Ziemeļu un dienvidu mikroshēmojums - atšķirības starp abiem

Ziemeļu mikroshēmojuma vs dienvidu mikroshēmojums: kā mēs tos varam identificēt? Chipset koncepcija gadu gaitā ir kļuvusi diezgan nozīmīga, it īpaši, ja runa ir par spēļu aprīkojumu. Ražotāji laiž tirgū jaunos CPU un bieži nonāk roku rokā ar jauniem mikroshēmojumiem un atmiņas kontrolleriem. Ja jūs joprojām nezināt, par ko mēs runājam, šajā rakstā mēs izdzēsīsim visas šaubas par šiem jēdzieniem, iedziļinoties mātesplates galvenajā īpašībā: mikroshēmojumā.

Kas ir mikroshēmojums un kāda ir tā nozīme

Termins mikroshēmojums attiecas uz mikroshēmu komplektu vai integrētu shēmu, kas spēj veikt vairākas funkcijas. Datoru izteiksmē šīs funkcijas ir saistītas ar dažādu ar mātesplati savienotu ierīču pārvaldību un savstarpējo komunikāciju starp tām.

Mikroshēmojums vienmēr tika veidots, balstoties uz centrālā procesora, datora centrālā procesora, arhitektūru. Tāpēc ikreiz, kad mēs runājam par mikroshēmojumu, mums vajadzētu runāt arī par centrālajiem procesoriem, kas ar to ir saderīgi, un iespējām, ko tas mums piedāvā kapacitātes un ātruma ziņā. Tāpēc mikroshēmojums ir komunikāciju vadība un mikroshēma vai mikroshēmas, kas ir atbildīgas par datu plūsmas kontroli mātesplatē. Mēs runājam par CPU, RAM, cietajiem diskiem, PCIe slotiem un galu galā visām ierīcēm, kuras var savienot ar datoru.

Pašlaik mēs atrodam divus mikroshēmojumus uz tāfeles vai, drīzāk, uz tāfeles un procesora, ziemeļu vai ziemeļu tilta un dienvidu vai dienvidu tilta. Iemesls, lai viņus izsauktu šādā veidā, ir viņu atrašanās vieta uz tāfeles, pirmais ir augšpusē, kas ir vistuvāk CPU (ziemeļos), un otrais, kas atrodas zemāk (uz dienvidiem). Pateicoties mikroshēmojumam, mātesplati varam uzskatīt par galveno sistēmas kopni. Asis, kas spēj savstarpēji savienot dažādu ražotāju un dažāda rakstura elementus, integrēti un bez nesavienojamības starp tiem. Piemēram, Asus dēlis ar Intel centrālo procesoru un Gigabaitu grafisko karti.

Kopš pirmo elektronisko tranzistoru bāzes procesoru 4004, 8008 utt. Parādīšanās parādījās mikroshēmojuma jēdziens. Ar personālo datoru parādīšanos populāra kļuva papildu mikroshēmu izmantošana mātesplatē, lai pārvaldītu RAM, grafiku, skaņas sistēmu utt. Tā funkcija bija skaidra, proti, samazināt galvenā procesora darba slodzi, iegūstot to citās ķēdēs, kuras savukārt ar to bija savienotas.

Ziemeļu tilts: funkcijas un funkcijas

Intel G35 Ziemeļu tilts

Mēs redzēsim, kā ziemeļu mikroshēmojums vs dienvidu mikroshēmojums definē, kas tie ir un kā katrs darbojas. Mēs sāksim ar vissvarīgāko, kas būs ziemeļu tilts.

Ziemeļu mikroshēmojums ir vissvarīgākā ķēde pēc paša procesora. Iepriekš tas atradās uz mātesplates un tieši zem tā, izmantojot mikroshēmu, kas gandrīz vienmēr bija aprīkota ar radiatoru. Mūsdienās ziemeļu tilts ir tieši integrēts procesoros gan no Intel, gan no AMD, vadošajiem personālo datoru ražotājiem.

