Микросхемы для системных плат - как они устроены

Следующая статья: Оперативная память

Содержание

• Chipset
• Архитектура «Северный мост/Южный мост»
• Архитектура AGPset
• Архитектура «Accelerated hub»
• «Неоклассические» архитектуры для AMD К8
• Архитектура AMD-8000
• Таблица основных характеристик некоторых вариантов чипсетов

Chipset

Chipset, или «PCIset», - совокупность микросхем, размещенных на системной плате, которые организуют потоки команд и данных в ПЭВМ. Сюда входят - основная память, вторичная кэш-память и устройства, связанные с шинами ISA и PCI. Кроме того, чипсет контролирует потоки данных НЖМД и других устройств, соединенных с каналом IDE. Иногда в состав чипсет включают и сам микропроцессор.

Архитектура «Северный мост/Южный мост»

Классический чипсет состоит, как правило, из двух (реже - одной или трех) микросхем, в которых одна, поддерживающая контроллер памяти, AGP, и какую-либо вспомогательную шину (PCI либо любую другую) между микросхемами чипсета, обычно называется Northbridge. Соответственно, контроллеры ввода-вывода, а в последнее время и контроллер шины PCI, интегрируются в Southbridge. northbridge и Southbridge соединяются той или иной шиной. Примером Northbridge/Southbridge является Triton 430 ТХ.

На рисуноке приведена структура чипсета AMD 750, который имеет аналогичную архитектуру и ориентирован на процессор Athlon. Набор микросхем состоит из двух устройств: системного контроллера AMD-751 и контроллера периферийных устройств AMD 756.

Функции системного контроллера (Northbridge):

• поддержка шинного интерфейса с процессором на частоте 200 МГц;
• поддержка шины PCI 2.2 с подключением до шести устройств;
• поддержка до 768 Мбайт ОП SDRAM DIMM;
• совместимость со спецификациями AGP (1-х и 2-х графика).

Функции периферийного контроллера (Southbridge):

• поддержка устройств Plug-n-Play и стандартов управления питанием ACPI 1.0 и АРМ 1.2;
• поддержка контроллера клавиатуры и мыши;

Архитектура «Северный мост-Южный мост»

• функции IDE-контроллера с поддержкой возможностей Ultra DMA-33/66;
• интегрированный контроллер шины ISA и мост ISA-PCI, удовлетворяющий спецификациям РС-97;
• контроллер USB и концентратор на четыре порта.

Архитектура AGPset

Предусматривает ускоренное взаимодействие с портом AGP (2-х графика), и предназначена для использования в серверах и рабочих станциях на процессорах Хеоn. Выпущенный в одно время с процессором Pentium II Хеоn в середине 1998 года, чипсет 440GX является развитием более раннего варианта 440ВХ.

Чипсет поддерживает два типа разъемов для процессора - Slot 1 и Slot 2, слот расширения 2х AGP, подключение 2-х ЦП и максимум 2 Гбайта памяти. Поддерживается также работа вторичной шины процессора с полной частотой ЦП, что позволяет кэш-памяти 2-го уровня процессора Pentium II Хеоn работать на частоте ЦП.

Архитектура AGPSet (чипсет Intel Triton 440GX)

Архитектура «Accelerated hub»

В дальнейшем рассмотренный тип архитектуры использовался в чипсетах Intel Triton 440LX, EX, ВХ, ZX, GX, 450 NX, а затем был заменен (чипсеты 820.815, 850 и другое) на архитектуру«Ассеlеrаtеd hub», включающую три компонента: контроллер памяти (Memory Controller Hub);

Чипсет Intel 820 архитектуры Accelerated hub

• контроллер ввода-вывода (I/O Controller Hub);
• постоянную память (ПЗУ - Firmware Hub).

Контроллер памяти обеспечивает высокоскоростное взаимодействие между ЦП, ОЗУ и AGP и позволяет управлять памятью размером до 1 Гбайт. При этом в системе могут использоваться как один, так и несколько процессоров. Контроллер ввода-вывода поддерживает прямую связь между внешними устройствами и ОЗУ; кроме того, он выполняет функции контроллера USB, IDE и АС'97. Система ПЗУ содержит схемы BIOS и видеоBIOS, а также в нее вмонтирован датчик случайных чисел (Intel RNG). В отличие от программных датчиков псевдослучайных чисел (ПСЧ), Intel RNG генерирует числа действительно случайные, при этом используется эффект теплового шума.

