Chipset phía bắc so với chipset phía nam - sự khác biệt giữa hai

Chipset miền bắc so với chipset miền nam: Làm thế nào chúng ta có thể xác định chúng? Khái niệm về chipset đã trở nên khá quan trọng trong những năm qua, đặc biệt là khi nói đến thiết bị chơi game. Các nhà sản xuất ra mắt CPU mới của họ và thường đi kèm với chipset và bộ điều khiển bộ nhớ mới. Nếu bạn vẫn chưa biết những gì chúng ta đang nói, trong bài viết này, chúng tôi sẽ xóa mọi nghi ngờ về các khái niệm này, đi sâu vào đặc tính chính của bo mạch chủ: chipset.

Chipset là gì và tầm quan trọng của nó là gì

Thuật ngữ chipset dùng để chỉ một bộ chip hoặc mạch tích hợp, có khả năng thực hiện một số chức năng. Trong thuật ngữ máy tính, các chức năng này có liên quan đến việc quản lý các thiết bị khác nhau được kết nối với bo mạch chủ và sự giao tiếp giữa chúng.

Chipset luôn được thiết kế dựa trên kiến ​​trúc của bộ xử lý trung tâm, CPU của máy tính. Đây là lý do tại sao bất cứ khi nào chúng ta nói về chipset, chúng ta cũng nên nói về CPU tương thích với nó và các khả năng mà nó cung cấp cho chúng ta về khả năng và tốc độ. Do đó, chipset là điều khiển truyền thông và chip hoặc chip chịu trách nhiệm kiểm soát lưu lượng dữ liệu trên bo mạch chủ. Chúng ta đang nói về CPU, RAM, Ổ cứng, khe cắm PCIe và cuối cùng là tất cả các thiết bị có thể được kết nối với máy tính.

Hiện tại chúng tôi tìm thấy hai chipset trên một bảng, hoặc đúng hơn, trên tàu và bộ xử lý, cầu bắc hoặc bắc, và cầu nam hoặc nam. Lý do gọi chúng theo cách này nằm ở vị trí của chúng trên bảng, cái đầu tiên ở trên cùng gần với CPU (phía bắc) và cái thứ hai bên dưới (phía nam). Nhờ chipset chúng ta có thể coi bo mạch chủ là bus chính của hệ thống. Trục có khả năng kết nối các yếu tố từ các nhà sản xuất khác nhau và có tính chất khác nhau theo cách tích hợp và không có sự không tương thích giữa chúng. Ví dụ: bo mạch Asus, với CPU Intel và card đồ họa Gigabyte.

Kể từ khi xuất hiện bộ xử lý dựa trên bóng bán dẫn đầu tiên, 4004, 8008, v.v., khái niệm chipset xuất hiện. Với sự ra đời của máy tính cá nhân, việc sử dụng thêm chip trên bo mạch chủ để quản lý RAM, đồ họa, hệ thống âm thanh, v.v… trở nên phổ biến. Chức năng của nó rất rõ ràng, đó là giảm khối lượng công việc của bộ xử lý chính, tạo ra nó trong các mạch khác lần lượt kết nối với nó.

Cầu bắc: chức năng và tính năng

Cầu bắc Intel G35

Chúng ta sẽ thấy chipset phía bắc so với chipset phía nam xác định chúng là gì và cách thức hoạt động của từng loại. Chúng tôi sẽ bắt đầu với điều quan trọng nhất, đó sẽ là cây cầu phía bắc.

Chipset phía bắc là mạch quan trọng nhất sau CPU. Trước đây, nó được đặt trên bo mạch chủ và ngay bên dưới nó, sử dụng một con chip hầu như luôn được trang bị tản nhiệt. Ngày nay, cây cầu phía bắc được tích hợp trực tiếp vào bộ xử lý của cả Intel và AMD, nhà sản xuất máy tính cá nhân hàng đầu.

