Sjeverni čipset vs južni čipset - razlike između ta dva

Sjeverni čipset i južni čipset: Kako ih prepoznati? Koncept čipseta postao je prilično važan tijekom godina, pogotovo kada je riječ o igračkoj opremi. Proizvođači lansiraju svoje nove CPU-e i često im pomažu s novim čipsetima i kontrolerima memorije. Ako još uvijek ne znate o čemu govorimo, u ovom ćemo članku očistiti sve nedoumice u vezi s tim pojmovima, ulazeći u glavnu karakteristiku matične ploče: čipset.

Što je čipset i koja je njegova važnost

Pojam čipset odnosi se na skup čipova ili integrirani krug koji može obavljati brojne funkcije. U računalnom smislu ove se funkcije odnose na upravljanje različitim uređajima koji su spojeni na matičnu ploču i međusobnu komunikaciju.

Čipset je uvijek dizajniran na temelju arhitekture središnjeg procesora, računalnog CPU-a. To je razlog zašto kad god razgovaramo o čipsetu trebali bismo govoriti i o CPU-ima koji su kompatibilni s njim te mogućnostima koje nam nudi u pogledu kapaciteta i brzine. Stoga je čipset komunikacijski nadzor i čip ili čipovi koji su odgovorni za kontrolu prometa podataka na matičnoj ploči. Govorimo o CPU-u, RAM-u, hard diskovima, PCIe utorima i na kraju o svim uređajima koji se mogu povezati s računalom.

Trenutno nalazimo dva čipseta na ploči, ili bolje rečeno, na ploči i procesoru, most na sjeveru ili sjeveru i most na jugu ili jugu. Razlog da ih na ovaj način zovemo leži u njihovoj lokaciji na ploči, prva na vrhu koja je najbliže CPU-u (sjever), a druga ispod (jug). Zahvaljujući čipsetu matičnu ploču možemo smatrati glavnom magistralom sustava. Osovina koja može međusobno povezivati ​​elemente različitih proizvođača i različite prirode na integrirani način i bez nespojivosti među njima. Na primjer, Asusova ploča s Intel procesorom i grafičkom karticom Gigabyte.

Od pojave prvih procesora utemeljenih na elektronskim tranzistorima, 4004, 8008, itd., Pojavila se koncepcija čipseta. Pojavom osobnih računala postala je popularna upotreba dodatnih čipova na matičnoj ploči za upravljanje RAM-om, grafikom, ozvučenjem itd. Njegova je funkcija bila jasna: smanjivanje radnog opterećenja glavnog procesora, deriviranje u drugim krugovima koji su zauzvrat bili povezani s njim.

Sjeverni most: funkcije i značajke

Sjeverni most Intel G35

Vidjet ćemo sjeverni čipset i južni čipset koji definira o čemu se radi i kako svaki funkcionira. Počet ćemo s najvažnijim, a to će biti sjeverni most.

Sjeverni čipset najvažniji je krug nakon samog CPU-a. Ranije se nalazio na matičnoj ploči i odmah ispod nje, koristeći čip gotovo uvijek opremljen hladnjakom. Danas je sjeverni most izravno integriran u procesore obaju Intela i AMD-a, vodećih proizvođača osobnih računala.

Funkcija ovog skupa čipova je kontrola cijelog protoka podataka koji ide u ili iz CPU-a u RAM, AGP sabirnicu (prije) ili PCIe (sada) s grafičke kartice, a također i samu čipsetu South. Zbog toga se naziva i MCH (memory Controller hub) ili GMCH (grafički MCH), jer su mnogi sjeverni čipseti imali i integriranu grafiku. Dakle, njegova misija je kontrolirati rad procesora sabirnice ili FSB (prednja bočna sabirnica) i izvršiti raspodjelu podataka između gore spomenutih elemenata. Trenutno su svi ti elementi ugrađeni u jedan silikon unutar CPU-a, ali to nije uvijek bio slučaj.

Evolucija Sjevernog mosta

Unutarnja arhitektura sjevernog mosta integrirana u AMD Ryzen 3000

U početku su i AMD i Intel ploče, pa čak i drugi proizvođači poput IBM, te čipsete fizički smjestili na ploču. Suočeni s potrebom stvaranja integriranih krugova koji bi zauzimali malo prostora i smanjili broj zadataka za procesore, jedini način je bio njihovo razdvajanje i povezivanje CPU-a s njim putem FSB-a.

