Где находится контроллер памяти на материнской плате

Обновлено: 05.07.2024

Во многих процессорах, особенно некоторых поколений назад от Intel, мы могли видеть аббревиатуру IMC, выгравированную на IHS. В настоящее время они больше не делают, но это не значит, что они перестали использовать его, и на самом деле, сегодня это является одним из компонентов процессоров, который имеет большее значение , В связи с этим, вы знаете, что такое ИМТ процессора? В этой статье мы расскажем вам, и мы объясним, как это работает и какие типы есть.

IMC на самом деле является одной из тех частей процессора, которые обычно не принимаются во внимание, и это то, что мы склонны смотреть только на ядра, скорость и, самое большее, на кеш-память, которую они имеют. Но это внутренний компонент процессоров, который чрезвычайно важен, и тогда вы поймете, почему.

Что такое ИМТ процессора

IMC означает «интегрированный контроллер памяти» или встроенный контроллер памяти. Контроллер памяти может быть отделен или интегрирован в другую микросхему, так что интегрированные - это те, которые, как вы предположите, интегрированы в кристалл процессора. Раньше контроллер памяти находился на материнская плата, но уже довольно давно используется только IMC, поскольку он позволяет процессору управлять памятью более быстрым и прямым образом.

Таким образом, IMC - это цифровая схема, которая контролирует поток данных, которые приходят и уходят между самим процессором и Оперативная память. То, что он интегрирован в процессор, позволяет управлять ОЗУ напрямую и быстрее, чем когда контроллеры памяти были на материнской плате.

Перед AMD K8s (выпущен в 2003 году), процессоры AMD имели контроллер памяти в своем северном мосту, но в следующих поколениях AMD впервые интегрировала его в сам процессор . Intel впервые сделала то же самое для процессоров Nehalem в 2008 году, и после этого оба производителя используют только IMC. Кстати, ARM Процессоры с архитектурой также во всех случаях используют контроллер памяти, встроенный в процессор.

Как работает контроллер памяти?

Контроллеры памяти содержат логику, необходимую для чтения и записи в ОЗУ и «обновления» DRAM. Без этих постоянных «обновлений» DRAM потерял бы содержащиеся в нем данные, так как содержащиеся в них конденсаторы теряют заряд за доли секунды (не более 64 миллисекунды в соответствии со спецификацией JEDEC ).

Чтение и запись в ОЗУ осуществляется путем выбора адресов данных строки и столбца DRAM в качестве входов для схемы мультиплексора, где демультиплексор в DRAM использует преобразованные входы для выбора правильного расположения в памяти и возврата данных, которые возвращаются обратно через мультиплексор для консолидации с целью уменьшения ширины шины, необходимой для работы.

Некоторые контроллеры памяти также имеют свою собственную систему исправления ошибок, которая может быть дополнена той, которая включает в себя множество модулей памяти ОЗУ (что хорошо, потому что в некоторых случаях она освобождает их, а в других удваивает коррекцию ошибок размера).

Варианты существующего ИМТ

Конечно, вы заметили, что спецификации процессоров почти всегда включают определение типа и скорости ОЗУ, с которым они совместимы, точно в зависимости от ИМТ, который они включают. Поэтому существуют разные варианты контроллера памяти, и некоторые из них вы обязательно узнаете сразу.

С одной стороны, есть Контроллеры DDR что может быть (обычно) двойной канал и четырехъядерный канал , Разница заключается в том, что в них память RAM разделена на 2 или 4 отдельных канала, каждый с прямой шиной к контроллеру памяти. Это наиболее используемые на ПК, и те, которые мы все знаем.

С другой стороны, у нас есть контроллеры с именем FBM ( Полностью буферизованная память ) поведение которого отличается от предыдущего тем, что в каждом модуле памяти находится буферное устройство (называемое FB-DIMM ), который использует последовательный канал передачи данных к контроллеру (вместо параллельного), уменьшая количество рельсов, необходимых для связи, за счет увеличения задержки.

Наконец, мы имеем Флэш-память контроллеры, используемые такими устройствами, как флеш-накопители или твердотельные накопители. Флэш-память по своей природе медленнее, чем DRAM, и, как правило, становится непригодной для использования после ряда циклов записи, но ей все равно нужен собственный контроллер памяти для связи с остальной системой.

Любой, кто разбирал компьютер, видел как много различных элементов на материнской плате, в этой статье я постараюсь кратко описать и показать основные компоненты, устанавливаемые на материнские платы современных компьютеров.

Или мосфет. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

Резистор - это пассивный элемент радиоэлектронной аппаратуры, предназначенный для создания в электрической цепи требуемой величины электрического сопротивления, обеспечивающий перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.

Электролитические конденсаторы схожи с аккумуляторами, но в отличии от которых выводят весь свой заряд в крошечные доли секунды. Используются, чтобы выровнять напряжение или блокировать постоянный ток в цепи.

Керамические SMD, танталовые, ниобиевые и др. Лучше для электроники, которая не требует высокой интенсивности работы.

Светодиод (LED). В основном LED - крошечные лампочки.

Катушки и индуктивности

Индуктор (дроссель) - обмотка провода, катушка, используется для смягчения скачка тока при запуске. Зачастую стоят перед процессором.

