Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45 | Портал о гаджетах и технологиях

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Смартфоны, планшеты и прочие мобильные гаджеты приучили нас к такой схеме: есть чип, на котором должно поместиться всё — центральный процессор, графический, нейронный, всякие сигнальные процессоры, Wi-Fi и прочее. Такая компоновка называется SoC или система на кристалле, или однокристальная система.

И кажется, что это самый правильный метод компоновки микросхем. Ведь так мы получаем самые маленькие задержки, всё занимает меньше места, меньше потребляет энергии и так далее. Но что хорошо для мобильника, не всегда хорошо для компьютера. Поэтому сегодня мы поговорим про серых кардиналов печатных плат — про чипсеты.

Что это такое? И сколько их нужно для счастья? Разберемся, как устроены процессоры для компьютеров. Отыщём куда с материнской платы пропали мосты? И выясним как быстрые SSD повлияли на процессоры.

Один чип не всегда хорошо

Так почему же один чип — не всегда хорошо? В отличие от мобильников, ПК и ноутбуки куда более сложные и универсальные устройства. Мы ожидаем что, процессор в компьютере будет поддерживать любые видеокарты и прочие железки. Мы ожидаем, что сможем подключить к компьютеру кучу разной периферии: мониторы, клавиатуры, флешки, жесткие диски — и всё это будет работать через разные порты.

С мобильниками всё попроще и куда более предсказуемо. Поэтому мобильные платформы проще сами по себе. От них не требуется поддержка всего и вся, поэтому всё на один кристалл.

Яркий тому пример чип Apple M1, выросший из мобильной платформы. Это прекрасная, плотно интегрированная однокристальная система, но с рядом ограничений. Вся оперативка распаяна, а из разъемов есть только два USB4 и те работают не на полной скорости. Как понимаете такое решение не тянет на универсальность.

Поэтому в ПК и ноутбуках вместо того, чтобы запихивать всё на один кристалл куда разумнее распределить ключевые функции между несколькими чипами, которые будут работать совместно с центральным процессором.

Собственно, набор вот этих дополнительных чипов помощников и называется чипсетом.

Intel TigerLake H45

Для начала небольшое вступление. Поводом для ролка послужил выход новых процессоров Intel для ноутбуков Tiger Lake-H.

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Это первые действительно мощные ноутбучные процессоры Intel на их лучшем на текущем момент техпроцессе 10 нм SuperFIN.

Дело в том, что прошлогодние процессоры уже были очень хороши по одноядерной производительности. Но они проигрывали решениям от AMD в многопотоке, потому что поддерживали максимум 4 ядра и 8 потоков. Но теперь Tiger Lake-H — 8-ядерные процессоры, которые очень мощные, судя по тестам, которые мы поглядели в сети. Это неудивительно: удачная архитектура ядра Willow Cove, 24 МБ кэша 3-го уровня, и возможность разгоняться до 5 ГГц в режиме Turbo Boost для старшего процессора в линейке.

В общем, зверские процессоры, но помимо мощности у них есть еще одна особенность. Очень любопытная двухчиповая компоновка, о которой мы и хотим рассказать подробнее.

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Откуда это взялось?

Северный и южный мост

Раньше среди компьютерных платформ самым распространённым было трехчиповое решение: центральный процессор и два моста.

Вы наверняка помните какие: северный мост и южный мост. И наверняка, вы помните ту боль, когда какой-то из этих мостов сгорал. Ведь в этом случае нужно было менять всю материнскую плату. Ведь северным и южным мостом назвали два контроллера, которые отвечали за работу всех компонентов материнской платы. Зачем они были нужны?

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Северный мост подсоединяется напрямую к процессору и обычно содержал в себе контроллер памяти, имел прямой доступ к графической карте или даже имел на борту встроенный видеоадаптер.

А также к северному мосту был подключен южный мост. Южный мост был медленнее северного и к нему подводилась менее требовательная к скорости периферия: шины USB, PCI, SATA, все устройства ввода-вывода, Ethernet, аудио и прочее.

PCH

Но прогресс не стоял на месте и в процессе миниатюризации компонентов схему сократили до двух чипов. Распределив все функции между чипом с центральным процессором и чипсетом, который в процессорах Intel получил название “Platform Controller Hub» или PCH.

Вот этот второй кусок кремния который часто красуется рядом с центральным процессором и есть PCH. Хотя он может быть распаян и в другом месте где-то на материнской плате.

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

TigerLake H45

Но самое интересное во всём этом рассказе не то, что чипов было три, а стало два. А то какие функции эти чипы теперь выполняют. Ведь в последнее время требования к современным процессорам усложнились и сильно изменились. И во многом виной тому консоли нового поколения.

