Доклад на тему производители чипсетов

Обновлено: 06.07.2024

Первые чипсеты в современном понимании этого термина появились в середине 1980-х. Первопроходцами стали разработчики компьютеров серии Amiga с чипсетом OCS (позже его сменил ECS и AGA). Немногим позже компания Chips & Technologies предложила чипсет CS8220 (основной чип 82C206) для IBM PC/AT-совместимых систем. Примерно тогда же появились компьютеры серии Atari ST, также созданные с использованием чипсета

Содержание работы

Определение «чипсет»…………………………………………………………………. 3
История возникновения……………………………………………………………….. 3
Чипсеты современных компьютеров………………………………………………… 3
Чипсеты для современных x86-процессоров………………………………………. 4
Чипсеты ARM……………………………………………………………………………4
Чипсеты компании Intel……………………………………………………………… 5
Семейство чипсетов Intel 915/925 Express………………………………………….. 5
Семейство чипсетов Intel 945/955 Express………………………………………….. 9
Чипсеты компании NVIDIA…………………………………………………. 11
Чипсеты семейства NVIDIA nForce4. 11
Семейство чипсетов NVIDIA GeForce 6100 IGP. 14
Чипсеты компании SiS………………………………………………………………. 15
Чипсеты SiS для процессоров Intel…………………………………………………..15
Чипсеты SiS для процессоров AMD64……………………………………………. 17
Чипсеты компании VIA……………………………………………………………….19
Чипсеты VIA для процессоров Intel…. …………………………………………….19
Чипсеты VIA для процессоров AMD…………………………………………. 21
Чипсеты ATI……………………………………………………………………………22
Чипсеты ATI для процессоров Intel………………………………………………. 22
Чипсеты ATI для процессоров AMD………………………………………………. 23
Чипсеты компании ULi………………………………………………………………..25
Чипсеты ULi для процессоров AMD………………………………………………. 25
Чипсеты ULi для процессоров Intel………………………………………………….26
Список используемой литературы…………………………………………………..28

Файлы: 1 файл

Реферат по ЭВМ.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Тамбовский Государственный Технический Университет

Факультет информационных технологий

Реферат на тему:

«Чипсеты материнских плат»

Выполнил студент группы СИС-21:

Определение «чипсет»………………………………………………………… ………. 3
История возникновения…………………………………………… ………………….. 3
Чипсеты современных компьютеров………………………………………………… 3
Чипсеты для современных x86-процессоров……………………………………… . 4
Чипсеты ARM……………………………………………………………………… ……4
Чипсеты компании Intel……………………………………………………………… 5
Семейство чипсетов Intel 915/925 Express………………………………………….. 5
Семейство чипсетов Intel 945/955 Express………………………………………….. 9
Чипсеты компании NVIDIA…………………………………………………. . 11
Чипсеты семейства NVIDIA nForce4. . . 11
Семейство чипсетов NVIDIA GeForce 6100 IGP. . 14
Чипсеты компании SiS………………………………………………………………. 15
Чипсеты SiS для процессоров Intel…………………………………………………..15
Чипсеты SiS для процессоров AMD64……………………………………………. 17
Чипсеты компании VIA……………………………………………………………….19
Чипсеты VIA для процессоров Intel…. …………………………………………….19
Чипсеты VIA для процессоров AMD…………………………………………. 21
Чипсеты ATI……………………………………………………………………… ……22
Чипсеты ATI для процессоров Intel………………………………………………. 22
Чипсеты ATI для процессоров AMD………………………………………………. 23
Чипсеты компании ULi………………………………………………………………..2 5
Чипсеты ULi для процессоров AMD………………………………………………. 25
Чипсеты ULi для процессоров Intel………………………………………………….26
Список используемой литературы…………………………………………………. .28

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 встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах[9].

На развитие отечественной вычислительной техники, при существующих самобытных школах (Глушкова, Лебедева,Петрова, Е ршова, Абрамова, Брусенцова, К аляева, Шура-Бура и др), существенное влияние оказали успешные разработки зарубежной микроэлектроники, в первую очередь американской. Специфика использования вычислительной техники в СССР и её разработки сыграли свою роль и в разработке отечественных «чипсетов» — ими стали так называемые «наборы микросхем» и «микропроцессорные комплекты». Учитывая состояние развития технологий на момент распада СССР и последующие события в стране, в настоящее время в России существует заметный перевес теоретических разработок над практическими[4].

