Chipsatz: Unterschied zwischen den Versionen
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* Unterstützung des Prozessors bei der Steuerung der Kommunikation der Einzelkomponenten | * Unterstützung des Prozessors bei der Steuerung der Kommunikation der Einzelkomponenten | ||
* | * Bestimmt folgende Leistungsmerkmale: | ||
** Anzahl der Speicherkanäle | |||
** unterstützte Prozessoren | |||
** Verfügbare Schnittstellen (USB, SATA[[https://wiki.foxtom.de/index.php?title=Hardware:SATA]], PCIe[[https://wiki.foxtom.de/index.php?title=PCI-Bus]] etc.) | |||
** Anzahl der verfügbaren PCI-Express-Lanes | |||
** Anzahl der Schnittstellen | |||
** zusätzliche Integration von Geräten (Audio, WLAN etc.) | |||
** Erweiterte Funktionen (RAID, Virtualisierung) | |||
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== Entwicklung == | |||
* '''vor 1987''' eigenständige Schnittstellen-Chips, die über einen Adress-, Daten- und Steuerbus mit dem Prozessor verbunden & von diesem direkt angesprochen wurden | |||
* '''1987''' erster Chipsatz für den 80286 (NEAT-Chipsatz - '''N'''ew '''E'''nhanced '''AT''') | |||
* '''1990er Jahre''' Einführung einer Zwei-Brücken-Architektur | |||
* '''1998''' Einführung der Intel-Hub-Architektur (IHA) | |||
== Wichtige Chipsätze == | |||
*Auflistung der ersten Chipsätze der jeweiligen Architektur und einem aktuellen Chipsatz. | |||
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! Chipsatz !! Codename/Bezeichnung !! Architektur !! Sockel !! Erscheinungsjahr | |||
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| NEAT || "New Enhanced AT" || / || PGA68 || Q4 1987 | |||
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| Intel 420TX || Saturn || Brücken-Architektur || Socket 2, Socket 3 || 1992 | |||
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| Intel 810 || Whitney || Intel-Hub-Architektur || 370 || Q1 1999 | |||
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| Intel P55 || Ibex Peak || Platform Controller Hub || 1156 || Q3 2009 | |||
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| AMD X570 || Valhalla || Platform Controller Hub || AM4 || Q2 2019 | |||
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! Chipsatz !! CPU-Unterstützung !! FSB !! RAM maximal !! PCI | |||
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| NEAT || 286 || 4 bis 25 MHz || 8 MB || - | |||
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| Intel 420TX || 486 || bis 33 MHz || 128 MB || PCI 1.0 | |||
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| Intel 810 || Pentium II & III || 66 / 100 MHz || 512 MB || PCI 2.2 | |||
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| Intel P55 || Core i3, i5, i7 || - || - || PCIe 2.0 | |||
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| AMD X570 || Ryzen || - || - || PCIe 4.0 | |||
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= Aufbau = | = Aufbau = | ||
== Bridge-Architektur == | == Bridge-Architektur == | ||
* klassische Chipsatzarchitektur - bestehend aus North- & South-Bridge | |||
* Beide Chips sind Router - sie leiten den Datenverkehr von einem Bus zum anderen. | |||
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=== North-Bridge === | === North-Bridge === | ||
* in unmittelbarer Nähe des | * in unmittelbarer Nähe des Prozessors verbaut (im Norden der Platine) | ||
* über den Front Side Bus direkt an den Prozessor angebunden | * über den Front Side Bus direkt an den Prozessor angebunden | ||
* Synchronisation des Datentransfers & der Datensteuerung zwischen Prozessor | * breitbandig konzipiert & hoch getaktet (dadurch meist mit Kühlkörper versehen) | ||
* Synchronisation des Datentransfers & der Datensteuerung zwischen Prozessor & Arbeitsspeicher | |||
* stellt eine leistungsfähige Verbindung zur Grafikkarte her | |||
* Grafikkarte & RAM mussten sich die verfügbare Bandbreite nicht mehr mit anderen Komponenten teilen | |||
* enthielt bei älteren Mainboards auch den Speichercontroller | |||
