Was ist ein Chipsatz? Seine Aufgaben im Computersystem

Wenn Sie sich einen PC kaufen möchten, sollten Sie zunächst ein wenig über ein paar spezifische umgangssprachliche Wörter hier lernen: Chipsatz . In Vietnam sind Benutzer etwas verwirrt zwischen den Wörtern CPU und Chipsatz. Das ist der Prozessor, von dem wir oft hören Chipsatz genannt  , Pen4, Pen3, ... kaufen,  also CPU kaufen. Tatsächlich ist dies eine Fehlbezeichnung, und der Chipsatz ist etwas ganz Besonderes, das sowohl auf Motherboards als auch auf separaten Grafikkarten verfügbar ist. Was ist also ein Chipsatz ? Erfahren Sie mehr über WebTech360 und die Geschichte dieses Wortes. 

Eine kurze Geschichte der Chipsätze und Chipsatznamen

Wenn es um Personalcomputer (PCs) geht, die auf dem Intel Pentium-System basieren, bezieht sich das Wort „ Chipsatz “ normalerweise auf zwei Hauptplatinenchips: die Northbridge und die Southbridge. Der Chiphersteller ist in der Regel unabhängig vom Platinenhersteller. Beispiele für Chipsatzhersteller für PC-Mainboards sind  NVIDIA, ATI, VIA Technologies, SiS, Intel und AMD.

In den Anfängen der Computerentwicklung waren Motherboards häufig mit integrierten Schaltkreisen (ICs) mit separaten Funktionen ausgestattet. Bei einem IC handelt es sich um einen oder mehrere Chips, die jede Komponente des Systems wie Maus, Tastatur, Grafikkarte, Sound usw. steuern.

Bei einem Motherboard mit geringer Größe, aber mit Dutzenden von ICs ist klar, dass die Produktion und der Betrieb des Motherboards nicht effizient sein werden. Daher fanden Computeringenieure ein besseres System und begannen, einzelne Chips miteinander zu integrieren, wodurch die Anzahl der Steuerchips auf der Hauptplatine erheblich reduziert wurde.

Als Standard für die Datenübertragung zwischen Peripheriegeräten auf PCI- Motherboards (Peripheral Component Interconnect) wurde ein neues Konzept namens Bridge geboren.

Anstelle einer Reihe von Chips mit eigener Funktion sind die Platinen mit einem Northbridge- und Southbridge-Chip ausgestattet. Die beiden Chips an den Enden der Platine erfüllen ganz unterschiedliche Aufgaben.

Northbridge (Northbridge) erhielt diesen Namen, weil sie sich am oberen, nördlichen Ende des Motherboards befindet. Es ist für die direkte Verbindung zur CPU verantwortlich und fungiert als Vermittler zur schnelleren Hardware im System. Enthält RAM, PCI-Express-Mikrocontroller und auf älteren Motherboards auch AGP-Mikrocontroller (Accelerated Graphics Port).

Wenn diese Hardwareteile mit der CPU kommunizieren möchten, müssen sie die Northbridge passieren.

Southbridge hingegen befindet sich am anderen oder südlichen Ende des Motherboards und ist für die Steuerung des Betriebs langsamerer Hardware verantwortlich, wie zum Beispiel: PCI-Erweiterung, Sata- und IDE-Verbindungen, USB-Anschlüsse, Audio-Anschlüsse, Netzwerkanschlüsse. .. Und damit diese Hardware mit der CPU kommunizieren kann, muss sie zuerst über die Südbrücke, dann aber über die Nordbrücke und dann zur CPU gelangen.

Die Nordbrücke und die Südbrücke haben den gleichen Begriff:

Auch die traditionellen Northbridge- und Southbridge- Chipsatzdesigns haben sich im Laufe der Zeit und seit der Entwicklung des heutigen Chipsatzkonzepts offensichtlich ebenfalls verbessert.

Die North- und South-Bridge-Architektur wich einem einfacheren System mit nur einem Chip. Einige Komponenten: Speicher, Grafikkarten-Mikrocontroller ... sind jetzt integriert und werden direkt von der CPU verwaltet.

Daher gehen die Prioritätskontrollfunktionen an die CPU und die restlichen Aufgaben werden einem Chip wie der Southbridge überlassen.

Alle Steuerungskomponenten wie Speicher-Mikrocontroller (SATA-Ports), Netzwerk, Audio usw. werden von einer einzigen Komponente verwaltet. Anstatt von der Südbrücke zur Nordbrücke und dann zur CPU zu wechseln, muss die gesamte restliche Hardware im System nur über PCH oder FCH und dann mit der CPU kommunizieren . Das Ergebnis ist eine deutlich reduzierte Latenz und ein reaktionsschnelleres System.

Chipsatz bestimmt Hardwarekompatibilität:

Der Chipsatz bestimmt drei Dinge: Hardwarekompatibilität (z. B. die CPU oder den RAM, die Sie auf dem Motherboard installieren können), Erweiterungsoptionen (wie viele Geräte Sie über den PCI-Port anschließen können) und Übertaktungsfähigkeit (OC). Etwas detaillierter:

Erste CPU, zweiter Chipsatz – diese beiden Komponenten werden von uns immer zuerst untersucht und ausgewählt, aber der Chipsatz gehört immer zum Motherboard, sodass man sagen kann, dass man zuerst die CPU und dann später das Motherboard auswählt.

