Что такое чипсет на материнской плате как узнать свой или выбрать лучший

Основные компоненты чипсетов

Прежде чем переходить к анализу
возможностей наборов микросхем системной логики, необходимо отметить, что
развитие их архитектуры  позволило
сократить число используемых в их составе микросхем. Основой современных
чипсетов в настоящее время являются, за редким исключением, всего две
компоненты.

Первая представлена микросхемой,
получившей наименование North Bridge.
Эта компонента, посредством встроенных в нее контроллеров определяют работу основных
подсистемам компьютера, обеспечивая связь между процессором, модулями оперативной
памяти, а с некоторых пор и видеоадаптером. В дополнение к этому, данная
компонента контролирует работу карт расширения, подключаемых к North Bridge, если, конечно, это
предусматривает архитектура чипсета. Кроме того, еще одной функцией является поддержка
связи со второй компонентой (или компонентами) чипсета.

Этой компонентой является
микросхема, называемая South Bridge.
Она с помощью встроенных средств и внешних элементов обеспечивает контроль за
работой большого числа сравнительно медленных периферийных устройств.

Необходимо отметить, что
разделение чипсетов на компоненты позволяет разрабатывать специализированные
микросхемы. Это обеспечивает за счет комбинирования компонентов эффективное
решение задач.

Остается добавить, что одной из
основных функций микросхем чипсетов является эффективное управление ресурсами
компьютеров. К этим ресурсам относятся, кстати, многочисленные шины, входящие в
состав архитектуры компьютерной системы и потоки передаваемой с их помощью
информации. Кроме того, учитывая специфику мобильных систем, чипсеты играют
активную роль в управлении и экономии энергоресурсов, представленных
автономными источниками питания.    

Где находится

Расположение чипсета нетрудно определить по названию его мостов. Северный мост располагается в верхней части МП, в непосредственной близости от процессора. Выглядит он как большая микросхема, оснащенная системой охлаждения в виде радиатора, или радиатора и кулера. Это необходимо по причине постоянных перегревов. Новые модели МП могут не иметь обособленного Северного моста, так как он интегрирован в процессор.

Южный мост располагается в нижней части материнской платы, и его микросхема также оснащена системой охлаждения. Нагрузка на южный мост не такая существенная, поэтому в большинстве моделей в качестве охлаждения выступает один радиатор. Некоторые производители и вовсе не оснащают микросхему персональными элементами охлаждения.

Текущие функции северного чипсета

С течением времени функции северного чипсета по сравнению с южным набором микросхем увеличивались довольно неожиданным образом. В то время как первые версии, встроенные в процессоры, имели дело только с управлением шиной оперативной памяти, теперь они расширили свои возможности с появлением шины PCI-Express. Давайте посмотрим, что они все:

Контроллер памяти и внутренняя шина: это все еще основные функции. Для AMD у нас есть шина Infinity Fabric, а для Intel — шина Ring и Mesh. 64-разрядная шина, способная адресовать до 128 ГБ оперативной памяти в двухканальном или четырехканальном (цепочки по 128 или 256 битов одновременно) с частотой до 5100 МГц в случае нового AMD Ryzen 3000. Связь между процессором и южным мостом: конечно, у нас есть коммуникационная шина между процессором и южным мостом, который мы видели. В случае с Intel он называется DMI и имеет версию 3.0 со скоростью передачи 7, 9 ГБ / с. Для AMD используйте 4 линии PCIe 4.0 в своих новых процессорах, также достигая 7, 9 ГБ / с. Часть линий PCIe. Современные процессоры, или, точнее, северные мосты, имеют возможность направлять данные непосредственно из слотов PCIe. Емкость измеряется в дорожках, и может иметь от 8 до 48 Threadrippers. Они идут прямо в слоты PCIe x16 для видеокарт и даже M.2 SSD. Высокоскоростные устройства хранения: на самом деле, это одна из функций северного чипсета. Он обрабатывает часть хранения в соответствии с дизайном плиты и ее ассортиментом. AMD всегда подключает слот M.2 PCIe x4 к своему процессору, в то время как Intel делает то же самое для памяти Intel Optane. Порты USB 3.1 Gen2: мы даже можем найти порты USB, подключенные к процессору, особенно интерфейс Intel Thunderbolt 3.0. Интегрированная графика. Аналогичным образом, многие современные процессоры имеют встроенную графику или IGP, и способ получить их на панели ввода / вывода платы — через внутренний контроллер с портом HDMI или DisplayPort. Таким образом, у нас есть возможность воспроизводить контент в 4K 4096 × 2160 при 60 FPS без проблем. Wi-Fi 6: Кроме того, новые процессоры будут интегрировать функции беспроводной сети непосредственно в свои новые чипы, добавляя еще больше функциональности с новым стандартом Wi-Fi, работающим с протоколом IEEE 802.11ax.