Чипсеты современных компьютеров

Чаще всего чипсет современных материнских плат компьютеров с остоит из двух основных микросхем (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH):

контроллер-концентратор памяти (англ. Memory Controller Hub, MCH) или северный мост (англ. northbridge) — обеспечивает взаимодействие ЦП с памятью. Соединяется с ЦП высокоскоростной шиной (FSB, HyperTransport или QPI). В современных ЦП (например Opteron, Itanium, Ne halem, UltraSPARC T1) контроллер памяти может быть интегрирован непосредственно в ЦП. В MCH некоторых чипсетов может интегрироваться графический процессор;
контроллер-концентратор ввода-вывода (англ. I/O Controller Hub, ICH) или южный мост (англ. southbridge) — обеспечивает взаимодействие между ЦП и жестким диском, картами PCI, низкоскоростными интерфейсами PCI Express, интерфейсами IDE, SATA, USB и пр.

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[3].

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 до машнего компьютера на базе, состоящих из столь малого количества микросхем (чипсет имикропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэле ктроники развивающихся по закону Мура[2].

Чипсеты для современных x86-процессоров

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[1].

Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86:

Для систем, использующих процессоры ARM, также создавались и создаются чипсеты. И если первые образцы (такие как ARM2 для Acorn Archimedes в составе собственно процессора и чипов IOC, MEMC, VIDC, VIDC20 и более поздний ARM3) были в целом похожи на современные им чипсеты IBM PC, то современные (такие как QualcommSnapdragon и Texas Instruments DaVinci), из-за ориентированности на мобильные устройства, заметно отличаются как по структуре, так и по техническим особенностям[8].

созданием шины PCI отдельные микросхемы чипсета стали называть мостами — так появились устоявшиеся термины: северный мост (North Bridge) и южный мост (South Bridge) чипсета, при этом северный мост соединяется непосредственно с процессором, а южный — с северным. В некоторых случаях производители объединяют северный и южный мост в одну микросхему, и такое решение называют одночиповым, а если микросхемы две, то это — двухмостовая схема[6].

В северный мост чипсета традиционно включены контроллер памяти (за исключением чипсетов для процессоров с архитектурой AMD64), контроллер графической шины (AGP или PCI Express x16), интерфейс взаимодействия с южным мостом и интерфейс взаимодействия с процессором. В некоторых случаях северный мост чипсета может содержать дополнительные линии PCI Express x1 для организации взаимодействия с картами расширения, имеющими соответствующий интерфейс.

На южный мост чипсета возлагается функция организации взаимодействия с устройствами ввода-вывода. Южный мост содержит контроллеры жестких дисков (SATA и/или PATA), USB-контроллер, сетевой контроллер (только MAC-уровень), контроллер PCI-шины и PCI-Express-шины, контроллер прерывания и DMA-контроллер. К тому же в южный мост обычно встраивается звуковой контроллер, и в этом случае еще необходима внешняя к чипсету микросхема кодека. Кроме того, южный мост соединяется с еще двумя важными микросхемами на материнской плате: микросхемой ROM-памяти BIOS и микросхемой Super I/O, отвечающей за последовательные и параллельные порты и за флоппи-дисковод.

Для соединения северного и южного мостов друг с другом используется специальная выделенная шина, причем разные производители используют для этого разные шины (с различной пропускной способностью):

Intel — DMI (Direct Media Interface),
ULi — HyperTransport;
VIA — V-Link;
SiS — MuTIOL;
ATI — HyperTransport, PCI Express;
NVIDIA — HyperTransport.

Как правило, название чипсета совпадает с названием северного моста, хотя более правильным является указание именно совокупности северного и южного мостов, поскольку во многих случаях один и тот же северный мост чипсета может сочетаться с различными вариантами южных мостов.

Чипсет является основой любой материнской платы. Фактически функциональность материнской платы и ее производительность на 90% определяются именно чипсетом, от которого зависят поддерживаемый тип процессора, тип памяти, а также функциональные возможности по подключению периферийных устройств.

Выбор чипсетов на сегодня очень велик. И если процессоры выпускают всего две компании: Intel и AMD, то чипсеты производят и Intel, и VIA, и SiS, и NVIDIA, и ATI, и ULi.

Чипсеты компании Intel

егодня компания Intel выпускает весьма разнообразный спектр чипсетов для процессоров Intel Pentium D, Intel Pentium 4 и Intel Celeron D. И если говорить о современных чипсетах компании Intel, то начать стоит с семейства Intel 915 Express.

