North chipset vs south chipset - forskjeller mellom de to

Nordlige brikkesett kontra sørlige brikkesett: Hvordan kan vi identifisere dem? Konseptet med brikkesett har blitt ganske viktig med årene, spesielt når det gjelder spillutstyr. Produsenter lanserer sine nye CPUer og kommer ofte hånd i hånd med nye brikkesett og minnekontrollere. Hvis du fremdeles ikke vet hva vi snakker om, vil vi i denne artikkelen fjerne all tvil om disse konseptene, og fordype hovedkarakteristikken til et hovedkort: brikkesettet.

Hva er et brikkesett og hva er dets betydning

Begrepet brikkesett refererer til et sett brikker eller en integrert krets, som er i stand til å utføre et antall funksjoner. Datamessig er disse funksjonene relatert til styring av forskjellige enheter koblet til hovedkortet og kommunikasjonen mellom dem.

Brikkesettet ble alltid designet basert på arkitekturen til den sentrale prosessoren, datamaskinens CPU. Dette er grunnen til at når vi snakker om brikkesettet, bør vi også snakke om prosessorene som er kompatible med det og mulighetene det gir oss med tanke på kapasitet og hastighet. Derfor er brikkesettet kommunikasjonskontroll og brikken eller brikkene som er ansvarlig for å kontrollere datatrafikken på hovedkortet. Vi snakker om CPU, RAM, harddisker, PCIe-spor og til slutt alle enhetene som kan kobles til datamaskinen.

For tiden finner vi to brikkesett på et brett, eller rettere sagt, om bord og prosessor, nord- eller nordbroen, og sør- eller sørbroen. Årsaken til å kalle dem på denne måten ligger på deres plassering på brettet, den første øverst nærmest CPU (nord) og den andre nedenfor (sør). Takket være brikkesettet kan vi betrakte hovedkortet som hovedbussen til systemet. Aksen som er i stand til å sammenkoble elementer fra forskjellige produsenter og av forskjellig art på en integrert måte og uten uforenlighet mellom dem. For eksempel et Asus-kort, med en Intel CPU og et Gigabyte-grafikkort.

Siden utseendet til de første elektroniske transistorbaserte prosessorene, 4004, 8008, etc., dukket konseptet med brikkesett opp. Med bruk av personlige datamaskiner ble bruk av ekstra brikker på hovedkortet for å administrere RAM, grafikk, lydanlegg, etc. populært. Funksjonen var tydelig, for å redusere arbeidsmengden til hovedprosessoren og avlede den i andre kretsløp som igjen koblet til den.

Nordbro: funksjoner og funksjoner

Intel G35 North Bridge

Vi vil se det nordlige brikkesettet vs det sørlige brikkesettet som definerer hva de er og hvordan hver enkelt fungerer. Vi starter med det viktigste, som vil være nordbroen.

Det nordlige brikkesettet er den viktigste kretsen etter selve CPU-en. Tidligere var det plassert på hovedkortet og like under det, ved hjelp av en brikke nesten alltid utstyrt med kjøleribbe. I dag er nordbroen direkte integrert i prosessorer fra både Intel og AMD, de ledende produsentene av personlige datamaskiner.

Funksjonen til dette brikkesettet er å kontrollere all dataflyten som går til eller fra CPU til RAM, AGP-bussen (før) eller PCIe (nå) fra grafikkortet, og også den fra selve South chipset. Derfor kalles det også MCH (memory Controller hub) eller GMCH (grafisk MCH), siden mange nordlige brikkesett også hadde integrert grafikk. Så dens oppgave er å kontrollere driften av prosessorbussen eller FSB (frontsidebuss) og gjøre distribusjonen av data mellom de nevnte elementene. For øyeblikket er alle disse elementene innebygd i et enkelt silisium inne i CPU, men dette var ikke alltid tilfelle.

Evolusjonen av Nordbroen

Nord-broens interne arkitektur integrert i AMD Ryzen 3000

Opprinnelig hadde både AMD- og Intel-kort og til og med andre produsenter som IBM disse brikkesettene fysisk plassert på brettet. Overfor behovet for å lage integrerte kretsløp som vil ta liten plass og redusere antall oppgaver for prosessorene, var den eneste måten å skille dem fra og koble CPU til den gjennom FSB.

Kompleksiteten var nesten på nivå med prosessorene, slik at de også genererte varme og trengte kjøling. Dessuten var det den eneste måten å overklokke systemet på. I stedet for å heve CPU-multiplikatoren, var det som ble gjort å heve FSB- multiplikatoren, som i dag ville være BCLK eller Bus Clock. Takket være dette gikk bussen til slutt fra 400 MHz til 800 MHz, noe som fikk CPU-frekvensen og RAM til å stige også.

Den viktigste grunnen til at de viktigste CPU-produsentene begynte å integrere dette brikkesettet i CPU-ene deres, var på grunn av latensen det introduserte. Med prosessorer som allerede overskred 2 GHz-frekvens, begynte latenstid mellom RAM og RAM å være et problem og en stor flaskehals. Å holde disse funksjonene på en egen brikke begynte da å være en ulempe.

Intel begynte å bruke et nord-brikkesett innebygd i CPU fra Sandy Bridge-arkitekturen i 2011 og endringen av navngiving av CPU-er til Intel Core ix. Nehalem CPUer som Intel Core 2 Duo og Quad hadde fremdeles en egen nordbro fra dem.

Og hvis vi snakker om AMD, begynte produsenten å bruke denne løsningen fra de første Athlon 64-prosessorene allerede i 2003 med HyperTransport-teknologi for å koble nord- og sørbroen. En produsent som startet x86-arkitekturen med 64 biter, og som ville legge en minnekontroller til CPU-en lenge før konkurrenter.

South bridge: funksjoner og funksjoner

AMD X570

Det neste elementet i sammenligningen av det nordlige brikkesettet mot det sørlige brikkesettet vil være sørbroen eller også kalt ICH (input Controller hub) for Intel og FCH (controller hub fusion) for AMD.

Vi kan da si at sørbroen er den viktigste brikken som ligger på hovedkortet siden nordbroen ble flyttet til CPU. Dette er den første forskjellen, for øyeblikket den fremdeles er installert på den og praktisk talt i samme posisjon siden starten. Dette elektroniske settet har ansvaret for å koordinere de forskjellige inngangs- og utgangsenhetene som kan kobles til datamaskinen.

Vi har inngang-utgang enheter til å forstå alt som anses som lav hastighet sammenlignet med RAM-minnebussen. Vi snakker for eksempel om USB-porter, SATA-porter, nettverk eller lydkort, klokken, og til og med APM og ACPI strømstyring som også administreres av BIOS. Det er mange tilkoblinger til denne brikken, og PCIe 3.0 eller 4.0-bussen blir også med den, avhengig av CPU-generasjon.

Brikkesettene har fått stor kraft på det nåværende tidspunkt, med hastigheter som overstiger 1, 5 GHz, og trenger aktive kjølesystemer som for den nye generasjonen AMD X570. De kraftigste som de nevnte AMD og Intel Z390 har opptil 24 PCIe-baner for å fordele de forskjellige tilkoblingene til høyhastighets periferiutstyr som M.2 SSD-er og andre PCIe-spor plassert i utvidelsesområdet til brettet.

Denne brikken har vært til stede siden begynnelsen i 1991 med konseptet lokal bussarkitektur. I den var PCI-bussen representert i midten av diagrammet, mens vi oppover hadde nordbroen, og nedover sørbroen, med ansvar for de "tregere" enhetene.

Nåværende South Chipset og dens betydning

Brikkesettet administrerer ikke bare inngangs- / utgangsenhetene på brettet, men spiller også en veldig viktig rolle i kompatibiliteten med CPU. Faktisk, i de fleste tilfeller vises brikkesett sammen med nye CPU-er som er sluppet til markedet, noe som knytter seg til deres arkitektur.

