkov, ki gre v ali iz CPU - ja v RAM, AGP-vodilo (prej) ali PCIe (zdaj) z grafične kartice in tudi sam južni čipset. Zato ga imenujejo tudi MCH (memory Controller pesto) ali GMCH (grafični MCH), saj je veliko severnih čipsetov imelo tudi integrirano grafiko. Njegova naloga je torej nadzorovati delovanje procesorske vodila ali FSB (sprednja stranska vodila) in narediti porazdelitev podatkov med prej omenjenimi elementi. Trenutno so vsi ti elementi vgrajeni v en sam silikon znotraj procesorja, vendar to ni bilo vedno tako.

Razvoj Severnega mostu

Notranja arhitektura severnega mostu je integrirana v AMD Ryzen 3000

Sprva so bile plošče AMD in Intel ter celo drugi proizvajalci, kot je IBM, te čipsete fizično nameščene na plošči. Soočeni s potrebo po ustvarjanju integriranih vezij, ki bi zavzeli malo prostora in zmanjšali število nalog za procesorje, je bil edini način, da jih ločimo in povežemo CPU z njim prek FSB.

Njegova kompleksnost je bila skoraj na ravni procesorjev, zato so tudi proizvajali toploto in potrebovali hladilne vtiče. Prav tako je bil to edini način, da prekoračimo sistem. Namesto da bi dvignili množitelj CPU-ja, je bilo narejeno dvig množitelja FSB, ki bi bil danes BCLK ali Bus Clock. Zahvaljujoč temu je avtobus na koncu prešel iz 400 MHz na 800 MHz, zaradi česar sta se povečala tudi frekvenca CPU-ja in RAM.

Glavni razlog, da so glavni proizvajalci procesorjev začeli vključevati ta čipset v svoje CPU, je bil posledica zamud, ki jih je uvedel. Pri procesorjih, ki že presegajo frekvenco 2 GHz, je zamuda med RAM-om in RAM-om začela težavo in močno ozko grlo. Ohranjanje teh funkcij na ločenem čipu je nato začelo predstavljati slabost.

Intel je začel uporabljati severni čipset, vgrajen v CPU iz arhitekture Sandy Bridge leta 2011, in spremembo poimenovanja svojih procesorjev v Intel Core ix. Nehalemski procesorji, kot sta Intel Core 2 Duo in Quad, imajo še vedno ločen severni most od njih.

Če govorimo o AMD-u, je proizvajalec to rešitev začel uporabljati že od prvih procesorjev Athlon 64 že leta 2003 s tehnologijo HyperTransport, da bi povezal svoj severni in južni most. Proizvajalec, ki je arhitekturo x86 začel s 64 biti in bi svojemu CPU-ju dodal pomnilniški krmilnik že dolgo pred tekmeci.

Južni most: funkcije in značilnosti

AMD X570

Naslednji element v primerjavi severnega čipseta in južnega čipa bo južni most ali imenovan tudi ICH (vhodni regulator krmilnika) v primeru Intel in FCH (fuzija pečice krmilnika) v primeru AMD.

Takrat bi lahko rekli, da je južni most najpomembnejši čip, ki se nahaja na matični plošči, saj je bil severni most premeščen v CPU. To je njegova prva razlika, saj je trenutno še vedno nameščena na njej in je praktično v enakem položaju od svojega nastanka. Ta elektronski komplet skrbi za usklajevanje različnih vhodnih in izhodnih naprav, ki jih je mogoče povezati z računalnikom.

Po vhodno-izhodnih napravah razumemo vse, kar se šteje za nizko hitrost v primerjavi s pomnilniško enoto RAM. Govorimo na primer za vrata USB, vrata SATA, omrežno ali zvočno kartico, uro in celo upravljanje moči APM in ACPI, ki ga upravlja tudi BIOS. Povezave s tem čipom je veliko, PCIe 3.0 ali 4.0 bus pa se mu pridruži tudi odvisno od generacije CPU-ja.

Danes so čipseti pridobili veliko moč, s hitrostmi, ki presegajo 1, 5 GHz, in potrebujejo aktivne hladilne sisteme, kot v primeru nove generacije AMD X570. Najzmogljivejša, kot sta prej omenjena AMD in Intel Z390, imata do 24 stez PCIe, na katerih lahko razdelite različne povezave hitrih perifernih naprav, kot so M.2 SSD-ji in druge PCIe reže, ki se nahajajo v območju razširitve plošče.

