Архитектура ПК. Центральный процессор и материнская плата

Процессор – сердце и душа в обработке данных персонального компьютера (ПК), но процессор не одинок, он в прямой связи с материнской платой.

Далее будут введены множество новых терминов в соответствующих разделах, поэтому, помните, вы можете найти определения всех терминов и сокращений, вернувшись обратно к указкам.

Компьютерные шины совершают передачи данных

Пакеты данных (от 8, 16, 32, 64 и более битов сразу) постоянно перемещаются из процессора ко всем остальным компонентам компьютера (RAM, жесткие диски и прочее) туда и обратно. Шинами и осуществляются эти процессы.

Материнская плата умышленно спроектирована между определенными мощными каналами передачи данных (так называемыми «путями»). Это и есть эти шины, соединяющие все части друг с другом.

Компьютерные шины различной мощности

На материнской плате не одна, а несколько шин. И они все связаны так, что данные могут переходить от одной к другой, с целью возможности достигать всех уголков платы.

Можно сказать, что система шин подразделяется еще на некоторые ветви. Определенные элементы ПК работают с очень большими объемами информации, в то время как некоторые другие — с маленькими. Например, клавиатура посылает совсем немного байтов за секунду, наряду с этим, оперативная память (RAM) в силе отправлять и принимать множество гигабайтов в секунду. Поэтому и нельзя назначать на одну шину оперативную память и клавиатуру.

Две шины различной мощности могут быть подсоединены, если поместить контроллер между ними. Такого рода регуляторы часто зовут «мостами» между разными системами движения.

Соединение шин мостами вместе

Система шин берет начало вблизи центрального процессора, где, соответственно, нагрузка наибольшая. Отсюда шины проводят информацию к другим каналам. Рабочая память находится ближе всего к процессору, а оперативная память производит наибольший трафик данных и поэтому непосредственно связана с процессором особо мощной шиной. Она носит название FSB, что значит передняя шина, а в старых системах – системная.

Вид самой главной шины ПК после тяжелого трафика между системным блоком и оперативной памятью.

Шины, соединяющие плату с периферийными устройствами ПК, называют шины ввода / вывода и управляются контроллерами.

Чипсет

Шины материнской платы регулируются рядом контроллеров. Это небольшие схемы, которые разработаны для наблюдения за определенной работой, такой как  перемещение данных «в и из» EIDE-устройств: жестких дисков и т.д.

Некоторые контроллеры особенно нужны материнской плате, ведь работают много различных типов устройств, которым необходимо быть способными взаимодействовать друг с другом. Бо΄льшая часть функций контроллера объединена в пару больших микросхем, которые вместе составляют набор, то есть чипсет.

Две микросхемы, составляющие чипсет и соединенные с шиной материнской платы

Архитектура наиболее распространенного чипсета состоит из двух микросхем, часто называющиеся северная и южная шины. Они применяются к самым популярным чипсетам VIA и Intel. Северная шина и Южная связаны мощной шиной — связующим каналом.

Северный мост и Южный мост делят работу по управлению передачи данных на материнской плате

Северный мост

Северный мост – контроллер, управляющий потоком данных между процессором и оперативной памяти, а также к AGP порту.

Есть северные мосты, к которым прилагаются большие теплоотводы. Нагревание происходит из-за огромных трафиков передачи данных, проходящих через него. Вокруг моста видны устройства, к которым он подключен.

Северный мост и его непосредственное окружение. Много трафика проходит через северный мост, охлаждающегося теплоотводом.

AGP (ускоренный графический порт), собственно, порт ввода / вывода, используется для видеокарты. В отличие от других устройств ввода / вывода, порт AGP подключается непосредственно к северному мосту, потому что он должен быть как можно ближе к оперативной памяти, насколько это возможно. То же самое относится и к интерфейсу x16  port PCI Express, который является заменой AGP в новых системных платах. Но об этом позже.

Copyright Michael Karbo and www.karbosguide.com

 Переведено с http://www.karbosguide.com/books/pcarchitecture/chapter06.htm