Nordchipsæt vs sydchipsæt - forskelle mellem de to

Northern chipset vs Southern chipset: Hvordan kan vi identificere dem? Konceptet med chipset er blevet ret vigtigt i årenes løb, især når det kommer til spiludstyr. Producenter lancerer deres nye CPU'er og kommer ofte hånd i hånd med nye chipsets og hukommelseskontrollere. Hvis du stadig ikke ved, hvad vi taler om, vil vi i denne artikel rydde enhver tvivl om disse koncepter, hvor vi indgår i det vigtigste kendetegn ved et bundkort: chipset.

Hvad er et chipset, og hvad er dets betydning

Udtrykket chipset henviser til et sæt chips eller et integreret kredsløb, der er i stand til at udføre et antal funktioner. I computertermer er disse funktioner relateret til styring af forskellige enheder, der er forbundet til bundkortet og interkommunikationen mellem dem.

Chipsættet blev altid designet baseret på arkitekturen for den centrale processor, computerens CPU. Dette er grunden til, når vi snakker om chipset, vi også bør tale om de CPU'er, der er kompatible med det, og de muligheder, det giver os med hensyn til kapacitet og hastighed. Derfor er chipset kommunikationskontrol og chip eller chips, der er ansvarlige for at kontrollere datatrafikken på bundkortet. Vi taler om CPU, RAM, harddiske, PCIe-slots og i sidste ende alle de enheder, der kan tilsluttes computeren.

På nuværende tidspunkt finder vi to chipsæt på et bord, eller rettere sagt, om bord og processor, den nordlige eller den nordlige bro og den sydlige eller sydlige bro. Årsagen til at kalde dem på denne måde ligger i deres placering på tavlen, den første øverst tættest på CPU'en (nord) og den anden nedenfor (syd). Takket være chipset kan vi betragte bundkortet som systemets hovedbuss. Den akse, der er i stand til at forbinde elementer fra forskellige producenter og af forskellig art på en integreret måde og uden uforenelighed mellem dem. For eksempel et Asus-kort med en Intel CPU og et Gigabyte-grafikkort.

Siden udseendet af de første elektroniske transistorbaserede processorer, 4004, 8008 osv., Dukkede begrebet chipset op. Med fremkomsten af ​​personlige computere blev brugen af ​​yderligere chips på bundkortet til styring af RAM, grafik, lydsystem osv. Populær. Dets funktion var klar, nemlig at reducere arbejdsmængden på hovedprocessoren og udlede den i andre kredsløb, der igen er forbundet til den.

North bridge: funktioner og funktioner

Intel G35 North Bridge

Vi vil se det nordlige chipset vs det sydlige chipset definere, hvad de er, og hvordan hver enkelt fungerer. Vi starter med det vigtigste, som vil være den nordlige bro.

Det nordlige chipset er det vigtigste kredsløb efter selve CPU'en. Tidligere var det placeret på bundkortet og lige under det ved hjælp af en chip næsten altid udstyret med køleplade. I dag er den nordlige bro direkte integreret i processorer fra både Intel og AMD, de førende producenter af personlige computere.

Funktionen af ​​dette chipset er at styre al den dataflow, der går til eller fra CPU'en til RAM, AGP-bussen (før) eller PCIe (nu) fra grafikkortet, og også den fra det sydlige chipset. Derfor kaldes det også MCH (hukommelseskontrol-hub) eller GMCH (grafisk MCH), da mange nordlige chipsæt også havde integreret grafik. Så dets mission er at kontrollere processoren til processorbussen eller FSB (forsidebussen) og foretage distributionen af ​​data mellem de nævnte elementer. I øjeblikket er alle disse elementer indlejret i et enkelt silicium inde i CPU'en, men det var ikke altid tilfældet.

Udviklingen af ​​North Bridge

Den indre arkitektur af nordbroen integreret i AMD Ryzen 3000

Oprindeligt havde både AMD- og Intel-kort og endda andre producenter som IBM disse chipsæt fysisk placeret på brættet. Konfronteret med behovet for at skabe integrerede kredsløb, der ville tage lidt plads og reducere antallet af opgaver til processorerne, var den eneste måde at adskille dem og forbinde CPU'en til den gennem FSB.