Dette er ikke alltid tilfelle, siden både AMD og Intel har brikkesett som er kompatible med forskjellige generasjoner av CPU-er, selv om visse funksjoner vil være tilgjengelige eller ikke , avhengig av tilfelle. For eksempel støtter AMD X570-brikkesettet PCIe 4.0 sammen med det nye AMD Ryzen 3000. Men hvis vi legger Ryzen 2000 på et brett, som også er kompatibel, vil bussen bli PCIe 3.0. Det samme vil skje med hastigheten på RAM og fabrikkens JEDEC-profiler. Denne kompatibiliteten avhenger i stor grad av BIOS og firmware, siden den til syvende og sist er ansvarlig for å administrere de grunnleggende parametrene til de forskjellige elementene på tavlen.

Nåværende Intel-brikkesett

chipset	MultiGPU	buss	PCIe-baner	informasjon
For 8. og 9. generasjons Intel Core-prosessoruttak LGA 1151
B360	ikke	DMI 3.0 til 7.9 GB / s	12x 3.0	Nåværende mellomtone-brikkesett Støtter ikke overklokking, men støtter opptil 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX og SLI	DMI 3.0 til 7.9 GB / s	24x 3.0	For øyeblikket kraftigere Intel-brikkesett, brukt til spill og overklokking. Stort antall PCIe-baner som støtter +6 USB 3.1 Gen2 og +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Nei (laptop-brikkesett)	DMI 3.0 til 7.9 GB / s	16x 3.0	Brikkesettet som er mest brukt for tiden i en bærbar PC. Det er QM370-varianten med 20 PCIe-baner, selv om den er lite brukt.
For Intel Core X- og XE-prosessorer i LGA 2066-kontakten
x299	CrossFireX og SLI	DMI 3.0 til 7.9 GB / s	24x 3.0	Brikkesettet som brukes til Intels entusiastiske rekkeprosessorer

Nåværende AMD-brikkesett

chipset	MultiGPU	buss	Effektive PCIe-baner	informasjon
For 1. og 2. generasjon AMD Ryzen og Athlon-prosessorer i AMD-kontakt
A320	ikke	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Det er det mest basale brikkesettet i serien, rettet mot grunnleggende utstyr med Athlon APU. Støtter USB 3.1 Gen2, men ikke overklokking
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Mid-range brikkesett for AMD, som støtter overklokking og også den nye Ryzen 3000
X470	CrossFireX og SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Det mest brukte til spillutstyr frem til ankomst av X570. Tavlene er til en god pris og støtter også Ryzen 3000
For andre Gen AMD Athlon og 2. og 3. Gen Ryzen-prosessorer i AM4-stikkontakt
X570	CrossFireX og SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Bare 1. generasjon Ryzen er ekskludert. Det er det kraftigste AMD-brikkesettet som for øyeblikket støtter PCI 4.0.
For AMD Threadripper-prosessorer med TR4-kontakt
X399	CrossFireX og SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Det eneste brikkesettet som er tilgjengelig for AMD Threadrippers. De få PCI-banene er overraskende siden all vekten bæres av CPU.

Sammendrag av forskjeller nord brikkesett vs sør brikkesett

Som syntese skal vi bryte ned alle funksjonene til de to brikkesettene for å gjøre det enda tydeligere hva hver og en er dedikert til.

AMD Ryzen 3000 - X570 Arkitektur

Nord-brikkesettstrømfunksjoner

Med tiden har funksjonene til det nordlige brikkesettet kontra det sørlige brikkesettet økt på en ganske overraskende måte. Mens de første versjonene integrert i CPU-er bare omhandlet kontroll av RAM-minnebussen, har de nå utvidet alternativene sine med ankomsten av PCI-Express-bussen. La oss se hva alle er:

• Minnekontroller og intern buss: dette er fremdeles hovedfunksjonene. For AMD har vi Infinity Fabric-bussen og for Intel har vi Ring og Mesh-bussen. En 64-biters buss som er i stand til å adressere opptil 128 GB RAM i Dual Channel eller Quad Channel (kjeder på 128 eller 256 bits samtidig) med opptil 5100 MHz når det gjelder den nye AMD Ryzen 3000. Kommunikasjon mellom CPU og South Bridge: selvfølgelig har vi kommunikasjonsbussen mellom CPU og sørbroen vi har sett. Når det gjelder Intel kalles det DMI og er i versjon 3.0 med overføringshastigheter på 7, 9 GB / s. For AMD, bruk 4 PCIe 4.0-baner i de nye CPU-ene, og når også 7, 9 GB / s. En del av PCIe-banene: De nåværende prosessorene, eller rettere sagt nordbroene, har muligheten til å rute data direkte fra PCIe-sporene. Kapasiteten måles i baner, og kan ha fra 8 til 48 gjenger. Disse går rett inn i PCIe x16-spor for grafikkort og til og med M.2 SSD-er. Lagringsenheter med høy hastighet: Dette er faktisk en av funksjonene i det nordlige brikkesettet nå. Den håndterer en del av lagringen i henhold til platens design og rekkevidde. AMD kobler alltid en M.2 PCIe x4-spor til CPU-en, mens Intel gjør det samme for Intel Optane- minner. USB 3.1 Gen2- porter: Vi kan til og med finne USB-porter koblet til CPU, spesielt Intels Thunderbolt 3.0-grensesnitt. Integrert grafikk: Tilsvarende har mange nåværende CPUer integrert grafikk eller IGP, og måten å få dem til I / O-panelet på tavlen er gjennom den interne kontrolleren med en HDMI- eller DisplayPort-port. På denne måten har vi muligheten til å spille innhold i 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS uten problemer. Wi-Fi 6: I tillegg vil de nye CPU-ene integrere trådløse nettverksfunksjoner direkte i sine nye brikker, og legge til enda mer funksjonalitet med den nye Wi-Fi-standarden som fungerer med IEEE 802.11ax- protokollen .

Intel Core 8. generasjon og Intel Z390-arkitektur

Sørflisettstrømfunksjoner

På den delen av den sørlige broen vil vi for tiden ha alle disse funksjonene:

• Direkte buss til CPU: Som vi tidligere har nevnt, vil den nordlige og sørlige brikkesettet være koblet gjennom en buss for å sende relevant data til CPU-en. Både Intel og AMD opererer i en hastighet nær 8 GB / s i dag. En del av PCIe-banene: den andre delen av PCI-banene som CPU ikke har, er sørbroen, faktisk vil de være mellom 8 og 24 avhengig av ytelsen til brikkesettet. I dem er M.2 PCIe x4-spor, utvidelses-PCIe-spor og forskjellige høyhastighetsporter som U.2 eller SATA Express tilkoblet. USB-porter: De fleste USB-porter vil gå direkte til dette brikkesettet, bortsett fra i visse tilfeller som vi har nevnt før. For øyeblikket snakker vi om USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) og 3.1 Gen2 (10 Gbps) porter. Nettverk og lydkort: to andre viktige utvidelseskomponenter vil være ethernet og lydnettverkskort, alltid koblet til dette brikkesettet. SATA-porter og RAID-støtte: Tilsvarende vil treg lagring også alltid være koblet til sørbroen. Kapasiteten varierer fra 4 til 8 SATA-porter. Den tilbyr også muligheten til å lage RAID 0, 1, 5 og 10. ISA- eller LPC-buss: denne bussen er fortsatt gyldig på nåværende hovedkort. Til den har vi koblet parallell- og seriellportene, i tillegg til PS / 2 mus og tastatur. SPI- og BIOS-buss: Tilsvarende vedlikeholdes denne bussen, og gir tilgang til flash-lagring av BIOS. SMBus for sensorer: temperatur- og RPM-sensorer trenger også en buss for å sende dataene, og dette vil være ansvarlig for å gjøre det. DMA-kontroller: Denne bussen gir direkte tilgang til RAM-minne for ISA-enheter. ACPI og APM strømstyring: Endelig klarer brikkesettet en del av strømstyringen, spesifikt hvordan strømsparingsmodus fungerer for å slå av eller suspendere systemet.

Konklusjon om nordbrikkesett vs sørbrikkesett

Vel, denne artikkelen når dette punktet der vi detaljert detaljerer hva nordbroen og sørbroen består av. I tillegg har vi sett dens utvikling og alle funksjonene til hver av dem på nåværende hovedkort.

Nå lar vi deg få noen maskinvareartikler for å fortsette å lære:

Hvis du har spørsmål eller ønsker å gjøre en korreksjon om innholdet, legg igjen en kommentar i boksen. Vi håper du fant det nyttig.