Severná chipset vs južná chipset - rozdiely medzi nimi

Severná chipset verzus južná chipset: Ako ich môžeme identifikovať? Koncept čipsetu sa v priebehu rokov stal veľmi dôležitým, najmä pokiaľ ide o herné vybavenie. Výrobcovia zavádzajú svoje nové procesory a často prichádzajú ruka v ruke s novými čipovými sadami a radičmi pamäte. Ak stále neviete, o čom hovoríme, v tomto článku odstránime všetky pochybnosti o týchto koncepciách a ponoríme sa do hlavnej charakteristiky základnej dosky: čipovej sady.

Čo je chipset a aký je jeho význam

Termín čipová súprava sa týka skupiny čipov alebo integrovaného obvodu, ktoré sú schopné vykonávať množstvo funkcií. Z počítačového hľadiska tieto funkcie súvisia so správou rôznych zariadení pripojených k základnej doske a ich vzájomnou komunikáciou.

Čipset bol vždy navrhnutý na základe architektúry centrálneho procesora, CPU počítača. Preto vždy, keď hovoríme o čipovej súprave, mali by sme hovoriť aj o procesoroch, ktoré sú s ňou kompatibilné, ao možnostiach, ktoré nám ponúka, pokiaľ ide o kapacitu a rýchlosť. Čipová sada je preto riadením komunikácie a čipom alebo čipy, ktoré sú zodpovedné za riadenie prenosu dát na základnej doske. Hovoríme o CPU, RAM, pevných diskoch, slotoch PCIe a nakoniec o všetkých zariadeniach, ktoré sa dajú pripojiť k počítaču.

V súčasnosti nachádzame dva čipsety na doske alebo skôr na doske a procesoroch, severný alebo severný most a južný alebo južný most. Dôvod, prečo sa im takto hovorí, spočíva v ich umiestnení na doske, prvý na vrchu najbližšie k CPU (sever) a druhý dole (na juh). Vďaka čipovej sade môžeme považovať základnú dosku za hlavnú zbernicu systému. Os, ktorá je schopná vzájomne prepojiť prvky rôznych výrobcov a rôznej povahy integrovaným spôsobom a bez vzájomnej nekompatibility. Napríklad doska Asus s procesorom Intel a grafickou kartou Gigabyte.

Od objavenia prvých elektronických procesorov založených na tranzistoroch 4004, 8008 atď. Sa objavila koncepcia čipovej sady. S príchodom osobných počítačov sa stalo populárnym aj používanie ďalších čipov na základnej doske na správu pamäte RAM, grafiky, zvukového systému atď. Jeho funkcia bola jasná, funkcia znižovania pracovného zaťaženia hlavného procesora, odvodzovania v iných obvodoch, ktoré k nemu boli pripojené.

Severný most: funkcie a vlastnosti

Intel G35 North Bridge

Uvidíme severnú čipovú súpravu vs južnú čipovú súpravu, ktorá definuje, čo sú a ako každý funguje. Začneme najdôležitejším, ktorým bude severný most.

Severná čipová sada je najdôležitejším obvodom po samotnom CPU. Predtým bola umiestnená na základnej doske a tesne pod ňou pomocou čipu takmer vždy vybaveného chladičom. Dnes je severný most priamo integrovaný do procesorov od spoločností Intel a AMD, popredných výrobcov osobných počítačov.

Funkciou tejto čipovej sady je riadiť všetok tok údajov, ktorý smeruje do alebo z CPU do pamäte RAM, zbernice AGP (predtým) alebo PCIe (teraz) z grafickej karty a tiež samotný toket čipu South. Preto sa nazýva aj MCH (hub Controller hub) alebo GMCH (graphic MCH), pretože mnoho severných čipových súprav má tiež integrovanú grafiku. Jeho poslaním je teda riadiť činnosť procesnej zbernice alebo FSB (predná bočná zbernica) a uskutočňovať distribúciu údajov medzi vyššie uvedenými prvkami. V súčasnosti sú všetky tieto prvky zabudované do jediného kremíka vo vnútri procesora, ale nie vždy tomu tak bolo.

Vývoj severného mosta

Vnútorná architektúra severného mosta integrovaná do AMD Ryzen 3000

Najprv mali dosky AMD a Intel a dokonca aj ďalší výrobcovia, ako napríklad IBM, fyzicky umiestnené tieto čipsety. Vzhľadom na potrebu vytvorenia integrovaných obvodov, ktoré by zaberali málo miesta a znížili počet úloh pre procesory, bol jediný spôsob, ako ich oddeliť a pripojiť k nemu CPU prostredníctvom FSB.

