На старых материнских платах персональных компьютеров южный мост — это один из двух чипов в наборе микросхем основной логики, который обрабатывает множество функций ввода/вывода компьютера . Другой компонент набора микросхем — северный мост , который обычно обрабатывает встроенные задачи управления.
Чипсет южного моста обрабатывает такие функции, как USB, аудио, системное встроенное ПО, шины PCI/PCIe с более низкой скоростью, контроллер прерываний IOAPIC, хранилище SATA, историческое хранилище PATA, хранилище NVMe и низкоскоростные шины, такие как ISA , LPC , SPI и/или eSPI . [1] [2] Возможны различные комбинации чипов южного и северного мостов, [3] но эти два типа чипов предназначены для совместной работы. [ необходима цитата ] Не существует общеотраслевого стандарта для взаимодействия между различными конструкциями чипсетов базовой логики. В 1990-х и начале 2000-х годов интерфейсом между северным и южным мостами была шина PCI. По состоянию на 2023 год основными используемыми интерфейсами моста являются Direct Media Interface ( Intel ) и PCI Express ( AMD ).
Южный мост обычно реализует более медленные возможности материнской платы в компьютерной архитектуре набора микросхем северный мост-южный мост. В системах с наборами микросхем Intel южный мост был назван I/O Controller Hub (ICH) и позже заменен наборами микросхем Platform Controller Hub . В старых архитектурах Intel/AMD южный мост обычно связан с северным мостом, который в свою очередь связан с ЦП. Примерно с 2004 года и далее архитектуры Intel начали связывать южный мост напрямую с ЦП (например, через Direct Media Interface ). Благодаря использованию интегрированной в контроллер схемы канала северный мост (или сам ЦП) может напрямую связывать сигналы от блоков ввода-вывода с ЦП для управления данными и доступа к ним.
Начиная с 2024 года большинство персональных компьютеров на базе архитектур Intel или AMD больше не используют набор из двух микросхем, а вместо этого имеют одну микросхему, выступающую в качестве «чипсета», например, чипсет Intel Z790, и центральный процессор.
В связи с развитием процессоров на основе систем на кристалле (SoC) в современных устройствах северный мост все чаще интегрируется в кристалл ЦП ; [ необходимо дополнительное пояснение ] примерами являются процессоры Sandy Bridge [4] компании Intel и Fusion [5] , оба выпущенные в 2011 году.
С появлением чипсета Intel 5 Series в 2008 году южный мост стал излишним и был заменен представленной архитектурой Platform Controller Hub (PCH). AMD сделала то же самое с выпуском своих первых APU в 2011 году, назвав PCH fusion controller hub (FCH), который использовался только в APU AMD до 2017 года, когда он начал использоваться в архитектуре AMD Zen, отказавшись от названия FCH.
На платформах Intel все функции южного моста и оставшиеся функции ввода-вывода управляются PCH, который напрямую подключен к ЦП через Direct Media Interface (DMI). [6] Процессоры Intel с низким энергопотреблением (Haswell-U и далее) и процессоры со сверхнизким энергопотреблением (Haswell-Y и далее) также интегрируют PCH на корпусе. Основываясь на своей конструкции Chiplet , процессоры AMD Ryzen также интегрировали некоторые функции южного моста, такие как некоторые интерфейсы USB и SATA / NVMe . [7]
Название происходит от представления архитектуры в виде карты и впервые было описано как таковое с введением архитектуры локальной шины PCI в 1991 году. В Intel авторы спецификации PCI рассматривали локальную шину PCI как находящуюся в самом центре архитектуры платформы ПК (т. е. на экваторе ).
Северный мост простирается на север от магистрали шины PCI, поддерживая ЦП, память/ кэш и другие возможности, критичные к производительности. Аналогично, южный мост простирается на юг от магистрали шины PCI и соединяет менее критичные к производительности возможности ввода-вывода, такие как интерфейс диска, аудио и т. д.
Процессор расположен в верхней части карты строго на севере. Процессор подключен к чипсету через быстрый мост (северный мост), расположенный к северу от других системных устройств, как показано на рисунке. Северный мост подключен к остальной части чипсета через медленный мост (южный мост), расположенный к югу от других системных устройств, как показано на рисунке.
Хотя в современной архитектуре платформы ПК магистральная шина PCI заменена более быстрыми магистралями ввода-вывода, соглашение об именовании мостов сохранилось.
Функциональность современного южного моста включает: [8] [2]
При желании южный мост также может включать поддержку (встроенный дискретный чип или интегрированный в южный мост) для Ethernet , Wi-Fi , RAID , Thunderbolt и управления по внешнему каналу .