Исторически, каковы преимущества наличия чипсета северного моста в качестве отдельного компонента (от процессора) в материнской плате компьютера? И если у него есть такое преимущество, почему новый процессор интегрирует некоторые его функции в процессор?
2 ответа
6
Интеграция, о которой вы говорите, - это перемещение контроллера памяти (исторически существовавшего на северном мосту) на центральный процессор, и это по соображениям производительности. AMD была первой, кто действительно развернул контроллер интегрированной памяти со своим Athlon 64, что стало огромным шагом на рынке (по крайней мере, для массового рынка x86-машин, как указано в комментарии ниже, другие интегрировали контроллер памяти до).
Перемещение на кристалле значительно уменьшает задержку доступа к памяти и уменьшает электрическую длину, необходимую для доступа к контроллеру. Intel последовала примеру Nehalem и новее, и с тех пор ни один производитель не вернулся.
Северный мост также использовался для поддержки таких функций, как соединение PCI или AGP, но с переходом на PCI Express корневой комплекс также перемещается на кристалл ЦП для повышения производительности, а также для повышения интеграции (на одну микросхему меньшего размера и схемы поддержки для поставить на материнскую плату == дешевле).
Без северного моста вы, по сути, создали бы что-то похожее на микроконтроллер, в котором все связано на одном кристалле. Ввиду сложности процессора x86 нецелесообразно размещать фиксированные функции на том же кристалле, что и процессор (интегрированные графические процессоры тоже не сразу переместились на кристалл), тем более что в отличие от производителя микроконтроллеров вы не можете сделать 100 различных SKU, чтобы охватить все возможные функции, которые могут пожелать пользователи.
В настоящее время продаются многие варианты процессоров x86, поддерживающие SoC (система-на-кристалле), где даже южный мост был интегрирован в один и тот же физический пакет, хотя и не тот же кристалл. Теперь южный мост обычно обрабатывает «остальную часть» общих интерфейсов в ЦП - Ethernet, LPC, USB, SATA, дополнительные линии PCIe и т.д. Кроме того, загрузочная память BIOS/EFI, как правило, также подключается через южный мост.
В любом случае, для платформ Intel канал ЦП южного моста <-> - это DMI, который электрически похож на PCI Express, но с другим уровнем протокола сверху.
3
Преимущество наличия "северного моста" в вашей системе заключается в том, что он позволяет ЦП взаимодействовать с остальной частью системы. Без этого ничего бы не случилось вообще. Процессор обменивается данными с северным мостом через высокоскоростную шину FSB (переднюю шину), а все остальное (память, сеть, видео, PCIe и т.д.) Подключается к северному мосту через более специализированные шины.
Системы разделены таким образом, потому что недостаточно места, чтобы поместить все необходимые транзисторы в один чип. Урожай будет слишком низким, а цены слишком высокими в результате. Иными словами, чтобы добиться желаемой производительности, ВСЕ доступное пространство на чипе ЦП выделено для ядер процессора и высокоскоростной кэш-памяти.