=== South-Bridge === | === South-Bridge === | ||
* als separater Chip in der Nähe der PCI-Steckplätze verbaut (im Süden der Platine) | |||
* regelt den Datentransfer & die Datensteuerung zwischen den Geräten (SATA-Controller, USB, Netzwerk, Soundchip etc.) | |||
* bezüglich der Leistungsfähigkeit geringere Anforderungen, als an die North-Bridge | |||
* Anbindung an die North-Bridge über PCI | |||
=== Bus zwischen den Bridges === | |||
* PCI: Ab den 1990er bis Anfang der 2000er Jahre wurden North- & South-Bridge über den PCI-Bus verbunden (33 MHz, 133 MB/s) | |||
* Hub Interface: proprietäre Schnittstelle, die von Intel 1998 mit dem ICH eingeführt wurde und die Datentransferrate gegenüber dem PCI-Bus verdoppelte (266 MB/s) | |||
* Direct Media Interface (DMI): | |||
** eine ebenfalls proprietäre Schnittstelle von Intel, die 2004 eingeführt wurde und das Hub-Interface ersetzte (1 GB/s) | |||
** DMI 2.0 folgte im Jahre 2011 und verdoppelte die Datentransferrate (2 GB/s) | |||
** DMI 3.0 wurde im Jahre 2015 eingeführt und verdoppelte die Geschwindigkeit abermals (3,93 GB/s) | |||
== Hub-Architektur == | == Hub-Architektur == | ||
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* Einführung durch Intel (1999) - als Intel Hub Architecture (IHA) mit dem Intel 810 | |||
* Verbindung der beiden Controller über einen Hochgeschwindigkeitsbus, dem Hub-Interface (an Stelle des PCI-Busses) | |||
* sternförmige Verbindung der einzelnen Komponenten (an Stelle der starren Nord-Süd-Achse) | |||
* unterschiedliche Hubs erfüllen verschiedene Aufgaben | |||
* Ausgliederung alter Verbindungen (Floppy, serielle & parallele Schnittstellen) in den Legacy-Port-Controller (LPC) | |||
=== Memory-Controller-Hub (MCH) === | === Memory-Controller-Hub (MCH) === | ||
=== I/O-Controller-Hub === | * Funktionen entsprechen denen der North-Bridge | ||
* kontrolliert den Datenfluß vom und zum Arbeitsspeicher | |||
* Erhöhung der Bandbreite durch mehrere Kanäle für die Kommunikation mit dem Speicher | |||
* auch als Graphics-Memory-Controller-Hub (GMCH) mit integriertem Grafikchip | |||
=== I/O-Controller-Hub (ICH) === | |||
* übernimmt die Funktionen der South-Bridge | |||
== Platform Controller Hub == | |||
* Einführung im Jahre 2009 als Nachfolger der IHA | |||
* Durch Integration einiger Funktionen der North-Bridge in den Prozessor wird auf modernen Hauptplatinen nur noch ein Chip benötigt (I/O-Hub bzw. Platform-Controller-Hub (PCH)) | |||
* direkte Anbindung von Grafikkarte & Arbeitsspeicher an den Prozessor | |||
* Integration verbleibender North-Bridge-Funktionen & der gesamten Funktionalität der South-Bridge in den PCH | |||
* Kommunikation mit dem Prozessor über performante[[https://www.duden.de/rechtschreibung/performant]] Punkt-zu-Punkt-Verbindung (Direkt Media Interface (DMI) oder PCIe 4.0) | |||
=Links= | |||
==Intern== | |||
# https://wiki.foxtom.de/index.php?title=Hardware:SATA | |||
# https://wiki.foxtom.de/index.php?title=PCI-Bus | |||
==Extern== | |||
TODO | |||
[[Kategorie:Mainboard]] | |||
Aktuelle Version vom 23. Juni 2024, 08:43 Uhr
Der Chipsatz ist eine Gruppe hochintegrierter Schaltkreise und die zentrale Komponente der Hauptplatine, über die sämtliche Datenströme zwischen Prozessor und Ein-/Ausgabegeräten laufen
Funktion
- Zentrales Bauelement auf dem Mainboard
- Bindeglied zwischen allen einzelnen Komponenten eines Computers
- Unterstützung des Prozessors bei der Steuerung der Kommunikation der Einzelkomponenten
- Bestimmt folgende Leistungsmerkmale:
Historie
Entwicklung
- vor 1987 eigenständige Schnittstellen-Chips, die über einen Adress-, Daten- und Steuerbus mit dem Prozessor verbunden & von diesem direkt angesprochen wurden
- 1987 erster Chipsatz für den 80286 (NEAT-Chipsatz - New Enhanced AT)
- 1990er Jahre Einführung einer Zwei-Brücken-Architektur
- 1998 Einführung der Intel-Hub-Architektur (IHA)
Wichtige Chipsätze
- Auflistung der ersten Chipsätze der jeweiligen Architektur und einem aktuellen Chipsatz.