Šīs mikroshēmojuma funkcija ir kontrolēt visu datu plūsmu, kas no grafikas kartes iet uz vai no CPU uz RAM, AGP kopni (iepriekš) vai PCIe (tagad), kā arī pašu South mikroshēmojumu. Tāpēc to sauc arī par MCH (atmiņas kontroliera centrmezglu) vai GMCH (grafisko MCH), jo daudzām ziemeļu mikroshēmām bija arī integrēta grafika. Tātad tā misija ir kontrolēt procesora kopnes vai FSB (priekšējās puses kopne) darbību un veikt datu sadalījumu starp iepriekšminētajiem elementiem. Pašlaik visi šie elementi ir iestrādāti vienā silīcijā procesora iekšpusē, taču tas ne vienmēr notika.

Ziemeļu tilta evolūcija

Ziemeļu tilta iekšējā arhitektūra, kas integrēta AMD Ryzen 3000

Sākotnēji gan AMD, gan Intel dēļiem un pat citiem ražotājiem, piemēram, IBM, šie mikroshēmojumi fiziski atradās uz tāfeles. Saskaroties ar nepieciešamību izveidot integrētas shēmas, kas aizņemtu maz vietas un samazinātu procesoru uzdevumu skaitu, vienīgais veids bija tos atdalīt un ar FSB starpniecību savienot centrālo procesoru.

Tā sarežģītība bija gandrīz pārstrādātāju līmenī, tāpēc arī viņi ražoja siltumu un vajadzēja radiatorus. Turklāt tas bija vienīgais veids, kā pārspīlēt sistēmu. Tā vietā, lai paaugstinātu CPU reizinātāju, tika izdarīts tas, ka tika paaugstināts FSB reizinātājs, kas šodien būtu BCLK vai Bus Clock. Pateicoties tam, kopne galu galā devās no 400 MHz līdz 800 MHz, izraisot arī CPU frekvences un RAM pieaugumu.

Galvenais iemesls, kāpēc galvenie CPU ražotāji sāka integrēt šo mikroshēmojumu savos CPU, bija tā ieviestā latentuma dēļ. Procesoriem, kas jau pārsniedz 2 GHz frekvenci, latentums starp operatīvo atmiņu un operatīvo atmiņu sāka kļūt par problēmu un būtisku sašaurinājumu. Pēc tam šo funkciju turēšana atsevišķā mikroshēmā kļuva par neizdevīgu stāvokli.

Intel sāka izmantot centrālo mikroshēmu komplektu, kas iebūvēts CPU no Sandy Bridge arhitektūras 2011. gadā un mainot savu CPU nosaukšanu uz Intel Core ix. Nehalem CPU, piemēram, Intel Core 2 Duo un Quad, no tiem joprojām bija atsevišķs ziemeļu tilts.

Un, ja mēs runājam par AMD, ražotājs jau kopš 2003. gada sāka izmantot šo risinājumu no pirmajiem Athlon 64 procesoriem ar HyperTransport tehnoloģiju, lai savienotu tā ziemeļu un dienvidu tiltu. Ražotājs, kurš sāka x86 arhitektūru ar 64 bitiem un kas CPU pievienotu atmiņas kontrolleri ilgi pirms konkurentiem.

Dienvidu tilts: funkcijas un funkcijas

AMD X570

Nākamais ziemeļu mikroshēmas un dienvidu mikroshēmas salīdzināšanas elements būs dienvidu tilts vai arī Intel un FCH (kontroliera centrmezgla saplūšana) gadījumā ID (ievades kontroliera centrmezgls) AMD gadījumā.

Tad mēs varētu teikt, ka dienvidu tilts ir vissvarīgākā mikroshēma, kas atrodas uz mātesplates, kopš ziemeļu tilts tika pārvietots uz CPU. Šī ir tā pirmā atšķirība, jo šobrīd tā joprojām ir uzstādīta uz tās un praktiski atrodas tajā pašā stāvoklī kopš tās pirmsākumiem. Šis elektroniskais komplekts ir atbildīgs par dažādu ievades un izvades ierīču, kuras var savienot ar datoru, koordināciju.