«Неоклассические» архитектуры для AMD К8

Как уже отмечалось выше, в ЦП К8 контроллер памяти интегрирован в самом процессоре и часть классических функций «северного моста» воплощены в процессоре. Поэтому чипсету остается только реализовать контроллеры ввода-вывода, PCI и AGP.

VIA-чипсет для процессоров AMD (VIA К8Т800

выполнен в почти классическом варианте - с «Северным мостом» (не загруженным взаимодействием с памятью) и «Южным», которые соединены шиной 8Х V-Link с пропускной способностью 533 МБайт/с. В качестве «Южного моста» используется чип VT8237, который поддерживает:

• восемь портов USB 2.0;
• два порта Parallel ATA 133/100/66 с поддержкой до четырех устройств;
• звуковые решения от VIA - VIA Vinyl 5.1 & Vinyl Gold 7.1;
• два порта SATA с поддержкой RAID;
• интегрированный 10/100 BaseT сетевой контроллер;
• подключение контроллера Gigabit Ethernet.

Чипсет VIA К8Т800

• а - «Северный мост» К8Т800;
• б - «Южный мост» VT8237;
• в - системная плата ASUS K8V Deluxe с чипсетом VIA К8Т800

Архитектура чипсета VIA KST800

Архитектура AMD-8000

AMD разработала набор из трех микросхем, называемых туннелями, под общим наименованием AMD-8000. С помощью комбинаций этих микросхем можно создавать чипсеты как для дешевых настольных моделей, так и для высокопроизводительных рабочих станций и даже для многопроцессорных систем. Набор микросхем AMD-8000 можно сравнить с набором кубиков, из которых можно создавать любые по сложности решения.

Компоненты AMD8000

: а - AMD8151, Hyper Transport-AGP tunnel; б - AMD8131, Hyper Transport-PCI-X контроллер; в - AMD8111, Hyper Transport-контроллер ввода-вывода, шины PCI, BIOS и все оставшиеся функции - IDE-контроллер, USB 2.0, сеть и прочее.

AMD-8151 Graphics Tunne

AMD-8151 Graphics Tunnel представляет собой контроллер AGP 8х с пропускной способностью 2.1 Гбайт/с. Кроме того, данный туннель имеет два встроенных порта HyperTransport - Link А (входной) и Link В (выходной). Первый интерфейс (Link А) является 16-битным с полосой пропускания 6.4 Гбайт/с (по 3.2 Гбайт/с в каждом направлении). Второй (Link В) - уже 8-битовый с полосой пропускания 1.6 Гбайт/с (по 0.8 Гбайт/с в каждом направлении).

AMD-8131 I/O Bus Tunne

AMD-8131 I/O Bus Tunnel - контроллер шины, предназначенный для использования в серверных системах. Туннель обладает двумя интерфейсами HyperTransport (Link А и Link В), как и AMD-8151. Сам контроллер PCI-X поддерживает две независимые PCI-X-шины с возможностью установки до пяти устройств на каждую.

АМD - 8111 I/O Hu

АМD - 8111 I/O Hub - контроллер ввода-вывода, без которого вообще невозможно построить систему - он должен обязательно присутствовать на плате. В минимально возможной конфигурации плата может содержать лишь один туннель AMD-8111 I/O Hub (при этом предполагается, что система будет без поддержки AGP). Туннель AMD-8111 I/O Hub обладает одним-единственным 8-битовым интерфейсом HyperTransport с пропускной способностью 800 Мбайт/с и содержит все необходимые контроллеры ввода-вывода, как и классический «Южный мост» - поддерживает до восьми устройств РС1 (32 бит/33 МГц), шесть портов USB 2.0, два канала IDE с поддержкой АТА 33/66/100/133, сетевой адаптер 10/100 Мбит/с, модем АС97, шестиканальное аудио и LPC-шину.

Архитектура AMD8000 позволяет, кроме однопроцессорных систем, создавать многопроцессорные.

В таблице приводятся характеристики некоторых наборов микросхем Intel, Via и AMD.

Система на четырех процессорах Opteron с использованием AMD 8000

Таблица основных характеристик некоторых вариантов чипсетов

Видео: «Самая быстрая стройка - 30 этажей за 360 часов»

Видео с самой быстрой стройкой в китае, 30 этажное здание построено всего за 360 часов