Северный мост (компьютер)

У этого термина существуют и другие значения, см. Северный мост.

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.

Схематическое расположение северного моста на системной (материнской) плате

Описание

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 центральным процессором с помощью Front Side Bus. Южный мост, в свою очередь, подключён к северному мосту для обмена информацией с процессором.

Происхождение названия

Контроллер назван «северным» благодаря «географическому» расположению в верхней части системной (материнской) платы настольного ПК, расположен обычно чуть ниже ЦПУ и представляет собой квадратную или прямоугольную микросхему, на которой установлен радиатор охлаждения (впрочем, на очень старых материнских платах может и не иметь охлаждения), иногда с вентилятором. В ноутбуках также всегда имеется северный мост, иногда имеет собственный термоинтерфейс, то есть специально предназначенный тепловой контакт с трубкой системы охлаждения ноутбука.

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

Общее направление в дизайне процессоров шло к реализации всё 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 год), но при этом остальные функции северного моста (например, контроллер PCI/PCIe) оставались не интегрированными вплоть до 2011 года (до сокета AM3+ включительно), а в процессорах Intel — начиная с архитектуры Nehalem (ноябрь 2008 года), а полная интеграция северного моста появилась на сокете LGA 1156 (сентябрь 2009 года). Благодаря переносу контроллера памяти внутрь процессора уменьшились задержки при обращении процессора к памяти, а также количество активных компонентов системной (материнской) платы, из-за чего упростилось её проектирование.

В микроархитектуре Intel Sandy Bridge (2011 год) северный мост был полностью заменён «системным агентом» (system agent), который фактически выполнял все функции северного моста и при этом был интегрирован в кристалл процессора, находясь на одной подложке вместе с ядрами процессора, контроллером памяти и графическим процессором. Эта схема впервые была использована в микроархитектуре Westmere (2010 год) и получила дальнейшее развитие в Sandy Bridge.

См. также

• Южный мост
• Материнская плата
• Чипсет
• Разгон компьютеров
• Контроллер памяти