Северният чипсет срещу юг чипсет - разлики между двете

Северният чипсет срещу южния чипсет: Как можем да ги идентифицираме? Концепцията за чипсет стана доста важна през годините, особено що се отнася до игралното оборудване. Производителите стартират новите си процесори и често идват ръка за ръка с нови чипсети и контролери за памет. Ако все още не знаете за какво говорим, в тази статия ще изчистим всички съмнения относно тези понятия, задълбавайки се в основната характеристика на дънната платка: чипсета.

Какво е чипсет и какво е неговото значение

Терминът чипсет се отнася до набор от чипове или интегрална схема, способна да изпълнява редица функции. В компютърно отношение тези функции са свързани с управлението на различни устройства, свързани към дънната платка и взаимодействието между тях.

Чипсетът винаги е проектиран въз основа на архитектурата на централния процесор, компютърния процесор. Ето защо винаги, когато говорим за чипсета, трябва да говорим и за процесорите, които са съвместими с него и възможностите, които той ни предлага по отношение на капацитет и скорост. Следователно чипсетът е контролът на комуникациите и чипът или чиповете, които са отговорни за контрола на трафика на данни на дънната платка. Говорим за процесор, RAM, твърди дискове, PCIe слотове и в крайна сметка всички устройства, които могат да бъдат свързани към компютъра.

Понастоящем намираме два чипсета на платка, или по-скоро на борда и процесор, северния или северния мост и южния или южния мост. Причината да ги извикате по този начин се крие в тяхното местоположение на дъската, като първата е най-близо до централния процесор (на север), а втората отдолу (на юг). Благодарение на чипсета можем да разгледаме дънната платка като основна шина на системата. Оста, която е в състояние да свързва елементи от различни производители и от различно естество по интегриран начин и без несъвместимости между тях. Например платка на Asus, с процесор Intel и графична карта Gigabyte.

След появата на първите електронни транзисторни базирани процесори 4004, 8008 и т.н., се появи концепцията за чипсет. С появата на персонални компютри, използването на допълнителни чипове на дънната платка за управление на RAM, графика, озвучителна система и др. Стана популярно. Функцията му беше ясна, че намалява натовареността на основния процесор, извеждайки го в други вериги, които от своя страна са свързани с него.

Северен мост: функции и функции

Intel G35 North Bridge

Ще видим чипсетът от север срещу юг, определящ какви са те и как работи всеки. Ще започнем с най-важното, което ще бъде северният мост.

Северният чипсет е най-важната схема след самия процесор. Преди това се намираше на дънната платка и точно под нея, използвайки чип, почти винаги оборудван с радиатор. Днес северният мост е пряко интегриран в процесори както от Intel, така и от AMD, водещите производители на персонални компютри.

Функцията на този чипсет е да контролира целия поток от данни, който отива към или от процесора към RAM, AGP шината (преди) или PCIe (сега) от графичната карта, а също и този на самия чипсет South. Ето защо той също се нарича MCH (hub Controller hub) или GMCH (графичен MCH), тъй като много северни чипсети също имаха интегрирана графика. Така че неговата мисия е да контролира работата на процесорната шина или FSB (предна странична шина) и да извършва разпределението на данните между гореспоменатите елементи. В момента всички тези елементи са вградени в един силикон вътре в процесора, но това не винаги е било така.

Еволюция на Северния мост

Вътрешна архитектура на северния мост, интегрирана в AMD Ryzen 3000

Първоначално и AMD и Intel платки, и дори други производители като IBM разполагаха с тези чипсети физически разположени на платката. Изправени пред необходимостта от създаване на интегрални схеми, които да заемат малко място и да намалят броя на задачите за процесорите, единственият начин беше да ги разделят и да свържат процесора към него чрез FSB.

Сложността му беше почти на нивото на процесорите, така че те също генерираха топлина и се нуждаеха от радиатори. Също така, това беше единственият начин за овърклок на системата. Вместо да вдигнем мултипликатора на процесора, това, което беше направено, беше повишаването на множителя FSB, който днес би бил BCLK или Bus Clock. Благодарение на това шината в крайна сметка премина от 400 MHz на 800 MHz, което доведе до повишаване на честотата на процесора и RAM.

Основната причина, че основните производители на процесори започнаха да интегрират този чипсет в своите процесори, се дължи на латентността, която той въведе. При процесори, които вече надвишават 2 GHz честота, латентността между RAM и RAM започва да е проблем и голям проблем. Задържането на тези функции на отделен чип тогава започна да бъде недостатък.

Intel започна да използва северна чипсет, вградена в процесора от архитектурата на Sandy Bridge през 2011 г. и промяната на именуването на своите процесори на Intel Core ix. Процесорите на Nehalem като Intel Core 2 Duo и Quad все още имаха отделен северен мост от тях.

И ако говорим за AMD, производителят започна да използва това решение от първите процесори Athlon 64 още през 2003 г. с технологията HyperTransport, за да свърже северния и южния си мост. Производител, който стартира архитектурата на x86 с 64 бита и това ще добави контролер на паметта към процесора много преди конкурентите му.

