Что такое чипсет?
Компьютерные разработки идут семимильными шагами, и уследить за изменениями в структуре тех же самых чипсетов очень сложно, в этой статье, мы попробуем разобраться с основной моделью чипсетов современных материнских плат, и указать некоторые отличия новых разработок.
На первых этапах развития компьютерной техники для организации взаимодействия между основными компонентами компьютера, использовались десятки микросхем, что вызвало ряд неудобств, которые должен был исправить чипсет.
Первыми в сфере изготовления чипсетов можно назвать разработчиков компании по производству компьютеров серии Amiga счипсетом OCS, которые создавали свой проект ещё в средине 80-х. Немного позже, компания Chips & Technologies представила чипсет CS8220 для IBM PC/AT-совместимых систем.
Что же такое, этот чипсет? Чипсет (ПК) – это набор микросхем (расположенных на материнской плате ), который связывает память, процессор ( Интел или АМД ), видеоадаптер, устройства ввода вывода и другие элементы ПК, для выполнения совместных функций. То есть, является очень важным элементом материнской платы. Фактически 90% функциональности материнской платы зависят от выбора чипсета. Чипсет определяет тип процессора, тип памяти, который будет установлен в системе, также чипсетом определяется возможность подключения тех или иных периферийных устройств.
Теперь перейдём к структуре чипсета. Чипсет состоит из северного моста (North Bridge) и южного моста (South Bridge). Иногда северный и южный мосты объединяют в одну микросхему, такое решение называют одночиповым, классическая структура с двумя микросхемами, носит название двухмостовой схемы.
Северный мост (North Bridge) содержит контролер памяти, контролер графической шины, интерфейс взаимодействия с южным мостом и процессором. То есть северный мост является центральным узлом материнской платы, который связывает между собой видеоадаптер, память, процессор и элементы, управление которыми совершает южный мост.
Рис.1 Пример структуры чипсета Nvidia
Для соединения северного и южного моста, используется специальная шина, разные производители чипсетов, используют разные шины: Intel (шина QPI,DMI), AMD (Hyper Transport, PCI Express ), Nvidia (Hyper Transport).
На текущий 2011 год, двухмостовая схема построения чипсетов (когда присутствует разделение на южный и северный мост) постепенно уходит в прошлое. Всё чаще производители интегрируют котроллер памяти на кристалл процессора, к примеру это реализовано в структуре некоторых процессоров Intel Core іх, и в ряде линеек AMD.
Мощнейшие видеокарты: чипсеты и графические чипы от гигантов IT и стартапов
От чипсета напрямую зависит скорость работы вашего устройства, поэтому при его выборе следует быть внимательнее, особенно если речь идет о рабочих или игровых компьютерах. Рассказываем, какие бывают чипсеты и чем они отличаются.
Читайте «Хайтек» в
Как выглядят чипсеты современных компьютеров?
Чипсет — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора заданных функций.
Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет функцию связующего компонента (моста), обеспечивающего взаимодействие центрального процессора (ЦП) c различными типами памяти, устройствами ввода-вывода, контроллерами и адаптерами ПУ, как непосредственно через себя (и имея некоторые из них в своем составе), так и через другие контроллеры и адаптеры, с помощью многоуровневой системы шин.
Так как ЦП, как правило, не может взаимодействовать с ними напрямую. Чипсет определяет функциональность системной платы. Он включает в себя интерфейс шины процессора и определяет в конечном счете тип и быстродействие используемого процессора.
Определяет во многом тип, объем, быстродействие и вид поддерживаемой памяти, рабочие частоты различных шин, их разрядность и тип, поддержку плат расширения, их количество и тип, и т. д.
Таким образом, этот набор микросхем относится к числу наиболее важных компонентов системы, во многом определяя ее быстродействие, расширяемость, стабильность работы при различных настройках и условиях, модернизируемость, сферу применения и т. д.
Являясь по сути основой платформы/системной платы, чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах и сетевых медиаплеерах.
Чипсет материнских плат современных компьютеров состоит из двух основных микросхем (иногда объединяемых в один чип, т.н. системный контроллер-концентратор :
Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.
Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъема LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и, следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI.
Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящей из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.
Чипсеты для современных x86-процессоров
В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованы фирмы-производители процессоров. Поэтому ведущими производителями процессоров (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы специально для производителей материнских плат.
После обкатки на таких чипсетах выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.
Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86:
Чипсеты ARM
Для систем, использующих процессоры ARM, также создавались и создаются чипсеты. И если первые образцы были в целом похожи на современные им чипсеты IBM PC, то современные (такие как Qualcomm Snapdragon и Texas Instruments DaVinci), из-за ориентированности на мобильные устройства, заметно отличаются как по структуре, так и по техническим особенностям.
Производители чипсетов
Маркировка чипсета буквой перед цифрой означает мощность чипсета внутри одной линейки.
Х — чипсет для HEDT-процессоров Intel Core X, отвечающий требованиям для производительных рабочих и игровых станций.
Z — чипсет для энтузиастов, поддерживающий разгон процессоров Intel Core и обеспечивающий лучшую производительность
B, H — для обычного домашнего игрового или офисного компьютера
W, Q — для бизнеса. Особенность в том, что чипсеты поддерживают продвинутые технологии безопасности данных и обширные возможности построения корпоративных сетей
Самые слабые по производительности те модели, в названии которых только цифры:
Буквы G или V в названии модели указывает на наличие в чипсете встроенной видеокарты.
Х или GX — поддержка двух отдельных (дискретных) видеокарт, но не на полную мощность (по 8 линий на каждую).
FX — самые мощные чипсеты, которые полностью поддерживают работу с несколькими видеокартами.
Шина, которая связывает процессор и чипсет у AMD называется Hyper Transport (HT).
Как выбирать чипсет?
Существует заблуждение, что чем больше ядер, тем лучше, но это не так.
Напомним, что речь идет об одной из частей системы на кристалле, а именно о центральном процессоре (CPU). CPU занимается общим управлением чипсета и приложениями от трех сторон.
Стоит вспомнить правило, что ограничение роста производительности происходит из-за увеличения количества вычислителей. Джин Амдал сформулировал закон в 1967 году. Поэтому больше ядер — больше энергопотребление.
Иногда из-за большого количества ядер невозможно разместить что-то другое т. к. физический размер чипсета имеет ограничения.
Также важна тактовая частота центрального процессора. Сейчас максимальная частота флагманов достигает 2,45 ГГц и нужна для непродолжительных высоких нагрузок (например, при обработке 4К30 видео, при передаче данных по сети LTE со скоростями до 1 Гбит/с) или для задач бенчмаркинга.
Подборка самых производительных чипов
Что Такое ЧИПСЕТ Материнской Платы и Какой Лучше Выбрать?
Чипсет материнской платы — это блоки микросхем (дословно чип сет, то есть набор чипов), отвечающих за работу всех остальных компьютерных комплектующих. От него также зависит производительность и скорость работы ПК.
Как вы понимаете, при выборе материнской платы помимо сокета следует пристальное внимание уделить размещенному на ней чипсету, особенно если речь идет о современных мощных домашних или игровых компьютерах.
Определить их визуально на системной плате легко — это крупные черные микросхемы, которые иногда бывают прикрыты радиаторами охлаждения.
Архитектура материнской платы с двумя мостами
В уже устаревшей схеме построения материнской платы микросхемы чипсета делились на два блока — северный и южный мост по их расположению на схеме.
Функции северного моста — обеспечение работы процессора с оперативной памятью (контроллер RAM) и видеокартой (контроллер PCI-E x16). Южный же отвечает за связь процессора с другими устройствами компьютера — хард-дисками, оптическими приводами, картами расширения и т.д. через контроллеры SATA, IDE, PCI-E x1, PCI, USB, звук.
Основной характеристикой производительности чипсета в этой архитектуре является шина данных (System Bus), предназначенная для обмена информацией между различными составляющими компьютер частями. Все компоненты работают с чипсетом через шины, причем каждый со своей скоростью. Это наглядно видно на схеме чипсетов.
Производительность же всего ПК зависит именно от скорости той шины, которая связывает его с самим чипсетом. В терминологии чипсетов Интел эта шина обозначается как FSB (Front Side Bus).
В описании материнской платы она именуется «частотой шины» или «пропускной способностью» шины.
Разберем подробнее эти характеристики шины данных. Она определяется двумя показателями — частотой и шириной.
При умножении двух этих величин мы получаем третью, которая как раз и указывается на схемах — пропускная способность, которая измеряется в гигабайтах в секунду (Гб/с, Gb/s). Из нашего примера производим умножение 3 ГГц на 2 Байта и получаем 6 Гб/с.
На картинке ниже пропускная способность шины равна 8.5 гигабайт в секунду.
Связь же северного моста с оперативной памятью происходит с помощью встроенного в него двухканального контроллера через шину RAM Bus, имеющую 128 контактов (х128). При работе с памятью в одноканальном режиме задействуются только 64 дорожки, поэтому для максимальной производительности рекомендуется использовать 2 модуля памяти, подсоединенных на разные каналы.