Chức năng của chipset này là kiểm soát tất cả các luồng dữ liệu đi đến hoặc từ CPU đến RAM, bus AGP (trước) hoặc PCIe (bây giờ) từ card đồ họa và cả của chipset phía Nam. Đó là lý do tại sao nó còn được gọi là MCH (bộ điều khiển bộ nhớ) hoặc GMCH (MCH đồ họa), vì nhiều chipset phía bắc cũng có đồ họa tích hợp. Vì vậy, nhiệm vụ của nó là kiểm soát hoạt động của bus bộ xử lý hoặc FSB (bus phía trước) và thực hiện phân phối dữ liệu giữa các yếu tố đã nói ở trên. Hiện tại tất cả các yếu tố này được nhúng trong một silicon duy nhất bên trong CPU, nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng.

Sự phát triển của cầu Bắc

Kiến trúc bên trong của cây cầu phía bắc được tích hợp vào AMD Ryzen 3000

Ban đầu, cả bo mạch AMD và Intel và thậm chí các nhà sản xuất khác như IBM đều có những chipset này nằm trên bo mạch. Đối mặt với nhu cầu tạo ra các mạch tích hợp sẽ chiếm ít không gian và giảm số lượng tác vụ cho bộ xử lý, cách duy nhất là tách chúng ra và kết nối CPU với nó thông qua FSB.

Độ phức tạp của nó gần như ở mức của các bộ xử lý, vì vậy chúng cũng tạo ra nhiệt và các tản nhiệt cần thiết. Ngoài ra, đó là cách duy nhất để ép xung hệ thống. Thay vì tăng số nhân CPU, những gì đã được thực hiện là tăng số nhân FSB, ngày nay sẽ là BCLK hoặc Đồng hồ Bus. Nhờ vậy, bus cuối cùng đã tăng từ 400 MHz lên 800 MHz, khiến tần số CPU và RAM cũng tăng theo.

Lý do chính khiến các nhà sản xuất CPU chính bắt đầu tích hợp chipset này trong CPU của họ là do độ trễ mà nó đưa ra. Với bộ xử lý đã vượt quá tần số 2 GHz, độ trễ giữa RAM và RAM bắt đầu là một vấn đề và trở ngại lớn. Giữ các chức năng này trên một con chip riêng biệt sau đó bắt đầu là một bất lợi.

Intel bắt đầu sử dụng một chipset phía bắc được tích hợp vào CPU từ kiến ​​trúc Sandy Bridge vào năm 2011 và việc thay đổi cách đặt tên CPU của nó thành Intel Core ix. Các CPU Nehalem như Intel Core 2 Duo và Quad vẫn có một cây cầu phía bắc riêng biệt với chúng.

Và nếu chúng ta nói về AMD, nhà sản xuất bắt đầu sử dụng giải pháp này từ bộ xử lý Athlon 64 đầu tiên vào đầu năm 2003 với công nghệ HyperTransport để kết nối cây cầu bắc và nam của nó. Một nhà sản xuất đã khởi động kiến ​​trúc x86 với 64 bit và điều đó sẽ thêm bộ điều khiển bộ nhớ vào CPU của nó từ lâu trước các đối thủ của nó.

Cầu Nam: chức năng và tính năng

AMD X570

Yếu tố tiếp theo trong việc so sánh chipset phía bắc so với chipset phía nam sẽ là cầu nối phía nam hay còn gọi là ICH (trung tâm điều khiển đầu vào) trong trường hợp Intel và FCH (hợp nhất trung tâm điều khiển) trong trường hợp AMD.

Chúng ta có thể nói rằng cây cầu phía nam là con chip quan trọng nhất nằm trên bo mạch chủ kể từ khi cây cầu phía bắc được chuyển sang CPU. Đây là điểm khác biệt đầu tiên của nó, vì hiện tại nó vẫn được cài đặt trên nó và thực tế ở cùng một vị trí kể từ khi thành lập. Bộ điện tử này chịu trách nhiệm điều phối các thiết bị đầu vào và đầu ra khác nhau có thể được kết nối với máy tính.