Intel Core 8-го поколения и архитектура Intel Z390

Компьютерные шины

Все компоненты, которые размещаются на материнской плате соединяются специальными шлейфами (шинами). Компьютерная шина служит для передачи данных между отдельными функциональными блоками компьютера и представляет собой совокупность сигнальных линий, которые имеют определенные электрические характеристики и протоколы передачи информации. Шины могут различаться разрядностью, способом передачи сигнала (последовательный или параллельный, синхронный или асинхронный), пропускной способностью, количеством и типами поддерживаемых устройств, протоколом работы, назначением (внутренняя или интерфейсная).

Шины делятся на три группы в зависимости от типа передаваемых данных:

• Шина адрес (для адресации данных);
• Шина данных (для обмена данными);
• Шина управления (для управления данными).

Основные характеристики шины:

1. Разрядность шины — величина, показывающая сколько бит данных можно пропустить шиной за один такт.
2. Пропускная способность шины — показывает, сколько бит информации передается шиной за 1 секунду.

Системная шина (FSB-Front Sиde Bus) — шина, соединяющая CPU с другими устройствами через северный мост.

Шина Quad-Pumped Bus (QPB) — это 64-битная процессорная шина, обеспечивает связь процессором Intel с северным мостом чипсета. Характерной ее особенностью является передача четырех блоков данных (из двух блоков адресов) за такт. Таким образом, для частоты FSB, равной 200 МГц, эффективная частота передачи данных будет эквивалентна 800 МГц (4х200 МГц).

Шина HyperTransport (HT) — последовательная двунаправленная шина, разработанная консорциумом компаний во главе с AMD и служит для связи процессоров AMD семейства К8 друг с другом, а также с чипсетом. Кроме того, многие современные чипсетов используют НТ для связи между мостами.

Данная шина НТ нашла место и в высокопроизводительных сетевых устройствах — маршрутизаторах и коммутаторах. Характерной чертой шины НТ является ее организация по схеме Peer-to-Peer (точка-точка), что обеспечивает высокую скорость обмена данными при низкой латентности.

Зачем материнской плате нужен чипсет

Современный компьютер – сложное устройство, состоящее из множества компонент и периферийных устройств. Если первые настольные ПК имели практически неизменяемую архитектуру, то сегодня такой подход неприемлем. А значит, обеспечить совместимость различных комплектующих (ЦП, видеокарта, жёсткий диск, оперативка) становится самостоятельной и не менее сложной задачей, которая возлагается на специальный набор микросхем (именно так и переводится слово чипсет).

Классическая архитектура МП предполагает наличие двух таких микросхем, северного и южного моста. Свои названия они получили из-за особенностей расположения на материнской плате, вверху и внизу. Со словом «мост» тоже всё понятно – чипсеты связывают между собой процессор, графический адаптер, дисковую подсистему и так далее.

В частности, северный мост отвечает за:

• взаимодействие CPU и GPU;
• обмен данными между процессором и оперативной памятью.

В функции южного моста входят:

• обмен данными между ЦП и накопителями;
• координация функционирования звуковой платы;
• управление работой оптических приводов;
• обмен данными с периферийными устройствами, реализованный через контроллеры PCI, USB, EIDE/SATA.

