- bao tri may tinh
- bảo trì hệ thống máy tính


Bắt đầu với những bộ xử lý 486, Intel thiết kế bộ xử lý thành linh kiện có thế thay thế và có thể lắp đặt cho người sử dụng và phát triển những tiêu chuẩn cho socket và Slot CPU mà còn cho phép những kiểu khác nhau của bộ xử lý cùng nền tảng cắm vào. Một bí quyết là dùng thiết kế sockct Z1F (ZIF: Zero insertion force), nghĩa là bộ xử lý dễ đàng được lắp đặt và tháo ra mà không cần dụng cụ. Những socket Z1F dùng một đòn bẩy để gắn hoặc mở kẹp trên con chip, với đòn bẩy được mớ con chip dễ dàng được lắp đặt hay tháo ra. Những socket ZIF có thiết kế được in khác hay rập nổi trên socket chỉ ra chúng thuộc loại hình nào. Những loại socket khác nhau chấp nhận các họ bộ xử lý khác nhau. Nếu biết loại socket hay Slot trên bo mạch chủ, về cơ bản bạn biết loại bộ xử lý nào được thiết kế đế cắm vào.

1.Socket 6 không bao giờ được thực hiện trên bất kỳ hệ thống nào

FC-PGA = Flip-chip grid array

FC-PGA2 = FC-PGA với một bộ tản nhiệt tích hợp (HIS: integrated heat spreader)

OD = OverDrive (những bộ xử lý nâng cấp bản lẻ).

PAC = Pin array cartrige

PGA = Pin grid array

PPGA = Plastic pin grid array.

SC242 = Bộ kết nối Slot, 242 chân chốt.

SC330 = Bộ kết nối Slot, 330 chân chốt

SECC= Single edge contact cartrige

APGA=Staggered pin grid array

mPGA= Micro pin grid arayy.

Khởi đầu, tất cả bộ xử lý dược gắn trên socket (hoặc hàn trực tiếp vào bo mạch chủ). Trong khi phần lớn bộ xử lý cắm vào socket, cả Intel và AMD tạm thời đưa các bộ xử lý của họ gắn vào Slot vào cuối những năm 1990 bởi vì bộ xử lý bắt đầu tích hợp sẵn bộ nhớ đệm L2, được mua bán như những chip rời từ những nhà sản xuất chip nhớ RAM tĩnh (SRAM) phía bên thứ ha. Do vậy, bộ xử lý bao gồm không chí một mà vài chip, tất cả gắn trên bo con rồi cắm vào Slot trên bo chính. Chúng hoạt động tốt những phát sinh thêm chi phí của những chip đệm dư, bản thân bo con, Slot, đóng thùng thêm hay đóng gói, máy móc hỗ trợ, chân và chốt vật lý cho bộ xử lý và bộ tản nhiệt. Nhìn chung, những bộ xử lý được dựa trên Slot thì đắt hơn nhừng bộ xử lý trước dựa trên socket.

Với sự tiến đến Celeron thế hệ thứ hai, Intel tích hợp bộ nhớ đệm L2 trực tiếp vào khuôn bộ xử lý, nghĩa là trong những mạch vòng chip CPU chính không có những chip dư được yêu cầu. Pentium III thế hệ thứ hai (mã code là Coppermine) cùng có bộ nhớ đệm L2 trên khuôn, tương tự như Athlon thế hệ thứ hai (mã code Thunderbird) từ AMD. Với bộ nhớ đệm L2 trên khuôn, bộ xử lý trở về thành chip đơn lần nữa, cùng có nghĩa là gắn nó trên bo rời được cắm vào Slot là không cần thiết. Tất cả những bộ xử lý hiện đại đều tích hợp bộ nhớ đệm L2 (một số cũng tích hợp bộ nhớ đệm L3) và dùng hình thức socket. Như một phần thưởng, bộ nhớ đệm L2 trên khuôn chạy ở tốc độ nhân bộ xử lý, thay vì tốc độ một nửa hay một phần ba của bộ nhớ đệm trong bộ xử lý trên cơ sở Slot.

Chúng ta không thể nói về những bo mạch chủ hiện đại mà không thảo luận về những chipset. Chipset ià bo mạch chủ; do vậy bất kỳ hai bo mạch nào có cùng loại chipset thì giống hệt về mặt chức năng và hiệu suất.

Chipset thường chứa giao diện bus bộ xử lý (được gọi là front-side bus, hay FSB), những bộ điều khiển bộ nhớ, những bộ điều khiển bus, những bộ điều khiến I/O và nhiều thứ nữa. Tất cả những vòng mạch của bo mạch chủ được chứa trong chipset. Nếu bộ xử lý trong máy tính giống như động cơ trong xe hơi, chipset thay cho khung gầm. Nó là cơ cấu tổ chức trong đó động cơ nghỉ và là sự kết nối của nó ra thế giới bên ngoài. Chipset là khung, hệ thống giảm sóc, thiết bị lái, bánh xe và vỏ lốp, sự truyền động, trục lái, bộ truyền động vi sai và thắng. Khung gầm trong xe hơi là cái đặt lực tới mặt đất, cho phép đĩa khởi hành, dừng lại và rẽ ngoặt. Trong máy tính chipset thay cho sự kết nối giữa bộ xử lý và mọi thứ. Bộ xử lý không thể giao tiếp được với mạch điều hợp, những thiết bị, bộ nhớ..., những bo tiếp hợp, những thiết bị, và ...mà không thông qua chipset. Chipset là trung tâm chính và hệ thống thần kinh trung ương của máy tính. Nếu nghĩ bộ xử lý như bộ não thì chipset như xương sống và hệ thống thần kinh trung ương.