Генератор тактовых частот.

Генератор тактовых частот (клокер) — устройство, формирующее тактовые частоты, используемые на материнской плате и в процессоре.

Кварц перемещает энергию назад и вперед между двумя формами в равные доли времени. Задаёт частоту работы всей электрической схемы.

SuperIO (SIO, MultiIO, MIO, "мультик").

Третья по значимости и размеру микросхема на материнской плате – после мостов. Отвечает за порты ввода-вывода (COM, LPT, GamePort, инфракрасный порт, PS/2 для клавиатуры и мыши и др.). Является микроконтроллером (выполняет часть прошивки биос), выродился из контроллера клавиатуры, но в современных платах выполняет множество важных функций. Он например мониторит сигналы с Шим и когда убедится что всё ОК с питанием - даёт южному мосту команду "нажали на вкл, запускайся", ещё он управляет режимами S0-S5. На текущий момент это его основной функционал, а функции ввода - вывода - отмирающий придаток. Зачастую обладает дополнительным функционалом:

встроенный Hardware Monitoring

контроллер управления скоростью вентиляторов

интерфейс для подключения CompactFlash-карт.

ШИМ-контроллер (от Широтно-Импульсная Модуляция) - главная микросхема, управляющая напряжением на материнской плате.

Мосты (северный и южный).

Северный мост (MCH).

Одним из основным составляющим компонентом материнской платы будь то компьютера либо ноутбука является Северный мост (англ. Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, также — контроллер-концентратор памяти с английского Memory Controller Hub)

MCH является системным контроллером чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключено следующие оборудование:

1. через Front Side Bus — микропроцессор, если в составе процессора нет контроллера памяти, тогда через шину контроллера памяти подключена— оперативная память.

2. через шину графического контроллера — видеоадаптер (в материнских платах нижнего ценового диапазона, видеоадаптер часто встроенный. В таком случае северный мост, произведенный Intel, называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub).

Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность):

- системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого — до какой степени может быть разогнан компьютер);

- оперативной памяти (тип — например SDRAM, DDR, DDR2, её максимальный объем);

Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы.

В свою очередь, северный мост соединён с остальной частью материнской платы через согласующий интерфейс и южный мост. Когда технологии производства не позволяют скомпенсировать возросшее, вследствие усложнения внутренней схемы, тепловыделение чипа, современные мощные микросхемы северного моста помимо пассивного охлаждения (радиатора) для своей бесперебойной работы требуют использования индивидуального вентилятора или системы жидкостного охлаждения, что в свою очередь увеличивает энергопотребление всей системы и требует более мощного блока питания.

Минуя северный мост согласно нашей схеме двигаясь на юг на материнской плате расположен южный мост.

Южный мост ( ICH)

Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH).

Если взять функциональность, то южный мост включает в себя:

- контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O;

- PATA (IDE) и SATA контроллеры;

- часы реального времени (Real Time Clock);

- управление питанием (Power management, APM и ACPI);

- энергонезависимую память BIOS (CMOS);

- звуковой контроллер (обычно AC'97 или Intel HDA).

Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire, аудио-кодек и др. Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода).

Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать и поддержку шины PCI-X и PCI Express. Хотя поддержка шины ISA используется достаточно редко, она все таки является неотъемлемой частью современного южного моста. Шина SM используется для связи с другими устройствами на материнской плате (например, для управления вентиляторами). Контроллер DMA позволяет устройствам на шине ISA или LPC получать прямой доступ к оперативной памяти, обходясь без помощи центрального процессора.

Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объёму область памяти для хранения системных настроек (настроек BIOS).

Меню настроек Bios.

Северный и южный мосты материнской платы вкупе составляют одно целое устройство управления всей системой так сказать глаза, уши, руки ЦП. Вкупе эти два чипа называются – чипсет.

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 так можно встретить и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.

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

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

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.

Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86: Intel, NVidia, ATI/AMD: (после перекупки в 2006 году ATi вошла в состав Advanced Micro Devices), Via, SiS

Микропроцессор (ЦП)- является полным механизмом вычисления.

BIOS (Basic Input-Output System) микросхемы основной системы ввода/вывода.

Технология Dual Bios на материнских платах производства Gigabyte. В случае сбоя основного bios его можно восстановить из резервной микросхемы.

Батарейка CMOS. Служит для хранения настроек BIOS и для поддержания системного времени в актуальном состоянии.

Аудиокодек (англ. Audio codec; аудио кодер/декодер) — компьютерная программа или аппаратное средство, предназначенное для кодирования или декодирования аудиоданных.

Сетевой контроллер (Onboard LAN).

Сетевой контроллер (Onboard LAN) представляет собой отдельную микросхему. Как и в случае с аудио кодеком при выходе из строя может сильно греться. Ремонтируется так же заменой или демонтажем.

Иногда, при неисправности внуренней сетевухи или звуковухи компьютер может не стартануть вводя в ступор южник. Можно починить материнскую плату просто отпаяв микросхему и как правило с вероятностью 80% компьютер заводится и тогда отключив в BIOS

сеть и/или звук и вставив внешнюю плату можно пользоваться компьютером без опаски.

Читайте также: