Severní chipset vs jižní chipset - rozdíly mezi nimi

Severní chipset vs jižní chipset: Jak je můžeme identifikovat? Koncept čipové sady se v průběhu let stal velmi důležitým, zejména pokud jde o herní zařízení. Výrobci uvádějí své nové procesory a často přicházejí ruku v ruce s novými čipovými sadami a řadiči paměti. Pokud stále nevíte, o čem mluvíme, v tomto článku odstraníme všechny pochybnosti o těchto pojmech a ponoříme se do hlavní charakteristiky základní desky: čipové sady.

Co je chipset a jaká je jeho důležitost

Termín čipová sada se týká sady čipů nebo integrovaného obvodu, schopných vykonávat řadu funkcí. Z počítačového hlediska se tyto funkce týkají správy různých zařízení připojených k základní desce a vzájemné komunikace mezi nimi.

Čipová sada byla vždy navržena na základě architektury centrálního procesoru, CPU počítače. To je důvod, proč kdykoli hovoříme o čipové sadě, měli bychom také hovořit o procesorech, které jsou s ní kompatibilní, ao možnostech, které nám nabízí, pokud jde o kapacitu a rychlost. Čipová sada je proto řízení komunikace a čip nebo čipy, které jsou odpovědné za řízení datového provozu na základní desce. Mluvíme o CPU, RAM, pevných discích, slotech PCIe a nakonec o všech zařízeních, která lze k počítači připojit.

V současné době najdeme dva čipové sady na desce, nebo spíše na desce a procesoru, na severním nebo severním mostě a na jižním nebo jižním mostu. Důvod, proč je takto nazýváte, spočívá v jejich umístění na desce, první nahoře nejblíže k CPU (sever) a druhý dole (na jih). Díky čipové sadě můžeme považovat základní desku za hlavní autobus systému. Osa, která je schopna integrovaným způsobem a bez neslučitelnosti vzájemně propojit prvky od různých výrobců a různé povahy . Například deska Asus s procesorem Intel a grafickou kartou Gigabyte.

Od objevení prvních elektronických procesorů založených na tranzistoru, 4004, 8008 atd., Se objevila koncepce čipové sady. S příchodem osobních počítačů začalo být používání dalších čipů na základní desce spravováno RAM, grafiku, zvukový systém atd. Jeho funkce byla jasná, funkce snižování pracovní zátěže hlavního procesoru, odvozování v dalších obvodech, které k němu byly připojeny.

Severní most: funkce a funkce

Intel G35 North Bridge

Uvidíme severní chipset vs jižní chipset definující, co jsou a jak každý funguje. Začneme nejdůležitějším, kterým bude severní most.

Severní čipová sada je nejdůležitější obvod po samotném CPU. Dříve byla umístěna na základní desce a těsně pod ní pomocí čipu téměř vždy vybaveného chladičem. Dnes je severní most přímo integrován do procesorů od Intel i AMD, předních výrobců osobních počítačů.

Funkce této čipové sady je řídit veškerý tok dat, který směřuje do nebo z CPU do RAM, sběrnice AGP (dříve) nebo PCIe (nyní) z grafické karty a také samotné toketové sady South. Proto se také nazývá MCH (paměťový řadič paměti) nebo GMCH (grafický MCH), protože mnoho severních čipových sad mělo také integrovanou grafiku. Jeho posláním je tedy řídit činnost procesní sběrnice nebo FSB (přední boční sběrnice) a provádět distribuci dat mezi výše uvedenými prvky. V současné době jsou všechny tyto prvky zabudovány do jediného křemíku uvnitř CPU, ale vždy tomu tak nebylo.

Evoluce severního mostu

Vnitřní architektura severního mostu integrovaná do AMD Ryzen 3000

Desky AMD a Intel a zpočátku i další výrobci, jako je IBM, měli tyto čipové sady fyzicky umístěny na desce. Vzhledem k tomu, že je třeba vytvořit integrované obvody, které by zabíraly málo místa a snížily počet úkolů pro procesory, byl jediný způsob, jak je oddělit, a připojit k němu CPU prostřednictvím FSB.

Jeho složitost byla téměř na úrovni procesorů, takže také vytvářeli teplo a potřebovali chladiče. Také to byl jediný způsob, jak systém přetaktovat. Místo zvýšení multiplikátoru CPU bylo provedeno zvýšení multiplikátoru FSB, kterým by dnes byly BCLK nebo Bus Clock. Díky tomu sběrnice nakonec přešla ze 400 MHz na 800 MHz, což způsobilo také zvýšení CPU a RAM.

Hlavním důvodem, proč hlavní výrobci CPU začaly integrovat tuto čipovou sadu do svých procesorů, byla kvůli latenci, která byla zavedena. S procesory, které již překračují frekvenci 2 GHz, byla latence mezi RAM a RAM problémem a velkým problémem. Udržování těchto funkcí na samostatném čipu pak začalo být nevýhodou.

V roce 2011 společnost Intel začala používat čipovou sadu North zabudovanou do procesoru od architektury Sandy Bridge a změnu názvu svých procesorů na procesor Intel Core ix. Procesory Nehalem jako Intel Core 2 Duo a Quad od nich stále měly samostatný severní most.

A pokud mluvíme o AMD, výrobce začal používat toto řešení od prvních procesorů Athlon 64 již v roce 2003 pomocí technologie HyperTransport pro připojení svého severního a jižního mostu. Výrobce, který zahájil architekturu x86 se 64 bity a který by do svého CPU přidal řadič paměti dlouho před svými soupeři.

Jižní most: funkce a funkce

AMD X570

Dalším prvkem v porovnání severní čipové sady proti jižní čipové sadě bude jižní most nebo také nazývaný ICH (vstupní řídicí řadič) v případě Intel a FCH (fúzní řídicí řadič) v případě AMD.

Dalo by se tedy říci, že jižní most je nejdůležitější čip umístěný na základní desce, protože severní most byl přemístěn do CPU. Toto je jeho první rozdíl, protože v současné době je na něm stále nainstalována a prakticky ve stejné poloze od svého vzniku. Tato elektronická sada má na starosti koordinaci různých vstupních a výstupních zařízení, která mohou být připojena k počítači.

Rozumíme vstupně-výstupním zařízením vše, co je považováno za nízkou rychlost ve srovnání s paměťovou sběrnicí RAM. Mluvíme například o USB portech, SATA portech, síťových nebo zvukových kartách, o hodinách, a dokonce o řízení spotřeby APM a ACPI, které spravuje také BIOS. K tomuto čipu existuje mnoho připojení a sběrnice PCIe 3.0 nebo 4.0 se k němu připojuje také v závislosti na generování CPU.

Čipové sady v současné době získaly velký výkon, s rychlostmi vyššími než 1, 5 GHz, a potřebují aktivní chladicí systémy jako v případě nové generace AMD X570. Nejvýkonnější, jako jsou výše uvedené AMD a Intel Z390, mají až 24 PCIe pruhů, ve kterých mohou distribuovat různá připojení vysokorychlostních periferií, jako jsou M.2 SSD a další PCIe sloty umístěné v rozšiřující oblasti desky.

Tento čip byl přítomen od začátku roku 1991 s konceptem místní architektury autobusů. V něm byla ve středu diagramu zastoupena sběrnice PCI, zatímco směrem nahoru jsme měli severní most a dolů jižní most, který měl na starosti „pomalejší“ zařízení.

Současná jižní čipová sada a její význam

Čipová sada nejen spravuje vstupní / výstupní zařízení na desce, ale také hraje velmi důležitou roli v kompatibilitě s CPU. Ve skutečnosti se ve většině případů čipové sady objevují spolu s novými procesory uvolněnými na trh, které se spojují s jejich architekturou.

