В компьютерной системе чипсет представляет собой набор электронных компонентов на одной или нескольких интегральных схемах , которые управляют потоком данных между процессором , памятью и периферийными устройствами . Чипсет обычно находится на материнской плате компьютеров. Чипсеты обычно разрабатываются для работы с определенным семейством микропроцессоров . Поскольку он управляет связью между процессором и внешними устройствами, чипсет играет решающую роль в определении производительности системы . Иногда термин «чипсет» используется для описания системы на кристалле (SoC), используемой в мобильном телефоне. [1] [2]
В вычислительной технике термин «чипсет» обычно относится к набору специализированных микросхем на материнской плате компьютера или карте расширения . В персональных компьютерах первым чипсетом для IBM PC AT 1984 года был чипсет NEAT, разработанный Chips and Technologies для процессора Intel 80286 .
В домашних компьютерах , игровых консолях и аркадном оборудовании 1980-х и 1990-х годов термин «чипсет» использовался для обозначения специальных аудио- и графических чипов. Примерами служат оригинальный чипсет Amiga и чипсет System 16 от Sega .
В персональных компьютерах на базе x86 термин «чипсет» часто относится к определенной паре чипов на материнской плате: северному мосту и южному мосту . Северный мост связывает ЦП с очень высокоскоростными устройствами, особенно с оперативной памятью и графическими контроллерами , а южный мост подключается к периферийным шинам с более низкой скоростью (таким как PCI или ISA ). Во многих современных чипсетах южный мост содержит некоторые встроенные периферийные устройства , такие как Ethernet , USB и аудиоустройства .
Материнские платы и их чипсеты часто поставляются разными производителями. По состоянию на 2021 год [обновлять]производители чипсетов для материнских плат x86 включают AMD , Intel , VIA Technologies и Zhaoxin .
В 1990-х годах крупным разработчиком и производителем чипсетов была компания VLSI Technology в Темпе, штат Аризона. Некоторые из ее инноваций включали интеграцию логики моста PCI, графический ускоритель GraphiCore 2D и прямую поддержку синхронной DRAM, предшественника памяти DDR SDRAM .
Apple Macintosh SE , Macintosh II и позже серия Quadras использовали чипсеты от VLSI Technology , хотя это были ASIC, разработанные Apple. После перехода на PowerPC Apple использовала различных поставщиков ASIC для своих чипсетов, таких как VLSI technology, Texas Instruments , LSI Logic или Lucent Technologies (позже известная как Agere Systems ). Когда Apple перешла на Intel, они использовали традиционные чипсеты для ПК.
В 1980-х годах Chips and Technologies стали пионерами в производстве чипсетов для ПК-совместимых компьютеров. Компьютерные системы, произведенные с тех пор, часто используют общие чипсеты, даже в самых разных вычислительных специальностях. Например, NCR 53C9x , недорогой чипсет, реализующий интерфейс SCSI для устройств хранения данных, можно было найти в машинах Unix , таких как MIPS Magnum , встроенных устройствах и персональных компьютерах.
Традиционно в компьютерах x86 основное соединение процессора с остальной частью машины осуществлялось через северный мост чипсета материнской платы. Северный мост напрямую отвечал за связь с высокоскоростными устройствами (системная память и основные шины расширения, такие как карты PCIe, AGP и PCI, являются обычными примерами) и, наоборот, за любую системную связь с процессором. Это соединение между процессором и северным мостом обычно обозначается как передняя шина (FSB). Запросы к ресурсам, которые напрямую не контролируются северным мостом, выгружались на южный мост, при этом северный мост был посредником между процессором и южным мостом. Южный мост обрабатывал «все остальное», как правило, низкоскоростные периферийные устройства и функции платы (самые большие из которых — подключение жесткого диска и хранилища), такие как USB, параллельная и последовательная связь. В 1990-х и начале 2000-х годов интерфейсом между северным и южным мостами была шина PCI. [3]
До 2003 года любое взаимодействие между ЦП и основной памятью или устройством расширения, таким как графическая карта (карты) — будь то AGP , PCI или интегрированная в материнскую плату — напрямую контролировалось ИС северного моста от имени процессора. Это делало производительность процессора сильно зависящей от системного чипсета, особенно от производительности памяти северного моста и способности передавать эту информацию обратно в процессор. Однако в 2003 году выпуск AMD серии процессоров Athlon 64 [4] изменил это. Athlon 64 ознаменовал введение интегрированного контроллера памяти, встроенного в сам процессор, что позволило процессору напрямую получать доступ к памяти и управлять ею, исключив необходимость в традиционном северном мосте для этого. Intel последовала этому примеру в 2008 году, выпустив свои процессоры серии Core i и платформу X58 .
В новых процессорах интеграция еще больше возросла, в первую очередь за счет включения основного контроллера PCIe системы и интегрированной графики непосредственно в сам ЦП. Поскольку все меньше функций остаются необработанными процессором, поставщики чипсетов объединили оставшиеся функции северного и южного мостов в один чип. Версия Intel — это « Концентратор контроллера платформы » (PCH), в то время как версия AMD называлась Fusion Controller Hub (FCH). PCH по-прежнему называется чипсетом. [5] Это улучшенный южный мост для оставшихся периферийных устройств, поскольку традиционные обязанности северного моста, такие как контроллер памяти, интерфейс шины расширения (PCIe) и даже встроенный видеоконтроллер, интегрированы в сам кристалл ЦП (хотя чипсет часто содержит вторичные соединения PCIe). Однако концентратор контроллера платформы также был интегрирован в процессорный пакет в качестве второго кристалла для мобильных вариантов процессоров Skylake . [6]
FCH от AMD был снят с производства с момента выпуска серии процессоров Carrizo, поскольку он был интегрирован в тот же кристалл, что и остальная часть процессора. [7] Однако с момента выпуска архитектуры Zen все еще существует компонент, называемый чипсетом, который обрабатывает только относительно низкоскоростной ввод-вывод, такой как порты USB и SATA, и подключается к процессору с помощью соединения PCIe. В этих системах все соединения PCIe направляются непосредственно к процессору. [8] Интерфейс UMI, ранее использовавшийся AMD для связи с FCH, заменен соединением PCIe. Технически процессор может работать без чипсета; он продолжает присутствовать только для взаимодействия с низкоскоростным вводом-выводом. [9] Серверные процессоры AMD вместо этого используют автономную систему на чипе , которая не требует чипсета. [10] [11] [12]
Интерфейсы соединения северного моста с южным мостом, используемые в настоящее время, — это DMI ( Intel ) и UMI ( AMD ). Они также могут использоваться для соединения процессора с чипсетом.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )