Chipset

1. Khái niệm chipset
1. Khái niệm chipset



Chipset là một nhóm các mạch tích hợp (các chip) được thiết
Chipset là một nhóm các mạch tích hợp (các chip) được thiết
kế để làm việc cùng nhau và đi cùng nhau như một sản phẩm
kế để làm việc cùng nhau và đi cùng nhau như một sản phẩm
đơn. Trong máy tính, từ chipset thường dùng để nói đến các
đơn. Trong máy tính, từ chipset thường dùng để nói đến các
chip đặc biệt trên bo mạch chủ hoặc trên các card mở rộng.
chip đặc biệt trên bo mạch chủ hoặc trên các card mở rộng.



Khi nói đến các máy tính cá nhân (PC) dựa trên hệ thống
Khi nói đến các máy tính cá nhân (PC) dựa trên hệ thống
Intel Pentium, từ chipset thường dùng để nói đến hai chip bo
Intel Pentium, từ chipset thường dùng để nói đến hai chip bo
mạch chính: North Bridge (chip cầu bắc) và South Bridge (chip
mạch chính: North Bridge (chip cầu bắc) và South Bridge (chip
cầu nam).
cầu nam).




Trong các máy tính gia đình, các máy trò chơi từ thập niên
Trong các máy tính gia đình, các máy trò chơi từ thập niên
1980 và thập niên 1990, từ chipset được sử dụng để chỉ các chip
1980 và thập niên 1990, từ chipset được sử dụng để chỉ các chip
xử lý âm thanh và hình ảnh.
xử lý âm thanh và hình ảnh.




2. Chức năng và vị trí của chipset
2. Chức năng và vị trí của chipset
2.1 Chức năng
2.1 Chức năng



Chipset chính là bo mạch chính, vì vậy bất cứ hai bo mạch
Chipset chính là bo mạch chính, vì vậy bất cứ hai bo mạch
nào có cùng loại chipset cũng sẽ giống hệt nhau về chứa năng.
nào có cùng loại chipset cũng sẽ giống hệt nhau về chứa năng.
Chipset có giao diện với bộ xử lý, phần điều khiển bộ nhớ, điều

Chipset có giao diện với bộ xử lý, phần điều khiển bộ nhớ, điều
khiển bus, điều khiển I/O... Tất cả các mạch trên bo mạch chính
khiển bus, điều khiển I/O... Tất cả các mạch trên bo mạch chính
chứa trong chipset
chứa trong chipset



Trong PC chip liên kết bộ xử lý với tất cả mọi thứ khác. Bộ xử
Trong PC chip liên kết bộ xử lý với tất cả mọi thứ khác. Bộ xử
lý không thể liên lạc với bộ nhớ, các adapter, thiết bị… mà không
lý không thể liên lạc với bộ nhớ, các adapter, thiết bị… mà không
thông qua chipset. Chipset là trạm liên lạc chính và là hệ thần kinh
thông qua chipset. Chipset là trạm liên lạc chính và là hệ thần kinh
trung ương của PC. Nếu bạn cho rằng PC là não bộ thì chipset
trung ương của PC. Nếu bạn cho rằng PC là não bộ thì chipset
chính là cột sống và hệ thần kinh trung ương.
chính là cột sống và hệ thần kinh trung ương.







Do chipset điều khiển giao diện hay các liên kết giữa bộ xử
Do chipset điều khiển giao diện hay các liên kết giữa bộ xử
lý và tất cả các bộ phận khác. Như vậy chipset định nghĩa:
lý và tất cả các bộ phận khác. Như vậy chipset định nghĩa:

-Dung lượng RAM bo mạch chủ cần sử dụng.
-Dung lượng RAM bo mạch chủ cần sử dụng.


-Loại chip trên RAM.
-Loại chip trên RAM.


-Tốc độ và kích cỡ của cache.
-Tốc độ và kích cỡ của cache.


-Loại và tốc độ CPU.
-Loại và tốc độ CPU.


-Loại khe cắm mở rộng mà bo mạch chủ có thể cung cấp.
-Loại khe cắm mở rộng mà bo mạch chủ có thể cung cấp.




2.2. Vị trí
2.2. Vị trí


Chipset nằm trên Mother Board, ta có thể thấy được vị trí của nó
Chipset nằm trên Mother Board, ta có thể thấy được vị trí của nó
qua hình sau ( gồm North Bridge và South Bridge).

qua hình sau ( gồm North Bridge và South Bridge).




3. Cấu tạo và chức năng các bộ phận của chipset
3. Cấu tạo và chức năng các bộ phận của chipset
3.1. Cấu trúc North / South Bridge
3.1. Cấu trúc North / South Bridge



Chipset gồm hai thành phần: là North Bridge (chip câù bắc)
Chipset gồm hai thành phần: là North Bridge (chip câù bắc)
và South Bridge (chip cầu nam).
và South Bridge (chip cầu nam).


