Что такое чипсет? Назначение чипсета материнской платы пк.

Как вы, уже наверное, знаете, основными устройствами компьютера являются процессор и оперативная память (ОЗУ), а располагаются они на материнской плате. Но помимо них на системной плате находится и еще один важный компонент, а именно, чипсет материнской платы. Чипсет представляет собой комплект из нескольких микросхем, предназначенных для управления работой всех функциональных элементов . Помимо этого, чипсет является элементом, в котором «зашит» тот или иной набор функций и возможностей, которыми располагает материнская плата.

Чипсеты в современном понимании этого слова впервые появились в персональных компьютерах платформы Amiga Atari. На платформе Intel первый чипсет появился в компьютерах PC/AT (на базе процессоров i80286).

Вообще говоря, слово «чипсет» (chipset) в переводе с английского переводится как «набор микросхем». Как правило, однако, в современных компьютерах этот набор состоит из небольшого числа элементов – обычно это 2, иногда 3 микросхемы. А многие современные чипсеты, в частности некоторые чипсеты Intel, вообще обходятся всего лишь одним контроллером.

В традиционной схеме чипсет состоит из двух микросхем со вполне устоявшимся набором функций. Традиционно эти две микросхемы носят название «южный мост» и «северный мост». Это название пошло от того, что обычно «северный» чип располагается в верхней части материнской платы, а «южный» – соответственно, в нижней. Мостами эти микросхемы называются не случайно, поскольку именно через них идет связь между всеми элементами компьютера, такими как процессор, оперативная память, шины ввода-вывода, шины накопителей, и.т.д. Но северный и южный мосты – это, скорее, обиходный термин. Формальное название, которое носит северный мост – контроллер-концентратор памяти, а южный – контроллер-концентратор ввода/вывода.

Северный и южный мост связывает специальная шина для обмена данными. Если раньше эти данные передавались по шине ввода-вывода, такой как PCI, то сейчас у каждого производителя чипсетов для этой цели существует высокоскоростная шина своего собственного формата.

Схема взаимодействия чипсета со всеми элементами материнской платы.

Основные функции

Как уже было сказано, в функции chipset-а входит интеграция различных устройств, расположенных на системной плате – памяти, процессора, шин в/в, портов, и.т.д. и координация их взаимодействия. Также чипсет часто содержит встроенную систему видео- и аудиовывода и сетевой контроллер.

Южный и северный мосты отвечают за различные функции. В ведении северного моста находятся высокоскоростные устройства, такие, как процессор, память, . Также в северном мосту располагается встроенная видеосистема. Южный мост ответственен за всю остальную периферию, как правило, низкоскоростную. Это шины PCI, SATA, USB и многие другие. Кстати, если вспомнить, что северный мост зовется контроллером памяти, то часто это правило не соблюдается, поскольку во многих моделях чипсетов управление памятью не входит в функции северного моста, а осуществляется за счет возможностей центрального процессора.

На многих материнских платах существует также небольшая микросхема Super I/O, ответственная за низкоскоростные порты, такие, как LPT и PS/2. Южный мост и контроллер Super I/O соединяет специальная шина.

Северный мост, chipset Intel 815

Южный мост

Производители и модели

Производство чипсета – это высокотехнологичный процесс, немногим менее сложный, чем производство процессоров, поскольку от качества чипсета и от набора тех функций, которые он поддерживает, зависят характеристики компьютера, а также его бесперебойная работа. Поэтому их производителей этих наборов микросхем сейчас в мире не так уж много – как правило, это фирмы, производящие сами процессоры – Intel и AMD, а также компании NVIDIA, VIA и SIS.

В настоящее время разработано очень много различных моделей чипсетов. Как правило, определенные модели чипсетов предназначены для работы с определенными процессорами или линейками процессоров. Если вы хотите узнать название модели чипсета своей материнской платы, то следует помнить, что название модели чипсета пишется на микросхеме северного моста.

Заключение

Чипсет – это набор микросхем, обеспечивающий интеграцию и координирующий работу основных систем персонального компьютера, расположенных на системной плате. Чипсет определяет возможности персонального компьютера и те функции, которые он поддерживает, кроме того, от надежной работы чипсета зависит производительность компьютера и его бесперебойная работа.