Chúng tôi hiểu bởi các thiết bị đầu vào-đầu ra mọi thứ được coi là tốc độ thấp so với bus bộ nhớ RAM. Chúng tôi nói ví dụ về cổng USB, cổng SATA, mạng hoặc card âm thanh, đồng hồ và thậm chí cả quản lý năng lượng APM và ACPI cũng được BIOS quản lý. Có nhiều kết nối với chip này và bus PCIe 3.0 hoặc 4.0 cũng tham gia vào nó, tùy thuộc vào thế hệ CPU.

Các chipset đã có được sức mạnh lớn ở thời điểm hiện tại, với tốc độ vượt quá 1, 5 GHz và cần các hệ thống làm mát hoạt động như trong trường hợp của AMD X570 thế hệ mới. Mạnh mẽ nhất như AMD đã nói ở trên và Intel Z390, có tới 24 làn PCIe để phân phối các kết nối khác nhau của các thiết bị ngoại vi tốc độ cao như SSD M.2 và các khe PCIe khác nằm trong khu vực mở rộng của bo mạch.

Con chip này đã có mặt từ đầu năm 1991 với khái niệm kiến trúc xe buýt địa phương. Trong đó, bus PCI được biểu diễn ở trung tâm của sơ đồ, trong khi hướng lên trên chúng ta có cây cầu phía bắc, và phía dưới cây cầu phía nam, phụ trách các thiết bị "chậm hơn".

Chipset Nam hiện tại và tầm quan trọng của nó

Chipset không chỉ quản lý các thiết bị đầu vào / đầu ra trên bo mạch mà còn đóng vai trò rất quan trọng trong khả năng tương thích với CPU. Trong thực tế, trong hầu hết các trường hợp, chipset xuất hiện cùng với CPU mới được phát hành ra thị trường, liên kết với kiến ​​trúc của chúng.

Điều này không phải lúc nào cũng đúng, vì cả AMD và Intel đều có chipset tương thích với các thế hệ CPU khác nhau, mặc dù tùy trường hợp, một số chức năng nhất định sẽ có sẵn hay không. Ví dụ, chipset AMD X570 hỗ trợ PCIe 4.0 cùng với AMD Ryzen 3000 mới. Nhưng nếu chúng tôi đưa Ryzen 2000 lên một bo mạch, cũng tương thích, bus sẽ trở thành PCIe 3.0. Điều tương tự cũng sẽ xảy ra với tốc độ của RAM và các cấu hình JEDEC của nhà máy. Khả năng tương thích này phụ thuộc phần lớn vào BIOS và phần sụn của nó, vì cuối cùng nó chịu trách nhiệm quản lý các tham số cơ bản của các yếu tố khác nhau trên bảng.

Chipset Intel hiện tại

Chipset	MultiGPU	Xe buýt	Làn đường PCIe	Thông tin
Dành cho bộ xử lý Intel Core thế hệ thứ 8 và thứ 9, ổ cắm LGA 1151
B360	Không	DMI 3.0 đến 7.9 GB / giây	12x 3.0	Chipset tầm trung hiện nay. Không hỗ trợ ép xung nhưng hỗ trợ tối đa 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX và SLI	DMI 3.0 đến 7.9 GB / giây	24x 3.0	Hiện tại chipset Intel mạnh hơn, được sử dụng để chơi game và ép xung. Số lượng lớn các làn PCIe hỗ trợ +6 USB 3.1 Gen2 và +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Không (chipset máy tính xách tay)	DMI 3.0 đến 7.9 GB / giây	16x 3.0	Chipset được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong máy tính xách tay chơi game. Có biến thể QM370 với 20 làn PCIe, mặc dù nó ít được sử dụng.
Dành cho bộ xử lý Intel Core X và XE trong ổ cắm LGA 2066
X299	CrossFireX và SLI	DMI 3.0 đến 7.9 GB / giây	24x 3.0	Chipset được sử dụng cho bộ xử lý phạm vi nhiệt tình của Intel