Jeho zložitosť bola takmer na úrovni spracovateľov, takže tiež generovali teplo a potrebovali chladiče. Bol to tiež jediný spôsob, ako systém pretaktovať. Namiesto zvyšovania multiplikátora CPU sa robilo zvyšovanie multiplikátora FSB, ktorým by dnes boli BCLK alebo Bus Clock. Vďaka tomu sa zbernica nakoniec zvýšila zo 400 MHz na 800 MHz, čo tiež spôsobilo nárast CPU a RAM.

Hlavný dôvod, prečo hlavní výrobcovia CPU začali integrovať túto čipovú sadu do svojich CPU, bola kvôli latencii, ktorú zaviedla. Pri procesoroch, ktoré už prekročili frekvenciu 2 GHz, sa oneskorenie medzi RAM a RAM stalo problémom a hlavným problémom. Udržiavanie týchto funkcií na samostatnom čipe potom začalo byť nevýhodou.

Spoločnosť Intel začala používať severnú čipovú sadu zabudovanú do procesora od architektúry Sandy Bridge v roku 2011 a zmenu pomenovania svojich procesorov na procesor Intel Core ix. Procesory Nehalem ako Intel Core 2 Duo a Quad mali od nich stále samostatný severný most.

A ak hovoríme o AMD, výrobca začal používať toto riešenie od prvých procesorov Athlon 64 už v roku 2003 pomocou technológie HyperTransport na pripojenie svojho severného a južného mosta. Výrobca, ktorý začal architektúru x86 so 64 bitmi a ktorý by do svojho procesora pridal pamätový kontrolér dlho pred svojimi súpermi.

Južný most: funkcie a vlastnosti

AMD X570

Ďalším prvkom porovnania severnej čipovej sady s južnou čipovou sadou bude južný most alebo tiež nazývaný ICH (vstupná kontrolná jednotka) v prípade Intel a FCH (fúzia riadiacej jednotky) v prípade AMD.

Dalo by sa povedať, že južný most je najdôležitejším čipom umiestneným na základnej doske, pretože severný most bol premiestnený do procesora. Toto je jeho prvý rozdiel, pretože v súčasnosti je na ňom stále nainštalovaný a je prakticky v rovnakej polohe od svojho založenia. Táto elektronická súprava je zodpovedná za koordináciu rôznych vstupných a výstupných zariadení, ktoré môžu byť pripojené k počítaču.

Prostredníctvom vstupno-výstupných zariadení rozumieme všetko, čo sa v porovnaní s pamäťovou zbernicou RAM považuje za nízku rýchlosť. Hovoríme napríklad o portoch USB, SATA, sieťových alebo zvukových kartách, o hodinách, dokonca o správe napájania APM a ACPI, ktoré spravuje aj systém BIOS. K tomuto čipu je veľa spojení a zbernica PCIe 3.0 alebo 4.0 sa k nemu pripojí v závislosti od generovania CPU.

Čipové sady v súčasnosti získali veľký výkon s rýchlosťami presahujúcimi 1, 5 GHz a potrebujú aktívne chladiace systémy ako v prípade novej generácie AMD X570. Najvýkonnejšie, ako napríklad vyššie uvedené AMD a Intel Z390, majú až 24 dráh PCIe, v ktorých môžu distribuovať rôzne pripojenia vysokorýchlostných periférnych zariadení, ako sú jednotky SSD M.2 a ďalšie sloty PCIe umiestnené v rozširovacej oblasti dosky.

Tento čip je prítomný od začiatku roku 1991 s koncepciou miestnej architektúry autobusov. V ňom bola zbernica PCI zastúpená v strede schémy, zatiaľ čo smerom hore sme mali severný most a dole južný most, ktorý mal na starosti „pomalšie“ zariadenia.

Súčasný južný čip a jeho význam

Čipová sada nielen spravuje vstupné / výstupné zariadenia na doske, ale tiež hrá veľmi dôležitú úlohu v kompatibilite s procesorom. V skutočnosti sa vo väčšine prípadov čipové sady objavujú spolu s novými procesormi uvádzanými na trh a spájajú sa s ich architektúrou.