Слово «Чипсет» происходит от английского «Chip Set», что в переводе на русский звучит как «Набор чипов» или, что более правильно «Набор микросхем». Другими словами, Чипсет, это специальные микросхемы, спроектированные для совместной работы с целью выполнения набора определённых функций, объединённые в один набор, как правило конструктивно выполненные в одном корпусе. У материнской платы компьютера или ноутбука Chipset выполняет роль связующего звена, которое объединяет в одно един единый «организм» оперативную память, процессор(ЦПУ), жесткий диск, устройства ввода-вывода и т.п., а так же обеспечивает совместное функционирование подсистем ПК. Чипсеты используются не только в компьютерной технике, но и в планшетах, смартфонах, телевизорах, игровых приставках и т.п.

На современной материнской плате чипсет состоит из двух главных частей.

Логическое устройство чипсета:

Input/Output Controller Hub (ICH) — контроллер ввода-вывода, обеспечивающий взаимодействие между жестким диском, интерфейсами IDE, SATA, USB, платами PCI и PCIExpress с центральным процессором CPU. Его ещё называют «Южный мост».

Memory Controller Hub (MCH) — контроллер памяти. Этот чип обеспечивает связь процессора c оперативной памятью и видеокартой с помощью специальной шины FSB или HyperTransport. Второе его название — «Северный мост». В последних версиях современных процессоров он может быть уже интегрирован непосредственно в CPU.

Причём в последние годы можно столкнуться с тем, что на некоторых материнских платах MCH и ICH объединяются в один чип — System Controller Hub или сокращённо SCH .

Основные производители чипов для матплат:

1. Intel 2. ATI/AMD 3. nVidia 4. Viva 5. Sis

Как определить модель чипсета на компьютере или ноутбуке?

Просто так посмотреть марку и модель чипсета на материнской плате в Windows 8 или Windows 10 у Вас не получится. Для этого дополнительно понадобиться установка специальной программы, которая показывает основную информацию о комплектующих вычислительной машины. Например, Aida64 или Everest. В ней открываем информацию о материнской плате — «Motherboard»:

Находим строчку Motherboard Chipset . Например, в моём примере используется чип X58 семейства Intel Chipset Family.

Любой компонент компьютера подключается или интегрируется в системную плату. Каждый из компонентов создан чтобы выполнять свою функцию: процессор считает, графический адаптер – выводит на экран изображение, сетевой адаптер – соединяет с сетью.

Внешний вид чипсета Intel H 170 без радиатора охлаждения

Чипсет (от англ. Chipset) – технический термин (Chip – чип, микросхема; Set – набор, установка), означающий набор микросхем, связывающий независимые компоненты на материнской плате.

Зачем нужен чипсет

Главный чип на материнской плате – это процессор (ЦПУ), он отдает команды остальным устройствам, но не может сделать это напрямую. Чипсет связывает ЦПУ с остальными системами: оперативной памятью (ОЗУ), системой ввода вывода, адаптерами и контролерами периферийных устройств. Связь осуществляется через систему шин.

Общая схема чипсета материнской платы

Для соединения с разными компонентами служат разные шины:

• c процессором – системная шина;
• c памятью – шина памяти (Memory Bus);
• с графическим адаптером – PCI, PCI -Express или AGP;
• с устройствами LPT, PS/2 – шина Low Pin Count.

Чипсет контролирует только взаимодействие систем, но не вмешивается в их работу.

Чипсет определяет:

• количество компонентов в подсистемах: возможное количество процессоров, слотов памяти, графических адаптеров, слотов расширения и портов на материнской плате.
• частоту шины и разрядность, через которую он связывается с подсистемой;
• можно ли повышать характеристики отдельных подсистем: тактовую частоту процессора(ов), напряжения памяти;
• поддержку технологии подсистемами: режим сдвоенной работы видеокарт – CrossFire и SLI; режим сдвоенной работы памяти – DUAL RAM, кэширование на SSD — Smart Response Technology.
• поддержку взаимодействия со специальными или устаревшими контроллерами: RAID, PCI,AGP.

Чипсет обеспечивает: быстродействие, расширяемость и стабильность работы в разных режимах компьютера.

Как устроен чипсет

Чипсет состоит из одной двух или более микросхем. Микросхемы называются мостами (c 1995 года). Традиционный чипсет – двухмостовый. В двухмостовом сегменте чипсет разделен на северный и южный мост.

Северный соединяется непосредственно с процессором и памятью. Южный с одной стороны – с северным через внутреннюю шину, с другой с периферийными контроллерами: слотами расширения PCI; контроллерами женских дисков SATA, IDE; контроллером Ethernet, Audio контроллером и ППЗУ (BIOS).

Схема двухмостового чипсета

В основе каждого моста – контроллер-концентратор.