-
-
North Bridge
North Bridge
là liên kết giữa bus bộ xử lý tốc độ cao
là liên kết giữa bus bộ xử lý tốc độ cao
(200/133/100/66 MHz) và các bus AGP (66 MHz), PCI (33
(200/133/100/66 MHz) và các bus AGP (66 MHz), PCI (33
MHz) chậm hơn. Phần này sẽ điều khiển các giao tiếp với BXL,
MHz) chậm hơn. Phần này sẽ điều khiển các giao tiếp với BXL,
đồ họa và bộ nhớ.
đồ họa và bộ nhớ.

+Tên của cả chipset sẽ được đặt tên theo chip North
+Tên của cả chipset sẽ được đặt tên theo chip North
Bridge, ví dụ chipset 440 BX có tên gọi bắt nguồn từ tên của
Bridge, ví dụ chipset 440 BX có tên gọi bắt nguồn từ tên của
chip North Bridge trong đó là 82443 BX.North Bridge đôi khi
chip North Bridge trong đó là 82443 BX.North Bridge đôi khi
còn được gọi laPAC(PIC/AGP Controller).
còn được gọi laPAC(PIC/AGP Controller).








+Nó là thành phần duy nhất trong bo mạch chính
+Nó là thành phần duy nhất trong bo mạch chính
ngoài bộ xử lý hoạt động với tốc độ của bú xử lý.
ngoài bộ xử lý hoạt động với tốc độ của bú xử lý.


+Phần lớn các chípet hiện đại dùng North Bridge dưói
+Phần lớn các chípet hiện đại dùng North Bridge dưói
dạng một chip đơn.
dạng một chip đơn.

-
-
South Bridge
South Bridge
là cầu nối giữa bus PCI (33 MHz) và bus
là cầu nối giữa bus PCI (33 MHz) và bus
ISA còn chậm hơn (8MHz). Bạn có thể tìm thấy tất cả những
ISA còn chậm hơn (8MHz). Bạn có thể tìm thấy tất cả những
điều khiển giao tiếp thiết bị nhập/xuất ở đây.
điều khiển giao tiếp thiết bị nhập/xuất ở đây.


+Nó là thành phần hoạt động với tốc độ thấp hơn và
+Nó là thành phần hoạt động với tốc độ thấp hơn và
luôn tồn tại dưới dạng một chip đơn.
luôn tồn tại dưới dạng một chip đơn.






Diagram of a motherboard chipset
Diagram of a motherboard chipset




3.2. Cấu trúc Hub
3.2. Cấu trúc Hub




Các chip gần đây thuộc sê-ri 800 sử dụng cấu trúc hub, trong
Các chip gần đây thuộc sê-ri 800 sử dụng cấu trúc hub, trong
cấu trúc này chip North Bridge trước đây gọi là hub điều khiển
cấu trúc này chip North Bridge trước đây gọi là hub điều khiển
bộ nhớ, còn chip South Bridge trước đây được gọi là hub điều
bộ nhớ, còn chip South Bridge trước đây được gọi là hub điều
khiển nhập/xuất.
khiển nhập/xuất.



Chúng không được nôí với nhau qua bus PCI như trong
Chúng không được nôí với nhau qua bus PCI như trong
thiết kế Norht/South Bridge mà được kết nối qua một giao diện
thiết kế Norht/South Bridge mà được kết nối qua một giao diện
hub 4x66MHz, nhanh gấp hai lần PCI và không chia sẻ băng
hub 4x66MHz, nhanh gấp hai lần PCI và không chia sẻ băng
thông bus PCI.
thông bus PCI.



Giao diện hub này cũng cho phép các thiết bị được nối kết
Giao diện hub này cũng cho phép các thiết bị được nối kết
trực tiếp với ICH (South Bridge trước đây) có tốc độ nhận dữ
trực tiếp với ICH (South Bridge trước đây) có tốc độ nhận dữ
liệu nhanh hơn, ví dụ như các giao diện USA 2.0,ATA-66 và

liệu nhanh hơn, ví dụ như các giao diện USA 2.0,ATA-66 và
ATA 100 mới tốc độ cao.
ATA 100 mới tốc độ cao.









Thiết kế giao diện hub cũng rất kinh tế, chỉ có độ rộng 8 bit.
Thiết kế giao diện hub cũng rất kinh tế, chỉ có độ rộng 8 bit.
Nó dùng ít chân cắm hơn so với giao diện PCI rộng 32 bit trong
Nó dùng ít chân cắm hơn so với giao diện PCI rộng 32 bit trong
thiết kế North/South Bridge.
thiết kế North/South Bridge.