ВНИМАНИЕ. Связь между мостами и другими компонентами осуществляется посредством системных шин, имеющих разную пропускную способность

Этот аспект важен для сбалансированной работы компьютера как единого вычислительного устройства.

Последние поколения МП от Intel в этом плане несколько отличаются от классической архитектуры: функции северного моста здесь делегированы непосредственно центральному процессору, что позволило увеличить скорость обработки данных, тем самым повысив быстродействие ПК.

Другие преимущества интегрированного моста:

• снижение себестоимости материнской платы;
• уменьшение дефицита свободного пространства на МП;
• уменьшение степени нагрева чипсета, часть которого охлаждается вместе с CPU, что сказалось на долговечности и надёжности материнки (на материнских платах AMD северный мост часто снабжается отдельным чипом охлаждения из-за сильного нагрева);
• встраивание северного моста в процессор позволило снизить общее потребление электроэнергии.

В настоящее время топовые производители чипсетов – те же компании, которые специализируются на разработке центральных процессоров, то есть извечные конкуренты Intel и AMD. Ранее чипсеты проектировали и в Nvidia, но на сегодня они сосредоточили основные усилия на производстве графических адаптеров. Доля других разработчиков чипсетов остаётся незначительной.

https://youtube.com/watch?v=uv-aug400RA

Как правильно выбирать

Прежде всего нужно определиться, какой компании отдать предпочтение при выборе материнской платы, Intel или AMD. В целом, принципиальной разницы между продукцией этих двух компаний нет. При выборе материнской платы на основе нужного чипсета нужно исходить из нескольких соображений:

1. Назначение платы – для полноценного видео гейминга лучше приобретать «материнку», позволяющую выполнять разгон процессора и оперативной памяти.
2. Количество слотов – изначально нужно посчитать, сколько USB портов потребуется для подключения всех периферийных устройств.
3. Стоимость платы – иногда продукт от одной компании может быть существенно дешевле, чем от другой. При этом, оба продукта обладают практически идентичными техническими особенностями. То есть разница между ними, по большей части, заключается лишь в стоимости.

Теперь непосредственно о том, на каком чипсете остановить свой выбор. Здесь, на самом деле, все довольно просто. Ориентируясь на данные, представленные выше, можно сделать множество выводов касаемо того, какой лучше всего в текущей ситуации приобрести чипсет, H или B. В общем, можно выделить следующие моменты:

1. Если пользователю ближе компания Intel, он не собирается использовать компьютер для видеоигр и ему не потребуется заниматься разгоном процессора, то лучше всего остановить свой выбор на чипсетах сегмента «H» типа 410 или 510.
2. Если хочется иметь возможность разгонять оперативную память, то имеет смысл приобрести «материнку» с чипсетов «B».
3. Если пользователю в силу каких-то причин больше импонирует компания AMD, он не собирается устанавливать на систему мощные игровые решения (сильные видеокарту, процессор), а хочет использовать ПК преимущественно для работы с документацией, то чипсеты сегмента «A» его выбор.
4. При желании купить материнскую плату от AMD с целью использовать ПК для требовательных игр, стоит остановиться на чипсетах сегмента «B» (или более высокого «X»).

Приобретая компоненты с рук, есть высокий риск нарваться на недобросовестного продавца, который предоставит техничку в неисправном состоянии или со значительными дефектами. В сертифицированных магазинах такая ситуация невозможна, поскольку технику всегда можно сдать или заменить по гарантии.

Помимо прочего стоит помнить и о том, что после смены чипсета H или B на какой-то другой, может потребоваться загрузка драйверов к другим компонентам системы.

Скачать драйверы к продуктам Intel с официального сайта компании.

Скачать драйверы к продуктам AMD с официального сайта компании.

Представленные ресурсы на английском языке, поэтому рекомендуется воспользоваться встроенным в браузер переводчиком. Также не следует заниматься загрузкой драйверов со сторонних сервисов. Есть риск заразить свой компьютер вирусами.

Наборы для перспективных микропроцессоров

Как стало известно на Форуме разработчиков Intel, чипсетом для Pentium 4 (Willamette) станет набор микросхем i850 (Tehama), поддерживающий RDRAM. В качестве «южного» моста в нем будет использоваться уже известная по чипсету i815E микросхема ICH2. Кристалл Tehama MCH станет использовать упаковку типа flip-chip и потребует охлаждающего радиатора.

