3.2.1. Параметры, определяемые чипсетом

Чипсет (chipset) на систем­ной плате – набор чипов (то есть микросхем), обеспечивающих согласованную работу устройств компьютера. Этот набор называют еще системной логикой. Микросхемы впаяны в плату и поменять их нельзя. Число чипов в наборе колеблется от 1 до 4. Чипсет определяет основные возможности платы:

• типы поддерживаемых ЦП (обычно чипсет поддержи­вает несколько типов ЦП);

• поддержку многопроцессорной конфигурации;

• максимальную внешнюю частоту FSB (Front Side Bus);

• логику коммутации устройств между собой (ЦП, основ­ной памяти и др.);

• типы основной памяти, а также максимальный ее раз­мер (чипсет поддерживает несколько типов памяти);

• скорости работы с каждым типом памяти, которые оп­ределяются тактовыми диаграммами;

• поддержку AGP (Accelerated Graphical Port) – ускоренного графического порта (не­обходим для современной ЗD-графики) и его скоростные режимы;

• максимальное число слотов шины PCI (что важно для расширяемости), ее версию и режимы;

• тип дискового интерфейса и его скоростные режимы;

• поддержку AMR-портов, которые дают возможность ис­пользовать AMR-модемы и звуковые карты.

Чипсет может также включать возможности, обеспечивае­мые дополнительными чипами на плате: интегрированные устройства (аудиочип и/или графический чип) и мониторинг компьютера.

Чипсет обычно состоит из двух чипов:

• North Bridge (NB, северный мост) – обслуживает цент­ральные устройства; содержит контроллеры основной памяти, AGP-шины, системной шины и шины памяти;

• South Bridge (SB, южный мост) – содержит контролле­ры устройств ввода/вывода и стандартных периферий­ных устройств.

По низкоскоростной шине контроллеры SB управляют сле­дующими устройствами:

• дисководом для гибких дисков (FDD);

• клавиатурой (КВС – Keyboard Controller);

• портом мыши PS/2;

• системными часами (RTC – Real Time Clock);

• коммуникационными портами (СОМ и LPT);

• шинами SMBus (используются для мониторинга).

Существующая тенденция включения отдельных контрол­леров в состав чипсета (SB) благоприятно отражается на компактности плат и их цене.

В настоящее время выделяют чипсеты с обычной и хаб-архитектурой.

Обычная архитектура. Характерная черта обычной архитектуры – связь мостов по шине PCI. Здесь южный мост является PCI-устройством. Это означает, что обмен между мостами ограничен пропускной способностью шины PCI. В качестве низкоскоростной шины используется ISA-шина (рис. 3.2).

Хаб-архитектура. Данная архитектура впервые появилась осенью 1999 г. в чипсетах Intel i8x0. Термин “хаб” (hub) дословно означает концентратор, но здесь лучше перевести как коммутатор, т.е. каждый из чипов представляет собой коммутатор и может коммутировать подключенные к нему устройства для обмена их между собой без участия ЦП (рис. 3.3). Это важно для обработки потоковых данных (из сети или мультимедийных).

Другой важный момент – соединение мостов SB и NB не по шине PCI, а по отдельной и вдвое более скорост­ной специальной шине. Напомним, что шина PCI разделя­ется между устройствами.

Максимальный объем памяти является характеристикой чипсета. Для современных чипсетов он составляет 256–2048 Мбайт. В настоящее время 256 Мбайт с избытком хва­тает для существующих приложений.

Характеристи­кой чипсета также является максимальное число слотов (2–4). Существуют платы, где число слотов больше на 1, однако для использования дополнительного слота нужны специальные модули.

Ускоренный графический порт AGP (Accelerated Graphics Port) – скоростной порт для подключения графической карты по отдельной скоростной одноименной шине AGP. Скорость обмена с графической картой важ­на для 3D-графики.

До появления AGP-шины карта подключалась через шину PCI, которая, во-первых, в 2–8 раз медленнее, а во-вторых, используется другими устройствами.

В процессе развития порт AGP становился более скорост­ным, и сейчас различают режимы AGP 1х, 2х, 4х. Запись ре­жима означает кратность скорости AGP по сравнению с ре­жимом 1х. При этом 1х соответствует 256 Мбайт/с (что в 2 раза выше пропускной способности РСI). Все версии совмес­тимы снизу вверх. Максимальный поддерживаемый режим является характеристикой чипсета. AGP имеет большое преимущество перед PCI в современ­ной 3D-графике, особенно для режимов 2х и выше.

Рис. 3.2. Обычная архитектура

Рис. 3.3. Хаб-архитектура

Заметим, что для версии 4х важно, чтобы пропускная спо­собность шины памяти была не ниже, чем у шины AGP (1 Гбайт/с). Это очевид­ное требование автоматически учтено в чипсетах. AGP должна быть поддержана еще и ОС, что выполнено для Windows 9x и 2000. Для реализации конк­ретного скоростного режима AGP он должен поддержи­ваться как чипсетом, так и графической картой.

3.2.2. PCI- и ISA-слоты

Внутренние периферийные устройства выполняются в виде карт расширения и вставляются в слоты соответству­ющих шин. Примерами являются внутренний модем, звуко­вая карта, SCSI-контроллер, TV-тюнер (и даже графичес­кие карты для старых плат без AGP-порта). В PC для карт расширения в настоящее время используются два типа шин:

- медленная и сходящая со сцены шина ISA (Industry Stan­dard Architecture);

- более скоростная и функциональная PCI (Peripheral Com­ponent Interconnect).

ISA-интерфейс морально устарел и, со­гласно спецификации PC’99 (Microsoft и Intel), не должен присутствовать на плате. В настоящее время все необходи­мые карты можно приобрести в формате PCI.

В современных платах число ISA-слотов составляет 0–2.

Максимальное число (4–6) PCI-слотов является характе­ристикой чипсета. На платах встречаются от 3 до 6 слотов. В некоторых платах это число может быть повышено на 1, однако дополнительный слот не имеет собственного пре­рывания и туда можно вставлять только соответствующие карты (типа дочерних, которые работают через основную карту).

Характеристикой чипсета является также версия шины PCI. Новые версии шин обладают большей функциональ­ностью.