Chipsatz
- ist eine Gruppe hochintegrierter Schaltkreise und die zentrale Komponente der Hauptplatine, über die sämtliche Datenströme zwischen Prozessor und Ein-/Ausgabegerätenn 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:
- Anzahl der Speicherkanäle
- unterstützte Prozessoren
- Verfügbare Schnittstellen (USB, SATA, PCIe etc.)
- Anzahl der verfügbaren PCI-Express-Lanes
- Anzahl der Schnittstellen
- zusätzliche Integration von Geräten (Audio, WLAN etc.)
- Erweiterte Funktionen (RAID, Virtualisierung)
Historie
- 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)
- 1999 Einführung der Intel-Hub-Architektur (IHA)
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 Prozessoers 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
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
- unterschiedliche Hubs, die verschiedene Aufgaben erfüllen
Memory-Controller-Hub (MCH)
- 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 der 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
- Kommunikation mit dem Prozessor über sehr performante Punkt-zu-Punkt-Verbindung (Direkt Media Interface (DMI) oder PCIe 4.0)