Набор Tehama поддерживает два канала Rambus и способен функционировать с двумя частотами системной шины (FSB): 100 и 133 МГц. В зависимости от режима передачи и тактовой частоты пропускная способность системной шины и каналов памяти составит 3,2 Гб/с. Объем памяти с контролем и исправлением ошибок (ECC) может варьироваться от 1 до 2 Гб.

В III квартале 2001 г. Intel планирует выпустить микропроцессор Northwood, построенный на архитектуре Willamette, но изготовленный по 0,13-микронной технологии и имеющий ряд усовершенствований. Northwood будет использоваться с чипсетом Tehama, правда, усиленным новым «южным» мостом ICH3. Главное нововведение в этом кристалле — поддержка интерфейса USB 2.0 (до шести портов). В остальном же возможности ICH3 совпадают с ICH2: Ultra ATA/100, интегрированный LAN-контроллер, кодек AC97 и т.д. Что же касается такой функции, как поддержка последовательного интерфейса Serial ATA, то она появится только во II квартале 2002 г., когда ожидается выход микросхемы ICH4. Использование ICH3 будет единственным отличием чипсетов Tehama и TehamaE. «Северный» мост в обоих этих наборах логики один и тот же.

Кроме того, ICH3 будет применяться с набором Brookdale, предназначенным для Pentium 4. Intel специально создает его для работы с памятью типа SDRAM (133 МГц) взамен более дорогой RDRAM. Есть также информация, что Brookdale в конечном итоге сможет взаимодействовать и с SDR, и с DDR SDRAM, но не одновременно. Системы, построенные на Northwood и Brookdale (стоимостью около 1000 долл.), должны появиться на рынке в I квартале 2002 г.

Tualatin — кодовое название будущего Pentium III, выполненного с учетом проектных норм 0,13 мкм и с тактовой частотой 866 МГц. Его выпуск ожидается в конце II — начале III квартала следующего года. Главное усовершенствование нового микропроцессора — переход к более быстрой 200 МГц системной шине. Для ее поддержки Intel планирует выпустить специальный чипсет Almador. Вокруг этого набора уже ходит немало слухов, в частности о том, что Almador должен стать последователем i815, поддерживающим DDR/SDR SDRAM.

В 2002 г. Intel намерена представить еще два новых чипсета Next Generation для систем, построенных на Pentium 4 и Northwood с поддержкой памяти типа DDR SDRAM.

Статья опубликована в PC Week/RE № (262)40 от 10/31/00, стр. 18
Перепечатывается с разрешения автора.

Как узнать, какой чипсет на материнской плате?

Чтобы определить чипсет на материнской плате, вы можете
использовать несколько методов, в зависимости от вашего уровня владения
техникой и имеющихся в вашем распоряжении инструментов. Вот несколько
распространенных способов.

Windows

Сведения о системе. Нажмите `Windows Key + R`, введите
`msinfo32` и нажмите Enter. Найдите «BaseBoard Manufacturer», «BaseBoard
Product» или аналогичные записи.

Диспетчер устройств. Нажмите `Windows Key + X` и щелкните на
«Диспетчере устройств». В разделе «Системные устройства» можно найти информацию
о чипсете.

Сторонние приложения. Такие инструменты, как CPU-Z, Speccy
или HWiNFO, могут предоставить подробную информацию о материнской плате и
наборе микросхем.

macOS

Нажмите на логотип Apple в левом верхнем углу и выберите «Об
этом Mac». Нажмите «Отчет о системе», чтобы получить более подробную
информацию. Такие приложения, как MacTracker, также предоставляют подробную
информацию об аппаратном обеспечении Apple, включая чипсет.

Проверка документации

Найдите номер модели материнской платы в документации к системе
или на самой материнской плате, а затем найдите эту модель на сайте
производителя. Информация о чипсете будет указана в спецификациях.

