Northbridge (výpočetní) - Northbridge (computing)
Northbridge nebo hostitele most je jedním ze dvou čipů v jádrové logika čipové sady architektury na PC desce , druhým je Southbridge . Na rozdíl od southbridge je northbridge připojen přímo k CPU přes sběrnici na přední straně (FSB) a je tak zodpovědný za úkoly, které vyžadují nejvyšší výkon. Northbridge, známý také jako Memory Controller Hub, je obvykle spárován s jižním mostem. V systémech, kde jsou zahrnuty, tyto dva čipy řídí komunikaci mezi CPU a ostatními částmi základní desky a tvoří základní logickou čipovou sadu základní desky PC.
Na starších počítačích založených na Intel byl Northbridge také pojmenován jako hub externího řadiče paměti ( MCH ) nebo hub grafického a řadiče paměti ( GMCH ), pokud je vybaven integrovanou grafikou. Tyto funkce se stále více začleňovaly do samotného čipu CPU, počínaje řadiči paměti a grafiky. U procesorů Intel Sandy Bridge a AMD Accelerated Processing Unit zavedených v roce 2011 jsou všechny funkce northbridge umístěny na CPU. Odpovídající Southbridge byl přejmenován Intel jako Platform Controller Hub a AMD jako Fusion Controller Hub . Procesory AMD FX nadále vyžadovaly externí čipy Northbridge a Southbridge.
Oddělení různých funkcí do čipů CPU, northbridge a southbridge bylo způsobeno obtížností integrace všech komponent do jednoho čipu. V některých případech byly funkce northbridge a southbridge spojeny do jedné matrice, když to dovolila složitost návrhu a výrobní procesy; například Nvidia GeForce 320M v MacBooku Air z roku 2010 je kombinovaným čipem northbridge / southbridge / GPU.
Jak se časem zvyšovaly rychlosti CPU, mezi procesorem a základní deskou se nakonec objevilo úzké místo , kvůli omezením způsobeným přenosem dat mezi CPU a jeho podpůrnou čipovou sadou. V souladu s tím, počínaje procesory řady AMD Athlon 64 , byla použita nová architektura, kde byla funkce řadiče paměti čipů Northbridge přesunuta na CPU. Moderní procesory Intel Core mají Northbridge integrovaný do CPU procesoru, kde je známý jako uncore nebo systémový agent .
Přehled
Northbridge obvykle zpracovává komunikaci mezi CPU , v některých případech RAM a grafickými kartami PCI Express (nebo AGP ), a southbridge . Některé northbridges také obsahují integrované video řadiče, také známé jako Graphics and Memory Controller Hub (GMCH) v systémech Intel. Protože různé procesory a RAM vyžadují odlišnou signalizaci, bude daná northbridge obvykle pracovat pouze s jednou nebo dvěma třídami CPU a obecně pouze s jedním typem RAM.
Existuje několik čipových sad, které podporují dva typy paměti RAM (obvykle jsou k dispozici, když dojde k přechodu na nový standard). Například northbridge z čipové sady Nvidia nForce2 bude fungovat pouze s procesory Socket A kombinovanými s DDR SDRAM ; Intel i875 chipset bude pracovat pouze s systémy pomocí Pentium 4 procesorů nebo Celeron procesory, které mají takt větší než 1,3 GHz a využívají DDR SDRAM a Intel i915G chipset funguje pouze s Intel Pentium 4 a Celeron, ale může používat DDR nebo DDR2 paměť.
Etymologie
Název je odvozen od kresby architektury ve formě mapy. CPU by byla v horní části mapy srovnatelná s severním směrem na nejobecnějších geografických mapách. CPU by bylo připojeno k čipové sadě pomocí rychlého mostu (severní most) umístěného severně od ostatních systémových zařízení, jak je nakresleno. Northbridge by pak byl připojen ke zbytku čipové sady pomalým mostem (southbridge) umístěným jižně od ostatních systémových zařízení, jak je nakresleno.
Přetaktování
Northbridge hraje důležitou roli v tom, do jaké míry lze počítač přetaktovat , protože jeho frekvence se běžně používá jako základní linie pro CPU pro stanovení vlastní provozní frekvence. Tento čip se obvykle zahřívá, jak se zvyšuje rychlost procesoru, což vyžaduje více chlazení. Existuje přetaktování CPU, protože digitální obvody jsou omezeny fyzikálními faktory, jako je nárůst, pokles, zpoždění a doba ukládání tranzistorů , produkt šířky pásma proudu, parazitní kapacita a zpoždění šíření , které se zvyšuje s (mimo jiné faktory) provozní teplota ; následkem toho má většina aplikací pro přetaktování softwarově omezená omezení multiplikátoru a nastavení externích hodin. Kromě toho je teplo hlavním omezujícím faktorem, protože ke správné aktivaci tranzistorů s efektem pole uvnitř CPU je zapotřebí vyšší napětí a toto vyšší napětí produkuje větší množství tepla, což vyžaduje větší tepelná řešení na matrici.
Vývoj
Celkovým trendem v konstrukci procesorů byla integrace více funkcí na méně komponent, což snižuje celkové náklady na základní desku a zlepšuje výkon. Řadič paměti , který se stará o komunikaci mezi CPU a RAM, byl přesunut na procesoru umřít AMD začíná se svými AMD K8 procesory a Intel se svými Nehalem procesory. Jednou z výhod integrovaného řadiče paměti do matrice CPU je snížení latence z CPU do paměti.
Dalším příkladem tohoto typu změny je Nvidia s nForce3 pro AMD K8 systémy. Kombinuje všechny funkce běžného southbridge s portem AGP ( Accelerated Graphics Port ) a připojuje se přímo k CPU. Na deskách nForce4 byl prodáván jako procesor pro mediální komunikaci (MCP).
Procesory AMD Accelerated Processing Unit se vyznačují plnou integrací funkcí Northbridge do čipu CPU spolu s jádry procesoru, řadičem paměti, vysokorychlostním rozhraním PCI Express (obvykle pro grafickou kartu) a integrovanou grafickou procesorovou jednotkou (GPU). Jednalo se o vývoj AMD K8 , protože řadič paměti byl integrován do matrice CPU v AMD64.
Northbridge byl nahrazen systémovým agentem zavedeným mikroarchitekturou Sandy Bridge v roce 2011, která v podstatě zpracovává všechny předchozí funkce Northbridge. Procesory Intel Sandy Bridge se vyznačují plnou integrací funkcí Northbridge do čipu CPU spolu s jádry procesoru, řadičem paměti, vysokorychlostním rozhraním PCI Express a integrovanou grafickou procesorovou jednotkou (GPU). Jednalo se o další vývoj architektury Westmere, která také obsahovala CPU a GPU ve stejném balíčku .
Nedávné procesory AMD začínající na Zen 2 přesunuly některé I / O funkce z matrice CPU do I / O matrice na stejném balíčku MCM jako CPU. Tato kostka se obvykle nepovažuje za součást Northbridge, protože je ve stejném balíčku jako CPU, ale slouží některým stejným funkcím.