Nghiên cứu tìm hiểu về các loại chipset trên bảng mạch chính trong máy tính (mainboard)

báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội Trờng đại học công nghiệp hà nội Khoa công nghệ thông tin Thuyết trình báo cáo tập lớn môn học Kiến trúc máy tính Thành viên nhóm : Đinh Văn Phơng Sái Hoàng Quân Đinh Xuân Phong Phạm Văn Phong Phạm Tuấn Phong Nội dung báo cáo: Nghiên cứu tìm hiểu loại chipset bảng mạch (mainboad) máy tính Hà nội ,ngày11tháng5năm 2012 báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội Bố cục: 1\> lời nói đầu 2\>Khái niệm chung chipset 2.1khái niệm chipset 2.2công dụng 2.3nhận dạng 2.4các nhà sản xuất 3\>Chip cầu bắc 3.1 khái niệm 3.2 tổng quan 3.3 tầm quan trọng 3.4 phát triển gần 4\>Chip cầu nam 4.1 Khái niệm 4.2 tổng quan 4.3 tên gọi 5\>Một số h·ng s¶n xt chipset hiƯn 5.1 Intel 5.2 AMD 5.3 SIS 5.4 VIA 5.5 Nvidia 5.6 ATI 6\>Các loại chipset 6.1 Chipset cña Intel 6.2 Chipset cña AMD 6.3 Chipset cña SIS 6.4 Chipset cña VIA 6.5 Chipset cña Nvidia 6.6 Chipset ATI Lời nói đầu Chipset có tác dụng bo mạch chủ? báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội Nếu tự muốn lắp lấy máy tính bạn bối rối với vô số chipset có thị trờng Intel, VIA, SiS không ngừng đua tranh công nghệ chipset! Công nghệ hiệu cho công việc bạn đây? Để chọn đợc bo mạch chủ (BMC) xử lý nhanh, hoạt động ổn định yếu tố quan tâm hàng đầu bạn phải chipset - trung tâm đầu nÃo quản lý hoạt động BMC, từ việc giao tiếp CPU, nhớ, đồ họa đến thiết bị ngoại vi (chuột, bàn phím, âm thanh, mạng, modem, printer ) Theo kinh nghiƯm thùc tiƠn, c¸c BMC dïng cïng chipset cã tèc độ ổn định không khác biệt nhiều Vì bạn cần chọn chipset đủ mạnh, đáp ứng đợc nhu cầu, ổn định Qua hình minh họa bạn hình dung hoạt động chipset Nói cách dƠ hiĨu, nã gièng nh ng· t vµ bïng binh hệ thống giao thông, quản lý không tốt dễ kẹt xe, tranh chấp tuyến đờng, hệ thống chạy chậm chí treo mà bạn Thông thờng, chipset gồm thành phần: chipset cầu bắc (North Bridge Chipset) chipset cầu nam (South Bridge Chipset) Nhiệm vụ hai chipset đợc quy định rõ ràng thay đổi Năm 1997, giao tiếp AGP đợc giới thiệu chipset cầu bắc có thêm nhiệm vụ kết nối với card đồ họa Chipset cầu bắc quản lý việc giao tiếp liệu với CPU, RAM card đồ họa, quan trọng, khả xử lý BMC phụ thuộc chipset nhiều Chipset cầu nam quản lý thiết bị ngoại vi, thông tin từ vào chipset cầu nam đợc đa lên cầu bắc để xử lý trả kết Tuy nhiên có số ngoại lệ nh chipset Intel 875P lại đa giao tiếp mạng gigabit lên chip cầu bắc để tránh nghẽn đờng truyền từ chip cầu nam lên cầu bắc Tại Intel lại làm nh vậy? Giao tiếp chipset cầu bắc cÇu nam qua kü tht Hub Link cđa Intel báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội đạt băng thông 266MB/giây Trong trờng hợp xấu thành phần sau giao tiếp lúc: IDE RAID 