У северного – это концентратор памяти, который соединен с ЦП через системную шину (FSB для процессоров Intel, HyperTransport для AMD) и обеспечивает взаимодействие ЦП и памяти. Иногда в эту связку добавлена графическая подсистема, которая связана с чипсетом через PCI-Express.

У южного – концентратор ввода-вывода. С ЦП общается через посредника – северный мост. Руководит взаимодействием ЦП и контроллеров жестких дисков (SATA, IDE, SCSI), твердотельных накопителей USB.

Двухмостовый чипсет AMD 760M

Материнская плата MSI на одночиповой конфигурации чипсета Intel H110

Более современная модель чипсета – одномостовая или одночиповая, где северный мост совмещен с процессором. За счет совмещения:

• удешевляется производство;
• освобождается место на материнской плате, которое занимает чип серверного моста;
• уменьшается энергопотребление;
• улучшается теплоотвод от чипа за счет мошной процессорной системы охлаждения.

Как узнать чипсет материнской платы

Если вам из магазина привезли компьютер, подключили и настроили и вас просто грызет любопыство, то зайдите в диспетчер устройств операционной системы откройте список системные устройства.

Строчка со словом Chipset и будет вашим чипсетом:

Название чипсета в диспетчере устройств

Если драйвера никакие не установлены, другой способ – прочесть это открыть техническую документацию к материнской плате и прочитать там. Можно прочитать и на коробке. «Имя» чипсета в полном наименовании товара идет после марки производителя:

MSI H110 VD-PRO, ASRock Fatal1ty Z170 Professional Gaming i7, MSI 970 GAMING.

Если коробка потерялась, а инструкцией и технической документацией вы растопили печь в холодную ночь, можно открыть системный блок и посмотреть на материнской плате. Название чипсета на материнской плате трудно не заметить.

Самый простой вариант - это воспользоваться утилитой AIDA64. Скачиваете программу с , устанавливаете, запускаете с ярлыка рабочего стола.

Открываете вкладку «системная плата». Выделяете пункт «системная плата» и вуаля:

Название чипсета в Aida64

При желании можно перейти на вкладку чипсет, но программа платная и не позволит узнать полную информацию.

Бесплатная альтернатива — утилита CPU-Z.

Скачайте и установите (только английский и китайский язык). Запустите утилиту с рабочего стола. Перейдите на вкладку «MainBoard»

Определение модели чипсета в CPUZ

Информация о чипсете – в строке ChipSet. О Южном мосте – в строке SouthBridge.

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.

Южный мост (South Brige) организует взаимодействие между устройствами ввода вывода (клавиатура, мышь, принтер и т.д.). Он содержит контролеры жёстких дисков (SATA / PATA), USB – контролер (для управления устройствами ввода-вывода, которые подключаются через порт USB), сетевой контролер, звуковой контролер. Также южный мост соединяется с микросхемой BIOS , и микросхемой Super I/O отвечающей за последовательные и паралелльные порты.

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.

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 помимо 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.

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.

• Частота — это скорость передачи данных, которая измеряется в мегагерцах (МГц, MHz) или гигагерцах (ГГц, GHz). Чем выше этот показатель, тем выше производительность всей системы в целом (например, 3 ГГц).
• Ширина — количество байт, которое шина имеет возможность передать за один раз в байтах (например, 2 Бт). Чем больше ширина, тем большее количество информации шина сможет передать за определенный промежуток времени.

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 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.

• Х — максимальная производительность для игровых компьютеров
• Р — высокая производительность для мощных компьютеров массового применения
• G — для обычного домашнего или офисного компа
• B, Q — для бизнеса. По характеристикам такие же, как и «G», но имеют дополнительные функции, такие как удаленное обслуживание и мониторинг доступа для админов крупных офисов и предприятий.

В последнее время для нового чипсета LGA 1155 были введены еще несколько новых серий:

• Н — для обычных пользователей
• Р 67 — для энтузиастов, которые планируют дальнейшую модернизацию и разгон системы
• Z — универсальный вариант, объединяет характеристики двух предыдущих

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.

• Буквы G или V в названии модели указывает на наличие в чипсете встроенной видеокарты.
• X 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). В современных чипсетах, работающих с сокетами AM2+, AM3, AM3+ она версии 3.0, в AM2 — 2.0.

• HT 2.0 : мах частота — 1400 МГц, ширина 4 байта, пропускная способность 2.8 ГТ/с
• HT 3.0 : мах частота 2600 МГц, ширина 4 байта, пропускная способность 5.3 ГТ/с

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.