Chipset AMD hiện tại

Chipset	MultiGPU	Xe buýt	Đường PCIe hiệu quả	Thông tin
Dành cho bộ xử lý AMD Ryzen và Athlon thế hệ 1 và 2 trong ổ cắm AMD
Máy bay A320	Không	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Đây là chipset cơ bản nhất trong phạm vi, hướng đến thiết bị cấp nhập cảnh với Athlon APU. Hỗ trợ USB 3.1 Gen2 nhưng không ép xung
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Chipset tầm trung dành cho AMD, hỗ trợ ép xung và cả Ryzen 3000 mới
X470	CrossFireX và SLI	PCIe 3.0	8 x PCI 3.0	Được sử dụng nhiều nhất cho các thiết bị chơi game cho đến khi X570 xuất hiện. Bảng của nó có giá tốt và cũng hỗ trợ Ryzen 3000
Dành cho bộ xử lý AMD Athlon thế hệ 2 và bộ xử lý Ryzen thế hệ 2 và 3 trong ổ cắm AM4
X570	CrossFireX và SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Chỉ có Ryzen thế hệ 1 được loại trừ. Đây là chipset AMD mạnh nhất hiện đang hỗ trợ PCI 4.0.
Dành cho bộ xử lý AMD Threadripper có ổ cắm TR4
X399	CrossFireX và SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Chipset duy nhất có sẵn cho AMD Threadrippers. Một vài làn PCI của nó rất đáng ngạc nhiên vì tất cả trọng lượng được mang theo bởi CPU.

Tóm tắt về sự khác biệt giữa chipset phía bắc và chipset phía nam

Bằng cách tổng hợp, chúng tôi sẽ chia nhỏ tất cả các chức năng của hai chipset để làm cho nó rõ ràng hơn những gì mỗi người dành riêng cho.

Kiến trúc AMD Ryzen 3000 - X570

Các chức năng hiện tại của chipset miền Bắc

Với thời gian trôi qua, các chức năng của chipset phía bắc so với chipset phía nam đã tăng lên một cách khá đáng ngạc nhiên. Mặc dù các phiên bản đầu tiên được tích hợp trong CPU chỉ xử lý việc điều khiển bus bộ nhớ RAM, nhưng giờ đây chúng đã mở rộng các tùy chọn của chúng với sự xuất hiện của bus PCI-Express. Chúng ta hãy xem tất cả chúng là gì:

• Bộ điều khiển bộ nhớ và bus nội bộ: đây vẫn là các chức năng chính. Đối với AMD, chúng tôi có xe buýt Infinity Fabric và đối với Intel, chúng tôi có xe buýt Ring và Mesh. Một bus 64 bit có khả năng xử lý tới 128 GB RAM trong Kênh đôi hoặc Kênh đôi (chuỗi 128 hoặc 256 bit) với tốc độ lên tới 5100 MHz trong trường hợp AMD Ryzen 3000 mới. Giao tiếp giữa CPU và cầu nam: tất nhiên chúng ta có bus giao tiếp giữa CPU và cầu phía nam mà chúng ta đã thấy. Trong trường hợp của Intel, nó được gọi là DMI và nó ở phiên bản 3.0 với tốc độ truyền tải là 7.9 GB / s. Đối với AMD, sử dụng 4 làn PCIe 4.0 trong các CPU mới của nó, cũng đạt 7, 9 GB / s. Một phần của các làn PCIe: Các bộ xử lý hiện tại, hay đúng hơn là các cây cầu phía bắc, có khả năng định tuyến dữ liệu trực tiếp từ các khe PCIe. Công suất được đo theo làn đường và có thể có từ 8 đến 48 luồng. Chúng đi thẳng vào khe cắm PCIe x16 cho card đồ họa và thậm chí cả SSD M.2. Các thiết bị lưu trữ tốc độ cao: Trên thực tế, đây là một trong những chức năng của chipset phía bắc hiện nay. Nó xử lý một phần của việc lưu trữ theo thiết kế của tấm và phạm vi của nó. AMD luôn kết nối khe cắm M.2 PCIe x4 với CPU của mình, trong khi Intel cũng làm như vậy đối với các bộ nhớ Intel Optane. Cổng USB 3.1 Gen2: Chúng tôi thậm chí có thể tìm thấy các cổng USB được kết nối với CPU, đặc biệt là giao diện Thunderbolt 3.0 của Intel. Đồ họa tích hợp: Tương tự, nhiều CPU hiện tại có đồ họa tích hợp hoặc IGP và cách để đưa chúng vào bảng I / O của bo mạch là thông qua bộ điều khiển bên trong có cổng HDMI hoặc DisplayPort. Bằng cách này, chúng tôi có khả năng phát nội dung trong 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS mà không gặp vấn đề gì. Wi-Fi 6: Ngoài ra, các CPU mới sẽ tích hợp các chức năng mạng không dây trực tiếp vào các chip mới của chúng, bổ sung thêm nhiều chức năng hơn với chuẩn Wi-Fi mới hoạt động với giao thức IEEE 802.11ax.