Njegova složenost bila je gotovo na razini procesora, tako da su također stvarali toplinu i trebali hladnjake. Također, to je bio jedini način overkloka sustava. Umjesto podizanja multiplikatora procesora, učinjeno je podizanje FSB množitelja, što bi danas bilo BCLK ili Bus Clock. Zahvaljujući tome, sabirnica je na kraju prešla s 400 MHz na 800 MHz, što je uzrokovalo i rast frekvencije CPU-a i RAM-a.

Glavni razlog zbog kojeg su glavni proizvođači CPU-a počeli integrirati ovaj čipset u svoje CPU-e je zbog kašnjenja koje je uvela. Kod procesora koji već prelaze 2 GHz, kašnjenje između RAM-a i RAM-a počelo je predstavljati problem i veliko usko grlo. Zadržavanje tih funkcija na zasebnom čipu tada je postalo nedostatak.

Intel je počeo koristiti sjeverni čipset ugrađen u CPU iz Sandy Bridge arhitekture 2011. godine i promjenu imenovanja svojih CPU-a u Intel Core ix. Nehalemski procesori poput Intel Core 2 Duo i Quad još uvijek su imali odvojeni sjeverni most od njih.

A ako govorimo o AMD-u, proizvođač je ovo rješenje počeo koristiti od prvih Athlon 64 procesora još 2003. godine s HyperTransport tehnologijom za povezivanje svog sjevernog i južnog mosta. Proizvođač koji je započeo arhitekturu x86 sa 64 bita i koji bi dodao memorijski kontroler njegovom CPU-u mnogo prije nego što je bio njegov rival.

Južni most: funkcije i značajke

AMD X570

Sljedeći element u usporedbi sjevernog čipseta i južnog čipseta bit će južni most ili također nazvan ICH (ulazni upravljački regulator) u slučaju Intel-a i FCH-a (fub hub fusion) u slučaju AMD-a.

Tada bismo mogli reći da je južni most najvažniji čip smješten na matičnoj ploči otkad je sjeverni most premješten u CPU. To je njegova prva razlika, jer je trenutno još uvijek instalirana na njoj i praktički je u istom položaju od svog osnutka. Ovaj je elektronički skup odgovoran za koordinaciju različitih uređaja za ulaz i izlaz koji se mogu povezati s računalom.

Pod ulazno-izlaznim uređajima razumijemo sve što se smatra niskom brzinom u usporedbi s RAM memorijskom magistrali. Govorimo primjerice za USB portove, SATA portove, mrežnu ili zvučnu karticu, sat, pa čak i APM i ACPI upravljanje napajanjem kojim također upravlja BIOS. Postoji mnogo veza s ovim čipom, a PCIe 3.0 ili 4.0 sabirnica se također pridružuje njemu, ovisno o generaciji CPU-a.

Čipseti su u današnje vrijeme stekli veliku snagu, brzinama većim od 1, 5 GHz i potrebni su aktivni sustavi hlađenja kao u slučaju nove generacije AMD X570. Najmoćniji poput spomenutog AMD-a i Intel Z390, imaju do 24 PCIe trake u kojima se mogu distribuirati različite veze brzih perifernih uređaja poput M.2 SSD-a i drugih PCIe utora koji se nalaze u području proširenja ploče.

Ovaj čip prisutan je od početka 1991. godine sa konceptom lokalne autobusne arhitekture. U njemu je PCI sabirnica predstavljena u sredini dijagrama, dok smo gore imali sjeverni most, a dolje južni most, zadužen za "sporije" uređaje.

Trenutni čipset Juga i njegova važnost

Čipset ne samo da upravlja ulazno / izlaznim uređajima na ploči, već igra vrlo važnu ulogu u kompatibilnosti s CPU-om. U stvari se u većini slučajeva čipseti pojavljuju zajedno s novim CPU-ima koji su pušteni na tržište, povezujući se s njihovom arhitekturom.