Архитектура без северного моста
В процессорах последнего поколения северный мост уже встроен в микросхему самого процессора, что значительно повышает его производительность. Поэтому на новых системных платах он вообще отсутствует — остается только южный мост.
На примере ниже в чипсете отсутствует северный мост, так как его функцию на себя берет процессор со встроенным видео-ядром, однако от него также мы видим обозначение скорости шины данных.
В работе современных процессоров используется шина QPI (QuickPath Interconnect), а также графический контроллер PCI-e x16, который раньше был в северном мосту, а теперь встроен в процессор. В результате того, что они стали встроенными, характеристики основной шины данных не так важны, как это было в архитектуре предыдущего поколения с двумя мостами.
В современных чипсетах на новых платах присутствует другой параметр работы шины — трансферы в секунду, который указывает на количество операций по передаче данных в секунду. Например, 3200 МТ/с (мегатрансферы в сек) или 3.2 ГТ/с (гигатрансферы).
Эта же характеристика указывается и в описаниях процессоров. Причем, если у чипсета скорость работы шины 3.2 ГТ/с, а у процессора, например, 2 ГТ/с, то данная связка будет работать по меньшему значению.
Производители чипсетов
Основными игроками на рынке производителей чипсетов являются уже знакомые нам по процессорам фирмы Intel и AMD, а также NVidea, которая больше известна пользователям по своим видеокартам, и Asus.
Поскольку основными производителями являются на сегодняшний день первые два, давайте взглянем на современные и уже устаревшие модели.
Чипсеты Intel
Современные — серии 8x, 7x и 6x.
Устаревшие — 5х, 4х и 3х, а также NVidea.
Маркировка чипсета буквой перед цифрой означает мощность чипсета внутри одной линейки.
В последнее время для нового чипсета LGA 1155 были введены еще несколько новых серий:
Из схемы чипсета можно легко понять, какие встроенные и внешние функции он поддерживает. Для примера посмотрим на схему современного производительного чипсета Intel Z77.
Первое, что обращает на себя внимание — отсутствие северного моста. Как мы видим, данный чипсет работает с процессорами со встроенных графическим ядром (Processor Graphics) серии Intel Core. Для домашнего компьютера встроенного ядра будет достаточно для работы с документами и просмотра видео. Однако, если требуется большая производительносмть, например при установке современных игр, то чипсет поддерживает установку нескольких видеокарт в слот PCI Express 3. Причем, при установке 1 видеокарты она будет задействовать 16 линий, двух — каждая по 8 линий, либо одна 8, другая 4, а оставшиеся 4 линии будут задействованы для работы с устройствами по технологии Thunderbolt.
Также чипсет готов к дальнейшей модернизации и разгону системы (Intel Extreme Tuning Support).
Для сравнения, посмотрим на другой чипсет — Intel P67, который изображен ниже. Основное отличие его от Z77 — в том, что он не поддерживает работу со встроенным видеоядром процессора.
Это означает, что материнская плата, оснащенная P67, не сможет работать со встроенным графическим ядром процессора и к ней обязательно придется покупать дискретную (отдельную) видеокарту.
Чипсеты AMD
Современные — серии Аxх (для процессоров со встроенным видеоядром), 9хх и 8хx.
Устаревшие — 7хх, nForce и GeForce, за исключением некоторых моделей.
Самые слабые по производительности те модели, в названии которых только цифры.
Шина, которая связывает процессор и чипсет у AMD называется Hyper Transport (HT). В современных чипсетах, работающих с сокетами AM2+, AM3, AM3+ она версии 3.0, в AM2 — 2.0.
Посмотрим пример описания материнской платы на сайте и определим, какой чипсет на ней размещен.
На данном рисунке мы имеем модель MSI Z77A-G43 — уже из самого названия понятно, что она оснащена чипсетом Intel Z77, что также подтверждается в подробном описании.
А здесь — плата ASUS SABERTOOTH 990FX R2.0 с производительным чипсетом от AMD 990FX, что также видно как из названия, так и при подробном описании.
Какой лучший чипсет системной платы?
Давайте подведем итог — какой же чипсет лучше выбрать для своего компьютера?
Все зависит от того, для каких целей вы собираете свой ПК. Если это офисный комп или домашний, на котором вы не планируете устанавливать игры, то целесообразно выбрать чипсет, который работает с процессорами со встроенным графическим ядром. Приобретя такую плату и, соответственно, процессор со встроенным видео, вы получите комплект, который вполне подойдет для работы с документами и даже просмотра видео в хорошем качестве.
Если требуется более углубленная работа с графикой, например для средних видео-игр или графических приложений, то вы будете использовать отдельную видеокарту, а значит нет смысла переплачивать за графический чипсет, поддерживающий работу со встроенным видео процессор — лучше, если он будет по максимуму обеспечивать работу видеокарты.
Для самых мощных игровых компьютеров и в меньшей степени для тех, которые будут работать с требовательными к графике профессиональными программами выбирайте самые производительные модели, в полной степени поддерживающие работу с несколькими видеокартами.
Надеюсь, данная статья открыла немного для вас завесу над тайной чипсетов материнской платы и теперь вы сможете более правильно подобрать эти комплектующие для своего компьютера! Ну а для закрепления знаний посмотрите видеоурок, размещенный в начале статьи.
Чипсеты Intel 600-й серии: разбираемся в нюансах, сравниваем с Intel 500
Содержание
Содержание
В ноябре на рынок вышли очередные новинки от Intel — процессоры 12-го поколения Core и чипсеты 600-й серии. В этот раз пользователей наконец-то ждет не плановая эволюция, а небольшая революция. Почему — расскажем в этой статье.
Intel выпускает новые процессоры и наборы системной логики уже второй раз за этот год. Весной компания представила семейство Rocket Lake — по сути, эти процессоры стали очередным развитием прошлых идей. В этом же месяце Intel представила новые процессоры Alder Lake. Они стали первыми ласточками крупных нововведений. Новое семейство имеет гибридную архитектуру, включающую большие и малые ядра. Даже для небольших нововведений у процессоров Rocket Lake Intel потребовался новый чипсет, а для реализации глобальных изменений без него тем более не обойтись. Серия новых чипсетов 600-й серии на данный момент включает только флагмана линейки— Intel Z690. Более простые наборы логики выпустят позже.
Обзор нововведений чипсета Z690
Процессоры Alder Lake предлагают новую архитектуру, гетерогенность, увеличение IPC и память DDR5. Такого количества изменений не было уже давно. А что же нового у самого набора логики Z690?
Direct Media Interface (DMI, канал связи процессора с чипсетом), претерпел эволюционные изменения. В новом поколении он переехал на PCI-E 4.0 с базы PCI-E 3.0. При этом ширина канала осталась прежней. Это увеличило пропускную способность линии ровно вдвое — с 7.8 до 15.7 ГБ/c. Такое ускорение открывает много новых возможностей для конфигурации периферийных устройств.
Расширенный канал взаимодействия с процессором позволяет использовать порты PCI-E 4.0 через чипсет. 12 линий 4.0 по пропускной способности уже равны 24 линиям 3.0 у предшественника. Дополнительно Z690 поддерживает еще 16 линий 3.0. Так что максимально возможная итоговая пропускная способность увеличилась на две трети.
Набор логики поддерживает восемь SATA-устройств. Ранее для поддержки такого числа портов на платах необходимо было распаивать дополнительные контроллеры, занимавшие линии PCI-E. Решение подходило не всем: эти контроллеры могли бы пригодиться для других устройств. Теперь эту проблему решили.
Появилась возможность установить на один высокоскоростной порт больше.
Новый контроллер, встроенный в чипсет, поддерживает Wi-Fi 6E с частотой 6 ГГц.
Процессоры Alder Lake добавляют к этому набору PCI-E 5.0. Впрочем, только для шестнадцати процессорных линий, предназначеных для видеокарты. Их можно разделить на две половины — например, для установки двух видеокарт, SSD или другого оборудования. Это хороший задел на будущее, но пока устройств с поддержкой PCI-E 5.0 на рынке нет. Отдельный канал PCI-E 4.0 для NVME SSD, унаследованный от Rocket Lake, остался прежним. Однако теперь в нем нет такой острой необходимости, как раньше. Появилась альтернатива: SSD с поддержкой 4.0 x4 можно подключить и к чипсетным линиям.
Количество скоростных портов HSIO для Z690 увеличили с 30 до 38. Одновременно использовать все возможности чипсета не получится. Например, если задействовать все 12 линий PCI-E 4.0, отключатся четыре из восьми портов SATA. Если реализовать все четыре USB 3.2 Gen 2×2, останутся доступны лишь два из десяти обычных USB 3.2 Gen 2. Конфигураций много. Они, как обычно, отданы на откуп производителям материнских плат. От цены и позиционирования конкретной модели зависит, какие возможности чипсета будут доступны покупателю.