0: 100 MB/gi©y; LAN Gb/gi©y=125MB/gi©y; USB 2.0: 60 MB/gi©y; card PCI: 21 MB/gi©y; Serial ATA: 150 MB/gi©y Nh vậy, theo lý thuyết băng thông lớn 456MB/giây (card âm thành phần khác cha đợc tính vào) Hub Link với băng thông 266MB/giây có trờng hợp bị tải Do đó, Intel đà tổ chức lại đa giao tiếp mạng từ chipset cầu nam sang chipset cầu bắc, thành phần góp phần làm nghẽn băng thông giao tiếp chipset (VIA SiS có công nghệ riêng làm cho băng thông giao tiếp chipset cầu nam bắc đạt 1GB/giây nên hai hÃng đà không đa mạng gigabit cho chipset cầu bắc quản lý) Một trờng hợp khác chipset nForce3 150 Trong hÃng thờng dùng chipset nVidia lại tích hợp cầu bắc cầu nam thành nForce3 150, không quÃng đờng di chuyển từ cầu nam lên cầu bắc ngợc lại, giảm thời gian xử lý Trên thị trờng có nhiều chipset đợc sử dụng cho BMC, loại đáp ứng yêu cầu riêng, chipset dùng víi CPU Intel cã Intel 845, 845E, 845G, 845PE, 848P, 865P, 865PE, 865G, 875P; SiS 645, 648, 650, 655; VIA P4X333, P4X400, PT800, PT880 Chipset dïng CPU AMD cã VIA KT333, KT400, KT600, K8T800; SiS 746FX, SiS 755; nVidia nForce2, NVidia nForce3 150 nhiều loại khác Do số lợng chipset nhiều số có tính gần giống nhau, nên để dễ dàng, bạn nên chọn CPU trớc, sau tìm chipset phù hợp CPU đà chọn Thông thờng việc chọn chipset chủ yếu dựa vào tỉ lệ hiệu năng/giá tốt nhất, đồng thời chipset phải đủ sức đáp ứng nhu cầu phát sinh tơng lai nh cho phép nâng cấp CPU, nhớ, ổ cứng mở rộng giao tiếp ngoại vi Không giống CPU, giá BMC dùng chipset không biến động nhiều sau thời gian, đợc bạn nên trang bị chipset mạnh cho BMC để dễ nâng cấp thuận tiện việc giao tiếp với thiết bị Bởi thuyết trình nhằm giới thiệu chung khái quát chipset số hÃng sản xuất chipset lớn giới 1\>Khái niệm chung 1.1 Khái niệm Chipset nhóm mạch tích hợp (các chip)đợc thiết kế để làm việc nh sản phẩm đơn.Trong máy tính ,từ chipset thờng dùng để nói đến chip đặc biệt bo mạch chủ card mở rộng báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội Khi nói đến máy tính cá nhân (PC) dựa hệ thống Intel Pentium,từ chipsetthờng dùng để nói đến hai chip bo mạch :chip cầu bắc chíp cầu nam.nhà sản xuất chip thờng không phụ thuộc vào nhà sản xuất bo mạch Trong máy tính gia đình ,các máy trò chơi từ thập niên 1980 thập niên 1990,tù chipset đợc dùng để chip âm hình ảnh Các hệ thống máy tính đơcj sản xuất trớc thập niên 1980 thờng dùng chung loại chipset,mặc dù máy có nhiều đặc tÝnh kh¸c nhau.vÝ dơ.chipset NCR 53C9x,mét chipset gi¸ thÊp sư dụng giao diện SCSI cho thiết bị lu trữ,có thĨ thÊy c¸c m¸y Nnix (nh MÝP Magnum )c¸c thiết bị nhúng hay máy tính cá nhân 1.2 Công dụng Chipset thiết bị dùng để điều khiển hoạt động mainboard 1.3 Nhận dạng Là chip lớn main thờng có vạch vàng góc ,mặt có ghi tên nhà sản xuất 1.4 Các nhà sản xuất lớn Các nhà sản