ما هو دور Chipset في الحاسوب

nose21 كتب:

السلام عليكم

ماهو دور chipset في الحاسوب

قرات الكثير من الكتب و الدورات عن لغة الاسمبلي لكن لم ألاحظ انها تكلمت عن هذه القطعة او تكلمت عنها بمصطلح اخر او...

فقط اريد تعريف بسيط عنها ودورها في CPU

وشكرا

ما المقصود بال CHIPSET؟

وما هو دورها؟

وما هى اهميتها؟

وما هو تأثيرها على اداء الكمبيوتر؟

سنحاول ان نجيب على هذه الاسئلة ببساطة وباسلوب سهل

ودون الدخول فى تفاصيل فنية معقدة لا داعى لها

بداية نوضح معنى كلمة CHIPSET

فكلمة CHIP تعنى فى اللغة رقاقة او شريحة والمقصود بها فى عالم الالكترونيات

دائرة الكترونية تم صناعتها وتجميع اجزائها ومكوناتها فى قالب واحد لتؤدى وظيفة معينة

لها مسمى اخر وهو INTEGRATED CIRCUIT او IC

كانت اللوحة الام MOTHERBOARD قديما يتم صناعتها باستخدام

دوائر منفصلة يتم تجميعها على لوحة واحدة فكانت ال MOTHERBOARD

تتكون من العديد من ال CHIPS او ال IC كل منها يؤدى وظيفة معينة

طبعا هذا ادى الى ان تزدحم ال MOTHERBOARD بالعشرات من ال IC

انظر الشكل التالى والذى يوضح MOTHERBOARD من الاجيال القديمة

ولكن مع دوران عجلة التطوير اتجه المصنعون الى ادماج العديد من ال CHIPS او IC فى CHIP واحدة مما ادى الى الحصول على عدد قليل من ال CHIPS على ال MOTHERBOARD

ثم فى منتصف التسعينات استطاع المصنعون ان يجعلوا جميع الدوائر الالكترونية التى تحكم اداء ال MOTHERBOARD تتجمع فى عدد 2 CHIPS فقط

انظر الشكل التالى لترى نموذج لهذه النوعية من ال MOTHERBOARD

واصبح مسمى كلا من هاتين الشريحتين معا CHIPSET فكلمة SET تعنى مجموعة

والمقصود من CHIPSET هو مجموعة الشرائح

اطلق المصنعون على كل IC اسم خاص

فال IC الاول يسمى NORTH-BRIDGE

وال IC الاخر يسمى SOUTH-BRIDGE

احيانا نجد فى بعض ال MOTHERBOARD ان الصانع قد ادمج

كلا الشريحتين فى شريحة واحدة الا ان الاكثر شيوعا ان تجد شريحتين منفصلتين

من اشهر الشركات التى تصنع الشرائح هى INTEL , NVIDIA , VIA , SIS , ATI

هناك خطأ شائع وهو الخلط بين صانع الشريحة المستخدمة على MOTHERBOARD وصانع ال MOTHERBOARD نفسها

فوجود شريحة من انتاج INTEL على ال MOTHERBOARD لا يعنى ان صانع ال MOTHERBOARD هى INTEL

فربما كان صانع ال MOTHERBOARD شركة اخرى قامت بشراء CHIPSET من INTEL وقامت بتجميعها على MOTHERBOARD واضافة

الملحاقات الاخرى التى تمكن ال CHIPSET من اداء دورها

من امثلة الشركات التى تنتج ال MOTHERBOARD

ASUS, ECS, Gigabyte, MSI, DFI, Chaintech, PCChips, Shuttle

مع العلم ان INTEL هى ايضا تقوم بصناعة MOTHERBOARD مثلها مثل الشركات الاخرى

وهنا تكون MOTHERBOARD من انتاج INTEL وكذلك ال CHIPSET الموجودة على MOTHERBOARD هى ايضا من انتاج INTEL

وكما سبق واشرنا ان ال CHIPSET تتكون

من شريحتين هما

NORTH-BRIDGE

SOUTH-BRIDGE

بالنسبة لل NORTH-BRIDGE

تعد هذه الشريحة فى منتهى الاهمية بالنسبة لاداء الكمبيوتر

حيث تحتوى على عدة وظائف وهى

تحتوى على الدائرة المسؤلة عن التخاطب مع المعالج

تحتوى على الدائرة المسؤلة عن التخاطب مع ال RAM

تحتوى على الدائرة المسؤلة عن التخاطب مع مسار AGP والذى يتم تركيب كروت الشاشة به

تحتوى على الدائرة المسؤلة عن التخاطب مع مسار PCI EXPRESS X16 والذى يعتبر

البديل الحديث لل AGP

تحتوى على الدائرة المسؤلة عن التخاطب مع SOUTH-BRIDGE

وللتوضيح انظر الشكل التالى

وكما نرى فى الشكل السابق فان المعالج لا يتخاطب

مع RAM بشكل مباشر وانما من خلال NOTH-BRIDGE

حيث تحتوى NORH-BRIDGE على الدائرة المسؤلة عن مخاطبة RAM

وهى ايضا التى تحدد نوع هذه ال RAM ومقدارها

يطلق على هذه الدائرة MEMORY CONTROLLER

وكما نرى فان اداء هذه الدائرة يؤثر بشكل كبير جدا على كفاءة واداء الكمبيوتر

نظرا لانها تتعامل مع ال RAM بشكل مباشر

ولذا فان ال NORTH-BRIDGE التى تحتوى على MEMORY CONTROLLER ذات اداء ضعيف

تؤثر بشكل سلبى وملحوظ على اداء الكمبيوتر

ولذا قد نجد اثنين MOTHERBOARD مصنعين للتعامل مع معالج واحد

الا ان اداء واحدة منهما افضل من الاخرى نظرا لنوع ال NORTHBRIDGE الموجودة عليها

ومما هو جدير بالذكر هنا هو ان شركة AMD كان لها السبق فى نقل

ال MEMORY CONTROLLER من ال NORH-BRIDGE الى المعالج نفسه

وذلك بداية من معالجات ATHLON 64

واصبح المعالج نفسه هو المسؤل عن التعامل مع ال RAM

واصبح مقدار ال RAM وكذلك نوعها يتحدد طبقا لنوع المعالج

كما لم يعد هناك فارق بين ال MOTHERBOARDS المختلفة من حيث الاداء

ملحوظة هامة

بدأت شركة انتل بتطبيق نفس الفكرة فى معالجاتها CORE I3 , CORE I5 , CORE I7

نلاحظ ايضا من الشكل السابق ان المسار المستخدم

لنقل البيانات بين NORTH-BRIDGE وبين المعالج هو ما يطلق عليه

FRONT SIDE BUS او FSB

وهو ما يمثل سرعة المعالج الخارجية والتى كلما زادت كلما تحسن اداء الكمبيوتر

ولكل NORH-BRIDGE عدد من السرعات المحددة للتعامل مع المعالج

مثال

833MHZ

1033MHZ

1066MH

ولذ فمن المهم ان ننظر جيدا الى السرعات التى تدعمها NORTH-BRIDGE ونختار التى تدعم السرعات المتوافقة مع المعالج الذى ننوى استخدامه

بالنسبة لشريحة SOUTH-BRIDGE

فهى المسؤلة عن التحكم فى اجهزة الادخال والاخراج وكذلك الاجهزة المدمجة فى MOTHERBOARD

وللتوضيح سنسرد فيما يلى ما تقوم به الشريحة بالتفصيل:

تحتوى الشيريحة على دائرة التحكم فى القرص الصلب ATA او SATA

تحتوى على دائرة التحكم فى منافذ USB

تحتوى على دائرة كارت الصوت المدمج

تحتوى على دائرة كارت LAN المدمج

تحتوى على دائرة التحكم فى مسار PCI

تحتوى على دائرة التحكم فى مسار PCI EXPRESS (لاحظ ان دائرة التحكم فى مسار PCI EXPRESS X16 والمخصص لكروت الشاشة موجود فى شريحة NORTH-BRIDGE)

تحتوى على مولد النبضات والذى يضبط اداء الكمبيوتر كله REAL TIME CLOCK

تحتوى على ذاكرة CMOS والتى يخزن فيها اعدادات BIOS بما فى ذلك نوع القرص الصلب الموجود وكلمة السر لتشغيل الكمبيوتر والتحكم فى تفعيل او تعطيل كروت الصوت والشبكة المدمجة الخ

لا تنسى ان ال MOTHERBOARD تحتوى على شرائح اخرى معاونة لعمل CHIPSET كما ذكرنا

فهناك شريحة ROM والمسؤلة عن حفظ برنامج التشغيل البدائى والذى يقوم بالكشف على سلامة اجهزة الكمبيوتر ومكوناته الاساسية فى مرحلة بداية التشغيل وكذلك يقوم يقوم بتحميل برنامج التشغيل الاساسى مثل WINDOWS XP ويعطيه زمام القيادة

هناك ايضا شريحة SUPER I/O CHIP والمسؤلة عن التحكم فى المنافذ القديمة مثل SERIAL PORTS و PARALLEL PORTS و دائرة التحكم فى قراءة الاقراص المرنة

انظر الشكل التالى لمزيد من التوضيح

وكما نرى فى الشكل السابق فان اداء الكمبيوتر لا يتأثر يشكل كبير باداء SOUTH-BRIDGE

وانما ما تؤثر فيه الشريحة هو مقدار الامكانيات التى توفرها الشريحة

فمثلا نوع الشريحة هو الذى يحدد عدد منافذ USB وسرعاتها وكذلك يحدد عدد منافذ القرص الصلب ونوعها ATA او SATA

ويحدد ايضا نوع الشريحة ما اذا كان هناك كروت مدمجة مثل كارت الصوت والشبكة

يتبقى لنا ان نذكر كيفية الربط بين الشريحتين NORTH-BRIDGE و SOUTH-BRIDGE

حيث استخدم المصنعون قديما مسار PCI للربط بينهما الا انه ومع ازدياد كم البيانات المتداول بينهما لم يعد هذا المسار مناسبا نظرا لان له حد اقصى لكمية البيانات المتداولة 132 ميجابايت فى الثانية

انظر الشكل التالى

ولذا ابتكر المصنعون مسارا جديدا خاصا بتبادل البيانات والتى تتسم بالكم الكبير بين للشريحتين واصبح لكل صانع مسار خاص له متناسب مع نوع الشرائح التى ينتجها

ولذا فان اسم ونوع هذا المسار وبروتوكول نقل البيانات عليه وكذلك سرعة نقل البيانات امر خاص ويختلف من صانع لاخر طبقا لفلسفته وطبقا لما يتناسب مع الشرائح التى ينتجها

ولذلك نطلق على هذا المسار بوجه عام DEDICATED BUS

نظر الشكل التالى

ونترك المسمى الفعلى لكل صانع يحدده كيفما يشاء

وفيما يلى امثلة للمسميات المختلفة لهذا المسار طبقا للشركة المنتجة

Intel: DMI (Direct Media Interface) or Intel Hub Architecture

ULi/ALi: HyperTransport

VIA: V-Link

SiS: MuTIOL

ATI: A-Link or PCI Express

NVIDIA: HyperTransport

الخلاصة:

يتحكم فى وظائف MOTHERBOARD شريحتين اساسيتين هما NORTH-BRIDGE و SOUTH-BRIDGE

نوع شريحة NORTH-BRIDGE هو الذى يحدد نوع المعالج المستخدم وكذلك حجم ونوع ال RAM المستخدمة (فى الانواع الحديثة اصبح هذا الدور من اختصاص المعالج نفسه)

اداء الكمبيوتر يتأثر بشكل كبير جدا بنوع وكفاءة NORTH-BRIDGE (فى الانواع الحديثة وبعد ان اصبحت ال RAM تتخاطب مباشرا مع المعالج اصبح الفرق فى الاداء بين الشرائح لا يذكر)

نوع الشريحة SOUTH-BRIDGE هو الذى يحدد مقدار الامكانيات الموجودة فى MOTHERBOARD (منافذ USB وجود كروت مدمجة الخ)

منقول للفائدة