Computer

Chipsatz

Wenn wir von einem Chipsatz sprechen, dann handelt es sich um Hilfsprozessoren und sogenannte Controller, die dem Hauptprozessor (CPU) in seinen Steuer- und Verwaltungsaufgaben unterstützend zuarbeiten. Ein Chipsatz entlastet als Übernahme diverser Aufgaben, den Hauptprozessor. Er ist also für die Performance genau so ausschlaggebend, wie z.B. die CPU oder der Arbeitsspeicher.

Ein Chipsatz ist fest auf dem Mainboard aufgelötet und kann nicht durch einen anderen ausgetauscht werden!

Den klassischen Chipsatz, wie er einst erfunden wurde, gibt es nicht mehr. Denn früher wurden zwei IC (Chips) eingebaut, aber durch die immer besseren CPU's und der immer höheren benötigten Performance sind viele Aufgaben in die CPU übergegangen. Ein wichtiger Punkt sind die Wege, die ein Signal zurücklegen muss.

Das ursprüngliche Konzept teilte sich in die North- und Southbridge auf. Jeder der beiden Chipsätze hat bestimmte Aufgaben, um die CPU zu entlasten. Die Namen der beiden ICs kommen von deren Position auf dem Motherboard. Schaut man darauf und stellt sich vor das es eine Karte wäre, dann liegt die Northbridge im Norden, also im oberen Teil, und die Southbridge im Süden, also im unteren Teil der Karte.

Northbridge Southbridge
  • Front Side Bus, kurz FSB (Verbindung RAM-Prozessor-PCIe Steckplatz)
  • Grafikspeicher Verwaltung
  • Speichercontroller (mit FSB zusammen)
  • Ethernet-Adapter Verwaltung
  • Grafik-Bus
  • BIOS (UEFI gab es zu dieser Zeit noch nicht)
  • I/O-Chip (Schnittstelle für Maus, Tastatur usw.)
  • Verbindung zur Northbridge
  • Verwaltung und Steuerung des PCI-Bus
  • Verwaltung und Steuerung USB-Schnittstellen
  • Verwalten der IDE-Geräte (PATA-Schnittstellen)
  • Audio-Codec zur Sound Ein-/Ausgabe

 

Durch die oben genannten Gründe der Performance werden die meisten Funktionen der Northbridge direkt in die CPU eingebunden.


Die CPU mit Chipsatzfunktionen

In heutigen Computern werden meist zwei verschiedene Konstellationen verwendet, welche Aufgaben der Northbridge in die CPU integrieren.

Speicher- und Grafikfunktion

Viele heutige Computer benötigen keine Grafikkarte mehr, um einfache Programme und sogar Spiele darzustellen. Dies wird durch einen integrierten Grafikchip im CPU realisiert. Er greift mit auf den LLC (Last Level Cache) der CPU zu und sendet diese an einen sogenannten PCH (engl. für Platform Controller Hub), dieser sendet die Grafiksignale an die jeweiligen Schnittstellen.

Da einige heutige Bildübertragungsstandards wie z.B. HDMI auch Audiosignale übertragen, besitzt der PCH passende Funktionen, um diese dem Bildsignal hinzuzufügen.

Über einen PCIe-Controller werden externe Geräte angebunden, gesteuert und überwacht. Sofern einfache PCI-Schnittstellen benötigt werden, muss ein PCIe zu PCI Chip eingebaut werden, um das PCIe Signal vom Bus zu wandeln.  

An den PCH sind SATA-Controller angeschlossen, um moderne SATA-2-Geräte anzuschließen. Desweiteren verfügt er über USB-Controller für USB 2.0 und 3.0.

Analoge Signale wie Audio- und Ethernetdaten werden über A/D-Wandler intern umgewandelt und können somit auch über den PCH verarbeitet werden.

Dieser Aufbau und die Namensgebung sind auf Intel basierenden Computern zu finden. Bei anderen Herstellern variieren nur die Namen und kleinere Details im Aufbau.

Speicherfunktion

Bei einem im CPU integrierten Speichercontroller kann die CPU direkt auf den Arbeitsspeicher zugreifen. Daraus resultieren geringere Latenzzeiten und die Verringerung des CPU Cache, welcher früher größer angelegt und über den FSB gespeist wurde.

Der integrierte Speichercontroller wird auch IMC oder Integrated Memory Controller genannt.

Die Northbridge verwaltet nur noch eine On-Board-Grafikkarte. Falls eine Grafikerweiterungskarte eingebaut wird, schaltet sich der On-Board-Chip automatisch ab.

Die restlichen Funktionen werden von der Southbridge übernommen.


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