Семейство чипсетов Intel 915/925 Express

У чипсетов семейства Intel 915/925 Express (табл. 1) имеется несколько характерных особенностей.

Таблица 1. Семейство чипсетов Intel 915/925 Express

Прежде всего новые чипсеты ориентированы на поддержку процессоров Intel Pentium 4 (Prescott) в новом корпусе LGA775, что означает наличие нового разъема на материнских платах и невозможность использования старых версий процессоров, рассчитанных на разъем Socket 478. Другой важный момент заключается в том, что новые чипсеты (правда, не все) ориентированы на поддержку нового типа памяти DDR2-533/400. Технология Intel Flex Memory позволяет работать с памятью как в одноканальном, так и в двухканальном режиме. Третий важный момент — это поддержка новой шины PCI Express. В новом поколении материнских плат предусматривается наличие слота PCI Express x16 для видеокарты.

Кроме того, ряд моделей семейства Intel 915/925 Express имеет интегрированный графический контроллер Intel Graphic Media Accelerator 900 (IGMA 900).

Северный мост чипсетов Intel 915/925 Express связан по высокоскоростной шине DMI (Direct Media Interface), являющейся измененной версией PCI Express x4 (

2 Гбайт/с), с концентратором ввода-вывода (южный мост) ICH6. Всего существует три типа южного моста: ICH6R (чип 82801FR), ICH6W (80801FW) и ICH6RW (80801RW).

Новая версия южного моста имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с предыдущей версией ICH5, а именно:

Важной особенностью нового южного моста ICH6 является поддержка шины PCI Express x1, которая обеспечивает пропускную способность до 500 Мбайт/с. Кроме того, эта шина поддерживает двусторонний трафик и имеет меньшие задержки. Все чипсеты семейства Intel 915/925 Express поддерживают до четырех каналов PCI Express x1.

Южный мост ICH6 имеет встроенный четырехканальный SATA-контроллер, а если это вариант южного моста ICH6R или ICH6RW, то поддерживается SATA RAID-контроллер на всех четырех каналах. При этом возможна организация RAID-массивов уровней 0, 1 или 0+1. SATA RAID-контроллер, интегрированный в южный мост чипсета, поддерживает технологию маршрутизации команд (Native Command Queuing, NCQ), что позволяет снизить задержки, а следовательно, повысить производительность.

Кроме того, SATA RAID-контроллер поддерживает возможность горячего подключения дисков и функцию автовосстановления.

И последняя особенность, на которую хотелось бы обратить внимание, — это технология Intel Wireless Connect, которая реализована в версиях южного моста ICH6W и ICH6RW. Фактически в южный мост интегрированы беспроводная точка доступа и беспроводной сетевой адаптер, отвечающие стандарту IEEE 802.11 b/g. При этом ПК можно сконфигурировать и как клиентское устройство, и как точку доступа.

Intel 910GL Express

Чипсет Intel 910GL Express рассчитан на массовые и недорогие офисные ПК. По функциональным возможностям его можно отнести к семейству чипсетов Intel 915, речь о которых пойдет далее, и, таким образом, рассматривать его как «младшую» модель чипсетов семейства Intel 915.

От чипсета напрямую зависит скорость работы вашего устройства, поэтому при его выборе следует быть внимательнее, особенно если речь идет о рабочих или игровых компьютерах. Рассказываем, какие бывают чипсеты и чем они отличаются.

Читайте «Хайтек» в

Как выглядят чипсеты современных компьютеров?

Чипсет — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора заданных функций.

Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет функцию связующего компонента (моста), обеспечивающего взаимодействие центрального процессора (ЦП) c различными типами памяти, устройствами ввода-вывода, контроллерами и адаптерами ПУ, как непосредственно через себя (и имея некоторые из них в своем составе), так и через другие контроллеры и адаптеры, с помощью многоуровневой системы шин.

Так как ЦП, как правило, не может взаимодействовать с ними напрямую. Чипсет определяет функциональность системной платы. Он включает в себя интерфейс шины процессора и определяет в конечном счете тип и быстродействие используемого процессора.

Определяет во многом тип, объем, быстродействие и вид поддерживаемой памяти, рабочие частоты различных шин, их разрядность и тип, поддержку плат расширения, их количество и тип, и т. д.

Таким образом, этот набор микросхем относится к числу наиболее важных компонентов системы, во многом определяя ее быстродействие, расширяемость, стабильность работы при различных настройках и условиях, модернизируемость, сферу применения и т. д.

Являясь по сути основой платформы/системной платы, чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах и сетевых медиаплеерах.

Чипсет материнских плат современных компьютеров состоит из двух основных микросхем (иногда объединяемых в один чип, т.н. системный контроллер-концентратор:

Контроллер-концентратор памяти — обеспечивает взаимодействие ЦП с памятью. Соединяется с ЦП высокоскоростной шиной (FSB, HyperTransport или QPI). В современных ЦП (например, Opteron, Itanium, Nehalem, UltraSPARC T1) контроллер памяти может быть интегрирован непосредственно в ЦП. В MCH некоторых чипсетов может интегрироваться графический процессор.
Контроллер-концентратор ввода-вывода — обеспечивает взаимодействие между ЦП и жестким диском, картами PCI, низкоскоростными интерфейсами PCI Express, интерфейсами IDE, SATA, USB и пр.

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 разъема 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, состоящей из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.

Чипсеты для современных x86-процессоров

В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованы фирмы-производители процессоров. Поэтому ведущими производителями процессоров (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы специально для производителей материнских плат.

После обкатки на таких чипсетах выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.

Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86:

Intel.
NVIDIA.
ATI/AMD. После покупки в 2006 году компании ATi корпорацией AMD, вошла в ее состав как графическое подразделение AMD Graphics Products Group.
VIA.
SiS.

Чипсеты ARM

Для систем, использующих процессоры ARM, также создавались и создаются чипсеты. И если первые образцы были в целом похожи на современные им чипсеты IBM PC, то современные (такие как Qualcomm Snapdragon и Texas Instruments DaVinci), из-за ориентированности на мобильные устройства, заметно отличаются как по структуре, так и по техническим особенностям.

Производители чипсетов

Маркировка чипсета буквой перед цифрой означает мощность чипсета внутри одной линейки.

Х — чипсет для HEDT-процессоров Intel Core X, отвечающий требованиям для производительных рабочих и игровых станций.

Z — чипсет для энтузиастов, поддерживающий разгон процессоров Intel Core и обеспечивающий лучшую производительность

B, H — для обычного домашнего игрового или офисного компьютера

W, Q — для бизнеса. Особенность в том, что чипсеты поддерживают продвинутые технологии безопасности данных и обширные возможности построения корпоративных сетей

Самые слабые по производительности те модели, в названии которых только цифры:

Буквы G или V в названии модели указывает на наличие в чипсете встроенной видеокарты.

Х или GX — поддержка двух отдельных (дискретных) видеокарт, но не на полную мощность (по 8 линий на каждую).

FX — самые мощные чипсеты, которые полностью поддерживают работу с несколькими видеокартами.

Шина, которая связывает процессор и чипсет у AMD называется Hyper Transport (HT).

Как выбирать чипсет?

Существует заблуждение, что чем больше ядер, тем лучше, но это не так.

Напомним, что речь идет об одной из частей системы на кристалле, а именно о центральном процессоре (CPU). CPU занимается общим управлением чипсета и приложениями от трех сторон.

Стоит вспомнить правило, что ограничение роста производительности происходит из-за увеличения количества вычислителей. Джин Амдал сформулировал закон в 1967 году. Поэтому больше ядер — больше энергопотребление.

Иногда из-за большого количества ядер невозможно разместить что-то другое т. к. физический размер чипсета имеет ограничения.

Также важна тактовая частота центрального процессора. Сейчас максимальная частота флагманов достигает 2,45 ГГц и нужна для непродолжительных высоких нагрузок (например, при обработке 4К30 видео, при передаче данных по сети LTE со скоростями до 1 Гбит/с) или для задач бенчмаркинга.

На каких производителей обратить внимание?

Qualcom
Intel
Samsung
HiSilicon
Mediatek
Spreadtrum

Подборка самых производительных чипов

AMD начала продажи Radeon RX 6900 XT 8 декабря 2020 по цене $999. Это десктопная видеокарта на архитектуре Navi/RDNA2 и техпроцессе 7 нм, в первую очередь рассчитанная на геймеров. На ней установлено 16 Гб памяти GDDR6 на частоте 16 ГГц, и вместе с 256-битным интерфейсом это создает пропускную способность 512,0 Гб/с.

