チップセットとは何ですか? コンピュータシステムにおけるそのタスク

自分で PC を購入しようと考えている場合は、まず、ここでいくつかの特定の俗語について少し学ぶ必要があります。チップセット、ベトナムでは、ユーザーは CPU とチップセットという言葉の間で少し混乱しています。これはプロセッサであり、よく耳にします。チップセットと呼ばれる 、Pen4、pen3、... つまりCPUを購入します。実際、これは誤った名称であり、チップセットはマザーボードとディスクリート グラフィックス カードの両方で利用できる非常に特別なものです。では、チップセットとは何でしょうか? WebTech360という言葉の歴史とともに、 WebTech360について詳しく学んでいきましょう。 

チップセットとチップセット名の簡単な歴史

Intel Pentium システムをベースにしたパーソナル コンピュータ (PC) に関しては、「チップセット」という言葉は通常、ノースブリッジとサウスブリッジの 2 つのメイン ボード チップを指します。通常、チップのメーカーはボードのメーカーから独立しています。PC ボード用のチップセット メーカーの例には、  NVIDIA、ATI、VIA Technologies、SiS、Intel、AMD などがあります。

コンピューター開発の初期には、マザーボードには個別の機能を備えた集積回路 (IC) が搭載されることがよくありました。IC は、マウス、キーボード、ビデオ カード、サウンドなどのシステムの各コンポーネントを制御する 1 つ以上のチップです。

サイズが小さいマザーボードに数十個の IC が搭載されている場合、マザーボードの製造と運用が効率的でないことは明らかです。そこで、コンピューターエンジニアはより良いシステムを見つけ、単一のチップを統合し始め、マザーボード上の制御チップの数を大幅に減らしました。

PCI (Peripheral Component Interconnect)マザーボード上の周辺機器間のデータ伝送の規格、ブリッジという新しい概念が誕生しました。

独自の機能を持つ一連のチップの代わりに、ボードにはノースブリッジ チップとサウスブリッジ チップが搭載されています。ボードの端にある 2 つのチップは、まったく異なるタスクを実行します。

ノースブリッジ (ノースブリッジ) は、マザーボードの上部、北端近くに位置するため、この名前が付けられました。CPU への直接接続を担当し、システム内の高速ハードウェアとの仲介者として機能します。RAM、PCI Express マイクロコントローラーが含まれており、古いマザーボードには AGP (Accelerated Graphics Port) マイクロコントローラーも含まれています。

これらのハードウェアが CPU と通信したい場合、ノースブリッジを「通過」する必要があります。

一方、サウスブリッジはマザーボードの反対側または南端に位置し、PCI 拡張、SATA および IDE 接続、USB ポート、ポート、オーディオ、ネットワーク ポートなどの低速ハードウェアの動作を制御します。 .. そして、これらのハードウェアが CPU と通信するには、まずサウス ブリッジを通過し、次にノース ブリッジを通過し、次に CPU を通過する必要があります。

ノース ブリッジとサウス ブリッジは同じ用語を共有します。

従来のノースブリッジおよびサウスブリッジのチップセット設計も、時間の経過とともに、今日のチップセットのコンセプトを形成する段階から明らかに改善されました。

ノース ブリッジ アーキテクチャとサウス ブリッジ アーキテクチャは、1 つのチップだけを備えたよりシンプルなシステムに取って代わられました。一部のコンポーネント: メモリ、グラフィックス カード マイクロコントローラー... は統合され、CPU によって直接処理されるようになりました。

したがって、優先制御機能は CPU に与えられ、残りのタスクはサウスブリッジのようなチップに任せられます。

メモリ ストレージ マイクロコントローラー (SATA ポート)、ネットワーク、オーディオなどのすべての制御コンポーネントは、単一のコンポーネントによって管理されます。サウス ブリッジからノース ブリッジ、そして CPU に進む代わりに、システム内の残りのすべてのハードウェアはPCHまたはFCH経由で通信し、その後CPUに通信するだけで済みます。その結果、レイテンシーが大幅に短縮され、システムの応答性が向上します。

チップセットはハードウェアの互換性を決定します。

チップセットは、ハードウェアの互換性 (マザーボードに搭載できる CPU や RAM など)、拡張オプション (PCI ポート経由で接続できるデバイスの数)、およびオーバークロック機能 (OC) の 3 つを決定します。もう少し詳しく:

最初のCPU、2 番目のチップセット- これら 2 つのコンポーネントは常に最初に検討され、選択されますが、チップセットは常にマザーボードに付属するため、最初に CPU を選択し、その後マザーボードを選択すると言えます。

チップセットまたはマザーボードを入手したら、RAM の種類 (DDR3 または DDR4)、高速か低速かなど、残りのハードウェアを選択する方法がわかります。マウントできるハードドライブとその数。グラフィックス カード オプション、複数のカード (SLI または CrossFire セットアップ) およびその他の拡張カード オプションをサポートするかどうか。

この多様性のため、チップセットにも多くのバージョンがあり、最も先進的なバージョンでは、より多くの機能がサポートされ、当然より多くの金額がサポートされます。

チップセットによって拡張オプションが決まります。

チップセットは、バスによって拡張ハードウェア オプションを決定します。ハードウェア コンポーネントと周辺機器はバスを介してマザーボードに接続されます。

すべてのマザーボードはさまざまなタイプのバスをサポートしており、バスのタイプごとに速度と帯域幅が異なります。バスは内部バスと外部バスの 2 種類に分類できます。

PCI Express (PCIe) は典型的な内部バスであり、拡張カード (グラフィックス カード、サウンド カード、ネットワーク カードなど)、RAM などのコンポーネントのレーンを利用して CPU と通信したり、その逆を行ったりします。最も単純な方法では、レーンは 2 対のワイヤであり、1 つはデータを送信し、もう 1 つはデータを受信します。したがって、PCIe x1 には 4 つのワイヤがあり、PCIe x2 には 8 つのワイヤがあります。ワイヤが多いほど、より多くのデータが交換されます。PCIe x1 接続は片道 250 MB/s のデータ転送速度を実現し、PCIe x2 は 500 MB/s です。PCIe バージョンに関しては別の投稿があり、これらのパラメータは第一世代 PCIe、つまり第一世代 PCIe に対応します。 . PCIe 1.x、最新世代の PCIe は PCIe 4.0 で、1 レーンの速度はほぼ 2 GB/s です。

マザーボードで利用可能なレーンの数は、CPU とマザーボード自体の機能によって異なります。たとえば、多くの Intel デスクトップ CPU は 16 レーンをサポートし、新しいハイエンド CPU の一部は 28 ～ 40 レーンをサポートします。一方、Z170 チップセットを使用するマザーボードは通常、20 の追加レーンを提供します。したがって、16 レーンをサポートする CPU システムと 20 レーンのマザーボードを使用すると、合計 36 レーンになります。

したがって、PCIe x16 を使用するグラフィックス カードをこのシステムに接続すると、最大 16 レーンが使用されます。ダブル ブリッジを実行する 2 枚のカードを接続すると、両方が同時にフルスピードで実行できますが、他のコンポーネント用に残されたレーンは 4 つだけです。また、さまざまな拡張カードを取り付ける場合は、CPU とチップセットのサポートを考慮する必要があります。レーンが足りなくなり、空の PCIe スロットがまだある場合、カードを追加しても機能しなくなります。

チップセットはシステムの OC 機能を決定します。

ハードウェアの互換性と拡張性におけるチップセットの決定的な役割について理解したところで、次はオーバークロックです。オーバークロックとは、単にハードウェアの神のクロックをデフォルトのクロックよりも高くすることを意味します。速度に比例して電力消費と発熱が増加し、システムが不安定になり、コンポーネントの寿命が短くなる可能性があります。その結果、システムには水冷やハイエンド電源など、より優れた熱放散が必要になります。

問題は、特定のタイプの CPU (通常は Intel と AMD の K シリーズ) のみがオーバークロックできることです。さらに、特定のチップセットのみがオーバークロックをサポートしており、一部のチップセットではオーバークロック機能をロック解除するために特別なファームウェアが必要です。したがって、コンピューターをオーバークロックしたい場合は、ハードウェアの購入を選択した瞬間から、オーバークロック可能なチップセットを使用する適切なマザーボードを見つける必要があります。

オーバークロックをサポートするチップセットは、UEFI または BIOS で電圧、乗算器、クロックなどのオーバークロック中に重要な要素を制御して、CPU 速度を設計値よりも高めることができる必要があります。チップセットがオーバークロックできない場合、これらの機能は使用できません。オーバークロックできる場合でも、メーカーが設定した速度でのみ CPU を使用できます。

この記事で、CPU、GPU などの他のコンポーネントに対するチップセットの重要性を理解していただければ幸いです。コンピュータの構成を構築する必要がある場合は、WebTech360 に問い合わせて適切なアドバイスを求めてください。