Вот посмотрите как устроены новые процессоры Intel для мощных ноутбуков Tiger Lake H.

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

К ЦП тут напрямую подходят целых 20 линий PCI-e 4.0, которые обеспечивают пропускную способность чуть больше чем в 39 Гигабайт/с. И это очень много. По скорости это равно 40 линиям PCI-e 3.0. И это гораздо больше новый AMD Ryzen 5000 серии, которые располагают только 16-ю линиями PCI-e 3.0. Но зачем нужна такая скорость?

“Чтобы раскрыть потенциал максимально производительных видеокарт. Топовые Nvidia RTX требуют PCI-E 4.0 для того чтобы пропускная способность интерфейса подключения не стала узким местом”

В первую очередь, для реализации двух очень важных технологий: Microsoft DirectStorage и Resizable Bar от Nvidia.

Технология DirectStorage позволяет значительно ускорить операции ввода вывода информации с быстрых SSD-дисков. Грубо говоря благодаря этой технологии появляется возможность напрямую подгружать данные с SSD-дисков в процессор, минуя оперативную память и используя SSD вместо ОЗУ.

Изначально технология была представлена как часть архитектуры Xbox Velocity для новых консолей. Она позволяет максимизировать производительность на протяжении всего конвейера от NVMe-диска до графического процессора и в первую очередь нужна для молниеносной загрузки игр и подгрузки игровых ассетов на лету.

Но в ближайшем будущем DirectStorage API станет частью Windows, что позволит прокачать не только игры на Windows, но и загрузку самой Windows, да и вообще любого софта, который будет поддерживать этот API.

DirectStorage тесно связана с другой технологией — Resizable Bar от Nvidia, которая позволяет процессору обращаться ко всему объёму видеопамяти обеспечивая более эффективный обмен данными между центральным процессором и видеокартой.

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Иными словами эти технологии позволят крутить данные между SSD, центральным и графическим процессорами с максимальной эффективностью, превращая всю эту связку в единый организм.

И новые Intel TigerLake серии H в этом плане дают огромную свободу. Производители ноутбуков могут придумывать любые конфигурации для разных задач. Могут выделить 16 линий PCI-e 4.0 под дискретную видеокарту и оставить 4 линии для NVMe SSD. Либо пойти другим путём — оставить 8 линий видеокарте, а остальные 8 линий разделить между двумя NVMe SSD в массиве RAID 0, что позволит обеспечить просто запредельные скорости работы SSD.

Проверим как это работает на практике прямо сейчас. У меня для теста есть ASUS ROG Zephyrus M16 в конфигурации Intel i7-11800H. Это как раз 8-ядерный Tiger Lake-Р. Еще тут 16ГБ оперативки, SSD на 1 ТБ.

  • Дисплей 16″ WQXGA 165Hz
  • Intel i7-11800H
  • GeForce RTX™ 3060 6G
  • ОЗУ 16G
  • 1T SSD

Скорости тут действительно очень высокие. Но при желании в ноутбуке этот показатель можно увеличить в два раза, добавив второй SSD в свободный слот и объединить их в RAID 0. Новым консолям такие скорости даже и не снились.

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Ну и самое неожиданное в новых Intel TigerLake: ко второму чипу PCH проведено еще 36 линий PCI-e 3.0, из них 12 выделено под USB и 24 свободных. Это позволяет реализовать вообще свободное подключение вообще любой переферии. Иными словами в ноутбуках с Tiger Lake-H можно хоть всё свободное место на корпусе утыкать разными портами. Можно одновременно воткнуть четыре Thunderbolt 4 порта, 10 USB 2.0 или 4 USB 3.0 и еще кучу всего.

К примеру, посмотрите, на разъёмы в этом ноуте. Тоже совсем не кисло.

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

Добавим сюда поддержку нового Wi-Fi 6E который работает в диапазоне 6 ГГц. В России пока стандарт не поддерживается. Но в целом Intel TigerLake позволяют создавать на своей базе ультимативные решения для профессионалов и энтузиастов с запасом на будущее. И такая гибкость безусловно стала возможна благодаря двухчиповой компановке.

Выводы

Что такое чипсет? Разбор на примере Intel TigerLake H45

В целом, новые чипы Tiger Lake-H и в целом Intel 11-го поколения получились действительно очень интересными: мощные, с технологическим запасом на будущее. Также тут есть возможность реализовать потенциал в самых различных конфигурациях от чего наши гиковские сердца бесконечно радуются.

Post Views:
194