Není tomu tak vždy, protože jak AMD, tak Intel mají čipy, které jsou kompatibilní s různými generacemi CPU, i když v závislosti na případu budou určité funkce dostupné nebo ne. Například čipová sada AMD X570 podporuje PCIe 4.0 spolu s novým AMD Ryzen 3000. Pokud ale umístíme Ryzen 2000 na desku, která je také kompatibilní, sběrnice se stane PCIe 3.0. Totéž se stane s rychlostí paměti RAM a jejích továrních profilů JEDEC. Tato kompatibilita do značné míry závisí na systému BIOS a jeho firmwaru, protože v konečném důsledku odpovídá za správu základních parametrů různých prvků na desce.

Aktuální čipové sady Intel

Čipset	MultiGPU	Autobus	PCIe pruhy	Info
Pro 8. a 9. generace procesorů Intel Core soket LGA 1151
B360	Ne	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	12x 3, 0	Aktuální čipová sada střední třídy. Nepodporuje přetaktování, ale podporuje až 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX a SLI	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	24x 3, 0	V současné době výkonnější čipová sada Intel, která se používá pro hraní her a přetaktování. Velký počet pruhů PCIe podporujících +6 USB 3.1 Gen2 a +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Ne (notebooková čipová sada)	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	16x 3, 0	Čipová sada nejčastěji používaná v herním notebooku. Existuje varianta QM370 s 20 pruhy PCIe, ačkoli je málo používána.
Pro procesory Intel Core X a XE v patici LGA 2066
X299	CrossFireX a SLI	DMI 3, 0 až 7, 9 GB / s	24x 3, 0	Čipová sada použitá pro nadšené procesory řady Intel

Aktuální AMD chipsety

Čipset	MultiGPU	Autobus	Efektivní PCIe pruhy	Info
Pro procesory AMD Ryzen a Athlon 1. a 2. generace v soketu AMD
A320	Ne	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Jedná se o nejzákladnější čipovou sadu v řadě zaměřenou na základní vybavení s APU Athlon. Podporuje USB 3.1 Gen2, ale ne přetaktování
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Čipová sada střední třídy pro AMD, která podporuje přetaktování a také nový Ryzen 3000
X470	CrossFireX a SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Nejpoužívanější pro herní zařízení až do příjezdu X570. Její desky jsou za dobrou cenu a také podporují Ryzen 3000
Pro AMD Athlon 2. generace a 2. a 3. Gen Ryzen procesory v soketu AM4
X570	CrossFireX a SLI	PCIe 4, 0 x4	16x PCI 4.0	Vyloučen je pouze 1. gen Ryzen. Jedná se o nejvýkonnější čipovou sadu AMD, která v současné době podporuje PCI 4.0.
Pro procesory AMD Threadripper s paticí TR4
X399	CrossFireX a SLI	PCIe 3, 0 x4	4x PCI 3.0	Jediná sada čipů dostupná pro AMD Threadrippers. Jeho málo dráh PCI je překvapivých, protože veškerá hmotnost je přenášena CPU.

Shrnutí rozdílů severní čipová sada vs jižní čipová sada

Syntézou se chystáme rozebrat všechny funkce dvou čipových sad, aby bylo ještě jasnější, na co je každá z nich věnována.

Architektura AMD Ryzen 3000 - X570

Současné funkce severní čipové sady

Postupem času se funkce severní čipové sady proti jižní čipové sadě zvyšovaly docela překvapivě. Zatímco první verze integrované do procesorů se zabývaly pouze řízením paměti RAM, nyní rozšířily své možnosti s příchodem sběrnice PCI-Express. Podívejme se, co jsou všechny:

• Řadič paměti a interní sběrnice: to jsou stále hlavní funkce. Pro AMD máme sběrnici Infinity Fabric a pro Intel máme sběrnici Ring a Mesh. 64bitová sběrnice schopná adresovat až 128 GB RAM v Dual Channel nebo Quad Channel (řetězce 128 nebo 256 bitů současně) s až 5100 MHz v případě nového AMD Ryzen 3000. Komunikace mezi CPU a jižním mostem: Samozřejmě máme komunikační sběrnici mezi CPU a jižním mostem, kterou jsme viděli. V případě Intelu se nazývá DMI a je ve své verzi 3.0 s přenosovou rychlostí 7, 9 GB / s. Pro AMD použijte ve svých nových procesorech 4 dráhy PCIe 4.0, dosahující také 7, 9 GB / s. Část jízdních pruhů PCIe: Současné procesory nebo spíše severní mosty mají schopnost směrovat data přímo ze slotů PCIe. Kapacita je měřena v jízdních pruzích a může mít od 8 do 48 Threadrippers. Tito jdou přímo do PCIe x16 slotů pro grafické karty a dokonce M.2 SSD. Vysokorychlostní paměťová zařízení: Ve skutečnosti je to jedna z funkcí severní čipové sady. Zpracovává část úložiště podle provedení desky a jejího rozsahu. AMD vždy připojuje slot M2 PCIe x4 k jeho CPU, zatímco Intel dělá totéž pro své paměti Intel Optane. Porty USB 3.1 Gen2: Můžeme dokonce najít porty USB připojené k procesoru, zejména rozhraní Intel Thunderbolt 3.0. Integrovaná grafika: Podobně mnoho současných procesorů má integrovanou grafiku nebo IGP a způsob, jak je přivést na I / O panel desky, je přes interní řadič s portem HDMI nebo DisplayPort. Tímto způsobem můžeme bez problémů přehrávat obsah ve 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS. Wi-Fi 6: Nové procesory navíc integrují funkce bezdrátové sítě přímo do svých nových čipů, čímž přidají ještě více funkcí s novým standardem Wi-Fi pracujícím s protokolem IEEE 802.11ax.

Architektura Intel Core 8. generace a architektura Intel Z390

Aktuální funkce čipové sady na jihu

Na straně jižního mostu budeme mít nyní všechny tyto funkce:

• Přímá sběrnice k CPU: Jak jsme již dříve zmínili, budou čipové sady pro sever a jih připojeny přes sběrnici, aby se do CPU poslala příslušná data. Intel i AMD dnes pracují rychlostí blízkou 8 GB / s. Část pruhů PCIe: další část pruhů PCI, které CPU nemá, je jižní most, ve skutečnosti budou mezi 8 a 24 v závislosti na výkonu čipové sady. V nich jsou připojeny sloty M.2 PCIe x4, rozšiřující sloty PCIe a různé vysokorychlostní porty, jako jsou U.2 nebo SATA Express. Porty USB: Většina portů USB půjde přímo na tuto čipovou sadu, s výjimkou určitých případů, jak jsme již zmínili dříve. V současné době mluvíme o portech USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) a 3.1 Gen2 (10 Gbps). Síťová a zvuková karta: dvěma dalšími nezbytnými rozšiřujícími komponenty budou ethernetové a zvukové síťové karty, vždy připojené k této čipové sadě. SATA porty a podpora RAID: Podobně bude k jižnímu mostu vždy také připojeno pomalé úložiště. Kapacita se pohybuje od 4 do 8 SATA portů. Také nabízí možnost vytvářet RAID 0, 1, 5 a 10. Sběrnice ISA nebo LPC: tato sběrnice je stále platná na aktuálních základních deskách. K tomu jsme připojili paralelní a sériové porty, kromě myši PS / 2 a klávesnice. Sběrnice SPI a BIOS: podobně je tato sběrnice udržována a poskytuje přístup k úložišti flash systému BIOS. SMBus pro senzory: senzory teploty a RPM také potřebují sběrnici pro zasílání dat, a to bude na starosti. Řadič DMA: Tato sběrnice poskytuje přímý přístup k paměti RAM pro zařízení ISA. Řízení spotřeby ACPI a APM: Nakonec čipová sada řídí část správy napájení, konkrétně jak režim úspory energie funguje při vypnutí nebo pozastavení systému.

Závěr o severní čipové sadě vs. jižní čipové sadě

Tento článek se dostane do bodu, kdy podrobně popíšeme, z čeho se skládá severní most a jižní most. Kromě toho jsme viděli jeho vývoj a všechny funkce každého z nich na současných základních deskách.

Nyní vám necháme několik článků o hardwaru, abyste se mohli učit dál:

Pokud máte nějaké dotazy nebo chcete provést opravu obsahu, zanechte nám komentář do pole. Doufáme, že se vám to hodilo.