xuất chipset có tên tuổi nhắc đến nh:INTEL, SIS VIA 2\> chip cầu bắc 2.1 Khái niệm báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội Chip cầu bắc(north birdge),hay gọi Memory Controller Hub (MCH),lµ mét hai chip mét chipset bo mạch chủ PC,chip lại chip cầu nam.Thông thờng chipset đợc tách thành chip cầu bắc chip cầu nam hai chip đợc kết hợp làm (chip cầu bắc VIA KT600(đà bỏ phận tản nhiệt) 2.2 Tổng quan Chip cầu bắc đảm nhiệm việc liên lạc thiết bị CPU,RAM AGP PCI Express,và chip cầu nam.Một vài loại chứa chơng trình điều khiển video tích hợp,hay gọi Grapphics and Memory controller Hub (GMCH).Vì xử lý RAM khác yêu cầu tín hiệu khác ,một chip cầu bắc làm việc với hai loại CPU nói chung làm việc với loại RAM.Có vài loại chipset hỗ trợ hai loại RAM(những loại thờng đợc sử dụng có thay đổi chuẩn) ví dụ chip cầu bắc chipset NIVIDA nForce2 chØ lµm viƯc víi bé xư lý Duron,vµ Athlon XP víi DDR SDRAM,chipset Intel i875 chØ lµm viƯc víi hƯ thèng sư dơng bé xư lý Pentium Celeron có tốc độ lớn 1.3 GHz sư dơng DDR SDRAM,chipset Intel i915 chØ lµm viƯc víi Intel Pentium vµ Intel Celeron ,nhng cã thĨ sư dụng nhớ DDR DDR2 2.3 Tầm quan trọng Chip cầu bắc bo mạch chủ nhân tố quan trọng định số lợng,tốc độ loại CPU nh dung lợng,tốc độ loại RAM tối ®a phơ thc bé xư lý vµ thiÕt kÕ cđa bo mạch chủ.Các máy Pentium thờng có giới hạn nhớ 128MB, máy dùng Pentium có giới hạn 4G Kể từ Pentium pro báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội đà hỗ trợ địa nhớ lớn 32 bit, thờng 36 bit, định vị 64 GB nhớ Tuy nhiên bo mạch chủ hỗ trợ lợng RAM nhân tố khác (nh giới hạn hệ điều hành giá thành RAM) Mỗi chip cầu bắc làm việc với hai loại chip cầu nam Do đặt hạn chế kỹ thuật chip cầu nam ảnh hởng đến số đặc tính hệ thống Chip cầu bắc đóng vai trò quan trọng việc định máy tính đợc kích xung đến mức 2.4 Sự phát triển gần Bộ điều khiển nhớ điều khiển việc giao tiếp CPU RAM đợc đa vào vi xử lý AMD64, Các nhà thiết kế máy tính khác nh Intel, IBM đà cân nhắc thay đổi cho dòng sản phÈm cđa hä Mét vÝ dơ cho sù thay ®ỉi chipset đơn NVIDIA's nForce cho hệ thống AMD64 Nó kết hợp tất đặc tính Cầu Bắc thông thờng (computing) với cổng tăng tốc đồ häa (Accelerated Graphics Port_AGP) vµ nèi trùc tiÕp tíi CPU Trên bo mạch nForce4 chúng đợc xem nh MCP (Media Communications Processor - Bé xư lý giao tiÕp ®a phơng tiện) Trong tơng lai, giải pháp cho System-on-chip|SOC/Single Chip phổ thông đòi hỏi giảm thiểu thành phần lắp ráp Tuy nhiên chíp lớn làm giảm tính đa dụng giải pháp làm tăng tính phức tạp nh số lợng chân Điều dự đoán thời điểm không quan gần đay co nhiều loại bus tốc độ cao (PCIe, SATA) lập trình nguyên cao hơn.