Многим пользователям современных компьютеров будет полезно узнать, что такое южный мост на материнской плате (за что отвечает).
Мир дизайна чипсетов всегда был непростым. Производители систем вынуждены идти по тонкой грани между интеграцией новых технологий, сохраняя совместимость со старыми стандартами, спецификациями и периферийными устройствами. Увеличение скорости одной части машины может создать узкие места в других подсистемах. А наиболее быстро меняющаяся часть архитектуры чипсета – южный мост.
Южный мост
Южный мост (концентратор ввода-вывода или ICH) – это микросхема на материнской плате, отвечающая за контроллер жесткого диска, управляющий механизм ввода-вывода и вмонтированное оборудование. Интегрированное аппаратное обеспечение управляет:
- звуковой картой и видеокартой;
- USB;
- PCI;
- ISA;
- IDE;
- Audio;
- Ethernet.
Этот путепровод получил такое название за то, что он расположен на юге PCI (взаимосвязь периферийных компонентов). Ниже приведена графическая иллюстрация материнской платы ASUS P5AD2-E и некоторые пояснения для главных частей материнской платы. Как показано на рисунке ниже, для северного и южного мостиков характерно наличие радиатора.
Хотя концентратор ввода-вывода управляет большинством инструментов ввода и вывода, менее приметные конструкции, такие как последовательный порт, клавиатура и мышь без USB, обрабатываются SIO (Super I/O или Супер ввод-вывод).
Некоторые более новые наборы чипов объединяют Southbridge и Super I/O в одну схему и называют ее Super Southbridge. Некоторые производители, такие как NVIDIA и SiS, даже объединили северный мост, ICH и Super I/O в один чип.
USB
Не так давно разработчики систем поняли, что потребителям нужен более простой способ установки периферийных устройств, и что многие внешние приборы выиграют от более высокой скорости интерфейса системы.
Устаревший последовательный порт становился все длиннее, и с появлением таких приспособлений, как цифровые камеры и веб-камеры, передача данных через последовательный порт была мучительно медленной.
Так появился новый компонент – USB. Максимальная пропускная способность USB 1.1 составляет до 12 Мбит / с, что позволяет элементам с более высокой скоростью использовать гораздо больший конвейер. Компоненты USB выпускаются в двух разных вариантах.
Низкоскоростные устройства передают данные с использованием 1,5 Мбит / с, тогда как быстрые инструменты используют всю полосу пропускания: 12 МБ за секунду.
ПК подает 500 миллиампер мощности через каждый отдельный USB-порт. Это означает, что многие устройства с низким энергопотреблением, такие как новый Zip250, могут работать без вмонтированного источника питания. Это может снизить как стоимость, так и простоту использования.
Большинство современных микросхем South Bridge имеют один или два встроенных регулятора USB, которые могут обрабатывать до двух подключений материнской платы каждый. Некоторые из новейших (например, VIA 8233), поддерживают до шести портов.
Северный мост
Северный мост – это один из двух чипов в подборке микросхем основной логики на системной схеме ПК. В конструкции с коллекцией чипов Intel он называется концентратором контроллера памяти (MCH) или встроенным контроллером памяти (IMCH), если он оснащен встроенным VGA.
Встроенный контроллер памяти отвечает за обеспечение связи между процессорами, ОЗУ, BIOS и видеокартами PCI Express (или AGP), а также югом взаимосвязи периферийных компонентов. Некоторые MCH также содержат встроенные видеоконтроллеры, или графические регуляторы и коммутаторы запоминающего устройства (GMCH) в Intel.
Поскольку разные процессоры и ОЗУ требуют разной сигнализации, северный путепровод обычно работает только с одним или двумя классами процессоров и, как правило, только с одним типом ОЗУ.
Существует несколько наборов микросхем, которые поддерживают два типа оперативной памяти (обычно они доступны при переходе на новый стандарт). Например, компонент из комплекта микросхем Nvidia nForce2 будет работать только с процессорами Socket. A в сочетании с DDR SDRAM, набор микросхем Intel i875 будет работать только с системами, использующими процессоры Pentium 4 или Celeron.
Они должны иметь тактовую частоту выше 1,3 ГГц и использовать DDR SDRAM. Конфигурация чипов Intel i915g работают только с процессорами Intel Pentium 4 и Celeron, но он может использовать DDR или DDR2.
Разница между ICH и MCH
Современный набор микросхем для материнских плат был извлечен из чрезвычайно сложной конструкции в прошлом, в основном к двум ключевым элементам сегодня – северному и южному мостику (хотя часто существуют сопутствующие чипы для взаимодействия с устаревшими компонентами и ISA).
Термины «север» и «юг» относятся к связи с взаимосвязи периферийных компонентов, когда она была основным соединением между двумя половинами чипсета. Следовательно, «MCH» обозначал «Север PCI», тогда как «ICH» был «Юг PCI».
Обе части относятся к каналам передачи данных ЦП, памяти, а данные с жесткого диска поступают в ЦП с использованием MCH. А мышь, клавиатура, CD-ROM внешние данные поступают в процессор с помощью ICH.
Встроенный контроллер памяти – это часть центра чипсета, которая соединяет более быстрые шины ввода-вывода (например, AGP) с системной шиной.
ICH – это концентратор, который подключается к более медленным шинам ввода / вывода (например, ISA) и к системной шине.
Комплекс чипов управляет кэш-памятью, внешней шиной и некоторыми периферийными приборами. Существует быстрый и медленный конец коммутатора.
Самым быстрым концом концентратора является северный путепровод, содержащий регулятор графики и памяти, подключаемый к системной шине. Более медленный конец коммутатора – южный, содержащий концентратор регулятора ввода-вывода.
Заключение
Работая в тандеме, функции двоих мостиков радикально отличаются. ICH выступает в качестве точки подключения для ЦПУ, AGP, DRAM и юга PCI. Он направляет трафик от этих четырех интерфейсов, осуществляет арбитраж и контролирует доступ к подсистеме DRAM из ЦП и компонентам ввода-вывода.