Чипсет материнской платы: северный и южный мост

Чипсет — это набор микросхем, который обеспечивает связь между различными компонентами на материнской плате, такими как процессор, память, видеокарта, накопители и т. д.

Главный чип материнской платы определяет совместимость с процессорами определенного типа, поддержку оперативной памяти, интерфейсы для подключения устройств хранения данных (например, SATA или NVMe для SSD), количество и тип слотов расширения (например, PCI Express x1, x4, x8, x16 или PCI), а также набор разъёмов USB, Ethernet, аудио и видео.

Чипсет состоит из нескольких компонентов, включая северный и южный мосты (Northbridge и Southbridge), которые играют ключевую роль в управлении данными и коммуникацией между различными компонентами компьютера. Северный мост обеспечивает связь между высокоскоростными компонентами системы, а южный мост взаимодействует с низкоскоростными интерфейсами и северным мостом.

Чипсет материнской платы: северный и южный мост

Северный мост

Северный мост (Northbridge) — это один из двух основных мостов (чипов) на материнской плате компьютера, предназначенный для управления и обработки данных, связанных с центральным процессором (CPU), оперативной памятью (RAM), а также графическим процессором (GPU), когда он используется.

Северный мост материнской платы

Ранее северный мост играл ключевую роль в передаче данных между центральным процессором и оперативной памятью, а также в управлении другими важными компонентами системы, такими как AGP (Accelerated Graphics Port) или PCI Express, которые отвечали за графику и расширения. С развитием технологий и интеграцией функций северного моста в процессор и другие компоненты системы, его роль стала менее значимой.

В современных системах, особенно в системах на базе процессоров Intel, функции северного моста были интегрированы в сам процессор. Это стало возможным благодаря технологиям, таким как Intel’s Direct Media Interface (DMI), которая позволяет процессору напрямую общаться с другими компонентами системы, минуя необходимость в отдельном чипе северного моста.

Термин «северный мост» до сих пор используется для обозначения логической части архитектуры компьютера, отвечающей за управление и передачу данных между центральным процессором и другими важными компонентами системы, даже если на практике эти функции уже интегрированы в сам процессор или другие части материнской платы.

Южный мост

Южный мост на материнской плате, также известный как Southbridge, отвечает за управление и поддержку различных дополнительных устройств и интерфейсов, таких как USB, SATA, Ethernet, аудио, PCI Express, а также обеспечивает связь с северным мостом для взаимодействия процессора с данными устройствами и интерфейсами.

Южный мост материнской платы

В состав южного моста материнской платы могут входить следующие интерфейсы и контроллеры:

  • Шина PCI — стандартная (устаревшая) шина, которая используется для подключения дополнительных устройств к материнской плате компьютера.
  • Шина PCI Express (PCIe) — последовательная шина передачи данных (вытеснившая PCI), используется для расширения системы, позволяет подключать сетевые карты Ethernet, аудиокарты, платы видеозахвата, накопители NVMe (Non-Volatile Memory Express) и другие контроллеры.
  • Шина ISA (Industry Standard Architecture) или мост LPC — устаревший стандарт шины расширения для подключения периферийных устройств. Мост LPC (Low Pin Count) предоставляет альтернативный путь передачи данных и управления для подключения устройств, таких как клавиатура и мышь (PS/2), параллельный порт (LPT), последовательный порт (COM) и т. д.
  • Шина SPI (Serial Peripheral Interface) — простая последовательная шина, используемая для доступа к BIOS/UEFI.
  • Контроллер SMBus (System Management Bus) — двухпроводная шина, используемая для связи между различными компонентами компьютера, такими как сенсоры температуры, вентиляторы и т. д.
  • Контроллер DMA (Direct Memory Access) — контроллер, позволяющий устройствам ISA или LPC напрямую обращаться к оперативной памяти без участия процессора.
  • Контроллер PIC (Programmable Interrupt Controller) и I/O APIC (Input/Output Advanced Programmable Interrupt Controller) — устройства, используемые для управления прерываниями в системе.
  • Контроллеры SATA, M.2 и PATA — интерфейсы, используемые для подключения устройств хранения данных, таких как жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD).
  • Часы реального времени — устройство, обеспечивающее хранение текущего времени и даты вне зависимости от состояния компьютера.
  • Программируемый интервальный таймер — устройство, используемое для генерации периодических прерываний или сигналов с заданным интервалом времени.
  • Точный таймер событий — устройство, обеспечивающее точную временную метку для событий в системе.
  • Контроллер ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) и APM (Advanced Power Management) — стандарты для управления питанием и конфигурацией компьютера.
  • Постоянная память BIOS — память, используемая для хранения постоянной информации о системе, такой как настройки BIOS и CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor).
  • Интерфейс звука Intel HD Audio или AC’97 — стандартные интерфейсы для подключения аудиоустройств к материнской плате.
  • Контроллер USB — стандартные интерфейсы для подключения устройств к компьютеру, таких как мыши, клавиатуры, принтеры и т. д.