Тема 10. Назначение чипсетов

Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах.

Как правило, чипсет интегрирует в себе функции следующих устройств: • контроллера оперативной памяти; • контроллеров кэш-памяти 2-го и/или 3-го уровня; • контроллеров ПДП; • контроллеров приоритетных прерываний; • контроллера клавиатуры; • контроллера мыши PS/2; • контроллера инфракрасного порта; • таймера реального времени; • моста шины PCI; • моста шины ISA и др. Обычно в составе чипсета выделяют:  северный мост (North Bridge) - системный контроллер, в который входит контроллер системной шины, шин AGP и PCI, ОЗУ и кэш-памяти (для наборов под обычный Pentium);  южный мост (SOUTh Bridge) - периферийный контроллер, включающий контроллеры EIDE, клавиатуры, моста PCI-to-PCI, последовательных/параллельных портов, шины USB и других подобных устройств. Выбор чипсета во многом определяет конфигурацию МПС и ее производительность. Если МП можно заменить, а емкость ОЗУ увеличить, то замена чипсета однозначно связана с заменой системной платы, а ограничения чипсета также однозначно ограничивают возможности замены других элементов МПС: МП, ОЗУ, внешних устройств. Чипсет накладывает ограничения на следующие функциональные характеристики системы в целом: тип памяти, тип кэш-памяти второго и/или третьего уровня, тип МП, максимальная частота системной шины, тип шины PCI (32- или 64-разрядная); поддержка многопроцессорной конфигурации и некоторые другие характеристики. Практика показывает, что разница в производительности системных плат разных фирм, построенных с применением одного и того же чипсета, составляет от силы несколько процентов, между тем как тот же параметр для различных чипсетов может отличаться на порядок. Рассмотрим использование чипсета на примере организации микропроцессорной системы на базе МП Pentium III на ядре Katmai (см. рис. ниже). Структура микропроцессорной системы с использованием чипсета  Частота шины PCI составляет 33 МГц и при частоте системной шины и 66, и 100 МГц (используется деление частоты на 2 и 3 соответственно). AGP (Accelerated GraphiCS Port) - 32-разрядная шина (тактовая частота всегда 66 МГц), используемая для подключения графического адаптера и позволяющая ускорить обмен данными между графическим адаптером и основной памятью. В режиме AGP 2х эффективная частота в 133 МГц обеспечивается использованием обоих фронтов импульсов частоты 66 МГц. Шина ISA работает на частоте 8 МГц. За ее функционирование отвечает мост PCI/ISA, являющийся обычным PCI-устройством (просто встроенным в чипсет). Системная шина может работать на разной частоте, но все эти варианты совместимы по разводке и электрически, что создает почву для "разгона". Таким образом, при смене частоты системной шины, например, с 66 на 100 МГц замене подлежат лишь три устройства: процессор, чипсет и память. Никакие другие устройства не заметят подмены шины - ни AGP видеоадаптеры, ни любой из PCI-контроллеров, ни старые ISA-карты. В этом и заключается принципиальное отличие шины 100 МГц от шины 66 МГц, разогнанной до 75/83 МГц. В первом случае новый чипсет обеспечивает работу PCI на частоте 33 (100/3) МГц, во втором старый чипсет и не подозревает о "разгоне" и продолжает делить частоту системной шины на 2, а в итоге частота PCI-шины равна 37,5 или 41,5 МГц, что может привести к неправильной работе некоторых PCI-устройств.

Чипсет (от англ. ChipSet), который иногда называют системной логикой или набором микросхем, представляет собой связующий компонент платы, обеспечивающий совместную работу подсистем оперативной памяти, процессора, системы ввода-вывода и множества других.

Практически во всех случаях чипсет является комбинацией двух микросхем — северного и южного мостов.

Северный мост (Northbridge) работает напрямую с процессором и осуществляет поддержку оперативной памяти и видеокарты. Он также задаёт частоту системной шины (FSB), максимальный объём и тип ОЗУ.
Южный мост (Southbridge) — микросхема, обеспечивающая взаимодействие ЦП с другими компонентами компьютера — винчестерами, картами расширения, интерфейсами SATA, USB и др. В отличие от северного моста, южный мост обычно не подключается напрямую к процессору, поэтому они расположены на отдельных микросхемах.

  

На рынке существует множество моделей чипсетов разных производителей. Самые популярные на сегодняшний день:

 

Чипсеты от Intel:

Без встроенной видеокарты: P31, P35, P43, P45, P55, X38, X48, X58 Со встроенной видеокартой: G31, G41, G43, G45

Рекомендуется покупать материнские платы без встроенной видеокарты на чипсетах P45 (для всех типов конфигураций) или на P55, X58 (для «экстремальных» геймеров и энтузиастов технологий). Естественно, что последние значительно дороже.

 

Чипсеты от AMD:

Без встроенной видеокарты: 770, 790X, 790FX Со встроенной видеокартой: 740G, 760G, 780G, 785G, 780V, 790GX

Рекомендуется брать платы с чипсетами 770 (подходит для всех конфигураций), 790X (для геймеров), 790FX (для «экстремальных» геймеров и оверклокеров). Цена последних несколько выше.

Оверклокинг (англ. Overclocking) — разгон центральных процессоров или других компьютерных комплектующих, таких, как, например, видеокарта или оперативная память, путём повышения рабочих частот или питающего напряжения на компоненте.

 

Чипсеты от NVIDIA:

Прежде чем представить список наиболее распространённых чипсетов от компании NVIDIA, следует предупредить, что если Вы не собираетесь устанавливать в компьютер две видеокарты NVIDIA GeForce в режиме SLI, то покупать плату с чипсетом от NVIDIA нецелесообразно. Тем более, что Intel уже официально добавила поддержку SLI в свои чипсеты X58 и P55.

Компания NVIDIA производит чипсеты как для процессоров Intel, так и для процессоров от AMD. При покупке необходимо проверить, для какого процессора предназначена материнская плата.

Серия GeForce (со встроенной видеокартой): 7025, 7050, 7100, 8200, 8300 Серия nForce:

• nForce 500: 570, 590

• nForce 600:

• Для AMD: 630a, 680a

• Для Intel: 630i, 650i, 680i

• nForce 700:

• Для AMD: 750a, 780a, 980a

• Для Intel: 750i ,780i, 790i

 Чем выше серия чипсета, тем современней, но и дороже материнские платы, выполненные на его основе.

Можно покупать платы на любых чипсетах серии nForce. Выбор делайте исходя из имеющейся у вас суммы денег.

Следует отметить, что с недавнего времени не только чипсеты от компании NVIDIA поддерживают режим одновременной работы двух (трёх) видеокарт — NVIDIA SLI, но и наборы системной логики Intel X58 и P55.

Не мало важным параметром является частота шины процессора (FSB). FSB процессора должна совпадать с частотой шины, поддерживаемой чипсетом материнской платы. Например, процессор с частотой шины 800 МГц не будет работать на плате, поддерживающей только процессоры с частотой шины 533 МГц.

Вернуться к списку элементов

Сокет

 

Еще одна не менее важная часть – процессорный сокет - гнездо для процессора. Он должен соответствовать некоторым требованиям:

Рамка должна быть выполнена из толстого прочного пластика.

Снизу под сокетом очень желательно, что бы была металлическая пластина, оберегающая материнскую плату от прогибания.

Вокруг сокета должно быть просторно. Никаких высоко торчащих толстых конденсаторов. Они помешают поставить хороший кулер на мощный процессор. Более того, сейчас в продаже распространены материнские платы с цифровым управлением преобразователями питания и твёрдотелыми низкорослыми конденсаторами.

Это позволяет не только повысить долговечность, но и увеличить стабильность работы системы.

Процессорные сокеты Intel: LGA 775 (слева)  и LGA 1366 (справа)

Для процессоров от разных производителей требуются разные сокеты. Для современных процессоров фирмы Intel требуются материнские платы с сокетами «LGA775» (Land Grid Array, Socket 775), «LGA1366» (Socket 1366) или «LGA1156» (Socket 1156), для процессоров AMD – «Socket AM2», «Socket AM2+» или «Socket AM3». До выпуска сокета «LGA775» фирма Intel использовала «Socket 478». Из названия ясно, что в нём использовались 478 контактных отверстий. Соответственно на самом процессоре находились 478 контактных ножек (PGA478, Pin Grid Array). Теперь же в сокете «LGA775» используется 775 ножек, а на процессоре, соответственно 775 контактных площадок. Тоже самое касается и LGA1366. Компания AMD, в свою очередь, использовала сокеты «Socket 754» (754 контакта) и «Socket 939» (939 контактов). Внешне изменилось только количество контактов. У «Socket AM2» их — 940.

Вернуться к списку элементов

Слоты оперативной памяти

 

 

С расположением и количеством слотов для оперативной памяти все довольно просто – чем они дальше и выше от разъёма для видеокарт – тем лучше. Правильней будет, если они расположены ближе к сокету и имеют разный окрас (для наглядной установки модулей памяти в двухканальный или трехканальный режим).

Встречаются «переходные» модели материнских плат, совмещающие слоты для DDR и DDR2 или DDR2 и DDR3. Если чипсет от Intel или Nvidia\ATI – это не страшно, если от Sis, Ali (уже нет в продаже, но всё же попадаются на рынке БУ) или Via – лучше такие материнские платы не брать!

На сегодняшний день память типа DDR уже устарела, поэтому используется DDR2- или DDR3-память.

При покупке платы следует обращать внимание на то, какую частоту памяти она поддерживает. Сейчас распространена память типа DDR2 с частотами 800, 1066 и 1200 МГц и DDR3 с 1066, 1333, 1600, 1800 и 2000 МГц. Модули ОЗУ с частотой, например, 1066 МГц будут работать и на материнской плате, поддерживающей только память на 800 МГц, но их рабочая частота понизится до отметки, максимально поддерживаемой материнской платой. К тому же при таком раскладе в целом система может работать нестабильно. Также отметим, что память типа DDR3 не будет работать на плате, поддерживающей только DDR2. Справедливо и обратное. Помните об этих ограничениях.

На данный момент цены на память типа DDR3 значительно снизились, поэтому выбор между DDR2 и DDR3 за вами.

Вернуться к списку элементов

Слоты PCI Express x16 для видеокарт

Если в игровой конфигурации планируется использовать 2 или 3 видеокарты, то необходимо, чтобы на плате имелись 2 или 3 слота типа PCI Express x16, причём с поддержкой режима двух видеокарт (для NVIDIA SLI необходим чипсет NVIDIA nForce или Intel X58 (P55), для ATI Crossfire — чипсет AMD или Intel с поддержкой режима Crossfire). Кроме того, нужно учитывать размещение этих слотов. Современные видеокарты из-за своих больших размеров и массивной системы охлаждения перекрывают соседний с видеокартой слот. А при установке двух или трёх видеокарт на некоторых платах перекрываются все слоты.

Подробнее о режимах SLI и Crossfire читайте в статье, посвященной выбору видеокарты.

Вернуться к списку элементов

Слоты PCI или PCI Express x1 для подключения различных дополнительных устройств

 

Необходимо учитывать количество плат расширения, которые вы хотите установить в компьютер и количество слотов PCI или PCI Express x1 для подключения различных дополнительных устройств, имеющихся на материнской плате. Иначе вы рискуете остаться без модема или ещё чего-нибудь по причине нехватки слотов. Помните также о видеокартах, перекрывающих соседние слоты.

Вернуться к списку элементов

Разъемы для подключения жестких дисков

 

Для подключения жёстких дисков сейчас используются разъёмы SATA. Они имеются в любой современной материнской плате. Следует обратить внимание на наличие RAID-контроллера в случае, если Вы планируете использовать RAID массивы.

Вернуться к списку элементов

Встроенные устройства

 

Сейчас практически во всех современных платах встроены звуковая и сетевая карты. Для рядового пользователя их вполне хватит. Не рекомендуется покупать платы со встроенной видеокартой (если только у Вас нет другого выбора или катастрофически не хватает денег).

Вернуться к списку элементов

Форм-фактор системной платы

 

Форм-фактор — мировой стандарт, определяющий размеры материнской платы для ПК, места ее крепления к корпусу, расположение на ней интерфейсов, портов, сокета ЦП, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако большинство производителей системных плат предпочитают соблюдать всю спецификацию, поскольку иначе могут возникнуть проблемы с совместимостью плат и других комплектующих.

 

• Устаревшие форм-факторы: AT, Baby-AT, Mini-ATX.

• Часто встречающиеся: АТХ, microATX, NLX, WTX.

• Современные: Mini-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX, BTX, MicroBTX, PicoBTX

 

На данный момент в настольных компьютерах распространены форм-факторы типа ATX и mATX (microATX). Рекомендуется брать платы с форм-фактором ATX. Так как они заметно больше по габаритам, то, соответственно, больше количество слотов, имеющихся на плате, удобнее их расположение, а также расположение чипсета и других разъёмов.

Вернуться к списку элементов

Система охлаждения

 

Покупая материнскую плату обязательно обратите внимание на качество радиатора\радиаторов. Тогда как южный мост в большинстве случаев охлаждать не требуется вовсе, северный мост, охлаждать нужно всегда. И чем серьёзней там стоит радиатор – тем лучше.

Чаще всего используются пассивные радиаторы (без вентиляторов). Для такой платы рекомендуется хорошо вентилируемый корпус.

Однако, так же стоит учитывать, что несерьёзный радитор с закрепленным на нём мелким вентилятором, а поверх них ещё и приклеенным логотипом компании-производителя, будет визжать, свистеть и не факт, что до конца справляться со своими обязанностями. Идеальный вариант – медный радиатор с тепловой трубкой или высокий радиатор (возможно с тихоходным кулером).

Это не самое главное, что надо учитывать при выборе платы, но рекомендуется принимать во внимание.

Вернуться к списку элементов

Производитель

 

Не маловажным является и выбор производителя материнской платы

Рекомендуется покупать платы следующих производителей:

ASUS, Gigabyte, MSI, Intel

Менее популярными (но не значит некачественными) являются следующие фирмы:

Foxconn, Elitegroup, Abit, ASRock

Вернуться к списку элементов

Разъем дополнительного питания

 

Количество контактов разъема дополнительного питания — важный вопрос, на который также нужно обратить внимание. Большинство современных плат, если не сказать — практически все, обладают разъемом дополнительного питания процессорного гнезда — 4- или 8-контактным. В связи с этим мы рекомендуем провести осмотр существующего блока питания и убедиться в присутствии нужного разъема питания. При наличии 8-контактного разъема питания процессора на системной плате крайне желательно использование всех восьми контактов для подключения питания. Конечно, известны случаи, когда при включении в 8-контактный разъем 4-контактного штекера питания системная плата запускается и работает, но мы советуем не прибегать к таким полумерам и обеспечить полноценное питание платы.