Dets kompleksitet var næsten på niveau med processoren, så de frembragte også varme og havde brug for kølelegemer. Det var også den eneste måde at overklokke på systemet. I stedet for at hæve CPU-multiplikatoren, var det, der blev gjort, at hæve FSB- multiplikatoren, som i dag ville være BCLK eller Bus Clock. Takket være dette gik bussen i sidste ende fra 400 MHz til 800 MHz, hvilket også fik CPU-frekvensen og RAM til at stige.

Hovedårsagen til, at de vigtigste CPU-producenter begyndte at integrere dette chipset i deres CPU'er, skyldtes den latenstid, den indførte. Med processorer, der allerede overstiger 2 GHz-frekvens, begyndte latenstid mellem RAM og RAM at være et problem og en stor flaskehals. At holde disse funktioner på en separat chip begyndte derefter at være en ulempe.

Intel begyndte at bruge et nordligt chipset indbygget i CPU'en fra Sandy Bridge-arkitekturen i 2011 og ændringen af ​​navngivning af dens CPU'er til Intel Core ix. Nehalem CPU'er som Intel Core 2 Duo og Quad havde stadig en separat nordbro fra dem.

Og hvis vi taler om AMD, begyndte producenten at bruge denne løsning fra de første Athlon 64-processorer allerede i 2003 med HyperTransport-teknologi til at forbinde sin nord- og sydbro. En producent, der startede x86-arkitekturen med 64 bit, og som ville tilføje en hukommelseskontroller til sin CPU længe før dens rivaler.

Sydbro: funktioner og funktioner

AMD X570

Det næste element i sammenligningen af ​​det nordlige chipset kontra det sydlige chipset vil være den sydlige bro eller også kaldet ICH (input Controller hub) for Intel og FCH (controller hub fusion) i tilfælde af AMD.

Vi kunne derefter sige, at sydbroen er den vigtigste chip, der er placeret på et bundkort, siden nordbroen blev flyttet til CPU'en. Dette er dets første forskel, da det på nuværende tidspunkt stadig er installeret på det og praktisk talt i den samme position siden starten. Dette elektroniske sæt har ansvaret for at koordinere de forskellige input- og output-enheder, der kan tilsluttes computeren.

Ved input-output enheder forstår vi alt, hvad der betragtes som lav hastighed sammenlignet med RAM-hukommelsesbussen. Vi taler for eksempel om USB-porte, SATA-porte, netværk eller lydkort, uret og endda APM- og ACPI-styring, der også administreres af BIOS. Der er mange forbindelser til denne chip, og PCIe 3.0 eller 4.0-bussen forbinder den også, afhængigt af CPU-generationen.

Chipsættene har erhvervet stor strøm på nuværende tidspunkt med hastigheder, der overstiger 1, 5 GHz, og har brug for aktive kølesystemer, som i tilfældet med den nye generation AMD X570. De mest magtfulde, såsom ovennævnte AMD og Intel Z390, har op til 24 PCIe-baner til at distribuere de forskellige forbindelser af højhastighedsudstyr, f.eks. M.2 SSD'er og andre PCIe-slots, der er placeret i udvidelsesområdet på tavlen.

Denne chip har været til stede siden begyndelsen i 1991 med konceptet med lokal busarkitektur. I den var PCI-bussen repræsenteret i midten af ​​diagrammet, mens vi opad havde nordbroen og nedad sydbroen, der var ansvarlig for de "langsommere" enheder.

Nuværende South Chipset og dets betydning

Chipsættet styrer ikke kun input / output-enhederne på tavlen, men spiller også en meget vigtig rolle i kompatibiliteten med CPU'en. Faktisk vises chipsets i de fleste tilfælde sammen med nye CPU'er, der frigives til markedet, hvilket forbinder med deres arkitektur.

