什麼是芯片組?它在計算機系統中的任務

如果你想給自己買一台電腦,首先你應該了解一些特定的俚語,Chipset,在越南,用戶對 CPU 和 Chipset 這兩個詞有點困惑。這就是處理器,我們經常聽到它叫 芯片組,買Pen4,Pen3,.... 即買CPU。事實上,這是一個用詞不當,芯片組是一個非常特殊的東西,主板和獨立顯卡上都有。那麼什麼是芯片組呢讓我們進一步了解WebTech360以及這個詞的歷史。 

芯片組和芯片組名稱簡史

當談到基於Intel Pentium系統的個人電腦(PC)時,“芯片組”一詞通常指兩個主板芯片:北橋和南橋。芯片製造商通常獨立於電路板製造商。PC 板芯片組製造商的例子包括 NVIDIA、ATI、VIA Technologies、SiS、Intel 和 AMD。

在計算機發展的早期,主板上通常裝有具有獨立功能的集成電路(IC)。IC是一個或多個芯片,控制系統的每個組件,如鼠標、鍵盤、顯卡、聲音...

如果在一塊體積很小的主板上,卻有幾十顆IC,顯然主板的生產和運營效率不會很高。因此,計算機工程師找到了更好的系統,他們開始將單芯片集成在一起,大大減少了主板上控制芯片的數量。

什麼是芯片組? 它在計算機系統中的任務

PCI(Peripheral Component Interconnect)主板上外圍設備之間數據傳輸的標準,一個新的概念誕生了,那就是橋接器。

這些主板配備了北橋和南橋芯片,而不是一系列具有各自功能的芯片。板兩端的兩個芯片承擔著截然不同的任務。

北橋(northbridge)之所以得此名,是因為它位於主板的頂部、北端附近。它負責直接連接到CPU,並充當系統中更高速硬件的中介。包括 RAM、PCI Express 微控制器,在較舊的主板上還包括 AGP(加速圖形端口)微控制器。

如果這些硬件想要與 CPU 通信,它們就被迫“通過”北橋。

另一方面,南橋位於主板的另一端或南端,負責控制速度較慢的硬件的操作,例如:PCI 擴展、Sata 和 IDE 連接、USB 端口、端口、音頻、網絡端口。 ..並且為了讓這些硬件與CPU通信,它們必須首先經過南橋,然後到北橋,然後是CPU。

北橋和南橋共用一個術語:

隨著時間的推移以及從形成今天的芯片組概念的步驟來看,傳統的北橋和南橋芯片組設計顯然也得到了改進。

南北橋架構讓位於只有一個芯片的更簡單的系統。一些組件:內存、顯卡微控制器……現在已集成並由 CPU 直接處理。

因此,優先級控制功能交給CPU,其餘任務則留給南橋等芯片。

所有控制組件,例如內存存儲微控制器(SATA 端口)、網絡、音頻等均由單個組件管理。系統中的所有其餘硬件只需要通過PCHFCH進行通信,然後再與CPU進行通信,而不是從南橋到北橋再到CPU。結果是顯著減少了延遲並提高了系統響應速度。

什麼是芯片組? 它在計算機系統中的任務

芯片組決定硬件兼容性:

芯片組決定三件事:硬件兼容性(例如可以安裝在主板上的 CPU 或 RAM)、擴展選項(可以通過 PCI 端口連接多少設備)以及超頻能力 (OC)。更詳細一點:

第一CPU,第二芯片組——這兩個部件總是我們首先研究和選擇的,但芯片組總是與主板配套的,所以可以說是先選CPU,後選主板。

一旦我們有了芯片組或主板,我們就會知道如何選擇其餘的硬件,例如什麼類型的RAM(DDR3或DDR4),高速還是低速;可以安裝什麼硬盤以及有多少個;顯卡選項以及是否支持多卡(SLI 或 CrossFire 設置)以及其他擴展卡選項。

由於這種多樣性,芯片組也有很多版本,最先進的版本當然支持更多的東西,當然也更多的錢。

芯片組決定擴展選項:

芯片組通過總線決定擴展硬件選項。硬件組件和外圍設備通過總線連接到主板。

所有主板都支持不同類型的總線,每種總線類型具有不同的速度和帶寬。我們可以將總線分為兩種:內部總線和外部總線。

PCI Express (PCIe) 是一種典型的內部總線,它利用擴展卡(顯卡、聲卡、網卡……)、RAM 等組件的通道與 CPU 進行通信,反之亦然。用最簡單的方式來說,通道是兩對電線,一對發送數據,另一對接收數據。因此,PCIe x1 將有 4 根線,PCIe x2 將有 8 根線……線越多,交換的數據就越多。PCIe x1 連接的單路數據傳輸速率為 250 MB/s,PCIe x2 為 500 MB/s……關於 PCIe 版本,會有單獨的帖子,這些參數對應於第一代 PCIe 即第一代 PCIe PCIe 1. x,最新一代的PCIe是PCIe 4.0,一條lane的速度接近2GB/s。

主板上可用的通道數量取決於 CPU 和主板本身的功能。例如,許多 Intel 桌面 CPU 支持 16 通道,而一些較新的高端 CPU 支持 28 至 40 通道。同時,使用Z170芯片組的主板通常提供20個額外的通道。因此,對於支持 16 通道的 CPU 系統和支持 20 通道的主板,我們總共有 36 通道。

因此,如果您使用 PCIe x16 將顯卡連接到該系統,它將使用最多 16 個通道。如果您連接 2 個運行雙橋的卡,它們可以全速一起運行,但只剩下 4 個通道供其他組件使用。如果您打算安裝各種擴展卡,那麼您需要考慮CPU和芯片組的支持。如果通道用完,但仍然有空的 PCIe 插槽,那麼當您添加更多卡時,它將無法工作。

什麼是芯片組? 它在計算機系統中的任務

芯片組決定了系統的超頻能力:

現在您已經了解了芯片組在硬件兼容性和可擴展性方面的決定性作用,接下來就是超頻。超頻簡單來說就是將硬件上帝的時鐘推到比默認時鐘更高的水平。功耗和熱量產生與速度成正比,這會導致系統不穩定並縮短組件壽命。因此,系統將需要更好的散熱,例如水冷和高端電源。

問題是只有某些類型的 CPU 可以超頻,通常是 Intel 和 AMD 的 K 系列。此外,只有某些芯片組支持超頻,有些需要特殊的固件來解鎖超頻功能。因此,如果您想對計算機進行超頻,從您選擇購買硬件的那一刻起,您就必須找到使用可超頻芯片組的合適主板。

支持超頻的芯片組需要能夠在超頻期間控制 UEFI 或 BIOS 中的電壓、倍頻、時鐘等要素,以便能夠將 CPU 速度推得比設計更高。如果芯片組無法超頻,這些功能將不可用,或者即使可以,它們也將不可用,您將只能以製造商設��的速度使用該 CPU。

希望本文能讓您了解芯片組對於其他組件(例如 CPU、GPU...以及許多其他組件)的重要性。如果您需要構建計算機配置,請聯繫WebTech360以獲得好的建議。

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