NVIDIA начала продажи GeForce RTX 3090 24 сентября 2020 по цене $1,499. Это десктопная видеокарта на архитектуре Ampere и техпроцессе 8 нм, в первую очередь рассчитанная на геймеров. На ней установлено 24 Гб памяти GDDR6X на частоте 19,5 ГГц, и вместе с 384-битным интерфейсом это создает пропускную способность 936,2 Гб/с.

NVIDIA начала продажи GeForce RTX 3080 16 сентября 2020 по цене $699. Это десктопная видеокарта на архитектуре Ampere и техпроцессе 8 нм, в первую очередь рассчитанная на геймеров. На ней установлено 10 Гб памяти GDDR6X на частоте 19 ГГц, и вместе с 320-битным интерфейсом это создает пропускную способность 760,3 Гб/с.

AMD начала продажи Radeon RX 6800 XT 18 ноября 2020 по цене $649. Это десктопная видеокарта на архитектуре Navi/RDNA2 и техпроцессе 7 нм, в первую очередь рассчитанная на геймеров. На ней установлено 16 Гб памяти GDDR6 на частоте 16 ГГц, и вместе с 256-битным интерфейсом это создает пропускную способность 512,0 Гб/с.

NVIDIA начала продажи RTX A6000 5 октября 2020 по цене $4,649. Это десктопная видеокарта на архитектуре Ampere и техпроцессе 8 нм, в первую очередь рассчитанная на геймеров. На ней установлено 48 Гб памяти GDDR6 на частоте 16 Гб/с, и вместе с 384-битным интерфейсом это создает пропускную способность 768,0 Гб/с.

Понятие чипсета системной платы. Включение контроллеров внешних устройств в состав микросхем для интегрированных плат. Архитектура чипсетов, расположение дополнительной кэш-памяти и микросхемы CMOS-памяти. Производители чипсетов для архитектуры x86.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	31.05.2016
Размер файла	115,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Туймазинский государственный юридический колледж»

На тему: «Чипсет системной платы»

Выполнил: студент 2-го курса группы ПИ-209

Гарафутдинов Самат Фаритович

Проверил: преподаватель кафедры компьютерных технологий

Кузнецов Виктор Владимирович

1. Понятие чипсета системной платы
2. История развития чипсетов
3. Архитектура чипсетов
4. Чипсеты современных x86-процессоров
5. Выбор материнской платы
Заключение
Список литературы

Введение

Несмотря на великое разнообразие предлагаемых моделей, подавляющее большинство производителей разрабатывают исключительно ''обвязку'' для весьма узкого списка чипсетов. Под собственно чипсетом традиционно подразумевается набор микросхем логики аппаратной поддержки процессора, например, в составе чипсета Intel Triton входят две микросхемы: системный контролер и контроллер ввода/вывода.

В настоящее время большинством производителей материнских плат в качестве основного элемента используются микросхемы фирм Intel. Для процессора Pentium это 430-я серия, для Pentium II-440-я и т.д.

Целью данного реферата является описание функциональных возможностей чипсета, его назначение и обзор нескольких моделей современных чипсетов.

Задачи:

1. Рассмотреть архитектурные особенности чипсета.

2. Рассмотреть современные модели чипсетов, выявить их различия с более ранними моделями.

1. Понятие чипсета системной платы

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 встречаются и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.

Микропроцессоры, устанавливаемые на материнской плате, в определенном диапазоне моделей можно менять, а главным несменяемым функциональным компонентом СП является набор системных микросхем (чипсет). От типа установленного на СП набора системных микросхем зависят многие важные характеристики ПК. Обычно системные платы и именуют по типу расположенного на ней чипсета. Действительно, чипсеты определяют во многом тактовую частоту шин СП, обеспечивают надлежащую работу микропроцессора, системной шины, интерфейсов взаимодействия с оперативной памятью и другими компонентами ПК. В частности, они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, микросхемы управления памятью и шиной -- все те компоненты, которые в оригинальной IBM PC были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда -- контроллер клавиатуры, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных микросхем. В последних разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств. Иными словами, тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров; структуру и объем кэш-памяти; возможные сочетания типов и объемов модулей памяти; поддержку режимов энергосбережения; возможность программной настройки параметров и т. п.