| Chipsatz | Codename/Bezeichnung | Architektur | Sockel | Erscheinungsjahr |
|---|---|---|---|---|
| NEAT | "New Enhanced AT" | / | PGA68 | Q4 1987 |
| Intel 420TX | Saturn | Brücken-Architektur | Socket 2, Socket 3 | 1992 |
| Intel 810 | Whitney | Intel-Hub-Architektur | 370 | Q1 1999 |
| Intel P55 | Ibex Peak | Platform Controller Hub | 1156 | Q3 2009 |
| AMD X570 | Valhalla | Platform Controller Hub | AM4 | Q2 2019 |
| Chipsatz | CPU-Unterstützung | FSB | RAM maximal | PCI |
|---|---|---|---|---|
| NEAT | 286 | 4 bis 25 MHz | 8 MB | - |
| Intel 420TX | 486 | bis 33 MHz | 128 MB | PCI 1.0 |
| Intel 810 | Pentium II & III | 66 / 100 MHz | 512 MB | PCI 2.2 |
| Intel P55 | Core i3, i5, i7 | - | - | PCIe 2.0 |
| AMD X570 | Ryzen | - | - | PCIe 4.0 |
Aufbau
Bridge-Architektur
- klassische Chipsatzarchitektur - bestehend aus North- & South-Bridge
- Beide Chips sind Router - sie leiten den Datenverkehr von einem Bus zum anderen.
North-Bridge
- in unmittelbarer Nähe des Prozessors verbaut (im Norden der Platine)
- über den Front Side Bus direkt an den Prozessor angebunden
- breitbandig konzipiert & hoch getaktet (dadurch meist mit Kühlkörper versehen)
- Synchronisation des Datentransfers & der Datensteuerung zwischen Prozessor & Arbeitsspeicher
- stellt eine leistungsfähige Verbindung zur Grafikkarte her
- Grafikkarte & RAM mussten sich die verfügbare Bandbreite nicht mehr mit anderen Komponenten teilen
- enthielt bei älteren Mainboards auch den Speichercontroller
South-Bridge
- als separater Chip in der Nähe der PCI-Steckplätze verbaut (im Süden der Platine)
- regelt den Datentransfer & die Datensteuerung zwischen den Geräten (SATA-Controller, USB, Netzwerk, Soundchip etc.)
- bezüglich der Leistungsfähigkeit geringere Anforderungen, als an die North-Bridge
- Anbindung an die North-Bridge über PCI
Bus zwischen den Bridges
- PCI: Ab den 1990er bis Anfang der 2000er Jahre wurden North- & South-Bridge über den PCI-Bus verbunden (33 MHz, 133 MB/s)
- Hub Interface: proprietäre Schnittstelle, die von Intel 1998 mit dem ICH eingeführt wurde und die Datentransferrate gegenüber dem PCI-Bus verdoppelte (266 MB/s)
- Direct Media Interface (DMI):
- eine ebenfalls proprietäre Schnittstelle von Intel, die 2004 eingeführt wurde und das Hub-Interface ersetzte (1 GB/s)
- DMI 2.0 folgte im Jahre 2011 und verdoppelte die Datentransferrate (2 GB/s)
- DMI 3.0 wurde im Jahre 2015 eingeführt und verdoppelte die Geschwindigkeit abermals (3,93 GB/s)
Hub-Architektur
- Einführung durch Intel (1999) - als Intel Hub Architecture (IHA) mit dem Intel 810
- Verbindung der beiden Controller über einen Hochgeschwindigkeitsbus, dem Hub-Interface (an Stelle des PCI-Busses)
- sternförmige Verbindung der einzelnen Komponenten (an Stelle der starren Nord-Süd-Achse)
- unterschiedliche Hubs erfüllen verschiedene Aufgaben
- Ausgliederung alter Verbindungen (Floppy, serielle & parallele Schnittstellen) in den Legacy-Port-Controller (LPC)
Memory-Controller-Hub (MCH)
- Funktionen entsprechen denen der North-Bridge
- kontrolliert den Datenfluß vom und zum Arbeitsspeicher
- Erhöhung der Bandbreite durch mehrere Kanäle für die Kommunikation mit dem Speicher
- auch als Graphics-Memory-Controller-Hub (GMCH) mit integriertem Grafikchip
I/O-Controller-Hub (ICH)
- übernimmt die Funktionen der South-Bridge
Platform Controller Hub
- Einführung im Jahre 2009 als Nachfolger der IHA
- Durch Integration einiger Funktionen der North-Bridge in den Prozessor wird auf modernen Hauptplatinen nur noch ein Chip benötigt (I/O-Hub bzw. Platform-Controller-Hub (PCH))
- direkte Anbindung von Grafikkarte & Arbeitsspeicher an den Prozessor
- Integration verbleibender North-Bridge-Funktionen & der gesamten Funktionalität der South-Bridge in den PCH
- Kommunikation mit dem Prozessor über performante[[3]] Punkt-zu-Punkt-Verbindung (Direkt Media Interface (DMI) oder PCIe 4.0)
Links
Intern
Extern
TODO