Čipová sada -Chipset

Intel i945GC Northbridge s Intel Pentium Dual-Core E2220 2,40 GHz na základní desce Intel D945GCCR (cca 2007)

V počítačovém systému je čipová sada sada elektronických součástek v jednom nebo více integrovaných obvodech známých jako "Systém správy toku dat", který řídí tok dat mezi procesorem , pamětí a periferními zařízeními . Obvykle se nachází na základní desce . Čipové sady jsou obvykle navrženy pro práci se specifickou rodinou mikroprocesorů . Protože řídí komunikaci mezi procesorem a externími zařízeními, hraje čipová sada klíčovou roli při určování výkonu systému .

Počítače

V práci na počítači termín čipová sada běžně označuje soubor specializovaných čipů na základní desce počítače nebo rozšiřující kartě . V osobních počítačích byla první čipová sada pro IBM PC AT z roku 1984 čipová sada NEAT vyvinutá společností Chips and Technologies pro CPU Intel 80286 .

Schéma originální čipové sady Commodore Amiga
Součást základní desky notebooku IBM T42. CPU: Centrální procesorová jednotka. Pozn.: Severní můstek. GPU: Jednotka grafického zpracování. R: Southbridge.

V domácích počítačích , herních konzolách a hardwaru arkádových her 80. a 90. let se termín čipová sada používal pro vlastní audio a grafické čipy. Příklady zahrnují originální čipovou sadu Commodore Amiga nebo čipovou sadu System 16 společnosti SEGA .

Termín čipová sada často označuje konkrétní pár čipů na základní desce: severní můstek a jižní můstek . Severní můstek spojuje CPU s velmi vysokorychlostními zařízeními, zejména RAM a grafickými řadiči , a jižní můstek se připojuje k periferním sběrnicím s nižší rychlostí (jako je PCI nebo ISA ). V mnoha moderních čipových sadách obsahuje southbridge některé integrované periferie na čipu , jako je Ethernet , USB a zvuková zařízení.

Základní desky a jejich čipsety často pocházejí od různých výrobců. Od roku 2021 mezi výrobce čipových sad pro základní desky x86 patří AMD , Intel , VIA Technologies a Zhaoxin .

V 90. letech byla hlavním konstruktérem a výrobcem čipových sad VLSI Technology v Tempe v Arizoně. Rané počítače Apple Power Macintosh (které používaly Motorola 68030 a 68040) měly čipové sady od VLSI Technology . Některé z jejich inovací zahrnovaly integraci logiky můstku PCI, grafický akcelerátor GraphiCore 2D a přímou podporu pro synchronní DRAM, předchůdce pamětí DDR SDRAM .

V 80. letech byla společnost Chips and Technologies průkopníkem ve výrobě čipových sad pro počítače kompatibilní s PC. Počítačové systémy vyrobené od té doby často sdílejí běžně používané čipové sady, a to i napříč velmi různorodými výpočetními specialitami. Například NCR 53C9x , nízkonákladová čipová sada implementující rozhraní SCSI k úložným zařízením, lze nalézt v unixových strojích, jako je MIPS Magnum , vestavěných zařízeních a osobních počítačích.

Přejděte k integraci procesorů v počítačích

Tradičně v počítačích x86 bylo primární připojení procesoru ke zbytku stroje přes severní můstek základní desky čipové sady. Northbridge byl přímo zodpovědný za komunikaci s vysokorychlostními zařízeními (běžné příklady jsou systémová paměť a primární rozšiřující sběrnice, jako jsou PCIe, AGP a PCI karty) a naopak jakoukoli systémovou komunikaci zpět k procesoru. Toto spojení mezi procesorem a Northbridge se běžně označuje jako front-side bus (FSB). Požadavky na zdroje, které nejsou přímo řízeny severním můstkem, byly přeneseny na jižní můstek, přičemž severní můstek byl prostředníkem mezi procesorem a jižním můstkem. Southbridge zvládal „vše ostatní“, obecně periferie a funkce desky s nižší rychlostí (největší z nich je konektivita pevného disku a úložiště), jako je USB, paralelní a sériová komunikace. V 90. letech a na počátku 21. století byla rozhraním mezi severním a jižním můstkem sběrnice PCI.

Před rokem 2003 byla jakákoli interakce mezi CPU a hlavní pamětí nebo rozšiřujícím zařízením, jako je grafická karta (karty) – ať už AGP , PCI nebo integrovaná do základní desky – přímo řízena IC northbridge jménem procesoru. Výkon procesoru tak silně závisel na systémové čipové sadě, zejména na výkonu paměti Northbridge a schopnosti přenášet tyto informace zpět do procesoru. V roce 2003 to však změnilo uvedení 64bitové řady procesorů Athlon od AMD. Athlon64 znamenal zavedení integrovaného paměťového řadiče, který byl začleněn do samotného procesoru, což umožnilo procesoru přímo přistupovat a manipulovat s pamětí, čímž se vyloučila potřeba tradičního severního můstku. Intel následoval příklad v roce 2008 vydáním procesorů řady Core i a platformy X58 .

U novějších procesorů se integrace dále zvýšila, především díky zahrnutí systémového primárního řadiče PCIe a integrované grafiky přímo na samotném CPU. Protože procesor nezvládá méně funkcí, prodejci čipových sad sloučili zbývající funkce northbridge a southbridge do jediného čipu. Verze Intelu je „ Platform Controller Hub “ (PCH), zatímco verze AMD se nazývala Fusion Controller Hub (FCH, tento název se přestal používat s vydáním architektury Zen), v podstatě vylepšený jižní můstek pro zbývající periferie – jako tradičně. Funkce northbridge, jako je řadič paměti, rozhraní rozšiřující sběrnice (PCIe) a dokonce i řadič videa na desce, jsou integrovány do samotného procesoru (čipová sada však často obsahuje sekundární připojení PCIe). Platform Controller Hub byl však také integrován do procesorového balíčku jako druhá kostka pro mobilní varianty procesorů Skylake . Propojovací rozhraní severního můstku k jižnímu můstku, která se nyní používají, jsou DMI ( Intel ) a UMI ( AMD ).

Viz také

Poznámky