Что предлагают новые платы на базе Z690
Материнские платы на основе Z690 встречают нас поддержкой нового типа памяти — DDR5, впервые на массовых платформах. Официально — до частоты 4800 МГц. В разгоне уже доступны частоты вплоть до 6400 МГц. После выхода более скоростных модулей и обновления BIOS текущих плат, возможно, цифры вырастут сильнее.
Стало больше режимов работы с оперативной памятью Gear (отношение скорости контроллера памяти в процессоре к скорости самой памяти). Если раньше были доступны режим Gear 1 (1:1) и Gear 2 (1:2), то теперь добавился еще и Gear 4 (1:4). Сделано это для беспроблемной работы высокоскоростных модулей памяти DDR5. Однако, стоит помнить, что чем выше режим Gear, тем больше задержки памяти и ниже ее реальная производительность. Для модулей вплоть до DDR5-6400 будет достаточно Gear 2.
Поддержка DDR4 никуда не делась. Здесь все, как у предшественника — доступны частоты вплоть до 3200 МГц. Однако при наличии соответствующих планок память может работать на скоростях 5000 МГц и выше.
Есть и не очень приятная новость. Платы на Z690 не могут одновременно поддерживать модули DDR4 и DDR5. Все потому, что в DDR5 регулятор питания перенесли на сами модули, а на платах с DDR4 он находится непосредственно на «материнке». Поэтому купить гибридную плату на Z690, временно установить туда оставшуюся от прошлой платформы DDR4 и дожидаться последующую установку DDR5 не выйдет. Придется изначально выбрать, с поддержкой какой памяти покупать плату. Благо, и с поддержкой DDR4, и с поддержкой DDR5 вариантов предостаточно.
Теперь, когда чипсет поддерживает PCI-E 4.0, на платах можно развести сразу четыре слота NVME, работающих на такой скорости. На практике, скорее всего, их будет до трех штук — однако это значительный прогресс по сравнению с единственным экземпляром на Z590. Тем более, на рынке уже много накопителей, работающих в этом режиме. А значит, работа с большими объемами данных на новых платах станет куда комфортнее.
Вишенка на торте — особенности самих процессоров Alder Lake, предназначенных для работы с новым чипсетом. Такого скачка у Intel давно уже не было: гетерогенная архитектура, состоящая из больших и малых ядер, увеличившееся число исполняемых инструкций на такт, высочайшая однопоточная производительность вкупе с хорошей многопоточной. Чипсет Z690, как флагман линейки, позволяет управлять максимальным количеством доступных настроек, доступных для платформы. С помощью плат на его основе можно собрать как мощную разогнанную рабочую станцию, так и тихий производительный компьютер.
Чего ждать от чипсетов H670, B660 и H610
Младшие чипсеты 600-й линейки представят в январе следующего года. Платы на их базе станут доступны ближе к весне. Официальных характеристик будущих чипсетов еще нет. Но, судя по утечкам, поддержка PCI-E 5.0 останется прерогативой только двух старших Z690 и H670. В младших будет только PCI-E 4.0. Возможно потому, что новая версия требует определенных электронных элементов для разводки. Использовать их на платах с бюджетным чипсетом никто не станет. Потому оставлять саму поддержку нецелесообразно.
Попробуем спрогнозировать основные характеристики будущих младших чипсетов 600-й серии. Расчеты основаны на информации о прошлом поколении чипсетов, а также информационных утечках о чипсетах новой линейки.
Чипсет
Итоги
Новые чипсеты Intel, на первый взгляд, не слишком сильно отличаются от предшественников. На деле платформа заметно усовершенствовалась. Она предлагает много совершенно новых возможностей:
Добавим к этому особенности новой архитектуры Alder Lake. Так что платформа предлагает максимум изменений за последнее десятилетие. Портят картину несколько нюансов. Первый — недоступность процессоров с заблокированным множителем. Второй — отсутствие младших чипсетов. Третий — большие задержки доступной на данный момент оперативной памяти DDR5.
Однако платы на бюджетных чипсетах, как и процессоры non-K, попадут в магазины уже к весне. А характеристики оперативной памяти DDR5 и ее ассортимент увеличиваются день за днем. Если вы хотите обновить свой старый компьютер, но не готовы переплачивать, осталось подождать совсем немного. А если вы компьютерный энтузиаст — разблокированные процессоры Alder Lake и платы на базе флагманского чипсета Z690 доступны для вас уже сейчас.