To nije uvijek slučaj, jer i AMD i Intel imaju skupove čipova koji su kompatibilni s različitim generacijama CPU-a, iako će, ovisno o slučaju, određene funkcije biti dostupne ili ne. Na primjer, AMD X570 čipset podržava PCIe 4.0 zajedno s novim AMD-om Ryzen 3000. Ali ako stavimo Ryzen 2000 na ploču, koja je također kompatibilna, autobus će postati PCIe 3.0. Isto će se dogoditi i sa brzinom RAM-a i tvorničkim JEDEC profilima. Ova kompatibilnost uvelike ovisi o BIOS-u i njegovom firmveru jer je u konačnici odgovoran za upravljanje osnovnim parametrima različitih elemenata na ploči.

Trenutačni Intelovi čipseti

čipset	MultiGPU	autobus	PCIe trake	informacije
Za procesore Intel Core i 8. generacije utičnica LGA 1151
B360	nije	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	12x 3.0	Trenutni čipset srednje klase. Ne podržava overclocking, ali podržava do 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX i SLI	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	24x 3.0	Trenutno snažniji Intelov čipset koji se koristi za igranje i overkloking. Veliki broj PCIe traka koje podržavaju +6 USB 3.1 Gen2 i +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Ne (laptop čipset)	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	16x 3.0	Čipset koji se trenutno najviše koristi u prijenosnom računalu s igrama. Postoji varijanta QM370 s 20 PCIe traka, iako se malo koristi.
Za procesore Intel Core X i XE u utičnici LGA 2066
x299	CrossFireX i SLI	DMI 3, 0 do 7, 9 GB / s	24x 3.0	Čipset se koristio za Intelove entuzijaste široke procesore

Trenutni AMD-ovi čipseti

čipset	MultiGPU	autobus	Učinkovite PCIe trake	informacije
Za 1. i 2. generaciju procesora AMD Ryzen i Athlon u AMD utičnici
A320	nije	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	To je najosnovniji čipset u liniji, usmjeren prema ulaznoj opremi s Athlon APU-om. Podržava USB 3.1 Gen2, ali ne i overclocking
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Čipset srednjeg opsega za AMD, koji podržava overkloking, kao i novi Ryzen 3000
X470	CrossFireX i SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Najviše se koristila za igračku opremu do dolaska X570. Njegove ploče su po povoljnoj cijeni i također podržavaju Ryzen 3000
Za 2. gen AMD Athlon i 2. i 3. gen Ryzen procesore u AM4 utičnici
X570	CrossFireX i SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Isključeni su samo 1. gen Ryzen. To je najmoćniji AMD čipset koji trenutno podržava PCI 4.0.
Za procesore AMD Threadripper s TR4 utičnicom
X399	CrossFireX i SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Jedini čipset dostupan za AMD Threadrippers. Njegovih nekoliko PCI staza iznenađujuće je jer svu težinu nosi CPU.

Sažetak razlika Sjeverni čipset i Južni čipset

Pomoću sinteze razgradit ćemo sve funkcije dva skupa čipova kako bi bilo još jasnije čemu je svaki posvećen.

AMD Ryzen 3000 - X570 Arhitektura

Trenutne funkcije sjevernog čipsa

Kako je vrijeme prolazilo, funkcije sjevernog i čipseta na sjeveru povećavale su se na prilično iznenađujući način. Dok su se prve verzije integrirane u CPU bavile samo upravljanjem RAM memorijske magistrale, sada su svoje mogućnosti proširile dolaskom PCI-Express sabirnice. Pogledajmo što su svi oni:

• Memorijski kontroler i unutarnja sabirnica: to su još uvijek glavne funkcije. Za AMD imamo Infinity Fabric bus, a za Intel imamo Ring i Mesh bus. 64-bitni sabirnica koja može adresirati do 128 GB RAM-a na Dual Channel ili Quad Channel (lanci od 128 ili 256 bita istovremeno) s do 5100 MHz u slučaju novog AMD Ryzen 3000. Komunikacija između CPU-a i južnog mosta: naravno da imamo komunikacijski autobus između CPU-a i južnog mosta koji smo vidjeli. U slučaju Intela, zove se DMI, a on je u svojoj verziji 3.0 s brzinama prijenosa od 7, 9 GB / s. Za AMD koristite 4 PCIe 4.0 trake u svojim novim CPU-u, a također dosežete 7, 9 GB / s. Dio PCIe traka: Trenutni procesori, točnije sjeverni mostovi, imaju mogućnost usmjeravanja podataka izravno iz PCIe utora. Kapacitet se mjeri u trakama, a može imati od 8 do 48 Threadrippers. Oni idu izravno u PCIe x16 utora za grafičke kartice, pa čak i M.2 SSD-ove. Uređaji za pohranu brzih podataka: Zapravo, ovo je jedna od funkcija sjevernog čipseta. Održava dio skladišta prema dizajnu ploče i njegovom rasponu. AMD uvijek spaja M.2 PCIe x4 utor u CPU, dok Intel to isto čini za svoje Intel Optane memorije. USB 3.1 Gen2 portovi: Čak možemo pronaći USB priključke spojene na CPU, posebno Intelovo Thunderbolt 3.0 sučelje. Integrirana grafika: Slično tome, mnogi trenutačni CPU imaju integriranu grafiku ili IGP, a način da se priđu do I / O ploče ploče je kroz unutarnji kontroler s HDMI ili DisplayPort priključkom. Na ovaj način bez problema reproduciramo sadržaj u 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS. Wi-Fi 6: Pored toga, novi procesori integrirat će funkcije bežičnog umrežavanja izravno u svoje nove čipove, dodajući još više funkcionalnosti novom Wi-Fi standardu koji radi s IEEE 802.11ax protokolom .

Intel Core 8. generacije i Intel Z390 arhitektura

Trenutne funkcije čipseta za jug

Na dijelu južnog mosta trenutno ćemo imati sve ove funkcije:

• Izravni autobus na CPU: Kao što smo već spomenuli, sjeverni i južni čipseti bit će povezani preko sabirnice za slanje relevantnih podataka u CPU. I Intel i AMD danas rade brzinom blizu 8 GB / s. Dio PCIe traka: drugi dio PCI traka koje CPU nema su južni most, ustvari bit će između 8 i 24, ovisno o performansama čipseta. U njima su spojeni M.2 PCIe x4 utora, PCIe utora za proširenje i različiti brzi priključci, poput U.2 ili SATA Express. USB portovi: Većina USB portova izravno će prijeći na ovaj skup čipova, osim u određenim slučajevima kao što smo već spomenuli. Trenutno se radi o USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) i 3.1 Gen2 (10 Gbps) portovima. Mrežna i zvučna kartica: dvije druge bitne komponente za proširenje bit će ethernet i zvučna mrežna kartica, uvijek povezane s tim čipsetom. SATA portovi i podrška za RAID: Slično, sporo pohranjivanje uvijek će biti povezano s južnim mostom. Kapacitet se kreće od 4 do 8 SATA priključaka. Također, nudi mogućnost kreiranja RAID 0, 1, 5 i 10. ISA ili LPC autobus: ova sabirnica još uvijek vrijedi na trenutnim matičnim pločama. Na njega smo povezali paralelne i serijske portove, osim PS / 2 miša i tipkovnice. SPI i BIOS sabirnica: slično se održava i ova magistrala, osiguravajući pristup flash pohrani BIOS-a. SMBus za senzore: senzori temperature i RPM također trebaju sabirnicu za slanje podataka, a ovo će biti zaduženo za to. DMA kontroler: Ova sabirnica pruža izravan pristup RAM memoriji za ISA uređaje. ACPI i APM upravljanje napajanjem: Konačno, čipset upravlja dijelom upravljanja napajanjem, posebno načinom rada uštede energije kako bi isključio ili obustavio sustav.

Zaključak o sjevernom čipsetu i južnom čipsetu

Pa, ovaj članak doseže ovu točku u kojoj detaljno opisujemo od čega se sastoji sjeverni i južni most. Pored toga, vidjeli smo njegov razvoj i sve funkcije svakog od njih na trenutnim matičnim pločama.

Sada vam ostavljamo nekoliko hardverskih članaka za nastavak učenja:

Ako imate bilo kakvih pitanja ili želite ispraviti sadržaj, ostavite nam komentar u polju. Nadamo se da ste ga smatrali korisnim.