Počítače VI - chipset Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T.G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí

Počítače VI – chipset CHIPSET Čipset (anglicky chipset) je skupina integrovaných obvodů (čipů), které jsou navrženy ke vzájemné spolupráci a jsou obvykle prodávány jako jediný produkt. V oblasti počítačů je termín čipset obvykle používán k označení specializovaných čipů na základní desce nebo na rozšiřujících kartách. U počítačů třídy PC tento termín obvykle označuje dva čipy na základní desce - tzv. northbridge (česky severní můstek) a southbridge (česky jižní můstek). Výrobci takovýchto čipsetů jsou často nezávislí na výrobcích základních desek. Mezi nejznámější producenty čipů patří firmy jako Intel, AMD, VIA Technologies, NVIDIA a SiS.

Počítače VI – chipset Severní most (se silent pipes) a jižní most (s pasivním chladičem)

Počítače VI – chipset Northbridge čipsetu VIA K8T800Pro

Počítače VI – chipset Typické zapojení čipsetu na základní desce osobního počítače PC s FSB. (v roce 2008)

Počítače VI – chipset Northbridge (Severní můstek) je také znám jako systémový řadič. Je jedním ze dvou základních čipů na základní desce. Druhý se nazývá jižní můstek a společně je označujeme jako tzv. čipset. Dělení čipsetu na severní most a jižní most je běžné, ale v dnešní době se to mění u sběrnic Hyper Transport (firma AMD) a QPI - QuickPath Interconnect (firma Intel). . Severní most zajišťuje komunikaci mezi CPU, pamětí RAM (řadič paměti), AGP portem (již zastaralé) nebo PCI Express sběrnicí a také zajišťuje spojení s jižním mostem. Některé severní můstky obsahují integrované grafické karty. Protože různé procesory a paměti vyžadují rozdílnou signalizaci, pracuje severní mostek pouze s jedním nebo se dvěma typy procesorů a zpravidla pouze s jedním typem paměti RAM. Existují čipsety, které podporují dva druhy paměti RAM, které jsou dostupné při přechodu na nový standard. Například severní můstek čipsetu NVIDIA nForce2 bude spolupracovat pouze s procesory AMD Duron, Athlon a Athlon XP spojenými s DDR SDRAM. Čipset Intel i875 bude pracovat pouze se systémy užívající procesory Intel Pentium 4 nebo Celeron, které mají frekvenci vyšší než 1,3 GHz a DDR SDRAM pamětí. Čipset Intel i915g pracují pouze s procesory Intel Pentium 4 a Celeron, ale mohou používat paměti DDR nebo DDR2.

Počítače VI – chipset Význam Nothdbridge Severní můstek je na základních deskách základním prvkem, který určuje rychlost, druh procesorů, jejich množství a druh paměti RAM, který bude použit. Ostatní faktory jako jsou regulace napětí a počet konektorů také hrají roli. Prakticky všechny čipsety podporují pouze jednu procesorovou sadu s maximálním množstvím paměti RAM měnící se podle druhu procesoru a typu základní desky. Éra prvních Pentií měla často omezení na 128 MB. Architektura procesoru Pentium Pro umožňovala adresovat více než 4 GB paměti (36 bitů, což umožňuje adresovat až 64 GB paměti), avšak základní desky takové množství fyzické paměti RAM obvykle nepodporovaly. Severní můstek je obvykle schopen propojení s jedním nebo se dvěma různými jižními můstky, což ovlivňuje výsledné možnosti a nabízené technologie základní desky.

Počítače VI – chipset Vývoj Northbridge (psáno v roce 2008) Řadič paměti RAM, který byl standardně umístěn v severním můstku, byl u architektury AMD64 přesunut přímo do procesoru. Ostatní výrobci, jako je Intel a IBM, také začlenili tuto změnu do svých nových procesorů. Výhledem do budoucnosti je SOC (System On Chip), což dále sníží počet komponent na základní desce. Větší čipy však omezují univerzálnost řešení, mají větší počet pinů a jsou složitější. Současné vysokorychlostní sběrnice jsou sériové (PCIe, SATA), což naopak složitost snižuje. Severní můstek a přetaktování Severní můstek hraje důležitou roli v tom, jak dalece mohou být počítače (pře)taktovány. Jejich frekvence je stanovena pro procesor jako základní, od níž se jeho vlastní frekvence odvíjí (pomocí násobičů). Vzhledem k vysoké integraci vyžaduje severní můstek obvykle samostatné aktivní chlazení.

Počítače VI – chipset Southbridge (jižní můstek) je také znám jako vstupně-výstupní řadič (I/O Controller Hub). Čip realizuje pomalejší funkce základní desky v počítačové architektuře se severním a jižním můstkem. Jižní můstek odlišíme od severního snadno tak, že není přímo spojen s procesorem. Severní můstek realizuje spojení jižního můstku a procesoru. Protože jižní můstek je z hlediska architektury více vzdálen od procesoru, má v typickém počítači na starosti obsluhu pomalejších zařízení. Jižní můstek je obvykle schopen spolupracovat s několika různými severními můstky, avšak oba čipy musí být pro vzájemnou kompatibilitu navrženy. Průmyslový standard pro komunikaci mezi severním a jižním můstkem neexistuje. Tradičně byla pro komunikaci mezi severním a jižním můstkem využívána PCI sběrnice, protože však toto řešení vytvářelo z hlediska výkonu úzké místo, většina současných čipsetů využívá pro vzájemnou komunikaci vlastní proprietární rozhraní s vyšším výkonem. U Via se používá spojení u nových čipsetů pod jménem V-Link, běžící na vyšší frekvenci než má PCI. Propustnost je: 266 MB/s (4×), 533 MB/s (8×) a 1066 MB/s (Ultra Link).

Počítače VI – chipset Funkčnost southbridge PCI sběrnice podporuje tradiční specifikaci PCI, ale může zahrnovat podporu pro PCI-X a PCI-Express podpora ISA (Industry Standard Architecture) je zřídka využita, avšak přesto zůstala integrovanou součástí jižního můstku LPC (Low Pin Count) sběrnice poskytuje spojení se Super I/O (poskytuje připojení pro klávesnici, myš, paralelní port, sériový a infračervený port) a BIOS ROM (flash) DMA kanál dovoluje ISA nebo LPC zařízením přímý přístup do hlavní paměti bez pomoci procesoru IDE rozhraní umožňuje přímé připojení pevných disků. Současné jižní můstky (2008) již toto rozhraní nepodporují, pro jeho použití je na základní desky přidáván další čip. Volitelně může jižní můstek zahrnovat podporu pro Ethernet, RAID, USB, SATA a zvukovou kartu a FireWire. Ačkoli by jižní můstek mohl zahrnovat i podporu pro připojení klávesnice, myši a sériových portů, jsou tato zařízení obvykle připojena pomocí tzv. Super I/O.

Počítače VI – chipset Současnost (červenec 2011) postarší a dosluhující systémovou sběrnicí Front Side Bus nahrazuje nová Quickpath Interconnect sběrnice (QPI), která přichází s novými procesory Intel Core i7 u firmy INTEL. Tato sběrnice je dlouho očekávanou odpovědí na konkurenční HyperTransport užívanou konkurenční společností AMD, ale hlavně se jedná o vyřešení problému s nedostatečnou propustností sběrnice FSB. Rychlost QPI totiž může dosahovat až k teoretickým 25,6 GB/s.

Počítače VI – chipset QuickPath Interconnect Jak jsme již psali starý quad-pumped Front Side Bus nahradila sběrnice jménem QuickPath Interconnect (QPI). U první generace se budou používat dvě rychlosti: 4,8 GT/s a 6,4 GT/s. GT znamená GigaTransfer a číslo tedy udává počet přenosů za sekundu, jinými slovy je to takt sběrnice a můžeme GT/s nahradit za GHz. QPI má šířku 20 bitů, jeho propustnost je tedy 12, respektive 16 GB/s. FSB (šířka 64 bitů) na 1600 MHz může teoreticky přenést až 12,8 gigabajtů za sekundu, QPI je ale full duplex linka, čili může zároveň přenášet stejný objem dat opačným směrem, a samozřejmě není zatěžována komunikací procesoru s jeho operační pamětí. Pro názornost srovnejme blokový diagram čipsetu Intel X48…

Počítače VI – chipset …s diagramem nové platformy s procesorem Core i7 a čipsetem Intel X58: Úloha severního můstku, který už neobsahuje paměťový řadič, byla redukována na zprostředkování komunikace mezi procesorem (QPI), jižním můstkem (DMI) a grafickými akcelerátory a ostatními zařízeními (PCI Express).

Počítače VI – chipset Zpátky ke QuickPath. V desktopovém prostředí není možné tak rychlou sběrnici smysluplně využít. QPI ovšem bude mít význam pro servery, kde jej budou procesory používat také ke komunikaci mezi sebou a budou si přes něj vyměňovat obsahy svých operačních pamětí. K tomuto účelu budou mít serverové Nehalemy čtyři nezávislé QPI řadiče. Jak asi z tohoto povídání vyplývá, jedna QPI linka vždy spojuje jen dvě zařízení. Narozdíl od FSB jej tedy nelze sdílet mezi dvěma čipy v jednom balení. Nemusí to nutně znamenat, že už nikdy neuvidíme žádný „slepenec“, leč implementace tohoto řešení by narážela na nové překážky. V podstatě stejným způsobem funguje sběrnice HyperTransport, kterou AMD používá už od dob prvních Athlonů 64. HyperTransport je oproti QPI širší, 32bitový. Současné procesory AMD řady Phenom používají HyperTransport 3.0 na 3,6 GHz, což jim poskytuje 14,4 GB/s propustnosti jedním směrem (HyperTransport je taktéž full duplex).

Počítače VI – chipset Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T.G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí Použity materiály, obrázky a parametry o PC komponentách z www stránek: „svethardware.cz“ „pctuning.cz“ „mironet.cz“ „alza.cz“ „czechcomputer.cz“ „cs.wikipedia.org“ „www.extrahardware.cz“