Южен мост: функции и функции

AMD X570

Следващият елемент в сравнението на северния чипсет срещу южния чипсет ще бъде южният мост или наричан също ICH (концентратор на входния контролер) в случай на Intel и FCH (контролен концентратор на концентратора) в случай на AMD.

Тогава бихме могли да кажем, че южният мост е най-важният чип, разположен на дънна платка, тъй като северният мост е преместен в процесора. Това е първата му разлика, тъй като в момента тя все още е инсталирана върху нея и практически в същото положение от самото си създаване. Този електронен комплект отговаря за координирането на различните устройства за вход и изход, които могат да бъдат свързани към компютъра.

Под устройства за вход и изход разбираме всичко, което се счита за ниска скорост в сравнение с шината на RAM паметта. Ние говорим например за USB портове, SATA портове, мрежова или звукова карта, часовника и дори APM и ACPI управление на захранването, което също се управлява от BIOS. Към този чип има много връзки и PCIe 3.0 или 4.0 шината също се присъединява към него, в зависимост от генерацията на процесора.

В момента чипсетите придобиха голяма мощност със скорости, надвишаващи 1, 5 GHz, и се нуждаят от системи за активно охлаждане, както в случая с новото поколение AMD X570. Най-мощните като гореспоменатия AMD и Intel Z390 имат до 24 PCIe платна, в които да разпределят различните връзки на високоскоростни периферни устройства като M.2 SSD и други PCIe слотове, разположени в областта на разширение на платката.

Този чип присъства от началото на 1991 г. с концепцията за локална автобусна архитектура. В него PCI шината беше представена в центъра на диаграмата, докато нагоре имахме северния мост, а надолу южния мост, отговарящ за „по-бавните“ устройства.

Сегашният Южен чипсет и неговото значение

Чипсетът не само управлява устройствата за вход / изход на платката, но също така играе много важна роля в съвместимостта с процесора. Всъщност в повечето случаи чипсетите се появяват заедно с нови процесори, пуснати на пазара, асоцииращи се с тяхната архитектура.

Това не винаги е така, тъй като и AMD, и Intel разполагат с чипсети, които са съвместими с различни поколения процесори, въпреки че в зависимост от случая определени функции ще бъдат налични или не. Например чипсетът AMD X570 поддържа PCIe 4.0 заедно с новия AMD Ryzen 3000. Но ако поставим Ryzen 2000 на платка, която също е съвместима, шината ще стане PCIe 3.0. Същото ще се случи и със скоростта на оперативната памет и фабричните й JEDEC профили. Тази съвместимост зависи до голяма степен от BIOS и неговия фърмуер, тъй като в крайна сметка е отговорна за управлението на основните параметри на различните елементи на платката.

Текущи чипсети на Intel

чипсет	MultiGPU	автобус	PCIe пътеки	информация
За гнездо LGA 1151 за процесори от 8 и 9 поколение Intel Core
B360	не	DMI 3.0 до 7.9 GB / s	12x 3.0	Настоящ чипсет от среден клас. Не поддържа овърклок, но поддържа до 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX и SLI	DMI 3.0 до 7.9 GB / s	24x 3.0	В момента по-мощен чипсет Intel, използван за игри и овърклок. Голям брой PCIe платна, поддържащи +6 USB 3.1 Gen2 и +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Не (чипсет за лаптоп)	DMI 3.0 до 7.9 GB / s	16x 3.0	Чипсетът, който най-често се използва в геймърския ноутбук. Има вариант QM370 с 20 PCIe ленти, въпреки че той е малко използван.
За процесори Intel Core X и XE в сокета LGA 2066
x299	CrossFireX и SLI	DMI 3.0 до 7.9 GB / s	24x 3.0	Чипсетът, използван за ентусиазираните процесори на Intel

Настоящи чипсети AMD

чипсет	MultiGPU	автобус	Ефективни PCIe платна	информация
За процесори AMD Ryzen от 1 и 2 поколение в процесор AMD
A320	не	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Това е най-основният чипсет в гамата, насочен към оборудване на първо ниво с APU Athlon. Поддържа USB 3.1 Gen2, но не овърклок
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Чипсетът от средната класа за AMD, който поддържа овърклок, както и новият Ryzen 3000
X470	CrossFireX и SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Най-използваното за игрално оборудване до пристигането на X570. Дъските му са на добра цена и също поддържат Ryzen 3000
За 2-ри ген AMD Athlon и 2-ри и 3-ти Gen Ryzen процесори в гнездото AM4
X570	CrossFireX и SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Изключени са само 1-ви род Ryzen. Това е най-мощният чипсет AMD, който в момента поддържа PCI 4.0.
За процесори на AMD Threadripper с гнездо TR4
X399	CrossFireX и SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Единственият чипсет, предлаган за AMD Threadrippers. Нейните няколко PCI платна са изненадващи, тъй като цялата тежест се носи от процесора.