2. История развития чипсетов

Первые чипсеты в современном понимании этого термина появились в середине 1980-х. Первопроходцами стали разработчики компьютеров серии Amiga с чипсетом OCS (позже его сменил ECS и AGA). Немногим позже компания Chips & Technologies предложила чипсет CS8220 (основной чип 82C206) для IBM PC/AT-совместимых систем. Примерно тогда же появились компьютеры серии Atari ST, так же созданные с использованием чипсета.

На развитие отечественной вычислительной техники, при существующих самобытных школах (Глушкова, Лебедева, Петрова, Ершова, Абрамова, Брусенцова, Каляева, Шура-Бура и др), существенное влияние оказали успешные разработки зарубежной микроэлектроники, в первую очередь американской. Специфика использования вычислительной техники в СССР и её разработки сыграли свою роль и в разработки отечественных «чипсетов» -- ими стали так называемые «наборы микросхем» и «микропроцессорные комплекты». Учитывая состояние развития технологий на момент распада СССР, и последующие события в стране, в настоящее время в России существует заметный перевес теоретических разработок над практическими. чипсет системный плата микросхема

К началу 90-х приоритеты производителей компьютеров сместилась с сохранения совместимости с IBM PC к сохранению совместимости с Windows. В итоге разработки IBM остались без внимания. Рынок продолжал развиваться, но уже по своим правилам. Переломный момент в развитии системных плат произошел в 1991 году, когда Intel представила на суд общественности шину PCI (Peripheral Component Interconnect), а вместе с ней и новое видение материнской платы. В центре любого процесса находилась шина PCI. Она же соединяла два сложных микрочипа -- северный мост и южный мост. Этот подход перевернул все с ног на голову. По замыслу инженеров центральный процессор мог получить доступ к периферии через мосты. Северный мост отвечал за связь с оперативной памятью и разъемами PCI, а южный за всю периферию и дополнительные контроллеры (жесткого диска, флоппи-дисковода и т.д.). Позже добавили звуковой кодек, сетевой контроллер и т.п.

За 17 лет (1991-2008) многое изменилось, но суть осталась прежней: основой всего остаются один или два моста, которые объединяют в себе бесчисленные контроллеры.

3. Архитектура чипсетов

Современные системные наборы чипсетов состоят из двух базовых микросхем с условными именами северный мост (North bridge) и южный мост (South bridge). Северный мост обеспечивает управление четырьмя компонентами: шиной оперативной памяти, интерфейсными шинами PCI, AGP (или PCI Express xl6) и системной шиной МП, поэтому его часто называют Memory Controller Hub (MCH). Южный мост имеет в своем составе контроллеры (адаптеры) дисководов, клавиатуры, мыши; управляет интерфейсными шинами IDE/ATA, SCSI, USB, SATA, SAS, IEEE 1284, PCI Express xl; его часто называют I/O Controller Hub (ICH), а иногда и функциональным контроллером. Наиболее известные наборы микросхем для СП выпускает фирма Intel. Сейчас еще используются ее старые чипсеты 440ВХ, 440GX, 440ZX, 810, 815, 820, 840, но наиболее популярны новые наборы, разработанные для МП Pentium 4.

Распространены также весьма удачные микросхемы фирмы VIA Technologies -- VIA Apollo, фирм Acer Laboratories, Silicon Integrated System (SIS) и т.д. В начале 2003 года для МП Pentium 4 выпускались следующие чипсеты: i850 (850Е), i845 (845D, 845Е, 845РЕ, 845GE, 845GV), i875 (875P, 865), SIS 645, VIA 266, а в конце года к ним добавились чипсеты i915 и i925 новой, 900-й серии. Типы чипсетов и их модификации различаются типами поддерживаемых микропроцессоров и памяти DRAM (SDRAM, DRDRAM, DDR SDRAM), частотой процессорной шины (133, 266, 400, 533, 800 МГц), вариантами схем мостов, версиями поддерживаемых протоколов UDMA, AGP, Ethernet, USB, наличием встроенного видеоадаптера и др. Например, чипсетов i845 для работы с памятью DDR выпущено несколько модификаций. Многие новые версии чипсетов поддерживают: прямой 2-канальный доступ к памяти, 6 портов USB 2.0 и технологию Hyper Threading.

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, состоящей из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.

На системных платах может размещаться дополнительная кэш-память второго уровня (Cache Level 2), которая предназначена для ускорения процесса обмена данными между процессором и оперативной памятью и служит для временного хранения часто используемых данных и команд, снимая во многих случаях необходимость обращения к более медленной оперативной памяти.