Sobald wir den Chipsatz oder das Motherboard haben, wissen wir, wie wir die restliche Hardware auswählen, z. B. welche Art von RAM (DDR3 oder DDR4), hohe oder niedrige Geschwindigkeit; welche Festplatte und wie viele können gemountet werden; Grafikkartenoptionen und ob mehrere Karten (SLI- oder CrossFire-Setup) und andere Erweiterungskartenoptionen unterstützt werden sollen oder nicht.

Aufgrund dieser Vielfalt gibt es auch viele Versionen des Chipsatzes, die fortschrittlichste Version unterstützt natürlich mehr Dinge und natürlich mehr Geld.

Der Chipsatz bestimmt die Erweiterungsmöglichkeiten:

Der Chipsatz bestimmt über den Bus die Erweiterungsmöglichkeiten der Hardware. Hardwarekomponenten und Peripheriegeräte werden über Busse mit dem Motherboard verbunden.

Alle Motherboards unterstützen unterschiedliche Bustypen und jeder Bustyp verfügt über unterschiedliche Geschwindigkeiten und Bandbreiten. Wir können den Bus in zwei Typen unterteilen: den internen Bus und den externen Bus.

PCI Express (PCIe) ist ein typischer interner Bus und nutzt Lanes für Komponenten wie Erweiterungskarten (Grafikkarten, Soundkarten, Netzwerkkarten …), RAM für die Kommunikation mit der CPU und umgekehrt. Im einfachsten Fall besteht eine Lane aus zwei Kabelpaaren, von denen eines Daten sendet und das andere Daten empfängt. Somit wird PCIe x1 4 Drähte haben, PCIe x2 wird 8 Drähte haben … Je mehr Drähte, desto mehr Daten werden ausgetauscht. Der PCIe-x1-Anschluss erreicht eine Datenübertragungsrate von 250 MB/s pro Weg, PCIe x2 liegt bei 500 MB/s … Bezüglich der PCIe-Versionen wird es einen eigenen Beitrag geben, diese Parameter entsprechen dem First Generation PCIe, also dem PCIe der ersten Generation . PCIe 1.x, die neueste PCIe-Generation ist PCIe 4.0, eine Lane hat eine Geschwindigkeit von fast 2 GB/s.

Die Anzahl der auf dem Motherboard verfügbaren Lanes hängt von den Fähigkeiten der CPU und des Motherboards selbst ab. Beispielsweise unterstützen viele Intel-Desktop-CPUs 16 Lanes und einige der neueren High-End-CPUs unterstützen 28 bis 40 Lanes. Mittlerweile bieten Motherboards mit dem Z170-Chipsatz normalerweise 20 zusätzliche Lanes. Bei einem CPU-System, das 16 Lanes unterstützt, und einem Motherboard mit 20 Lanes haben wir also insgesamt 36 Lanes.

Wenn Sie also eine Grafikkarte mit PCIe x16 an dieses System anschließen, werden bis zu 16 Lanes verwendet. Wenn Sie 2 Karten anschließen, die die Doppelbrücke betreiben, können beide zusammen mit voller Geschwindigkeit laufen, aber Sie haben nur noch 4 Spuren für andere Komponenten. Und wenn Sie beabsichtigen, verschiedene Erweiterungskarten zu montieren, müssen Sie die CPU- und Chipsatz-Unterstützung berücksichtigen. Wenn Ihnen die Lanes ausgehen und Sie immer noch einen leeren PCIe-Steckplatz haben, funktioniert das Hinzufügen weiterer Karten nicht.

Der Chipsatz bestimmt die OC-Fähigkeit des Systems:

Nachdem Sie nun wissen, welche entscheidende Rolle der Chipsatz für die Hardwarekompatibilität und -skalierbarkeit spielt, geht es nun um die Übertaktung. Übertakten bedeutet einfach, den Takt der Hardware-Götter über den Standardtakt hinaus zu erhöhen. Proportional zur Geschwindigkeit sind Stromverbrauch und Wärmeentwicklung, was zu Systeminstabilität führen und die Lebensdauer der Komponenten verkürzen kann. Infolgedessen benötigt das System eine bessere Wärmeableitung, beispielsweise eine Wasserkühlung und hochwertige Netzteile.

Das Problem besteht darin, dass nur bestimmte CPU-Typen übertaktet werden können, typischerweise die K-Serie von Intel und AMD. Darüber hinaus unterstützen nur bestimmte Chipsätze die Übertaktung und einige erfordern eine spezielle Firmware, um die Übertaktungsfunktionen freizuschalten. Wenn Sie also Ihren Computer übertakten möchten, müssen Sie gleich beim Hardware-Kauf das richtige Motherboard finden, das einen übertaktbaren Chipsatz verwendet.

Ein Chipsatz, der Übertaktung unterstützt, ist erforderlich, um die wesentlichen Elemente während der Übertaktung wie Spannung, Multiplikator, Takt usw. in UEFI oder BIOS steuern zu können, um die CPU-Geschwindigkeit höher als vorgesehen zu steigern. Wenn der Chipsatz nicht übertaktet werden kann, stehen diese Funktionen nicht zur Verfügung. Wenn dies der Fall ist, sind sie nicht verfügbar und Sie können die CPU nur mit der vom Hersteller festgelegten Geschwindigkeit verwenden.

Ich hoffe, dieser Artikel lässt Sie die Bedeutung des Chipsatzes für andere Komponenten wie CPU, GPU usw. verstehen. Wenn Sie eine Computerkonfiguration benötigen, wenden Sie sich bitte an WebTech360, um eine gute Beratung zu erhalten.