Kiến trúc Intel Core thế hệ thứ 8 và kiến ​​trúc Intel Z390

Các chức năng hiện tại của chipset Nam

Về phía cầu phía nam, chúng tôi hiện sẽ có tất cả các chức năng sau:

• Xe buýt trực tiếp đến CPU: Như chúng tôi đã đề cập trước đây, các chipset phía bắc và phía nam sẽ được kết nối thông qua một xe buýt để gửi dữ liệu liên quan đến CPU. Cả Intel và AMD đều hoạt động với tốc độ gần 8GB / giây hiện nay. Một phần của các làn PCIe: phần khác của các làn PCI mà CPU không có là cầu phía nam, trên thực tế, chúng sẽ nằm trong khoảng từ 8 đến 24 tùy thuộc vào hiệu suất của chipset. Trong đó, các khe cắm M.2 PCIe x4, khe cắm PCIe mở rộng và các cổng tốc độ cao khác nhau như U.2 hoặc SATA Express được kết nối. Cổng USB: Hầu hết các cổng USB sẽ đi trực tiếp vào chipset này, ngoại trừ trong một số trường hợp nhất định như chúng tôi đã đề cập trước đây. Hiện tại chúng ta đang nói về các cổng USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) và 3.1 Gen2 (10 Gbps). Mạng và card âm thanh: hai thành phần mở rộng thiết yếu khác sẽ là ethernet và card mạng âm thanh, luôn được kết nối với chipset này. Cổng SATA và hỗ trợ RAID: Tương tự, lưu trữ chậm cũng sẽ luôn được kết nối với cầu phía nam. Dung lượng dao động từ 4 đến 8 cổng SATA. Ngoài ra, nó cung cấp khả năng tạo RAID 0, 1, 5 và 10. Bus ISA hoặc LPC: bus này vẫn còn hiệu lực trên các bo mạch chủ hiện tại. Với nó, chúng tôi đã kết nối các cổng song song và nối tiếp, ngoài chuột và bàn phím PS / 2. SPI và BIOS bus: tương tự, bus này được duy trì, cung cấp quyền truy cập vào bộ lưu trữ flash của BIOS. SMBus cho các cảm biến: cảm biến nhiệt độ và RPM cũng cần một chiếc xe buýt để gửi dữ liệu và điều này sẽ chịu trách nhiệm thực hiện nó. Bộ điều khiển DMA: Bus này cung cấp truy cập trực tiếp vào bộ nhớ RAM cho các thiết bị ISA. Quản lý năng lượng ACPI và APM: Cuối cùng, chipset quản lý một phần của quản lý năng lượng, cụ thể là chế độ tiết kiệm năng lượng hoạt động như thế nào để tắt hoặc tạm dừng hệ thống.

Kết luận về chipset phía bắc vs chipset phía nam

Vâng, bài viết này đạt đến điểm này trong đó chúng tôi chi tiết chi tiết những gì cây cầu phía bắc và cây cầu phía nam bao gồm. Ngoài ra, chúng tôi đã thấy sự phát triển của nó và tất cả các chức năng của từng người trong số họ trên bo mạch chủ hiện tại.

Bây giờ chúng tôi để lại cho bạn một vài bài viết về phần cứng để tiếp tục học:

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc muốn điều chỉnh về nội dung, hãy để lại cho chúng tôi một nhận xét trong hộp. Chúng tôi hy vọng bạn tìm thấy nó hữu ích.