Ar ievades-izvades ierīcēm mēs saprotam visu, kas tiek uzskatīts par mazu ātrumu, salīdzinot ar RAM atmiņas kopni. Piemēram, mēs runājam par USB portiem, SATA portiem, tīklu vai skaņas karti, pulksteni un pat APM un ACPI enerģijas pārvaldību, kuru pārvalda arī BIOS. Šai mikroshēmai ir daudz savienojumu, un PCIe 3.0 vai 4.0 kopne tai pievienojas arī atkarībā no CPU paaudzes.

Mikroshēmu komplekti šobrīd ir ieguvuši lielu jaudu ar ātrumu, kas pārsniedz 1, 5 GHz, un tām ir vajadzīgas aktīvas dzesēšanas sistēmas, kā tas ir jaunās paaudzes AMD X570 gadījumā. Visjaudīgākajiem, piemēram, iepriekšminētajam AMD un Intel Z390, ir līdz 24 PCIe joslām, kurās var sadalīt dažādus ātrgaitas perifērijas ierīču, piemēram, M.2 SSD un citu PCIe slotu savienojumus, kas atrodas plates paplašināšanas apgabalā.

Šī mikroshēma darbojas jau kopš 1991. gada sākuma ar vietējās autobusu arhitektūras koncepciju. Tajā PCI autobuss tika attēlots diagrammas centrā, savukārt augšup mums bija ziemeļu tilts un lejā dienvidu tilts, kas bija atbildīgs par "lēnākām" ierīcēm.

Pašreizējā dienvidu mikroshēmojums un tā nozīme

Chipset ne tikai pārvalda ievades / izvades ierīces uz paneļa, bet arī spēlē ļoti svarīgu lomu saderībā ar CPU. Faktiski vairumā gadījumu mikroshēmojumi parādās kopā ar jauniem procesoriem, kas laisti tirgū, asociējoties ar to arhitektūru.

Tas ne vienmēr notiek, jo gan AMD, gan Intel ir mikroshēmojumi, kas ir savietojami ar dažādu paaudžu CPU, lai gan atkarībā no gadījuma noteiktas funkcijas būs pieejamas vai nē. Piemēram, AMD X570 mikroshēmojums atbalsta PCIe 4.0 kopā ar jauno AMD Ryzen 3000. Bet, ja mēs ieliksim Ryzen 2000 uz tāfeles, kas arī ir savietojama, kopne kļūs par PCIe 3.0. Tas pats notiks ar operatīvās atmiņas ātrumu un tā rūpnīcas JEDEC profiliem. Šī saderība lielā mērā ir atkarīga no BIOS un tās programmaparatūras, jo tā galu galā ir atbildīga par dažādu paneļa elementu pamata parametru pārvaldību.

Pašreizējie Intel mikroshēmojumi

Chipset	MultiGPU	Autobuss	PCIe joslas	Informācija
8. un 9. paaudzes Intel Core procesoru ligzda LGA 1151
B360	Nē	DMI no 3.0 līdz 7.9 GB / s	12x 3.0	Pašreizējā vidējās klases mikroshēmojums. Neatbalsta pārlūkošanu, bet atbalsta līdz pat četrkārtīgu USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX un SLI	DMI no 3.0 līdz 7.9 GB / s	24x 3.0	Pašlaik jaudīgāka Intel mikroshēmojumu kopa, ko izmanto spēlēm un pārlūkošanai. Liels skaits PCIe joslu, kas atbalsta +6 USB 3.1 Gen2 un +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Nē (klēpjdatora mikroshēmojums)	DMI no 3.0 līdz 7.9 GB / s	16x 3.0	Mikroshēmojums, ko pašlaik izmanto spēļu piezīmjdatorā. Ir QM370 variants ar 20 PCIe joslām, lai gan tas ir maz izmantots.
Intel Core X un XE procesoriem LGA 2066 ligzdā
X299	CrossFireX un SLI	DMI no 3.0 līdz 7.9 GB / s	24x 3.0	Mikroshēmu komplekts, ko izmanto Intel aizrautīgajiem diapazona procesoriem