Điều giống nh đem việc thực chuẩn kết nối thông qua bus chuẩn (có thể PCIe), loại bus đợc kết hợp, thành điều khiển siêu vào-ra (Super I/O) 3\> Chip cầu nam 3.1 khái niệm Chip cầu nam(sourth birdge), hay gọi I/O Controller Hub (ICH), chip đảm nhiệm việc có tốc độ chậm bo mạch chủ chipset Khác vớichip cầu bắc, chip cầu nam không đợc kết nối trực tiếp với CPU Đúng chip cầu bắc kết nối chip cầu nam với CPU báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội (Chip cầu nam VIA 686A, thờng sử dụng bo mạch chủ AMD Athlon hệ đầu tiên.) 3.2 Tổng quan Bởi chip cầu nam đợc đặt xa CPU hơn, đợc giao trách nhiệm liên lạc với thiết bị có tốc độ chậm máy vi tính điển hình Một chíp cầu nam điển hình thờng làm việc với vài chíp cầu bắc khác, cặp chíp cầu bắc nam phải có thiết kế phù hợp làm việc với nhau; cha có chuẩn công nghiệp rộng rÃi cho thiết kế thành phần lôgic chipset để chúng hoạt động đợc với Theo truyền thống, giao tiếp chung chip cầu bắc chip cầu nam đơn giản bus PCI, mà tạo nên hiệu ứng cổ chai (bottleneck), phần lớn c¸c chipset hiƯn thêi sư dơng c¸c giao tiÕp chung (thờng thiết kế độc quyền) có hiệu cao 3.3 Tên gọi Tên gọi "chip cầu nam" bắt nguồn từ việc vẽ kiến trúc sơ đồ Trong CPU phải sơ đồ phía bắc CPU nối với chipset qua cầu nối có tốc độ cao (cầu bắc) phía bắc thiết bị khác đà vẽ Cầu bắc sau đợc nối với phần lại chipset qua cầu nối có tốc độ nhanh hơn(cầu nam ) 4\>Một số hÃng sản xuất chipset Các nhà sản xuất chipset cho máy tính lớn : Intel, SiS, VIA,AMD , nVIDIA, 4.1 Intel Intel công ti sản xuất chipset lớn giới, nhà sản xuất Xử lý trung tâm(CPU) lớn nhất, sản phẩm gần nh 845, 848, 865, 875, 915, 925, 945, 955, 965, 975, P35, Q35, G33, G31, X38, Mỗi loại chia làm dòng P, G nVIDIA, ATI, J, D tùy tính 4.2 AMD báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội AMD nhà sản xuất linh kiện tích hợp bán dẫn có trụ sở Sunnyvale,California,Hoa Kỳ.AMD nhà sản xuất vi xư lý (CPU)x86 lín thø hai trªn thÕ giíi sau Intel nhà sản xuất nhớ flash hàng đầu giới,ngoài AMD sản xuất chipset số linh kiện điện tử khác.AMD tiếng với dòng sản phẩm Athlon cho thị trờng cao cấp Duron cho thị trờng cấp thấp giá rẻ 4.3 SIS SiS công ti Đài Loan chuyên sản xuất xử lý cho máy tính thiết bị điện tử khác SiS trớc mạnh thị phần sản xuất Chipset nhng đà thu hẹp thị phần Giờ tập trung vào chipset cho hệ thống AMD CPU cho thiết bị cầm tay điện tử khác 4.4 VIA VIA Một nhà sản xuất chip bán dẫn hàng đầu Đài Loan Mạnh dòng chipset cho PC CPU xử lý cho thiết bị điện tử nhỏ 4.5 nVIDIA nVIDIA công ti lớn giới sản xuất xử lý đồ họa GeForce (GPU) Những năm gần công ti sản xuất chipset tuyệt phần hỗ trợ cho công nghệ card đồ họa hÃng với tên nForce nh nForce, 4, 570i, 780i, 790i, 4.6 ATI ATI tu¬ng tù nh nVidia ATI cịng ko kÐm cạnh nVidia bao lĩnh vực sản xuất xử lý đồ họa với nhÃn hiệu Radeon Gần ATI mạnh lên lĩnh vực sản xuất chipset với thơng hiệu Radeo Express ATI đà bị AMD mua lại