В архитектуре персонального компьютера (ПК) термины "северный мост" и "южный мост" описывают чипсет, отвечающий за связь между ключевыми компонентами системы. Хотя эти термины устарели и больше не используются в современном контексте, понимание их ролей помогает осознать эволюцию архитектуры ПК.
Иерархия мостов: Вводное описание
Представьте себе центральный город, через который проходит поток информации. Северный мост - это магистральный пересадочный узел, обеспечивающий скоростное сообщение между самыми важными компонентами. Южный мост - это более удаленный пересадочный пункт, соединяющий менее критичные, но все же необходимые периферийные устройства.
Северный мост (Northbridge): Король скорости
Северный мост, часто называемый MCH (Memory Controller Hub), играл жизненно важную роль в производительности ПК. Его ключевые функции включали:
• Связь с процессором (CPU): Северный мост обеспечивал прямое и высокоскоростное соединение с центральным процессором (CPU) через шину Front Side Bus (FSB) или ее современные аналоги.
• Управление оперативной памятью (RAM): Северный мост содержал контроллер памяти, определяющий тип, скорость и объем оперативной памяти, которую могла поддерживать материнская плата.
• Интерфейс с видеокартой (GPU): Северный мост предоставлял интерфейс для подключения видеокарты через шину AGP (Accelerated Graphics Port) или PCI-e (Peripheral Component Interconnect Express).
• Связь с южным мостом: Северный мост соединялся с южным мостом для обмена данными с другими компонентами системы.
Ключевые характеристики северного моста:
• Высокоскоростные соединения: Предназначался для компонентов, требующих минимальной задержки и максимальной пропускной способности.
• Расположение: Как правило, располагался ближе к CPU и RAM на материнской плате, для минимизации задержек.
• Тепловыделение: Из-за высокой интенсивности обработки данных, северный мост обычно требовал радиатора или системы охлаждения.
Южный мост (Southbridge): Менеджер периферии
Южный мост, также известный как ICH (I/O Controller Hub), отвечал за взаимодействие с более медленными и менее критичными компонентами системы.
Его основные функции включали:
• Управление накопителями (Storage): Южный мост управлял интерфейсами для подключения жестких дисков (HDD), твердотельных накопителей (SSD) и оптических приводов (DVD/Blu-ray) через шины SATA (Serial ATA) и IDE (Integrated Drive Electronics).
• Контроль USB: Отвечал за управление портами USB (Universal Serial Bus) для подключения периферийных устройств, таких как мыши, клавиатуры, принтеры и внешние накопители.
• Звук: Южный мост часто включал встроенный звуковой контроллер для воспроизведения и записи звука.
• Сетевые интерфейсы: Мог включать контроллер Ethernet для проводного подключения к сети.
• BIOS: Отвечал за взаимодействие с BIOS (Basic Input/Output System) – прошивкой, запускающей компьютер при включении.
• Шина PCI (Peripheral Component Interconnect): Предоставлял интерфейс для подключения более старых плат расширения PCI.
Ключевые характеристики южного моста:
• Более медленные соединения: Обслуживал компоненты, не требующие мгновенного доступа к процессору или памяти.
• Расположение: Располагался, как правило, в нижней части материнской платы.
• Меньшее тепловыделение: Менее требователен к охлаждению по сравнению с северным мостом.
Основные отличия в таблице:
Эволюция архитектуры: Интеграция и исчезновение мостов
В современных процессорах Intel и AMD, функции северного моста были интегрированы непосредственно в CPU. Это позволило значительно сократить задержки и повысить производительность. Контроллер памяти и интерфейс PCI-e для видеокарты теперь находятся в процессоре.
Роль южного моста также изменилась. Теперь его функции выполняются чипсетом PCH (Platform Controller Hub), который, по сути, является более продвинутым и интегрированным южным мостом.
Заключение
Хотя термины "северный мост" и "южный мост" больше не актуальны в прямом смысле, понимание их ролей помогает понять, как раньше была организована связь между компонентами ПК. Эволюция архитектуры, с интеграцией контроллеров памяти и PCI-e в CPU и заменой южного моста на PCH, привела к более эффективным и производительным системам