Чіпсет

Схематичне зображення традиційного чіпсета материнської плати

Чіпсет ( англ. chipset ) - Набір мікросхем, спроектованих для спільної роботи з метою виконання набору яких-небудь функцій. Так, в комп'ютерах чіпсет, що розміщується на материнській платі, виконує роль сполучного компонента, що забезпечує спільне функціонування підсистем пам'яті, центрального процесора (ЦП), введення-виведення та інших.


1. Історія

Перші чіпсети в сучасному розумінні цього терміна з'явилися в середині 1980-х. Першопрохідцями стали розробники комп'ютерів серії Amiga з чіпсетом OCS (пізніше його змінив ECS і AGA). Трохи пізніше компанія Chips & Technologies запропонувала чіпсет CS8220 (основний чіп 82C206) для IBM PC / AT -сумісних систем. Приблизно тоді ж з'явилися комп'ютери серії Atari ST, також створені з використанням чіпсета.

На розвиток радянської обчислювальної техніки, при існуючих самобутніх школах ( Глушкова, Лебедєва, Петрова, Єршова, Абрамова, Брусенцова, Каляєва, Шура-Бура та ін), істотний вплив зробили успішні розробки зарубіжної мікроелектроніки, в першу чергу американської. Специфіка використання обчислювальної техніки в СРСР і її розробки зіграли свою роль і в розробці вітчизняних "чіпсетів" - ними стали так звані "набори мікросхем" та "мікропроцесорні комплекти". Враховуючи стан розвитку технологій на момент розпаду СРСР і наступні події в країні, в даний час в Росії існує помітну перевагу теоретичних розробок над практичними.


2. Чіпсети сучасних комп'ютерів

Найчастіше чипсет материнських плат сучасних комп'ютерів складається з двох основних мікросхем (іноді поєднуваних в один чіп, т. зв. системний контролер-концентратор ( англ. System Controller Hub , SCH):

  1. контролер-концентратор пам'яті ( англ. Memory Controller Hub , MCH [1] [2]) або північний міст ( англ. northbridge ) - Забезпечує взаємодію ЦП з пам'яттю. З'єднується з ЦП високошвидкісною шиною ( FSB, HyperTransport або QPI). У сучасних ЦП (наприклад Opteron, Itanium, Nehalem, UltraSPARC T1) контролер пам'яті може бути інтегрований безпосередньо в ЦП. У MCH деяких чіпсетів може інтегруватися графічний процесор [3];
  2. контролер-концентратор введення-виведення ( англ. I / O Controller Hub , ICH [4]) або південний міст ( англ. southbridge ) - Забезпечує взаємодію між ЦП і жорстким диском, картами PCI, низькошвидкісними інтерфейсами PCI Express, інтерфейсами IDE, SATA, USB і пр.

Іноді до складу чіпсета включають мікросхему Super I / O, яка підключається до південного мосту по шині Low Pin Count і відповідає за низькошвидкісні порти: RS232, LPT, PS / 2.

Існують і чіпсети, помітно відрізняються від традиційної схеми. Наприклад, у процесорів для роз'єму LGA 1156 функціональність північного моста (з'єднання з відеокартою і пам'яттю) повністю вбудована в сам процесор, і отже, чіпсет для LGA 1156 складається з одного південного моста, сполученого з процесором через шину DMI [5].

Створення повноцінної обчислювальної системи для персонального і домашнього комп'ютера на базі, що складаються з такої малої кількості мікросхем (чіпсет і мікропроцесор) є наслідком розвитку техпроцесів мікроелектроніки розвиваються по закону Мура (див. історію обчислювальної техніки).


2.1. Чіпсети для сучасних x86-процесорів

У створенні чіпсетів, що забезпечують підтримку нових процесорів, в першу чергу зацікавлені фірми-виробники процесорів. Тому провідними виробниками процесорів (Intel і AMD) випускаються пробні набори (так звані англ. reference -Чіпсети) спеціально для виробників материнських плат. Після обкатки на таких чипсетах, випускаються нові серії материнських плат, і у міру просування на ринок ліцензії (а враховуючи глобалізацію світових виробників, крос-ліцензії) видаються різним фірмам-виробникам і, іноді, субпідрядникам виробників материнських плат.

Список основних виробників чіпсетів для архітектури x86 :

  • Intel: (див. Список чіпсетів Intel)
  • NVidia: (див. Список чіпсетів NVidia)
  • ATI / AMD: (див. Список чіпсетів ATI, після перекупки в 2006 році ATi увійшла до складу Advanced Micro Devices; також див Список чіпсетів AMD)
  • Via: (див. Список чіпсетів Via)
  • SiS : (див. Чіпсети SiS)

3. Чіпсети ARM

Для систем, що використовують процесори ARM, також створювалися і створюються чіпсети. І якщо перші зразки (такі як ARM2 для Acorn Archimedes в складі власне процесора і чіпів IOC, MEMC, VIDC, VIDC20 і більш пізній ARM3) були в цілому схожі на сучасні їм чіпсети IBM PC, то сучасні (такі як Qualcomm Snapdragon і Texas Instruments DaVinci), через орієнтованості на мобільні пристрої, помітно відрізняються як за структурою, так і за технічним особливостям.


Примітки

  1. Intel 5000X Chipset Memory Controller Hub (MCH) - Datasheet - www.intel.com/design/chipsets/datashts/313070.htm (Англ.)
  2. Intel 5000P/5000V/5000Z Chipset Memory Controller Hub (MCH) - Datasheet - www.intel.com/design/chipsets/datashts/313071.htm (Англ.)
  3. Список чіпсетів Intel можна знайти тут: Ідентифікація графічного контролера Intel - www.intel.com/support/ru/graphics/sb/CS-009482.htm. Є аналогічні серії, що випускаються основними виробниками чіпсетів: Nvidia; AMD (що використовує напрацювання придбаної її ATi); VIA Technologies (що використовує напрацювання придбаної її S3).
  4. Intel I / O Controller Hub 9 (ICH9) Family Datasheet - www.intel.com/design/chipsets/datashts/316972.htm (Англ.)
  5. Огляд і тестування процесорів Intel Core i5-750 і Core i7-870 - www.ferra.ru/online/system/91487/. Ferra.ru (9 жовтня 2009). Читальний - www.webcitation.org/61CGp7oxM з першоджерела 25 серпня 2011.