Chipsatz
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 |
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
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, die verschiedene Aufgaben erfüllen
- 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 sehr performante Punkt-zu-Punkt-Verbindung (Direkt Media Interface (DMI) oder PCIe 4.0)
Links
Intern
- https://wiki.itw-berlin.net/index.php?title=Hardware:SATA
- https://wiki.itw-berlin.net/index.php?title=PCI-Bus