Northbridge (výpočetní) - Northbridge (computing)

Typické rozložení sever / jih
Typické rozložení sever / jih

A Severní most nebo hostitelský most je jedním ze dvou čipů v základní logice chipset architektura na a PC základní deska, druhý je Southbridge. Na rozdíl od southbridge je northbridge připojen přímo k CPU přes přední autobus (FSB) a je tedy odpovědný za úkoly, které vyžadují nejvyšší výkon. Northbridge, také známý jako Memory Controller Hub, je obvykle spárován s southbridge.[1] V systémech, kde jsou zahrnuty, řídí tyto dva čipy komunikaci mezi procesor a další části základní desky a tvoří základní logiku chipset základní desky počítače.[2]

Na starších počítačích založených na Intel byl Northbridge také pojmenován jako externí rozbočovač řadiče paměti (MCH) nebo rozbočovač grafické a paměťové karty (GMCH), pokud je vybaven integrovanou grafikou. Tyto funkce se stále více začleňovaly do samotného čipu CPU,[3] počínaje řadiči paměti a grafiky. Pro Intel Sandy Bridge a AMD Accelerated Processing Unit procesory představené v roce 2011, všechny funkce Northbridge jsou umístěny na CPU.[4] Odpovídající jižní most byl Intel přejmenován na Centrum řadiče platformy a AMD jako Rozbočovač řídicí jednotky fúze. CPU AMD FX nadále vyžadovaly externí čipy Northbridge a Southbridge.

Oddělení různých funkcí do čipů CPU, Northbridge a Southbridge bylo způsobeno obtížností integrace všech komponent do jednoho čipu.[5] V některých případech byly funkce northbridge a southbridge sloučeny do jedné zemřít kdy to dovolila složitost návrhu a výrobní procesy; například Nvidia GeForce 320 mil v roce 2010 MacBook Air je kombinovaný čip northbridge / southbridge / GPU.[6]

Jak se časem zvyšovaly rychlosti CPU, a úzké místo nakonec se objevil mezi procesorem a základní deska, kvůli omezením způsobeným přenosem dat mezi CPU a jeho podpůrnou čipovou sadou.[7] Proto počínaje AMD Athlon 64 řady CPU, byla použita nová architektura, kde byla funkce řadiče paměti čipů Northbridge přesunuta na CPU. Moderní procesory Intel Core mají Northbridge integrovaný do CPU matrice, kde je známý jako uncore nebo systémový agent.

Přehled

Northbridge obvykle zpracovává komunikaci mezi procesor, v některých případech RAM, a PCI Express (nebo AGP ) grafické karty a Southbridge.[8][9] Některé northbridges také obsahují integrované video řadiče, známé také jako Centrum grafické a paměťové karty (GMCH) v systémech Intel. Protože různé procesory a RAM vyžadují odlišnou signalizaci, bude daná northbridge obvykle pracovat pouze s jednou nebo dvěma třídami CPU a obecně pouze s jedním typem RAM.

Existuje několik čipových sad, které podporují dva typy paměti RAM (obvykle jsou k dispozici v případě přechodu na nový standard). Například severní most z Nvidia nForce2 čipset bude fungovat pouze s Zásuvka A procesory v kombinaci s DDR SDRAM; the Intel Čipová sada i875 bude fungovat pouze se systémy používajícími Pentium 4 procesory nebo Celeron procesory, které mají rychlost vyšší než 1,3 GHz a využívají DDR SDRAM, a čipová sada Intel i915G funguje pouze s procesory Intel Pentium 4 a Celeron, ale může používat DDR nebo DDR2 Paměť.

Etymologie

Název je odvozen od kresby architektury ve formě mapy. CPU by byla v horní části mapy srovnatelná se severním směrem na nejobecnějších geografických mapách. CPU by bylo připojeno k chipset přes rychlý most (severní most) umístěný severně od ostatních systémových zařízení, jak byly nakresleny. Northbridge by pak byl připojen ke zbytku čipové sady pomalým mostem (southbridge) umístěným jižně od ostatních systémových zařízení, jak je nakresleno.

