Набори мікросхем системної логіки

Сучасну системну плату неможливо представити без мікросхем системної логіки. Набір мікросхем подібний системній плати. Іншими словами, дві будь-які плата з однаковим набором мікросхем функціонально ідентичні. Набір мікросхем системної логіки включає інтерфейс шини процесора (яка називається також Front-Side Bus або FSB), контроллери пам'яті, контроллери шини, контроллери вводу-виводу і т.п. Всі схеми системної плати також містяться в наборі мікросхем. Якщо порівнювати процесор комп'ютера з двигуном автомобіля, то аналогом набору мікросхем є, швидше за все, шасі. Воно є металевим каркасом, що служить для установки двигуна і виконує роль проміжної ланки між двигуном і зовнішнім світом. Набір мікросхем — це рама, підвіска, рульовий механізм, колеса і шини, коробка передач, карданний вал, диференціал і гальма. Шасі автомобіля є механізмом, що перетворює енергію двигуна в поступальну ходу транспортного засобу. Набір мікросхем, у свою чергу, є з'єднанням процесора з різними компонентами комп'ютера. Процесор не може взаємодіяти з пам'яттю, платою адаптера і різними пристроями без допомоги наборів мікросхем. Якщо скористатися медичною термінологією і порівняти процесор з головним мозком, то набір мікросхем системної логіки по праву займе місце хребта і центральної нервової системи.

Набір мікросхем управляє інтерфейсом або з'єднаннями процесора з різними компонентами комп'ютера. Тому він визначає кінець кінцем тип і швидкодію використовуваного процесора, робочу частоту шини, швидкість, тип і об'єм пам'яті. По суті, набір мікросхем відноситься до числа найважливіших компонентів системи, навіть, напевно, важливіших, ніж процесор. Іноді доводиться бачити системи з потужними процесорами, які програвали в швидкодії системам, що містять процесори меншої частоти, але більш функціональні набори мікросхем. Під час змагань досвідчений гонщик часто перемагає не за рахунок високої швидкості, а за рахунок умілого маневрування. При компоновці системи необхідно починати в першу чергу з набору мікросхем системної логіки, оскільки саме від його вибору залежить ефективність процесора, модулів пам'яті, пристроїв вводу-виводу, а також різноманітні можливості розширення.

Набори мікросхем системної логіки компанії Intel

В даний час Intel займає домінуюче положення на ринку наборів мікросхем системної логіки. Необхідно помітити, що це стало можливо значною мірою завдяки компанії Compaq, за допомогою якої Intel вийшла на перше місце у виробництві мікросхем.

Все почалося з того, що в 1989 році Compaq розробила шину EISA, яка, як передбачалося, повинна стати стандартом ринку. Але компанія відмовилася надати стороннім розробникам набір мікросхем системної логіки для цієї шини (тобто набір спеціальних мікросхем, необхідних для функціонування шини EISA на системній платі).

У Intel було ухвалено рішення про поставку наборів мікросхем системної логіки складальникам комп'ютерів на основі системної плати EISA. Шина EISA, як відомо, потерпіла невдачу, зумівши лише на короткий час зайняти вільну нішу серверного ринку. Проте Intel за цей час встигла набути безцінного досвіду у виробництві наборів мікросхем. З появою процесорів 286 і 386 виявилося, що створення наборів мікросхем, відповідних новим конструкціям процесорів, віднімає у компаній-виробників дуже багато час і приводить до затримки випуску системної плати, що підтримує ці процесори. Наприклад, між появою процесора 286 і випуском першої системної плати, створеної на його основі, пройшло більше двох років, а для створення першої системної плати на основі процесора 386 потрібно трохи більше року. Кількість процесорів Intel, що продаються, була обмежена відсутністю Intel-сумісної системної плати від інших виробників. Тому в Intel вирішили вести паралельну розробку процесорів і наборів логічних мікросхем, використовуваних в системній платі. Це привело до якісного стрибка у виробництві системної плати, забезпечивши виробників готовими наборами мікросхем системної логіки.

Таке важливе рішення незабаром одержало практичне підтвердження. У квітні 1989 року одночасно з процесором 486 Intel випустила набір мікросхем серії 420. Це дозволило виробникам практично відразу почати виробництво системної плати, і перша плата серії 486 з'явилася буквально через декілька місяців. Не можна сказати, що подібна практика обрадувала інших виробників; адже в особі Intel вони одержали гідного конкурента.

Починаючи з 1989 року Intel стала створювати процесори і набори мікросхем системної логіки, що складає приблизно 90% компонентів типової системної плати. Що може послужити кращою гарантією сумісності апаратних компонентів, ніж системна плата і процесор Pentium, виготовлені в у свій час одним виробником і призначені один для одного? У 1993 році Intel одночасно з першим процесором Pentium представила набір мікросхем системної логіки 430LX, а також повністю закінчену системну плату. Це викликало засмучення не тільки виробників наборів мікросхем, але і компаній, що займаються збіркою системної плати. Мало того що Intel була основним постачальником компонентів, необхідних для формування системної плати (процесори і набори мікросхем системної логіки), але вона зайнялася виробництвом і продажем готової системної плати! До 1994 року Intel не тільки домінувала на ринку процесорів і наборів мікросхем, але, по суті, монополізувала ринок системної плати.

У наші дні, разом з розробкою процесорів, Intel продовжує займатися створенням наборів мікросхем системної логіки і системної плати, тобто об’явлення і випуск нового продукту відбувається практично одночасно. Подібний підхід дозволяє позбавитися властивих початку комп'ютерної епохи затримок, які виникають між створенням нових процесорів і появою системної плати, де вони можуть бути використані. З погляду споживача, це означає, в першу чергу, можливість швидкого використання нової системи. Починаючи з 1993 року, тобто з моменту появи оригінального процесора Pentium, користувачі дістали можливість придбавати готові системи в день випуску нового процесора.

По номеру на більшій мікросхемі системної плати можна ідентифікувати набір мікросхем системної логіки. Наприклад, в системах на базі процесорів Pentium II/III широко використовується набір мікросхем системної логіки 440ВX, який складається з двох компонентів: 82443ВХ North Bridge і 82371ЕХ South Bridge. Набір мікросхем 850 підтримує Pentium 4 і складається з двох основних частин: 82850 Memory Controller Hub (MCH) і 82801ВА I/O Controller Hub (ICH2). Прочитавши логотип компанії (Intel або який-небудь інший), а також номера компонентів і комбінації символів мікросхем системної плати, можна легко ідентифікувати набір мікросхем, використовуваний в конкретній системі.

При створенні наборів мікросхем Intel використовує два різні типи архітектури: North/South Bridge і сучаснішу Hub-архітектуру, яка використовується у всіх останніх наборах мікросхем системної логіки серії 800.