Обобщение на разликите север чипсет срещу юг чипсет

По синтез ще разградим всички функции на двата чипсета, за да стане още по-ясно на какво е посветен всеки.

AMD Ryzen 3000 - X570 Архитектура

Текущи функции на северен чипсет

С течение на времето функциите на северния чипсет срещу юг чипсет се увеличават по доста изненадващ начин. Докато първите версии, интегрирани в процесори, се занимаваха само с контрола на шината за RAM памет, сега те разшириха възможностите си с пристигането на PCI-Express шината. Нека да видим какви са всички:

• Контролер на паметта и вътрешна шина: това все още са основните функции. За AMD имаме шина Infinity Fabric, а за Intel имаме шината Ring и Mesh. 64-битова шина, способна да адресира до 128 GB RAM в двуканален или четвърти канал (вериги от 128 или 256 бита едновременно) с до 5100 MHz в случай на новия AMD Ryzen 3000. Комуникация между процесора и южния мост: разбира се, имаме комуникационната шина между процесора и южния мост, която видяхме. В случая на Intel той се нарича DMI и той е във неговата версия 3.0 със скорост на предаване от 7, 9 GB / s. За AMD използвайте 4 PCIe 4.0 платна в новите си процесори, достигайки също 7, 9 GB / s. Част от PCIe платна: Текущите процесори, или по-скоро северните мостове, имат възможност да маршрутизират данни директно от PCIe слотовете. Капацитетът се измерва в ленти за движение и може да има от 8 до 48 резби. Те отиват направо в PCIe x16 слотове за графични карти и дори M.2 SSD дискове. Високоскоростни устройства за съхранение: Всъщност това е една от функциите на северния чипсет сега. Той обработва част от съхранението според дизайна на табелата и нейния обхват. AMD винаги свързва M.2 PCIe x4 слот към своя процесор, докато Intel прави същото за своите Intel Optane памет. USB 3.1 Gen2 портове: Можем дори да намерим USB портове, свързани към процесора, особено интерфейса на Intel Thunderbolt 3.0. Интегрирана графика: По подобен начин много текущи процесори имат интегрирана графика или IGP, а начинът да ги стигнете до I / O панела на платката е чрез вътрешния контролер с HDMI или DisplayPort порт. По този начин ние можем да възпроизвеждаме съдържание в 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS без проблеми. Wi-Fi 6: Освен това новите процесори ще интегрират функциите на безжичната мрежа директно в новите си чипове, добавяйки още повече функционалност към новия Wi-Fi стандарт, работещ с IEEE 802.11ax протокола .

Intel Core 8th поколение и Intel Z390 архитектура

Токови функции на южен чипсет

От страна на южния мост в момента ще изпълняваме всички тези функции:

• Директна шина към процесора: Както вече споменахме, северните и южните чипсети ще бъдат свързани чрез шина за изпращане на съответните данни към процесора. И Intel, и AMD работят днес със скорост, близка до 8GB / s. Част от PCIe платна: другата част от PCI лентите, които процесорът няма, са южният мост, всъщност те ще бъдат между 8 и 24 в зависимост от производителността на чипсета. В тях са свързани M.2 PCIe x4 слотове, PCIe слотове за разширение и различни високоскоростни портове като U.2 или SATA Express. USB портове: Повечето USB портове ще отидат директно към този чипсет, освен в някои случаи, както споменахме преди. В момента говорим за USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) и 3.1 Gen2 (10 Gbps) портове. Мрежова и звукова карта: два други основни компонента за разширение ще бъдат мрежовите и ефирните мрежови карти, винаги свързани към този чипсет. SATA портове и поддръжка на RAID: По същия начин, бавното съхранение също винаги ще бъде свързано към южния мост. Капацитетът варира от 4 до 8 порта SATA. Освен това предлага възможност за създаване на RAID 0, 1, 5 и 10. ISA или LPC шина: тази шина все още е валидна за текущите дънни платки. Към него сме свързали паралелните и серийните портове, в допълнение към PS / 2 мишката и клавиатурата. SPI и BIOS шина: подобно тази шина се поддържа, осигуряваща достъп до флаш паметта на BIOS. SMBus за сензори: сензорите за температура и RPM също се нуждаят от шина за изпращане на данните и това ще бъде отговорно за това. DMA контролер: Тази шина осигурява директен достъп до RAM памет за ISA устройства. ACPI и APM управление на захранването: И накрая, чипсетът управлява част от управлението на захранването, по-специално как работи режимът за пестене на енергия, за да изключи или спре системата.

Заключение за северния чипсет срещу юг

Е, тази статия стига до този момент, в който подробно описваме от какво се състоят северният и южният мост. Освен това видяхме нейната еволюция и всички функции на всяка от тях в настоящите дънни платки.

Сега ви оставяме няколко хардуерни статии, за да продължите да научавате:

Ако имате въпроси или искате да направите корекция относно съдържанието, оставете ни коментар в полето. Надяваме се, че сте го намерили за полезен.