Pašreizējie AMD mikroshēmojumi

Chipset	MultiGPU	Autobuss	Efektīvas PCIe joslas	Informācija
1. un 2. paaudzes AMD Ryzen un Athlon procesoriem AMD ligzdā
A320	Nē	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Tas ir visvienkāršākais mikroshēmojums diapazonā, kas paredzēts sākuma līmeņa aprīkojumam ar Athlon APU. Atbalsta USB 3.1 Gen2, bet ne overclocking
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Vidējas klases mikroshēmojums AMD, kas atbalsta overclocking un arī jauno Ryzen 3000
X470	CrossFireX un SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Līdz X570 parādīšanās visvairāk izmantots spēļu aprīkojumam. Tā dēļi ir par labu cenu, un tie atbalsta arī Ryzen 3000
Otrās paaudzes AMD Athlon un 2. un 3. Gen Ryzen procesoriem AM4 ligzdā
X570	CrossFireX un SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Tiek izslēgti tikai 1. gen Ryzen. Tas ir visspēcīgākais AMD mikroshēmojums, kas pašlaik atbalsta PCI 4.0.
AMD Threadripper procesoriem ar ligzdu TR4
X399	CrossFireX un SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Vienīgais mikroshēmojums, kas pieejams AMD Threadrippers. Tās nedaudzās PCI joslas ir pārsteidzošas, jo visu svaru pārvadā centrālais procesors.

Atšķirību kopsavilkums ziemeļu un dienvidu mikroshēmojums

Sintēzes veidā mēs sadalīsim visas divu mikroshēmojumu funkcijas , lai padarītu vēl skaidrāku to, kam katrs ir veltīts.

AMD Ryzen 3000 - X570 arhitektūra

Ziemeļu mikroshēmojuma pašreizējās funkcijas

Laikam ejot, ziemeļu mikroshēmojuma un dienvidu mikroshēmojuma funkcijas ir palielinājušās diezgan pārsteidzoši. Lai gan pirmās CPU integrētās versijas bija saistītas tikai ar RAM atmiņas kopnes vadību, tagad viņi ir paplašinājuši savas iespējas, ierodoties PCI-Express kopnei. Apskatīsim, kas tie visi ir:

• Atmiņas kontrolieris un iekšējā kopne: tās joprojām ir galvenās funkcijas. AMD mums ir Infinity Fabric kopne, bet Intel - Ring un Mesh kopne. 64 bitu kopne, kas spēj adresēt līdz 128 GB RAM divkanālu vai četrkanālā (128 vai 256 bitu ķēdes vienlaicīgi) ar jaudu līdz 5100 MHz jaunā AMD Ryzen 3000 gadījumā. Komunikācija starp CPU un dienvidu tiltu: protams, mums ir sakaru autobuss starp CPU un dienvidu tiltu, ko mēs esam redzējuši. Intel gadījumā to sauc par DMI, un tā versija ir 3.0 ar pārsūtīšanas ātrumu 7, 9 GB / s. AMD gadījumā jaunajos centrālajos procesoros izmantojiet 4 PCIe 4.0 joslas, sasniedzot arī 7, 9 GB / s. Daļa PCIe joslu: pašreizējiem procesoriem vai drīzāk ziemeļu tiltiem ir iespēja maršrutēt datus tieši no PCIe laika nišām. Jaudu mēra joslās, un tam var būt no 8 līdz 48 diegu noņēmēji. Tie nonāk PCIe x16 slotos grafikas kartēm un pat M.2 SSD. Ātrgaitas atmiņas ierīces: Faktiski šī ir viena no ziemeļu mikroshēmojuma funkcijām. Tas apstrādā daļu no noliktavas atbilstoši plāksnes noformējumam un tā diapazonam. AMD vienmēr savieno M.2 PCIe x4 slotu ar savu CPU, savukārt Intel to pašu dara ar savām Intel Optane atmiņām. USB 3.1 Gen2 porti: mēs pat varam atrast USB portus, kas savienoti ar CPU, it īpaši Intel Thunderbolt 3.0 interfeisu. Integrētā grafika: Tāpat daudzos pašreizējos CPU ir integrēta grafika vai IGP, un veids, kā tos nokļūt paneļa I / O panelī, ir caur iekšējo kontrolieri ar HDMI vai DisplayPort portu. Tādā veidā mums ir iespēja bez problēmām atskaņot saturu ar 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS. Wi-Fi 6: Turklāt jaunie CPU integrēs bezvadu tīkla funkcijas tieši jaunajās mikroshēmās, pievienojot vēl vairāk funkcionalitātes ar jauno Wi-Fi standartu, kas darbojas ar IEEE 802.11ax protokolu .