Расположенная непосредственно на материнской плате кэш-память относится, как правило, ко второму уровню, так как во многих процессорах уже имеется встроенная в кристалл кэш-память первого уровня. Объем Cache Level 2 на СП варьируется от 128 до 1024 Кбайт; микросхемы кэш-памяти выполнены в корпусах типа DIP или SOP и либо устанавливаются в соответствующие разъемы DIP-панельки, либо распаиваются непосредственно на плате. Синхронная кэшпамять может размещаться в специальных модулях COAST, очень напоминающих модуль SIMM и устанавливаемых в специальный разъем.

Современные модели процессоров Pentium II, III и 4 имеют Cache Level 2 на плате самого процессора, поэтому для них кэш-память на материнской плате может отсутствовать. На системной плате (в новых моделях обычно в составе микросхем чипсета) располагается микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), содержащая программы BIOS, необходимые для управления многими компонентами компьютера. BIOS доступна постоянно, независимо от работоспособности внешних компонентов, таких, например, как системные загрузочные диски. В BIOS есть программа, которая называется System Setup, -- именно с ее помощью пользователь управляет самыми глубокими настройками системы.

В современных материнских платах используются, как правило, микросхемы Flash BIOS, программы в которых могут перезаписываться при помощи специальных средств, что облегчает модернизацию этих программ при появлении новых устройств, которым нужно обеспечить поддержку (например, новых типов микросхем оперативной памяти). У Flash BIOS есть один существенный недостаток: существует много вирусов, которые, попав в систему, просто стирают все содержимое Flash BIOS, после чего системная плата выходит из строя. Самый известный из подобных вирусов -- «Чернобыль», испортивший очень большое количество компьютеров. От вирусов можно защититься только одним способом -- в System Setup запретить перезапись содержимого BIOS. Если эта установка активизирована, то ни один вирус ничего сделать не сумеет.

Важным компонентом, размещенным на системной плате (часто в системном чипсете), является микросхема CMOS-памяти. Она питается от своего локального аккумулятора (батарейки) и поэтому является энергонезависимой (сохраняет информацию при отключении компьютера от сети). Название CMOS произошло от названия технологии исполнения ее элементов. Память хранит информацию о параметрах многих устройств, входящих в ПК. Информация в ней может изменяться по мере необходимости, то есть память отслеживает текущую конфигурацию компьютера, на что не способна микросхема BIOS. Поэтому при загрузке компьютера BIOS берет необходимую для своей работы информацию об изменяемых параметрах компонентов ПК именно из этой памяти. Так, из CMOS-памяти считывается информация об установленном МП, о типах и емкости оперативной и всех видах дисковой памяти, о работоспособности устройств компьютера и т. д. Четкое отслеживание времени (в том числе и календаря), даже в отключенном от энергосети состоянии, также связано с тем, что информация о времени хранится в CMOS-памяти.

На системных платах располагаются также перемычки («джамперы») и DIP-переключатели, используемые для конфигурирования различных компонентов: переключатели используемого напряжения (5 В, 3,5 В и т. д.), переключатели внутренней частоты МП и др. «Джампер» представляет собой съемную перемычку, устанавливаемую на штырьковые контакты СП; DIP-переключатели -- это миниатюрные выключатели в DIP-корпусе. В современных компонентах пытаются сократить количество механических переключений, перекладывая их на автоматические программно-управляемые электронные схемы. Компоненты, которые после установки конфигурируются автоматически, относят к категории РпР-уст-ройств (PnP -- Plug & Play, «включай и работай»).

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:

Характеристики чипсета, которые влияют на производительность компьютера

Скорость работы шины данных:

Шина данных имеет две характеристики, частота и ширина.

Например: 1333 МГц, 1600 МГц

Например: 1 Байт, 2 Байта.

Пропускная способность шины данных

Трансферы 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:

ASUS P7 H55 -V;S1156; без FFD!; Поддержка Core i3,i5,i7; HH5 ; 4DDR3(2200*); 1xP-Ex16, 3xP-Ex1; 3xP; 8ch-Sound; GigaLan; 6xSATAII; 1xATA100; ATX

Обычно чипсет уже указан в названии материнской платы: ASUS P7 H55 -V и далее он указан в кратком описании после сокета, и уже более подробно в полном описании платы.

Читайте также: