Северный мост на материнской плате осуществляет поддержку

Северный мост (англ. north bridge ) — системный контроллер (чип) [1] , являющийся одним из элементов чипсета материнской (системной) платы и отвечающий за работу центрального процессора (CPU) с ОЗУ (оперативной памятью, RAM), видеоадаптером и южным мостом.

Содержание

Описание [ править | править код ]

От параметров северного моста (тип, частота, пропускная способность) зависят параметры подключённых к нему устройств:

  • параметры системной шины (например, Front Side Bus для Intel) и, косвенно, параметры процессора, а соответственно, степень, до которой компьютер может быть «разогнан»;
  • параметры оперативной памяти, такие как тип (SDRAM, DDR или др.), максимальный объём, канальность и скорость
  • параметры видеоадаптера, в том числе тип шины для подключения внешнего адаптера (PCI, AGP, PCI Express)

Во многих случаях по параметрам северного моста также выбирают шины (PCI, PCI Express и др.), позволяющие расширить возможности компьютера. [ уточнить ]

Северный мост соединён с материнской платой через согласующий интерфейс [ неизвестный термин ] и южный мост.

Обычно северный мост (чип) оснащён радиатором для пассивного охлаждения. Если при усложнении внутренней схемы чипа технологии производства не позволяют скомпенсировать возрастающее тепловыделение, помимо радиатора используется вентилятор или другая система охлаждения.

Происхождение названия [ править | править код ]

Контроллер назван «северным» благодаря («географическому») расположению в верхней части системной (материнской) платы, расположен обычно под процессором и представляет собой квадратный или прямоугольный микрочип.

В терминологии Intel обозначается как MCH – контроллер-концентратор памяти (англ. Memory Controller Hub [2] ). При использовании встроенного в северный мост видеоадаптера называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub ) [2] .

Эволюция [ править | править код ]

Общее направление в дизайне процессоров шло к реализации все большего количества функций меньшим набором компонентов. Это позволяло снижать общую стоимость материнских плат и улучшало производительность. Так, контроллер памяти, отвечавший за общение ЦПУ с оперативной памятью, был перемещен на кристалл процессора в процессорах AMD начиная с AMD64 (2004 г.), и в процессорах Intel начиная с архитектуры Nehalem (ноябрь 2008 г.). Благодаря переносу северного моста внутрь процессора уменьшились задержки при обращении процессора к памяти, а также количество активных компонентов системной (материнской) платы, из-за чего упростилось её проектирование.

Приветствую всех читателей моего блога, и в продолжение темы о главном чипсете компьютера я считаю необходимым более подробно описать северный мост на материнской плате. Это второй по важности ее компонент, который во многом определяет быстродействие системы. И сейчас, я постараюсь аргументировано доказать это утверждение.

Для начала разберемся с терминологией. На материнской плате имеется группа из двух чипов, выполняющих функции контролеров-концентраторов и обеспечивающих непосредственнее взаимодействие CPU со всеми остальными устройствами и модулями компьютера.

Причем между чипами имеется четкое распределение обязанностей:

  • Первый, напрямую соединенный с процессором системной шиной отвечает за работу с памятью и графическим адаптером;
  • Второй, подключен к первому и организует работу всех устройств и портов, задействованных в воде-выводе и хранении информации;
Читайте также:  Почему пропала папка с рабочего стола

Компоновка элементов чипсета на материнской плате всегда выполняется производителями таким образом, что первый чип располагался выше второго (при условии, что надписи на элементах расположены удобным для чтения образом).

Поэтому для удобства использования профессиональной терминологии первый назвали «северным мостом» (northbridge), а второй «южным» (southbridge). Убедиться в этом и посмотреть где находятся эти чипы, можно, взглянув на свою материнку, или вот на эту картинку:

Почему мостом, спросите вы? Да потому что каналы, с помощью которых они соединены с другими устройствами, обособлены, не пересекаются и обеспечивают надежную двустороннюю связь.

Координатор взаимодействия компьютерных модулей

Оставим сегодня «южник» в покое и сосредоточим свое внимание на «северном мосте», для чего детально рассмотрим его параметры и связи. Northbridge в разных материнских платах может отличаться, и это зависит от производителя.

Как и любая микропроцессорная схема, он имеет такие характеристики как частота и производительность, которые можно посмотреть и даже изменить в BIOS, в разделе Advanced Chipset Features (Chipset features Setup). Такая «модернизация» часто используется для разгона процессора, но делать это необходимо с учетом пропускной способности поддерживаемых северным мостом шин.

Давайте посмотрим на них и выясним, кто за что отвечает:

  • Управляющим основным каналом взаимодействия с процессором могут выступать три типа магистральных двунаправленных системных шин: FSB, DMI, HyperTransport или QPI;
  • Для соединения с видеокартой когда-то широко использовалась шина AGP, но со временем она была вытеснена универсальной и болем эффективной PCI Express;
  • С оперативной памятью мост поддерживает связь через DDR контроллер;
  • Согласование работы с южным мостом выполняется с помощью DMI или HyperTransport шины.

Как видите, северный мост связывает устройства наиболее современными способами соединения с достаточно высокой пропускной способностью. Это вынужденная мера, обусловленная ростом производительности всей системы в целом.

Работа в жарких условиях и возможные последствия

«Напряженный» режим работы Northbridge вызывает значительный нагрев самого чипа. Поэтому на него устанавливают систему пассивного охлаждения, обеспечивающую нормальную температуру, которая не должна превышать определенных значений.

В компьютерах размер пластин радиатора может в несколько раз превышать габариты самого микропроцессора. А вот в ноутбуке такой возможности нет, поэтому нередки случаи, когда из-за перегрева северный мост выходит из строя, а вместе с ним и весь ПК. Вообще-то и на стационарном компьютере может произойти подобная ситуация, но в нем более удобный доступ и при необходимости можно самостоятельно заменить термопласту на радиаторе северного моста.

Поэтому, чтобы понимать значимость соблюдения температурного режима, вы должны знать, как выглядит «северник». Это классический BGA-чип, на контактах которого имеются мельчайшие шарики из легкоплавкого металла. Его монтаж обеспечивается тремя действиями:

  • правильно расположить;
  • нагреть инфракрасным излучателем до температуры плавления шариков;
  • слегка прижать чип по всей плоскости.
Читайте также:  Программа для сканирования компьютера на железо

То есть? в лучшем случае, при перегреве северного моста у него оплавятся контакты (происходит «отвал чипа»). При такой поломке покупка нового чипа, возможно, не потребуется. А в сервисном центре старому сделают «реболлинг» (наплавку новых шариков) и перемонтаж. Но может оказаться, что температурное воздействие затронет структуру микропроцессора. Тогда все гораздо хуже, особенно если материнская плата старой модели и ее компоненты в свободной продаже отсутствуют (покупка запчастей с рук рискованна, т.к. возможно, они прошли через кустарный ремонт).

На всякий случай я расскажу вам о признаках выхода из строя северного моста:

  • проблемы с изображением на экране (появление искажений, полос, осветление или затемнение всего дисплея);
  • ощутимое подтормаживание или зависание в процессе работы;
  • самопроизвольная перегрузка;
  • сообщение на синем экране (BSOD);
  • устройство не загружается

Возможно, это позволит вам своевременно предпринять какие-то меры и предупредить ухудшение ситуации.

Прощай, северный мост

В завершение расскажу вам о том, что вообще-то славная эпоха северных мостов подошла к завершению. Все чаще производители CPU размещают модули, выполняющие функции контроля памяти и видеоадаптера, под крышку процессора. AMD поступает так с 2004 года (64-битные процессоры), а Intel с 2008. Такое решение имеет определенные достоинства:

  • минимизировались задержки при обращении ЦП к ОЗУ;
  • уменьшение активных элементов материнки упростило проектирование платы;
  • модули, отвечающие за графику и память, попали в более комфортные условия с системой активного охлаждения;

Такая вот история северного моста материнской платы. Надеюсь, вам было не только интересно, но и полезно узнать изложенную в этой статье информацию. На этом я заканчиваю. И напоминаю, что вас в моем блоге ожидает рассказ о южном мосте.

Так что, до новых встреч на продолжении этой темы, удачи всем.

При обсуждении материнских плат часто используют такие термины как северный или южный мост. Подобная терминология часто сбивает с толку неопытных пользователей, они не могут разобраться, что такое северный и южный мост, где они находятся и за что отвечают. Кроме этого, пользователи часто путают северный мост с южным и не могут запомнить их расположение на материнской плате. Если вы также не уверены в данном вопросе, то предлагаем ознакомиться с нашей статьей.

Что такое северный и южный мост

Мост – это чип, который распаян на материнской плате и является частью чипсета. Традиционно чипсет материнской платы состоит из двух чипов, которые называют северным и южным мостом.

Данные чипы называют мостами потому, что они выполняют связующую функцию между центральным процессором компьютера и остальными комплектующими. Что касается названий «северный» и «южный», то эти названия указывают на расположение данных чипов на материнской плате. По аналогии с полюсами на глобусе, северный мост находится ближе к верхней, а южный ближе к нижней части платы.

Читайте также:  Прохождение халф лайф 1 ракетная шахта

Нужно отметить, что на современных материнских платах два моста больше не используется. Вместо северного и южного мостов теперь используется исключительно южный мост, так как все функции северного моста были интегрированы в процессор.

Где находится северный и южный мост

Как уже было сказано, северный мост (на фото № 1) – это чип, который располагается в верхней части материнской платы, сразу под процессором. Такое расположение обусловлено тем, что северный мост подключается напрямую к центральному процессору компьютера. Обычно на северном мосту расположен массивный радиатор или даже радиатор с вентилятором, поскольку данный мост греется значительно сильнее южного.

Северный (1) и южный мост (2) на материнской плате.

Южный мост (на фото № 2) – это чип в нижней части материнской платы. Обычно на нем расположен более мелкий радиатор, на некоторых материнских платах южный мост вообще не комплектуется радиатором. В современных материнских платах чипсет может состоять только из одного южного моста.

За что отвечает северный и южный мост

Для того чтобы понять, за что отвечает северный и южный мост достаточно взглянуть на блок схему типичного компьютера.

В верхней части блок схемы вы видите ЦПУ – это центральный процессор. Он с помощью шины подключен к северному мосту, который в свою очередь подключен к слоту графического адаптера (PCI Express или AGP), к шине памяти и к южному мосту. Таким образом, северный мост отвечает за связь центрального процессора с графическим адаптером, памятью и южным мостом. Также от северного моста зависят параметры работы системной шины, оперативной памяти и видео адаптера.

Блок схема типичного компьютера.

Южный мост отвечает взаимодействие с внешними устройствами и остальные функции материнской платы. Он включает в себя контроллеры PCI Express, PCI, SATA, PATA, RAID, USB, Ethernet, Firewire и т.д. Также южный мост отвечает за управление питанием, энергонезависимую память BIOS и прерывания. Взаимодействие южного моста с процессором происходит через северный мост.

Поскольку южный мост напрямую работает со внешними устройствами, которые подключаются к компьютеру, то вероятность его поломки значительно выше, чем вероятность поломки северного моста. Часто причиной преждевременной смерти южного моста становится короткое замыкание USB-разъема или подключение неисправного накопителя. Северная часть чипсета также может выйти из строя, но, для нее более характерной проблемой является перегрев.

Нужно отметить, что в случае поломка моста не обязательно выбрасывать всю материнскую плату. Во многих случаях проблему можно решить заменой чипа на новый или бывший в использовании с аналогичной платы. Но, такую процедуру обычно делают на только дорогих материнских платах, поскольку на бюджетных моделях это экономически не целесообразно.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>