Intel i815EP Northbridge

Přetaktování

Northbridge hraje důležitou roli v tom, jak daleko může být počítač přetaktovaný, protože jeho frekvence se běžně používá jako základní linie pro CPU pro stanovení vlastní provozní frekvence. Tento čip se obvykle zahřívá, protože se zvyšuje rychlost procesoru a vyžaduje více chlazení. Existuje přetaktování procesoru, například digitální obvody jsou omezeny fyzikálními faktory, jako je nárůst, pokles, zpoždění a doba skladování tranzistory aktuální produkt šířky pásma, parazitní kapacita, a šíření zpoždění, která roste s (mimo jiné) Provozní teplota; následkem toho má většina aplikací pro přetaktování softwarově omezená omezení na násobitel a nastavení externích hodin. Kromě toho je teplo hlavním omezujícím faktorem, protože ke správné aktivaci je zapotřebí vyšší napětí tranzistory s efektem pole uvnitř CPU a toto vyšší napětí produkuje větší množství tepla, což vyžaduje větší tepelná řešení na matrici.

Vývoj

Součást základní desky notebooku IBM T42.

Celkovým trendem v konstrukci procesorů byla integrace více funkcí na méně komponent, což snižuje celkové náklady na základní desku a zlepšuje výkon. The řadič paměti, který zpracovává komunikaci mezi CPU a RAM, byl přesunut na procesor zemřít AMD počínaje jejich AMD K8 procesory a Intel s jejich Nehalem procesory. Jednou z výhod integrovaného řadiče paměti do matrice CPU je snížení latence z CPU do paměti.

Dalším příkladem tohoto druhu změny je Nvidia je nForce3 pro AMD K8 systémy. Kombinuje všechny funkce normálu Southbridge s Zrychlený grafický port (AGP) port a připojuje se přímo k CPU. Na nForce4 desek to bylo prodáváno jako mediální komunikační procesor (MCP).

AMD Accelerated Processing Unit procesory se vyznačují plnou integrací funkcí Northbridge na čip CPU, spolu s jádry procesoru, řadičem paměti, vysokou rychlostí PCI Express rozhraní (obvykle pro grafickou kartu) a integrovaná grafická procesorová jednotka (GPU). To byl vývoj AMD K8, protože řadič paměti byl integrován do procesoru CPU v AMD64.

Northbridge byl nahrazen systémovým agentem zavedeným Sandy Bridge mikroarchitektura v roce 2011, která v podstatě zpracovává všechny předchozí funkce Northbridge.[10] Procesory Intel Sandy Bridge se vyznačují plnou integrací funkcí Northbridge do čipu CPU spolu s jádry procesoru, řadičem paměti, vysokorychlostním rozhraním PCI Express a integrovaným grafická jednotka (GPU). Jednalo se o další vývoj architektury Westmere, která také obsahovala CPU a GPU ve stejném balení.[11]

Nedávné procesory AMD počínaje Zen 2 přesunuli některé I / O funkce z matrice CPU na I / O matrici na stejné MCM balíček jako CPU. Tato kostka se obvykle nepovažuje za součást Northbridge, protože je ve stejném balíčku jako CPU, ale slouží některým stejným funkcím [12].

Viz také

Reference

  1. ^ „Southbridge“. TechTarget. Citováno 4. ledna 2016.
  2. ^ „Definice: Northbridge“. PC Magazine. Citováno 26. září 2015.
  3. ^ „Důvěryhodné notebooky x86? Existuje způsob, říká bezpečnostní eso na úrovni systému“. Registrace. Citováno 4. ledna 2016.
  4. ^ „Recenze Intel i7 2600K (Sandy Bridge)“. Overclockers.com. 2011-01-03. Citováno 2015-05-07.
  5. ^ „Čipová sada: Northbridge a Southbridge“. Rigacci.org. 2006-01-27. Citováno 2015-05-07.
  6. ^ Macbook Air: Znamení budoucích věcí - Digital Gravitas
  7. ^ Kent, Allen (1999). Encyclopedia of computer science and technology. New York, NY [USA]: Dekker. p. 500. ISBN  9780824722937. Citováno 26. září 2015.
  8. ^ Jones, George (2004-10-22). „Základní desky a čipové sady Core-Logic: The Deep Stuff | Co dělá severní a jižní most“. InformIT.com. Citováno 2015-05-07.
  9. ^ George Jones - Průvodce kupujícího Maximum PC 2005 - Prentice Hall PTR - ISBN  0-7686-6312-1
  10. ^ „Agent Ring Bus & System - odhalena architektura Sandy Bridge od společnosti Intel“. Anandtech.com. Citováno 2015-05-07.
  11. ^ „Intel Core i5 2500K a Core i7 2600K (Sandy Bridge) - úvod“. Legionhardware.com. Archivovány od originál dne 06.06.2016. Citováno 2015-05-07.
  12. ^ „Chiplety jsou budoucnost, ale nenahradí Mooreův zákon“.