Мощнейшие видеокарты: чипсеты и графические чипы от гигантов IT и стартапов

Как на самом деле производят процессоры

Чтобы создать сверхмощный процессор, достаточно простого.

Песок. В наших компьютерах в буквальном смысле песок, вернее — составляющий его кремний. Это основной элемент, благодаря которому в компьютерах всё работает. А вот как из песка получаются компьютеры.

Как выглядят чипсеты современных компьютеров?

Чипсет — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора заданных функций.

Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет функцию связующего компонента (моста), обеспечивающего взаимодействие центрального процессора (ЦП) c различными типами памяти, устройствами ввода-вывода, контроллерами и адаптерами ПУ, как непосредственно через себя (и имея некоторые из них в своем составе), так и через другие контроллеры и адаптеры, с помощью многоуровневой системы шин.

Так как ЦП, как правило, не может взаимодействовать с ними напрямую. Чипсет определяет функциональность системной платы. Он включает в себя интерфейс шины процессора и определяет в конечном счете тип и быстродействие используемого процессора.

Определяет во многом тип, объем, быстродействие и вид поддерживаемой памяти, рабочие частоты различных шин, их разрядность и тип, поддержку плат расширения, их количество и тип, и т. д.

Таким образом, этот набор микросхем относится к числу наиболее важных компонентов системы, во многом определяя ее быстродействие, расширяемость, стабильность работы при различных настройках и условиях, модернизируемость, сферу применения и т. д.

Являясь по сути основой платформы/системной платы, чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах и сетевых медиаплеерах.

Чипсет материнских плат современных компьютеров состоит из двух основных микросхем (иногда объединяемых в один чип, т.н. системный контроллер-концентратор:

1. Контроллер-концентратор памяти — обеспечивает взаимодействие ЦП с памятью. Соединяется с ЦП высокоскоростной шиной (FSB, HyperTransport или QPI). В современных ЦП (например, Opteron, Itanium, Nehalem, UltraSPARC T1) контроллер памяти может быть интегрирован непосредственно в ЦП. В MCH некоторых чипсетов может интегрироваться графический процессор.
2. Контроллер-концентратор ввода-вывода — обеспечивает взаимодействие между ЦП и жестким диском, картами PCI, низкоскоростными интерфейсами PCI Express, интерфейсами IDE, SATA, USB и пр.

Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.

Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъема LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и, следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI.

Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящей из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.

Какая материнская плата лучше для вас?

Выбор правильной материнской платы для вашего ПК может быть немного сложным, но если вы начинаете с этого компонента в качестве основы для вашей следующей сборки, мы собрали несколько наших фаворитов, которые создадут основу для высокопроизводительной платформы: материнская плата для вашего ПК.

В зависимости от конфигурации контактов, некоторые разъемы могут поддерживать несколько поколений процессоров. Примером может служить текущий сокет LGA 1151 для Intel, который поддерживает процессоры шестого, седьмого, восьмого и девятого поколения. Разъем не может быть заменен и потребует полной замены материнской платы, если вам понадобится использовать другой интерфейс.

Но то, что разъем соответствует вашему процессору, не означает, что материнская плата будет совместима с ним. Здесь в игру вступает чипсет. Intel Core i5 7600K и 9600K поддерживают LGA 1151, но первый работает с чипсетом Z170, а второй – с чипсетом Z370.

Мы рассмотрим несколько примеров сокетов для Intel и AMD, чтобы показать, как последние поколения обеих компаний могут поддерживать несколько поколений процессоров.

↑ Какие бывают чипсеты

Для разных классов процессоров Intel и AMD есть свои классы чипсетов – десктопные, серверные, для высокопроизводительных систем. У чипсетов есть серии, это, по сути, их поколения: из актуальных это 300-я, 400-я, 500-я серия у AMD, а у Intel — 400-я, 500-я и новейшая 600-я. Чем больше серия, тем она новее. Серии работают с определёнными поколениями процессоров. Чипсеты очень скупы на поддержку современных поколений PCI-E, и актуальное PCI-E 4.0 поддерживают только 500-я серия AMD и новейшая 600-я серия Intel. В каждой серии есть чипсеты для разного сегмента компьютеров. В названиях чипсетов закодированы указание на серию и принадлежность к определённому сегменту компьютеров, а, соответственно, на реализацию технических возможностей. Возьмём, к примеру, современнейший чипсет Intel Z690 под сокет LGA 1700: в нём Z – это буква принадлежности к сегменту продвинутых Z-чипсетов, а 6 – указание на 600-ю серию чипсетов. На сегмент чипсета в основном указывает первая буква в названии.

У чипсетов Intel такие сегменты:

H, если это чипсеты типа H410 или H510 —

Бюджетный пользовательский сегмент без возможности разгона и с минимальным числом линий PCI-E

400-я серия – H410, H420E

500-я серия – H510

Средний пользовательский сегмент без возможности разгона процессора, но с возможностью разгона оперативной памяти начиная с 500-й серии. Максимальное число линий PCI-E больше, чем у H410/H510

400-я серия – B460

500-я серия – B560

H, если это чипсеты типа H470 или H570

Выше среднего пользовательский сегмент без возможности разгона процессора, но с возможностью разгона оперативной памяти начиная с 500-й серии. Максимальное число линий PCI-E больше, чем у B-чипсетов

400-я серия – H470

500-я серия – H570

Сегмент серверов и рабочих станций без возможности разгона

400-я серия – Q470, Q470E

500-я серия – Q570

Сегмент серверов и рабочих станций с возможностью разгона процессора и оперативной памяти

400-я серия – W480, W480E

500-я серия – W580

Максимальный пользовательский сегмент с возможностью разгона процессора и оперативной памяти, с максимально возможным числом линий PCI-E.

400-я серия – Z490

500-я серия – Z590

600-я серия – Z690

Детальные характеристики актуальных чипсетов можно посмотреть на сайте Intel: 400-я серия , 500-я серия , 600-я серия .

Этот же принцип сегментирования можем наблюдать у чипсетов компании AMD. В их названиях буква отвечает за сегмент компьютеров, а первая цифра модели – за серию: 300-я, 400-я, 500-я серия. Только у AMD другие буквы соответствия сегментам:

Бюджетный пользовательский сегмент без возможности разгона и с минимальным числом линий PCI-E

300-я серия – A 300, A 320

500-я серия – A 520

Средний пользовательский сегмент с возможностью разгона процессора и оперативной памяти. Максимальное число линий PCI-E больше, чем у A-чипсетов

300-я серия — B300, B350

400-я серия – B450

500-я серия – B550, B550A

Продвинутый пользовательский сегмент с возможностью разгона процессора и оперативной памяти, с максимально возможным числом линий PCI-E.

300-я серия – X300, X370

400-я серия – X470

500-я серия – X570

Детальные характеристики актуальных чипсетов можно посмотреть на сайте AMD .

Температура

Из-за повышенных нагрузок на чипсет, особенно на его Северный мост, микросхемы постоянно перегреваются. Для поддержания рабочей температуры чипсета, а также предотвращения перегрева, на чипсет устанавливается система охлаждения. При интенсивной работе на ПК, пользователю рекомендуется время от времени проверять температуру ключевых узлов, для предотвращения форс-мажорных ситуаций.

Зачем нужен чипсет

Главный чип на материнской плате – это процессор (ЦПУ), он отдает команды остальным устройствам, но не может сделать это напрямую. Чипсет связывает ЦПУ с остальными системами: оперативной памятью (ОЗУ), системой ввода вывода, адаптерами и контролерами периферийных устройств. Связь осуществляется через систему шин.

Общая схема чипсета материнской платы

Для соединения с разными компонентами служат разные шины:

• c процессором – системная шина;
• c памятью – шина памяти (Memory Bus);
• с графическим адаптером – PCI, PCI -Express или AGP;
• с устройствами LPT, PS/2 – шина Low Pin Count.

Чипсет контролирует только взаимодействие систем, но не вмешивается в их работу.

• количество компонентов в подсистемах: возможное количество процессоров, слотов памяти, графических адаптеров, слотов расширения и портов на материнской плате.
• частоту шины и разрядность, через которую он связывается с подсистемой;
• можно ли повышать характеристики отдельных подсистем: тактовую частоту процессора(ов), напряжения памяти;
• поддержку технологии подсистемами: режим сдвоенной работы видеокарт – CrossFire и SLI; режим сдвоенной работы памяти – DUAL RAM, кэширование на SSD – Smart Response Technology.
• поддержку взаимодействия со специальными или устаревшими контроллерами: RAID, PCI,AGP.

Чипсет обеспечивает: быстродействие, расширяемость и стабильность работы в разных режимах компьютера.

Где находится чипсет на материнской плате

На не самых новых, но все еще актуальных платах, чипсетов два. Их еще именуют мостами, северным (СМ) и южным (ЮМ). Они так называются в соответствии с их географическим местонахождением на системной плате. Северный компонент можно найти немного ниже гнезда для установки ЦП, а на противоположной стороне от него расположен южный элемент.

На смену двухмостовым приходят одномостовые варианты, где есть только южный компонент. Куда же дели северный? Этот мост интегрирован в CPU. В современных моделях такое решение — не редкость. Такое решение имеет 3 существенных преимущества:

1. Снижается показатель энергопотребления.
2. Мощная процессорная система охлаждения способствует улучшению снижению износа моста.
3. Дешевеет производство.

Производители и модели

Производство чипсета – это высокотехнологичный процесс, немногим менее сложный, чем производство процессоров, поскольку от качества чипсета и от набора тех функций, которые он поддерживает, зависят характеристики компьютера, а также его бесперебойная работа. Поэтому их производителей этих наборов микросхем сейчас в мире не так уж много – как правило, это фирмы, производящие сами процессоры – Intel и AMD, а также компании NVIDIA, VIA и SIS.

В настоящее время разработано очень много различных моделей чипсетов. Как правило, определенные модели чипсетов предназначены для работы с определенными процессорами или линейками процессоров. Если вы хотите узнать название модели чипсета своей материнской платы, то следует помнить, что название модели чипсета пишется на микросхеме северного моста.