Nie je to vždy tak, pretože AMD aj Intel majú chipsety kompatibilné s rôznymi generáciami CPU, aj keď v závislosti od prípadu budú niektoré funkcie dostupné alebo nie. Napríklad čipová sada AMD X570 podporuje PCIe 4.0 spolu s novým AMD Ryzen 3000. Ak však umiestnime Ryzen 2000 na dosku, ktorá je tiež kompatibilná, zbernica sa stane PCIe 3.0. To isté sa stane s rýchlosťou pamäte RAM a jej výrobnými profilmi JEDEC. Táto kompatibilita do značnej miery závisí od systému BIOS a jeho firmvéru, pretože je v konečnom dôsledku zodpovedná za správu základných parametrov rôznych prvkov na karte.

Aktuálne čipové sady Intel

chipset	MultiGPU	autobus	PCIe pruhy	informácie
Pre 8. a 9. generáciu procesorov Intel Core soket LGA 1151
B360	nie	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	12x 3, 0	Aktuálny chipset strednej triedy. Nepodporuje pretaktovanie, ale podporuje až 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX a SLI	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	24x 3, 0	V súčasnosti je výkonnejšou čipovou sadou Intel, ktorá sa používa na hranie hier a pretaktovanie. Veľký počet pruhov PCIe podporujúcich +6 USB 3.1 Gen2 a +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Nie (prenosná čipová súprava)	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	16x 3, 0	Čipová sada, ktorá sa v súčasnosti najčastejšie používa v hernom notebooku. Existuje variant QM370 s 20 pruhmi PCIe, hoci je málo používaný.
Pre procesory Intel Core X a XE v pätici LGA 2066
x299	CrossFireX a SLI	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	24x 3, 0	Čipová sada použitá pre nadšené procesory radu Intel

Aktuálne AMD chipsety

chipset	MultiGPU	autobus	Efektívne jazdné pruhy PCIe	informácie
Pre procesory AMD Ryzen a Athlon 1. a 2. generácie v zásuvke AMD
A320	nie	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Je to najzákladnejšia sada čipov v rade zameraná na vybavenie základnej úrovne pomocou APU Athlon. Podporuje USB 3.1 Gen2, ale nie pretaktovanie
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Čipová sada strednej triedy pre AMD, ktorá podporuje pretaktovanie a tiež nový model Ryzen 3000
X470	CrossFireX a SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Najčastejšie používané herné zariadenia do príchodu modelu X570. Jeho dosky sú za dobrú cenu a tiež podporujú Ryzen 3000
Pre AMD Athlon druhej generácie a procesory Ryzen druhej a tretej generácie v sokete AM4
X570	CrossFireX a SLI	PCIe 4, 0 x4	16x PCI 4.0	Vylúčené sú iba 1. gen. Je to najvýkonnejšia čipová sada AMD, ktorá v súčasnosti podporuje PCI 4.0.
Pre procesory AMD Threadripper so zásuvkou TR4
X399	CrossFireX a SLI	PCIe 3, 0 x4	4x PCI 3.0	Jediná sada čipov dostupná pre závitníky AMD. Jeho málo dráh PCI je prekvapujúcich, pretože všetka hmotnosť nesie CPU.

Zhrnutie rozdielov severná sada čipov vs juhová sada čipov

Syntézou sa pokúsime rozobrať všetky funkcie týchto dvoch čipových sád, aby bolo ešte jasnejšie, na čo je každá z nich určená.

Architektúra AMD Ryzen 3000 - X570

Aktuálne funkcie severnej čipovej sady

Postupom času funkcie severnej čipovej sady verzus južnej čipovej sady rástli dosť prekvapujúcim spôsobom. Zatiaľ čo prvé verzie integrované do CPU sa zaoberali len riadením pamäte RAM, teraz rozšírili svoje možnosti po príchode zbernice PCI-Express. Pozrime sa, čo sú všetci:

• Ovládač pamäte a interná zbernica: to sú stále hlavné funkcie. Pre AMD máme autobus Infinity Fabric a pre Intel máme autobus Ring a Mesh. 64-bitová zbernica schopná adresovať až 128 GB pamäte RAM v duálnom alebo štvorpásmovom kanáli (reťazce 128 alebo 256 bitov súčasne) s až 5100 MHz v prípade nového AMD Ryzen 3000. Komunikácia medzi CPU a južným mostom: Samozrejme máme komunikačnú zbernicu medzi CPU a južným mostom, ktorú sme videli. V prípade spoločnosti Intel sa nazýva DMI a je vo svojej verzii 3.0 s prenosovými rýchlosťami 7, 9 GB / s. V prípade AMD použite vo svojich nových procesoroch 4 dráhy PCIe 4, 0, dosahujúce aj 7, 9 GB / s. Časť jazdných pruhov PCIe: Súčasní spracovatelia alebo skôr severné mosty majú schopnosť smerovať údaje priamo zo slotov PCIe. Kapacita sa meria v jazdných pruhoch a môže mať od 8 do 48 Threadripperov. Tieto idú priamo do slotov PCIe x16 pre grafické karty a dokonca aj disky SSD M.2. Vysokorýchlostné úložné zariadenia: Toto je v skutočnosti jedna z funkcií severnej čipovej sady. Zaoberá sa časťou úložiska podľa konštrukcie platne a jej rozsahu. AMD vždy pripája slot M.2 PCIe x4 k svojmu CPU, zatiaľ čo Intel robí to isté pre svoje pamäte Intel Optane. Porty USB 3.1 Gen2: Môžeme dokonca nájsť porty USB pripojené k CPU, najmä rozhranie Thunderbolt 3.0 od spoločnosti Intel. Integrovaná grafika: Podobne mnoho súčasných CPU má integrovanú grafiku alebo IGP a spôsob, ako ich dostať na panel V / V dosky, je cez interný radič s portom HDMI alebo DisplayPort. Týmto spôsobom môžeme bez problémov prehrávať obsah v 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS. Wi-Fi 6: Nové procesory navyše integrujú funkcie bezdrôtovej siete priamo do svojich nových čipov, čím pridávajú ešte viac funkcií s novým štandardom Wi-Fi pracujúcim s protokolom IEEE 802.11ax.

Architektúra Intel Core 8. generácie a Intel Z390

Aktuálne funkcie čipovej sady na juhu

Na strane južného mosta budeme mať v súčasnosti všetky tieto funkcie:

• Priama zbernica do procesora: Ako sme už spomenuli, severná a južná čipová sada sa spoja prostredníctvom zbernice, aby sa do CPU preniesli príslušné údaje. Intel aj AMD dnes pracujú s rýchlosťou blízkou 8 GB / s. Časť jazdných pruhov PCIe: ďalšou časťou jazdných pruhov PCI, ktorú CPU nemá, je južný most, v skutočnosti budú medzi 8 a 24 v závislosti od výkonu čipovej sady. V nich sú pripojené sloty M.2 PCIe x4, rozširujúce sloty PCIe a rôzne vysokorýchlostné porty, ako sú U.2 alebo SATA Express. Porty USB: Väčšina portov USB pôjde priamo na túto čipovú sadu, s výnimkou určitých prípadov, ako sme už spomenuli. V súčasnosti hovoríme o portoch USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) a 3.1 Gen2 (10 Gbps). Sieťová a zvuková karta: dvoma ďalšími základnými rozširujúcimi komponentmi budú ethernetové a zvukové sieťové karty, vždy pripojené k tejto čipovej sade. Podpora portov SATA a RAID: Podobne bude na južný most vždy pripojený aj pomalý ukladací priestor. Kapacita sa pohybuje od 4 do 8 portov SATA. Tiež ponúka možnosť vytvárať RAID 0, 1, 5 a 10. Zbernica ISA alebo LPC: táto zbernica je stále platná na aktuálnych základných doskách. K tomu sme pripojili paralelné a sériové porty, okrem myši PS / 2 a klávesnice. SPI a BIOS zbernica: táto zbernica je podobne udržiavaná a poskytuje prístup k úložisku flash systému BIOS. SMBus pre senzory: senzory teploty a RPM tiež potrebujú zbernicu na odosielanie údajov, čo bude zodpovedné za ich vykonávanie. Radič DMA: Táto zbernica poskytuje priamy prístup do pamäte RAM pre zariadenia ISA. Správa napájania ACPI a APM: Nakoniec čipset riadi časť správy napájania, konkrétne ako režim úspory energie funguje pri vypínaní alebo pozastavení systému.

Záver o severnej čipsete verzus južnej čipsete

Tento článok sa dostáva do bodu, v ktorom podrobne popisujeme, z čoho pozostáva severný a južný most. Okrem toho sme videli jej vývoj a všetky funkcie každej z nich na súčasných základných doskách.

Teraz vám necháme niekoľko hardvérových článkov, aby ste sa mohli ďalej učiť:

Ak máte akékoľvek otázky alebo chcete urobiť opravu obsahu, zanechajte nám komentár do poľa. Dúfame, že ste to považovali za užitočné.