trở thành công ti AMD 5\> Các loại chipset 5.1 chipset ca Intel 5.1.1 Chipset Intel series Chipset Intel series: Tăng cờng khả xử lý đồ hoạ nâng cao Họ chipset Intel series, gồm chipset Intel Express G45, G43, P45 P43, đợc kỳ vọng báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội biến hệ thống máy tính thành trung tâm giải trí truyền thông liên lạc cao cấp Chipset Intel G45 Express mới, với hệ thống tăng tốc đồ họa Intel X4500HD cải tiến, mang lại cấp độ hiệu chất lợng hình ảnh, bao gồm số tính "lần xuất hiện" tảng thiết bị Intel: Chipset Intel P45 Express, mét thÕ hƯ tiÕp theo cđa chipset Intel P35 Express phổ biến, đợc thiết kế để mang lại tính hiệu suất hoạt động cho tảng phổ thông Chipset bổ sung khả hỗ trợ PCI Express 2.0 hệ với cấu hình đồ họa kép khả tinh chỉnh hiệu suất hoạt động vợt qua tiêu kỹ thuật Dới chi tiết chipset mới: 5.1.1.1 Chipset Intel G45 Express: Mang lại tiến video, đồ họa, khả xử lý nhạy bén khả mở rộng Chipset G45 Express hỗ trợ trải nghiệm Blu-ray đầy đủ, có tác vụ chạy, đợc thiết kế vào kích thớc hệ thống nhỏ gọn để phát triển mô hình máy tính rạp hát gia 5.1.1.2 Chipset Intel G43 Express: Chipset Intel G43 Express mang lại tính đồ họa ấn tợng cho nhu cầu điện toán hàng ngày Công nghệ Intel Clear Video bảo đảm khả trải nghiệm nội dung HD mợt mà sắc nét Tăng cờng động đồ họa 3-D với khả hỗ trợ toàn diện Microsoft Windows Vista Premium Tích hợp với giao diện hiển thị số nh HDMI, DVI, DisplayPort HDCP với khả hiển thị độc lập kép 5.1.1.3 Chipset Intel P45 Express: Chipset Intel P45 Express, hỗ trợ vi xử lý nhân nhân công nghệ 45nm Intel, mở rộng giới hạn khả sáng tạo với khả đợc thiết kế để mang lại hiệu suất hoạt động chất lợng cao, đáp ứng nhu cầu tảng điện toán nhanh 10 Tải FULL (file word 21 trang): bit.ly/2Ywib4t b¸o c¸o tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội 5.1.1.4 CHIPSET 925X EXPRESS Chipset 925X sản phẩm 'chủ lực' Intel, hỗ trợ hai loại BXL Pentium Prescott vµ Extreme Edition cã xung hƯ thèng 200MHz (FSB 800MHz) Có thể bạn thắc mắc khác 925X 915 gì? Đó 925X có điều khiển nhớ hiệu nhanh so víi 915, t¬ng tù nh 875P so víi 865 trớc Công nghệ gọi Enhanced Memory Pipelining: tèi u d÷ liƯu, lƯnh thùc thi cho bé nhí kênh đôi; thêm vào thuật toán lu liƯu ®éng ®Ĩ tèi u thêi gian truy cËp Tuy nhiên cải thiện tốc độ 925X so với 915 đạt mức cải thiện 875P so với 865PE công nghệ 925X lý thuyÕt rÊt høa hÑn 5.1.1.5 CHIPSET 915G EXPRESS Chipset 915G, đợc tích hợp chip đồ họa Graphics Media Accelerator 900 (GMA 900), ngời 'kế vị' Extreme Graphics II (EG II) chipset 865G Intel ®a GMA 900 nhằm thay loại card đồ họa cấp thấp; đợc coi nâng cấp công nghệ cho dòng EG II xây dựng DirectX Tuy nhiên GMA 900 không hỗ trợ hoàn toàn DirectX từ phần cứng, có tính đổ bóng điểm (pixel shade) nhanh