Mặc dù chỉ truyền 8 bit đồng thời, giao diện hub thực hiện 4
Mặc dù chỉ truyền 8 bit đồng thời, giao diện hub thực hiện 4
lần truyền một chu kì và có tốc độ 66MHz, như vậy khả năng
lần truyền một chu kì và có tốc độ 66MHz, như vậy khả năng
truyền là 266MB/giây, gấp đôi băng thông của PCI tuy rộng 32
truyền là 266MB/giây, gấp đôi băng thông của PCI tuy rộng 32
bit nhưng chỉ truyền một lần trong một chu kì 33MHz, tức
bit nhưng chỉ truyền một lần trong một chu kì 33MHz, tức
133MB/giây.

133MB/giây.






4. Qúa trình phát triển của chipset
4. Qúa trình phát triển của chipset



Khi
Khi
IBM
IBM
sản suất bo mạch chính PC đầu tiên, họ dùng vài
sản suất bo mạch chính PC đầu tiên, họ dùng vài
chip rời trong thiết kế đó. Ngoài bộ xử lý và bộ đồng xử lý toán
chip rời trong thiết kế đó. Ngoài bộ xử lý và bộ đồng xử lý toán
học tuỳ chọn còn có nhiều bộ phận khác nữa trong hệ thống.
học tuỳ chọn còn có nhiều bộ phận khác nữa trong hệ thống.



Vào năm 1986, công ty có tên là
Vào năm 1986, công ty có tên là
Chip and
Chip and

Technologies
Technologies


giới thiệu một linh kiện có tính cách mạng gọi là 82C260- phần
giới thiệu một linh kiện có tính cách mạng gọi là 82C260- phần
chính của chipset đầu tiên cho bo mạch chính PC. Đấy là một
chính của chipset đầu tiên cho bo mạch chính PC. Đấy là một
chip tích hợp tất cả chức năng của các chip quan trọng trên bo
chip tích hợp tất cả chức năng của các chip quan trọng trên bo
mạch chính trong các hệ thống tương thích AT. Chipset đầu tiên
mạch chính trong các hệ thống tương thích AT. Chipset đầu tiên
này được
này được
Chip and Technologies
Chip and Technologies
gọi là CS8220. Đây chính là
gọi là CS8220. Đây chính là
một ý tưởng mang tính cách mạng trong sản xuất bo mạch
một ý tưởng mang tính cách mạng trong sản xuất bo mạch
chính PC.
chính PC.






Ý tưởng dùng chipset nhanh chóng được các nhà sản suất
Ý tưởng dùng chipset nhanh chóng được các nhà sản suất
khác sao chép. Các công ty như Acer, Arso, Opti, Suntac,
khác sao chép. Các công ty như Acer, Arso, Opti, Suntac,
Symphony, UMC, và VLSI chiếm thị phần lớn trong thị trường
Symphony, UMC, và VLSI chiếm thị phần lớn trong thị trường
này. Năm 1993, VLSI trở thành nhà sản suất chính trên thị
này. Năm 1993, VLSI trở thành nhà sản suất chính trên thị
trường chipset. Vài năm sau đó, một nhà sản xuất khác xuất
trường chipset. Vài năm sau đó, một nhà sản xuất khác xuất
hiện và chỉ trong khoảng một năm, nó đã chi phối toàn bộ thị
hiện và chỉ trong khoảng một năm, nó đã chi phối toàn bộ thị
trường chipset. Công ty đó là Intel, và sau năm 1994, nó đã giữ
trường chipset. Công ty đó là Intel, và sau năm 1994, nó đã giữ
một vị trí trọng yếu trên thị trường chipset.
một vị trí trọng yếu trên thị trường chipset.




5.Các chipset Intel
5.Các chipset Intel

Lúc này bạn không thể bàn về chipset mà không nhắc đến
Lúc này bạn không thể bàn về chipset mà không nhắc đến
Intel vì họ đang nắm giữ một phần lớn thị trường chipset.
Intel vì họ đang nắm giữ một phần lớn thị trường chipset.


- Đầu tiên là sự ra đời của bus EISA do Compaq thiết kế

- Đầu tiên là sự ra đời của bus EISA do Compaq thiết kế
vào năm 1989 dẫn đến sự ra đời của chipset cho bus EISA- đấy
vào năm 1989 dẫn đến sự ra đời của chipset cho bus EISA- đấy
là một tập hợp các chip cần thiết để cài bus này trên bo mạch
là một tập hợp các chip cần thiết để cài bus này trên bo mạch
chính.
chính.


- Vào tháng tư năm 1989 Intel đưa ra các chipset 420 cùng
- Vào tháng tư năm 1989 Intel đưa ra các chipset 420 cùng
với bộ xử lý 486.
với bộ xử lý 486.


- Khi bộ xử lý Pentium xuất hiện năm 1993, Intel cũng
- Khi bộ xử lý Pentium xuất hiện năm 1993, Intel cũng
đưa ra chipset 430LX cùng với bo mạch chính hoàn chỉnh.
đưa ra chipset 430LX cùng với bo mạch chính hoàn chỉnh.