Dette er ikke altid tilfældet, da både AMD og Intel har chipsæt, der er kompatible med forskellige generationer af CPU'er, selv om visse funktioner afhængigt af tilfældet vil være tilgængelige eller ikke. For eksempel understøtter AMD X570-chipset PCIe 4.0 sammen med den nye AMD Ryzen 3000. Men hvis vi lægger Ryzen 2000 på et bord, som også er kompatibelt, bliver bussen PCIe 3.0. Det samme vil ske med hastigheden på RAM og dens fabriks-JEDEC-profiler. Denne kompatibilitet afhænger i vid udstrækning af BIOS og dens firmware, da den i sidste ende er ansvarlig for at styre de grundlæggende parametre for de forskellige elementer på tavlen.

Nuværende Intel-chipsæt

chipset	MultiGPU	bus	PCIe-baner	oplysninger
Til 8. og 9. generation af Intel Core-processorer-stik LGA 1151
B360	ikke	DMI 3, 0 til 7, 9 GB / s	12x 3.0	Aktuelt mellemklasse-chipset. Understøtter ikke overklokering, men understøtter op til 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX og SLI	DMI 3, 0 til 7, 9 GB / s	24x 3.0	I øjeblikket mere kraftfuldt Intel-chipset, der bruges til spil og overklokning. Stort antal PCIe-baner, der understøtter +6 USB 3.1 Gen2 og +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Nej (bærbar chipset)	DMI 3, 0 til 7, 9 GB / s	16x 3.0	Chipsættet, der mest bruges i øjeblikket i gaming-notebook. Der er QM370-varianten med 20 PCIe-baner, selvom den ikke bruges meget.
Til Intel Core X- og XE-processorer i LGA 2066-stik
x299	CrossFireX og SLI	DMI 3, 0 til 7, 9 GB / s	24x 3.0	Chipsættet brugt til Intels entusiastiske rækkeprocessorer

Nuværende AMD-chipsæt

chipset	MultiGPU	bus	Effektive PCIe-baner	oplysninger
Til 1. og 2. generation AMD Ryzen og Athlon processorer i AMD socket
A320	ikke	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Det er det mest basale chipset i serien, der er rettet mod indgangsudstyr med Athlon APU. Understøtter USB 3.1 Gen2, men ikke overklokning
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Mid-range chipset til AMD, som understøtter overklokering og også den nye Ryzen 3000
X470	CrossFireX og SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Det mest anvendte til spiludstyr indtil ankomst til X570. Dens bestyrelser er til en god pris og understøtter også Ryzen 3000
Til 2. Gen AMD Athlon og 2. og 3. Gen Ryzen processorer i AM4-stik
X570	CrossFireX og SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Kun 1. gen Ryzen er udelukket. Det er det mest kraftfulde AMD-chipset, der i øjeblikket understøtter PCI 4.0.
Til AMD Threadripper-processorer med TR4-stik
X399	CrossFireX og SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Det eneste tilgængelige chipset til AMD Threadrippers. Dens få PCI-baner er overraskende, da al vægten bæres af CPU'en.

Oversigt over forskelle nordchipsæt vs sydchipsæt

Som syntese vil vi nedbryde alle funktionerne i de to chipsæt for at gøre det endnu klarere, hvad hver enkelt er dedikeret til.

AMD Ryzen 3000 - X570 Arkitektur

North chipset strømfunktioner

Med tiden er funktionerne i det nordlige chipset kontra det sydlige chipset steget på en temmelig overraskende måde. Mens de første versioner integreret i CPU'er kun handlede med at kontrollere RAM-hukommelsesbussen, har de nu udvidet deres muligheder med ankomsten af ​​PCI-Express-bussen. Lad os se, hvad de alle er:

• Hukommelseskontroller og intern bus: disse er stadig hovedfunktionerne. For AMD har vi Infinity Fabric-bussen, og for Intel har vi Ring- og Mesh-bussen. En 64-bit bus, der er i stand til at adressere op til 128 GB RAM i Dual Channel eller Quad Channel (kæder på 128 eller 256 bit samtidig) med op til 5100 MHz i tilfælde af den nye AMD Ryzen 3000. Kommunikation mellem CPU og sydbro: selvfølgelig har vi kommunikationsbussen mellem CPU'en og sydbroen, som vi har set. I tilfælde af Intel kaldes det DMI, og det er i sin version 3.0 med overførselshastigheder på 7, 9 GB / s. Til AMD skal du bruge 4 PCIe 4.0-baner i dets nye CPU'er, og også nå 7, 9 GB / s. En del af PCIe-banerne: De nuværende processorer eller rettere sagt de nordlige broer har mulighed for at dirigere data direkte fra PCIe-slots. Kapaciteten måles i baner og kan have fra 8 til 48 gevindskiver. Disse går lige ind i PCIe x16-slots til grafikkort og endda M.2 SSD'er. Højhastighedslagringsenheder: Dette er faktisk en af ​​funktionerne i det nordlige chipset nu. Den håndterer en del af opbevaringen i henhold til pladens design og dens rækkevidde. AMD forbinder altid en M.2 PCIe x4-slot til sin CPU, mens Intel gør det samme for sine Intel Optane- hukommelser. USB 3.1 Gen2- porte: Vi kan endda finde USB-porte tilsluttet CPU'en, især Intels Thunderbolt 3.0-interface. Integreret grafik: På samme måde har mange nuværende CPU'er integreret grafik eller IGP, og måden at få dem til bordets I / O-panel på er gennem den interne controller med en HDMI- eller DisplayPort-port. På denne måde har vi muligheden for at spille indhold i 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS uden problemer. Wi-Fi 6: Derudover integrerer de nye CPU'er trådløse netværksfunktioner direkte i deres nye chips og tilføjer endnu mere funktionalitet med den nye Wi-Fi-standard, der arbejder med IEEE 802.11ax- protokollen .

Intel Core 8. generation og Intel Z390-arkitektur

Sydchipsætstrømfunktioner

På den del af den sydlige bro har vi i øjeblikket alle disse funktioner:

• Direkte bus til CPU'en: Som vi tidligere har nævnt, vil de nordlige og sydlige chipsets blive forbundet via en bus for at sende de relevante data til CPU'en. Både Intel og AMD fungerer i en hastighed tæt på 8 GB / s i dag. En del af PCIe-banerne: den anden del af PCI-banerne, som CPU'en ikke har, er sydbroen, faktisk vil de være mellem 8 og 24 afhængigt af chipsetets ydelse. I dem er M.2 PCIe x4-slots, udvidelses-PCIe-slots og forskellige højhastighedsporte som U.2 eller SATA Express tilsluttet. USB-porte: De fleste USB-porte går direkte til dette chipset, undtagen i visse tilfælde, som vi tidligere har nævnt. I øjeblikket taler vi om USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) og 3.1 Gen2 (10 Gbps) porte. Netværk og lydkort: To andre vigtige udvidelseskomponenter er ethernet og lydnetværkskort, der altid er forbundet til dette chipset. SATA-porte og RAID-support: Tilsvarende vil langsom lagring også altid være forbundet til sydbroen. Kapaciteten spænder fra 4 til 8 SATA-porte. Det giver også muligheden for at oprette RAID 0, 1, 5 og 10. ISA- eller LPC-bus: denne bus er stadig gyldig på nuværende bundkort. Til det har vi forbundet de parallelle og serielle porte ud over PS / 2 musen og tastaturet. SPI- og BIOS-bus: På samme måde opretholdes denne bus, hvilket giver adgang til flash-lageret på BIOS. SMBus til sensorer: temperatur og RPM sensorer har også brug for en bus for at sende dataene, og dette vil være ansvarlig for at gøre det. DMA-controller: Denne bus giver direkte adgang til RAM-hukommelse til ISA-enheder. ACPI og APM strømstyring: Endelig administrerer chipset en del af strømstyringen, specifikt hvordan strømbesparelsestilstand fungerer for at slukke eller suspendere systemet.

Konklusion om det nordlige chipset vs det sydlige chipset

Nå, denne artikel når dette punkt, hvor vi detaljeret forklarer, hvad nordbroen og sydbroen består af. Derudover har vi set dens udvikling og alle funktionerne i hver af dem på nuværende bundkort.

Nu giver vi dig nogle få hardwareartikler for at fortsætte med at lære:

Hvis du har spørgsmål eller ønsker at foretage en korrektion om indholdet, lad os en kommentar i boksen. Vi håber du fandt det nyttigt.