Осмотр материнской платы

Если у вас есть доступ к материнской плате, чипсет часто
маркируется на радиаторе чипсета. Однако для этого необходимо открыть корпус
компьютера, что может подойти не всем.

Использование инструментов командной строки

Windows. Используйте Command Prompt или PowerShell и
введите команды типа `wmic baseboard get product,Manufacturer,version`, чтобы
получить информацию о материнской плате.

Linux. Команды типа `lspci` или `dmidecode` позволяют
получить подробную информацию об оборудовании, включая сведения о чипсете.

BIOS/UEFI

Войдите в настройки BIOS/UEFI во время загрузки (обычно
нажатием таких клавиш, как F2, Del, Esc и т. д., в зависимости от
производителя). Многие интерфейсы BIOS/UEFI отображают информацию о модели
материнской платы и чипсете.

Нормальная температура

Нормальной температурой считается диапазон в 55 – 70о. Индивидуальные показатели у каждой материнской платы разные и все зависит от производителя. При необходимости узнать рабочую температуру, обратитесь за помощью к официальному производителю. Интересующая вас информация находиться на его сайте, в разделе описания устройства. В крайнем случае обращайтесь в службу технической поддержки.

Пользователи, которые задаются вопросом как узнать температуру чипсета, могут выяснить это следующими способами:

1. При помощи специальных утилит, показывающих текущую температуру процессора и других элементов;
2. Используя устройства, измеряющие температуру поверхности, с которыми они соприкасаются;

В качестве программ подойдут:

• EVEREST;
• Speed Fan;
• Speccy;

Они считывают данные, поступающие на термодатчик устройства и отображают их на экране. Минус такого метода заключается в том, что программы работают не со всеми датчиками.

Алгоритм ручной проверки:

1. Берем устройство, считывающее температуру поверхности;
2. Прикладываем детектор устройства к нижней части радиаторной решетки, расположенной на чипсете;
3. К полученному результату прибавляем 5о;
4. Отправляемся на сайт производителя и сверяем наши показатели с допустимыми;
5. Если температура выше положенной, поменяйте термопасту, которая находится между радиатором и устройством;

После замены термопасты, проведите повторные замеры. Если температура не снизилась – устанавливайте на радиатор дополнительное охлаждение в виде кулера.

Какой чипсет лучше: Intel или AMD?

Определение того, какие чипсеты Intel или AMD «лучше», во
многом зависит от конкретных условий использования, личных потребностей,
предпочтений и бюджета. И Intel, и AMD предлагают целый ряд чипсетов,
предназначенных для различных сегментов рынка, от начального до высокого
уровня. Вот несколько моментов, которые помогут вам определиться.

Производительность

High-End/Enthusiast. Чипсеты Intel серии Z и AMD
серии X отличаются высокой производительностью, поддержкой разгона и множества
линий PCIe. Выбор часто сводится к предпочтительной марке процессора, поскольку
чипсеты Intel работают с процессорами Intel, а чипсеты AMD — с процессорами
AMD.

Средний диапазон и бюджет. Чипсеты AMD серии B и
Intel серий H и B предлагают хорошую производительность за свою цену. Чипсеты
AMD получили высокую оценку за соотношение цены и производительности, в то
время как Intel предлагает хорошую производительность и широкую совместимость.

Совместимость и апгрейд

Совместимость с процессорами. Чипсет Intel будет работать
только с процессорами Intel, а чипсеты AMD — с процессорами AMD. Учитывайте
возможность обновления; например, AMD известна тем, что поддерживает один и тот
же сокет в нескольких поколениях процессоров.

Оба бренда поддерживаются различными производителями
материнских плат, предлагающими различные характеристики и ценовые ориентиры.

Цена

Традиционно считается, что AMD предлагает лучшее соотношение
цены и качества, хотя в последние годы Intel стала более конкурентоспособной в
этом отношении.

Сфера применения

Игры. Оба процессора предлагают отличные возможности
для игр, конкретная производительность может зависеть от игры и остальной
конфигурации системы.

Создание контента и профессиональная работа. Зависит
от используемого программного обеспечения, некоторые приложения лучше работают
с Intel, а другие — с AMD.