Intel Core 8. paaudzes un Intel Z390 arhitektūra

Dienvidu mikroshēmojuma pašreizējās funkcijas

Dienvidu tilta daļā mums šobrīd būs visas šīs funkcijas:

• Tiešs autobuss uz centrālo procesoru: Kā mēs jau minējām, ziemeļu un dienvidu mikroshēmojumi tiks savienoti caur autobusu, lai attiecīgos datus nosūtītu uz centrālo procesoru. Gan Intel, gan AMD šodien darbojas ar ātrumu, kas ir tuvu 8GB / s. Daļa PCIe joslu: otra PCI joslu daļa, kurai nav CPU, ir dienvidu tilts, faktiski tie būs no 8 līdz 24 atkarībā no mikroshēmojuma veiktspējas. Tajos ir savienoti M.2 PCIe x4 sloti, paplašināšanas PCIe sloti un dažādi ātrgaitas porti, piemēram, U.2 vai SATA Express. USB porti: Lielākā daļa USB portu tiks tieši novirzīti uz šo mikroshēmojumu, izņemot dažus gadījumus, kā mēs jau minējām iepriekš. Pašlaik mēs runājam par USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) un 3.1 Gen2 (10 Gbps) portiem. Tīkls un skaņas karte: divi citi svarīgi paplašināšanas komponenti būs Ethernet un skaņas tīkla kartes, vienmēr savienotas ar šo mikroshēmojumu. SATA porti un RAID atbalsts: Līdzīgi lēna glabāšana vienmēr būs savienota arī ar dienvidu tiltu. Kapacitāte svārstās no 4 līdz 8 SATA portiem. Tas arī piedāvā iespēju izveidot RAID 0, 1, 5 un 10. ISA vai LPC kopne: šī kopne joprojām ir derīga pašreizējās mātesplatēs. Tam esam pievienojuši paralēlos un seriālos portus, papildus PS / 2 pele un tastatūra. SPI un BIOS kopne: līdzīgi šī kopne tiek uzturēta, nodrošinot piekļuvi BIOS zibatmiņas krātuvei. Sensoru SMBus: temperatūras un RPM sensoriem ir nepieciešams arī autobuss, lai nosūtītu datus, un tas par to atbildēs. DMA kontrolieris: Šis kopne nodrošina tiešu piekļuvi RAM atmiņai ISA ierīcēm. ACPI un APM enerģijas pārvaldība: visbeidzot, mikroshēmojums pārvalda daļu enerģijas pārvaldības, it īpaši, kā darbojas enerģijas taupīšanas režīms, lai izslēgtu vai apturētu sistēmu.

Secinājums par ziemeļu mikroshēmu un dienvidu mikroshēmojumu

Šis raksts sasniedz šo punktu, kurā mēs sīki izklāstam, no kā sastāv ziemeļu tilts un dienvidu tilts. Turklāt pašreizējās mātesplatēs mēs esam redzējuši tā attīstību un katra no tām funkcijas.

Tagad mēs jums piedāvājam dažus rakstus par aparatūru, lai turpinātu mācīties:

Ja jums ir kādi jautājumi vai vēlaties labot saturu, atstājiet mums komentāru lodziņā. Mēs ceram, ka tas jums šķita noderīgs.