Ta čip je že od začetka leta 1991 prisoten s konceptom lokalne avtobusne arhitekture. V njem je bil PCI vodnik predstavljen v središču diagrama, navzgor pa smo imeli severni most, navzdol pa južni most, zadolžen za "počasnejše" naprave.

Trenutni južni čips in njegov pomen

Čipset ne samo upravlja z vhodno / izhodnimi napravami na plošči, ampak ima tudi zelo pomembno vlogo pri združljivosti s procesorjem. Pravzaprav se v večini primerov čipseti pojavijo skupaj z novimi CPU-ji, ki so izpuščeni na trg in so povezani z njihovo arhitekturo.

To ni vedno tako, saj imata tako AMD kot Intel nabor čip, ki so združljivi z različnimi generacijami procesorjev, čeprav bodo nekatere funkcije na voljo ali ne. Na primer, čipset AMD X570 podpira PCIe 4.0 skupaj z novim AMD Ryzen 3000. Če pa Ryzen 2000 postavimo na ploščo, ki je tudi združljiva, bo avtobus postal PCIe 3.0. Enako se bo zgodilo s hitrostjo RAM-a in njegovimi tovarniškimi profili JEDEC. Ta združljivost je v veliki meri odvisna od BIOS-a in njegove strojne programske opreme, saj je na koncu odgovoren za upravljanje osnovnih parametrov različnih elementov na plošči.

Trenutni Intelovi čipseti

Čips	MultiGPU	Avtobus	PCIe steze	Informacije
Za procesorje procesorjev Intel Core 8. in 9. generacije LGA 1151
B360	Ne	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	12x 3.0	Trenutni čipset srednjega razreda. Ne podpira overclocking, vendar podpira do 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX in SLI	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	24x 3.0	Trenutno zmogljivejši čipset Intel, ki se uporablja za igranje iger in overclocking. Veliko število PCIe pasov, ki podpirajo +6 USB 3.1 Gen2 in +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Ne (čipset prenosnika)	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	16x 3.0	Čipset, ki se trenutno najbolj uporablja v igralnem prenosniku. Obstaja varianta QM370 z 20 voznimi pasovi PCIe, čeprav se le malo uporablja.
Za procesorje Intel Core X in XE v vtičnici LGA 2066
X299	CrossFireX in SLI	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	24x 3.0	Čipset, ki se uporablja za Intelove navdušene procesorje

Trenutni čipsevi AMD

Čips	MultiGPU	Avtobus	Učinkoviti PCIe pasovi	Informacije
Za procesorje AMD Ryzen in Athlon 1. in 2. generacije v vtičnici AMD
A320	Ne	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Gre za najosnovnejši nabor čipov v paleti, usmerjen k vhodni opremi z Athlon APU. Podpira USB 3.1 Gen2, vendar ne overclocking
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Čipset srednjega razreda za AMD, ki podpira overclocking in tudi novi Ryzen 3000
X470	CrossFireX in SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Najbolj uporabljana za igralno opremo do prihoda modela X570. Njegove plošče so po ugodni ceni in podpirajo tudi Ryzen 3000
Za procesorje 2. gena AMD Athlon ter 2. in 3. gen Ryzen v vtičnici AM4
X570	CrossFireX in SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Izključeni so samo 1. gen Ryzen. Gre za najzmogljivejši čipset AMD, ki trenutno podpira PCI 4.0.
Za AMD Threadripper procesorje s TR4 vtičnico
X399	CrossFireX in SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Edini nabor čipov, ki je na voljo za AMD Threadrippers. Njenih nekaj PCI stez je presenetljivo, saj vso težo nosi CPU.

Povzetek razlik severni čipset in južni čipset

S sintezo bomo razčlenili vse funkcije obeh čipov, da bo še bolj jasno, čemu je namenjena vsaka od njih.

AMD Ryzen 3000 - X570 Arhitektura

Trenutne funkcije severnega čipa

S potekom časa so se funkcije severnega čipseta in južnega čipa povečevale na precej presenetljiv način. Medtem ko so se prve različice, vgrajene v procesorje, ukvarjale le z nadzorom pomnilnika RAM, zdaj pa so svoje možnosti razširile s prihodom vodila PCI-Express. Poglejmo, kaj vse so:

• Krmilnik pomnilnika in notranji vodnik: to sta še vedno glavni funkciji. Za AMD imamo avtobus Infinity Fabric, za Intel pa avtobus Ring in Mesh. 64-bitni vodila, ki zmore do 128 GB RAM-a v dvokanalnem ali štirikolesnem kanalu (verige 128 ali 256 bitov hkrati) z do 5100 MHz v primeru novega AMD Ryzen 3000. Komunikacija med CPU in južnim mostom: seveda imamo komunikacijski vod med CPU in južnim mostom, ki smo ga videli. V primeru Intela se imenuje DMI, v različici 3.0 pa je s hitrostmi prenosa 7, 9 GB / s. Za AMD v svojih novih procesorjih uporabite 4 proge PCIe 4.0, ki dosegajo tudi 7, 9 GB / s. Del voznih pasov PCIe: Trenutni procesorji ali bolje rečeno severni mostovi imajo možnost usmerjanja podatkov neposredno iz PCIe slotov. Zmogljivost se meri v voznih pasovih in lahko ima od 8 do 48 navojnih nitk. Te gredo naravnost v PCIe x16 reže za grafične kartice in celo M.2 SSD. Naprave za shranjevanje hitrih hitrosti: V resnici je to zdaj ena od funkcij severnega čipseta. Del skladišča ravna v skladu z zasnovo plošče in njenim dometom. AMD v svoj CPU vedno poveže režo M.2 PCIe x4, Intel pa enako za svoje pomnilnike Intel Optane. Vrata USB 3.1 Gen2: V CPU lahko najdemo celo vrata USB, zlasti Intelov vmesnik Thunderbolt 3.0. Integrirana grafika: Podobno je v številnih trenutnih procesorjih vgrajena grafika ali IGP, način, da jih pripeljete na I / O ploščo plošče, pa je prek notranjega krmilnika s priključkom HDMI ali DisplayPort. Na ta način lahko brez težav predvajamo vsebine v 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS. Wi-Fi 6: Poleg tega bodo novi procesorji integrirali funkcije brezžičnega omrežja neposredno v svoje nove čipe in dodali še več funkcionalnosti novemu Wi-Fi standardu, ki deluje s protokolom IEEE 802.11ax.

Intel Core 8. generacije in Intel Z390 arhitektura

Južne čipset trenutne funkcije

Na delu južnega mostu bomo trenutno opravljali vse te funkcije:

• Neposredni vodnik v CPU: Kot smo že omenili, bosta severna in južna čipseta povezana preko vodila, ki bodo poslali ustrezne podatke v CPU. Tako Intel kot AMD danes delujeta s hitrostjo blizu 8 GB / s. Del pasov PCIe: drugi del voznih pasov PCI, ki jih CPU nima, najdemo na južnem mostu, v resnici bodo med 8 in 24, odvisno od zmogljivosti čipov. V njih so povezani priključki M.2 PCIe x4, razširitveni PCIe reže in različna vrata za visoke hitrosti, kot sta U.2 ali SATA Express. Vrata USB: Večina vrat USB bo šla direktno na ta čipset, razen v nekaterih primerih, kot smo že omenili. Trenutno govorimo o vratih 2.0 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) in 3.1 Gen2 (10 Gbps). Omrežna in zvočna kartica: dve glavni komponenti razširitve bosta ethernet in zvočna omrežna kartica, ki sta vedno povezani s tem čipsetom. Vrata SATA in podpora RAID: Podobno bo počasi shranjevanje vedno povezano tudi z južnim mostom. Zmogljivost se giblje od 4 do 8 vrat SATA. Prav tako ponuja možnost ustvarjanja RAID 0, 1, 5 in 10. ISA ali LPC avtobus: ta avtobus še vedno velja na trenutnih matičnih ploščah. Nanj smo poleg miške in tipkovnice PS / 2 povezali vzporedna in serijska vrata. Vodila SPI in BIOS: podobno se vzdržuje tudi ta vodila, ki omogoča dostop do bliskovnega pomnilnika BIOS-a. SMBus za senzorje: temperaturni in RPM-senzorji potrebujejo tudi vodilo za pošiljanje podatkov in to bo zadolženo za to. DMA Controller: Ta vodila omogoča neposreden dostop do pomnilnika RAM za naprave ISA. Upravljanje napajanja ACPI in APM: Na koncu čipset upravlja del upravljanja z energijo, zlasti način delovanja varčevanja z energijo, da sistem izklopi ali ustavi.

Sklep o severnem čipsetu proti jugu

No, ta članek doseže to točko, v kateri podrobno razberemo, kaj sestavljata severni in južni most. Poleg tega smo na trenutnih matičnih ploščah videli njegov razvoj in vse funkcije vsakega od njih.

Zdaj vam puščamo nekaj člankov o strojni opremi za nadaljevanje učenja:

Če imate kakršna koli vprašanja ali želite popraviti vsebino, nam pustite komentar v polju. Upamo, da ste se mu zdeli koristni.