Чипсет — система логики материнской платы¶

Чипсет (англ. chipset, от chip — микросхема и set — набор) — группа микросхем на материнской плате компьютера, обеспечивающая взаимодействие центрального процессора с оперативной памятью, накопителями, слотами расширения и внешними устройствами. В современных архитектурах чипсет часто объединяется с процессором в одном корпусе или реализуется в виде отдельного контроллера, интегрированного в кристалл CPU.

¶История

В первых персональных компьютерах управление обменом данных между процессором и периферией выполнялось дискретными микросхемами и набором логических элементов. С началом выпуска процессоров Intel 80386 и Motorola 68030 функция системной логики была выделена в отдельные микросхемы — так появились чипсеты в современном понимании.

Наибольшее развитие чипсеты получили в платформах IBM PC-совместимых компьютеров. В 1990-х годах их выпускали Intel, VIA Technologies, SiS, ALi и NVIDIA. Каждый производитель процессоров разрабатывал собственные наборы логики, и совместимость чипсета с конкретным CPU определялась поддержкой шины и протокола обмена.

С 2008 года Intel отказалась от отдельных северных и южных мостов, перенеся контроллер оперативной памяти и линии PCI Express непосредственно в кристалл процессора. В результате роль чипсета сузилась до организации периферийных интерфейсов — что фактически свело его функции к южному мосту. Аналогичную схему позже переняли AMD и другие производители.

¶Устройство и функции

Классическая архитектура чипсета включала два основных блока:

• Северный мост (Northbridge) — отвечал за связь процессора с оперативной памятью и видеокартой, поддерживал шину FSB (Front Side Bus) и слоты AGP/PCI Express.
• Южный мост (Southbridge) — управлял накопителями (SATA, IDE), USB, звуковой и сетевой подсистемами, шинами PCI и LPC, а также работой BIOS/UEFI.

После интеграции контроллера памяти в процессор северный мост утратил самостоятельное значение. Современный чипсет выполняет функции концентратора периферии: предоставляет линии PCI Express для карт расширения, порты SATA и USB, поддерживает технологии RAID, шифрование данных и удалённое управление.

¶Классификация

По назначению чипсеты делятся на:

• Десктопные — оптимизированы для работы с одним или двумя процессорами, поддерживают максимальное число слотов памяти и портов расширения.
• Серверные и рабочие станции — рассчитаны на многопроцессорные конфигурации, поддержку ECC-памяти, повышенную пропускную способность каналов ввода-вывода.
• Мобильные — отличаются сниженным энергопотреблением и поддержкой энергосберегающих режимов.

В линейках Intel для десктопов используются серии чипсетов Z, H, B и Q (например, Z790, H770, B760), где Z-серия поддерживает разгон процессора, а B и H — более ограниченный функционал. У AMD аналогичную роль играют серии X, B и A (X670, B650, A620).

¶Производители

Основные поставщики чипсетов для персональных компьютеров:

Intel и AMD выпускают чипсеты преимущественно для собственных процессоров, что делает выбор набора логики жёстко привязанным к выбранной платформе.

¶Современное состояние

В 2020-е годы тенденция к расширению функционала процессора продолжается: контроллеры PCIe 5.0, NVMe, USB4 и даже элементы сетевых подсистем постепенно переходят в кристалл CPU. Чипсет при этом остаётся узлом, расширяющим количество доступных линий и портов, но его значение в общей архитектуре постепенно снижается.

Для пользователей выбор чипсета определяется набором поддерживаемых интерфейсов, возможностями разгона, количеством портов и совместимостью с конкретным процессором. Разница между чипсетами одной платформы чаще всего заключается в поддержке разгона, числе линий PCIe и доступных технологий ввода-вывода.

Источники:

• Intel Corporation. Chipset documentation and datasheets
• AMD Inc. Platform and chipset specifications
• Tom's Hardware. Chipset architecture reviews
• AnandTech. PC platform analysis
• IEEE Computer Society. Computer architecture publications