hơn, đổ bóng đỉnh (vertex shader) hoạt động chủ yếu dựa vào BXL Chipset 915G lµm viƯc gièng nh ngêi tiỊn nhiƯm 865G, có dung lợng phụ thuộc vào nhớ hệ thống Trong BIOS, dung lợng nhớ chia sẻ tối đa 32MB cần dung lợng nhớ tạm thời tăng thêm 96MB nhờ vào công nghệ chia nhớ động 3.0 (Dynamic Video Memory Technology - DVMT) Giống nh giải pháp đồ họa tích hợp khác, việc truy cập nhớ hệ thống để xử lý hình ảnh 3D không hiệu quả, giải pháp tiết kiệm để xử lý ứng dụng không nặng đồ họa Một lợi ích khác đồ họa tích hợp tốn điện so với card đồ họa rời không cần đến quạt tản nhiệt 'khỉng lå' 5.1.1.6 CHIPSET 915P EXPRESS Chipset 915P cịng t¬ng tự nh 915G nhng chip đồ họa tích hợp mà có khe cắm PCI Express x16 dành cho card ®å häa rêi Tải FULL (file word 21 trang): bit.ly/2Ywib4t 11 báo cáo tập lớn_nhóm 14 trờng ĐHCN Hà Nội 5.1 Chipset Intel Series Theo Intel Việt Nam, ngày 5/6/2007 Intel đà công bố vỊ hä chipset Intel Series (dßng 3) míi cïng số kế hoạch công nghệ khác xoay quanh bé vi xư lý Intel Core Duo vµ Intel Core Quad dành cho ngời sử dụng máy tính gia đình doanh nghiệp.Các sản phẩm mang lại loạt tính đột phá cho máy tính, nh hiệu suất hoạt động máy tính cao hơn, video có độ phân giải cao công nghệ lu trữ liệu tốt giúp bảo vệ tốt liệu có giá trị Các chipset đợc thiết kế để sử dụng víi c¸c bé vi xư lý “hä Penryn” 45 nanomet (nm) Intel Hơn 100 thiết kế bảng mạch chủ đợc phát triển dự kiến họ chipset đạt mức tăng trởng nhanh lịch sư cđa Intel 5.1.3 Chipset Intel Xeon H·ng s¶n xt chip lín nhÊt thÕ giíi Intel ®· cho ®êi bé vi xư lý Xeon cã phÇn më réng 64 bit Với mà hiệu Nocona, chip đợc thiết kế cho thị trờng máy trạm Loại chip ny, có tốc độ lên tới 3,6 GHz, có khả xử lý liệu tốt chip 32 bit nhng phần mềm phải đợc tối u hóa để đạt đợc lợi ích tối đa mà phần mở rộng 64 bit bổ sung Chip Xeon tăng cờng số chức nh nhớ DDR2, PCI Express, bus trớc 800 MHz công nghệ Extended Memory 64 Đợc chế tạo theo quy trình 90 nm, vi xử lý tận dụng công nghệ siêu phân luồng Intel Intel giới thiệu chipset E7525 đợc tối u hóa cho máy trạm Với mà hiệu Tumwater, E7525 tăng khả truyền dẫn kênh truyền hệ thống lên 50% so với chipset hệ tríc 12 2579980 ... xuất chipset 5.1 Intel 5.2 AMD 5.3 SIS 5.4 VIA 5.5 Nvidia 5.6 ATI 6 >Các loại chipset 6.1 Chipset Intel 6.2 Chipset cña AMD 6.3 Chipset cña SIS 6.4 Chipset cña VIA 6.5 Chipset cña Nvidia 6.6 Chipset. .. Trong máy tính gia đình ,các máy trò chơi từ thập niên 1980 thập niên 1990,tù chipset đợc dùng để chip âm hình ảnh Các hệ thống máy tính đơcj sản xuất trớc thập niên 1980 thờng dùng chung loại chipset, mặc... niệm chung 1.1 Khái niệm Chipset nhóm mạch tích hợp (các chip)đợc thiết kế để làm việc nh sản phẩm đơn .Trong máy tính ,từ chipset thờng dùng để nói đến chip đặc biệt bo mạch chủ card mở rộng báo