Лекция: Процессорный сокет

Процессорный сокет, или разъем для установки процессора, является одной из ключевых характеристик материнской платы, поскольку именно он налагает ограничения на выбор процессора для будущей системы. Изначально процессорный сокет был внедрен в устройство платы для повышения мобильности системы и обеспечения возможности замены процессора.

Современные виды процессорных сокетов Intel: LGA 775 (слева) и LGA 1366

Выход в свет новых моделей процессоров часто сопровождается разработкой нового сокета для их установки. Таким образом достигается совместимость материнских плат и моделей процессоров. При выборе материнской платы следует обращать внимание на процессорный сокет, использованный на конкретной модели платы.

Кроме того, поскольку на рынке персональных компьютеров до сих пор остается два игрока — Intel и AMD, процессорам каждого производителя соответствуют свои разъемы.

Чипсет

Чипсет (от англ. ChipSet), который иногда называют системной логикой или набором микросхем, представляет собой связующий компонент платы, обеспечивающий совместную работу центрального процессора, ОЗУ, видеокарты, контроллеров периферийных устройств и других компонентов, подключаемых к материнской плате. Именно он определяет основные параметры материнской платы: тип поддерживаемого процессора, объем, канальность и тип ОЗУ, частоту и тип системной шины и шины памяти, наборы контроллеров периферийных устройств и так далее.

Практически во всех случаях чипсет является комбинацией двух микросхем — северного и южного мостов.

Названия Северный и Южный — исторические. Они означают расположение компонентов чипсета относительно шины PCI: Северный находится выше, а Южный — ниже. Почему мост? Это название дали чипсетам по выполняемым ими функциям: они служат для связи различных шин и интерфейсов.

Северный мост выполняет функции контроля и направления потока данных из 4-х шин:

— Шины связи с процессором или системной шины.

— Шины связи с памятью.

— Шины связи с графическим адаптером.

— Шины связи с южным мостом.

В соответствии с выполняемыми функциями и устроен северный мост. Он состоит из интерфейса системной шины, интерфейса шины связи с южным мостом, контроллера памяти, интерфейса шины связи с графической картой. Основная его задача — грамотно и быстро распределять все запросы от процессора, видеокарты и южного моста, расставлять приоритеты и создавать, если это необходимо, очередность. Причем он должен быть настолько сбалансирован, чтобы как можно сильнее сократить простои при попытке доступа компонентов ЭВМ к тем или иным ресурсам.

Южный мост контролирует работу дисковой подсистемы и отвечает за многочисленные интерфейсные разъемы. Он отвечает за организацию взаимодействия с медленными компонентами ЭВМ: платами расширения, периферийными устройствами, устройствами ввода-вывода, каналами межмашинного обмена и так далее.

То есть, Южный мост ретранслирует данные и запросы от подключенных к нему устройств в северный мост, который передает их в процессор или ОЗУ, и принимает от северного моста команды процессора и данные из ОЗУ, и ретранслирует их в подключенные к нему устройства.

В состав южного моста входят:

— контроллер шины связи с северным мостом (PCI, hublink, DMI, HyperTransport и т.д.);

— контроллер шины связи с платами расширения (PCI, PCIe и т.д.);

— контроллер линий связи с периферийными устройствами и другими ЭВМ (USB, FireWire, Ethernet и т.д.);

— контроллер шины связи с жесткими дисками (ATA, SATA, SCSI и т.д.);

— контроллер шины связи с медленными устройствами (шины ISA, LPC, SPI и т.д.).

Однако последнее время появилась тенденция объединения северного и южного моста в единый компонент, так как контроллер памяти все чаще встраивают непосредственно в процессор, тем самым разгружая северный мост, и появляются все более быстрые и быстрые каналы связи с периферийными устройствами и платами расширения. А также развивается технология производства интегральных схем, позволяющая делать их более миниатюрными, дешевыми и потребляющими меньше энергии.

Объединение северного и южного моста в один чипсет позволяет поднять производительность системы, за счет уменьшения времени взаимодействия с периферийными устройствами и внутренними компонентами, ранее подключаемыми к южному мосту, но значительно усложняет конструкцию чипсета, делает его более сложным для модернизации и несколько увеличивает стоимость материнской платы.

На данный момент на рынке представлены пять производителей чипсетов для материнских плат: Intel, AMD, NVIDIA, VIA Technologies и SIS (Silicon Integrated Systems).

Северный мост материнской платы

Южный мост материнской платы