Заключение

Нет универсального ответа: Лучший выбор зависит от ваших
конкретных потребностей, процессора, который вы планируете использовать, вашего
бюджета, а также от того, какие функции для вас наиболее важны. Изучите
бенчмарки и обзоры конкретных моделей чипсетов, которые вы рассматриваете,
особенно то, как они работают в задачах, которые вы считаете приоритетными.

Предыстория чипсетов

Рассматривая эволюцию чипсетов
мобильных систем, необходимо отметить, что корпорация Intel является основным производителем
чипсетов не только для изделий этого рынка, но и для сектора настольных систем,
с которых и началась эра специализированных микросхем. И лидерство Intel здесь бесспорно, хотя
это дается ей не легко.

Однако это было далеко не всегда.
Более того, некоторое время Intel вообще не имела своих решений, и настольные компьютеры собирались на основе
специализированных наборов от других фирм.

Считается, что, вообще говоря, первый
чипсет, названный (82С206) предложила фирма Chips and Technologies в 1986г. Конечно, этот набор не был чипсетом мобильных систем,
более того, он совсем не походил на те комплекты микросхем, которые
используются сегодня, однако простейшие функции по координации компьютерных
подсистем он выполнял.

Чипсет 82С206 состоял из пяти
микросхем, среди которых одна была основной и четыре —  вспомогательными элементами. Он уже содержал
контроллер шин, генератор тактовой частоты, системный таймер, контроллер
прерываний и т. п. Как следует из названия, этот чипсет был ориентирован
на ЦП класса Intel 286 (i286).
Вскоре этот набор был усовершенствован и получил наименование New Enhanced AT. А потом появились более
совершенные наборы для Intel 386 (i386), Intel 486 (i486) и т.д., эволюция которых привела к
современным мобильным устройствам.  

Оценивая развитие архитектуры
компьютеров, необходимо отметить, что, мобильные компьютеры появились еще до
появления чипсетов в современном понимании, даже в многокомпонентном варианте с
реализацией основных функций в виде отдельных микросхем.

Здесь следует отметить, что
концепция мобильного компьютера была разработана Аланом Кейем в 1968 г.
Некоторые положения были реализованы в 12 кг компьютере для NASA в 1979 г. Однако
автономные модели были созданы существенно позже.

Одной из первых мобильных
разработок стал компьютер Osborne 1,
созданный в 1981г.
на основе процессора Z80
без чипсета в современном понимании. В архитектуре этого компьютера не было
даже жестких дисков, но были накопители на гибких дисках размером 5,25’’. Кроме
того, в конструкции был представлен и миниатюрный дисплей на основе
электронно-лучевой трубке.

Рис.1 Компьютер Osborne 1

Необходимо отметить, что в
дальнейшем свои мобильные решения предложили такие известные фирмы, как IBM,
Toshiba, Compaq, Apple и другие. Некоторые ранние модели были основаны на
процессорах архитектуры Intel с поддержкой их работы соответствующими микросхемами.

В процессе совершенствования
компьютерной архитектуры идея разработки и выпуска специализированных наборов
микросхем была подхвачена вслед за пионером чипсетостроения — фирмой фирма Chips and Technologies такими компаниями, как Suntac, Opti, VLSI, UMC и др. Некоторые изделия данных фирм стали основой первых
моделей мобильных компьютеров, созданных на основе ЦП i286 и i386 и обладающих не редко весом, существенно
превышающем 5кг.

В 1994 г. на рынке чипсетов
активно заявила о себе компания Intel со своими удачными изделиями, которые позволили уже через год стать ей
доминирующим производителем наборов микросхем системной логики, правда сначала
для настольных систем. Однако, используя свой опыт, эта компания не упустила
свой шанс и с мобильными компьютерами в период начала их массового выпуска,
создав ряд удачных мобильных чипсетов. В дальнейшем с помощью более совершенных
разработок Intel закрепила свой успех, и практически вытеснила конкурентов с этого сегмента
рынка, агрессивно захватив и удерживая в последующие годы более 80% объема
мобильных чипсетов.