Bởi vì chipset kiểm soát giao diện hay những kết nối giữa bộ xử lý và mọi thứ, chipset đọc được loại bộ xử lý nào ta có, chạy nhanh bao nhiêu; những bus chạy nhanh thế nào; trong một số trường hợp tốc độ, loại và số lượng bộ nhớ ta đang dùng và nhiều phát hiện nữa. Thực tế chipset là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống, có thể quan trọng hơn bộ xử lý. Tôi đã thấy những hệ thống với bộ xử lý nhanh nhất hoạt động kém hơn những hệ thống với bộ xử lý chậm hơn nhưng có chipset tốt hơn, giống như một chiếc xe hơi với công suất yếu thắng cuộc đua nhờ rẽ ngoặc và thắng xe tốt hơn như thế nào. Khi quyết định một hệ thống, tôi bắt đầu chọn chipset trước bởi vì chipset quyết định các khả năng bộ xử lý, bộ nhớ, I/O và mở rộng.

Khi IBM sáng tạo ra những bo mạch chủ PC đầu tiên họ dùng vải chip riêng biệt để hoàn tất thiết kế. Ngoài bộ xử lý và bộ hợp xử lý tính toán tùy chọn, nhiều thành phần khác được yêu cầu để hoàn tất hệ thống. Những thành phần khác này bao gồm những mục như máy phát xung, bộ điều khiển bus, đồng hồ đo hệ thống, bộ điều khiển ngắt và DMA, CMOS RAM và đồng hồ, bộ điều khiển bàn phím. Thêm nữa nhiều chip logic đơn giản khác được dùng để hoàn tất toàn bộ mạch vòng bo mạch chủ, bộ xử lý thực sự, bộ hợp xử lý tính toán (dấu chấm động), bộ nhớ và những phần khác. Bảng 4.7 liệt kê tất cả thành phần chip đầu tiên được dùng trên những bo mạch chủ PC/XT và AT ban đầu.

Thêm vào bộ xử lý/bộ hợp xử lý, bộ sáu chip được dùng để thực thi mạch vòng bo mạch chủ đầu tiên trong hệ thống PC và XT cơ bản. IBM sau đó nâng cấp nó lên thiết kế chín chip trong hệ thống AT và hệ thống sau này, chủ yếu thêm vào những chip ngắt và chip điều khiển DMA, chip CMOS RAM/Đồng hồ tính thời gian thực dễ thay đổi. Tất cả thành phần chip bo mạch chủ xuất phát từ Intel hay nhà sản xuất được phép của Intel, trừ chip CMOS/Đồng hồ từ Motorola. Để hình thành một bản nhái hay sao chép của một trong những hệ thống IBM này đòi hỏi tất cả những chip này và nhiều chip logic riêng biệt nhỏ hơn phải gắn cùng nhau trong thiết kế. tổng cộng có 100 hay nhiều hơn chip riêng biệt. Điều này khiến cho giá bo mạch chủ cao và chỉ còn ít khoáng trống trên bo để tích hợp những chức năng khác.

Năm 1986, công ty Chips and Technologies giới thiệu một thành phần phát triển được gọi là 82C206 thành phần chính của chipset bo mạch chủ PC đầu tiên. Đây là chip đơn đã tích hợp vào nó tất ảá nhiệm vụ cua chip bo mạch chủ trong hệ thống tương thích AT. Chip này bao gồm những chức năng cùa 82284 máy phát xung, 82288 bộ điều khiển bus, 8254 đồng hồ đo hệ thống, hai bộ điều khiển ngắt 8259, hai bộ điều khiển DMA 8237, chip MC 146818 CMOS/đồng hồ. Ngoài bộ xử lý, hầu như tất cả thành phần chip chính trên bo mạch chủ PC có thể được thay thế bởi chip riêng biệt. Bốn chip khác làm 82C206 thực hiện như những bộ nhớ đệm và những bộ điều khiển bộ nhớ, do vậy hoàn tất thực sự toàn bộ mạch vòng bo mạch chủ với tổng năm chip. Chips and Technologies gọi chipset đầu tiên này là chipset CS8220. Không thừa để nói đây là tư tưởng cách mạng trong sản xuất bo mạch chủ PC. Không chỉ làm giảm lớn giá thành sản xuất bo mạch chủ mà còn làm thiết kế bo mạch chủ dễ dàng hơn, số thành phần được giảm nghĩa là bo mạch chủ có nhiều chỗ trống cho tích hợp những mục mà trước kia được tìm thấy trong những card mở rộng. Sau này bốn chip làm tầng hoạt động 82C206 được thay thế bởi bộ mới chỉ có ba chip được gọi là chipset New Enhanced AT (NEAT) CS8221. Chipset 82C836 Single Chip AT (SCAT) theo sau kết hợp tất cả chip trong một bộ.

Ý tưởng về chipset nhanh chóng được sao chép bởi những nhà sản xuất chip khác. Những công ty như Acer, Erso, Opti, Suntac. Symphony. UMC và VLSI mỗi người chiếm một thị phần quan trọng, trong thị trường. Thật đáng tiếc cho nhiều người trong số họ, thị trường chipset là thị trường khônh ổn định và nhiều người trong số họ bị loại khỏi kinh doanh. Năm I993. VLSI trở thành nhà thống trị trong thị trường chipset và nắm thị phần chủ yếu. Năm sau VLSI (sau đó được nhập vào Philips Semiconductors) song hành bất cứ ai trong thị trường chipset để tồn tại. Đó là do một nhà sản xuất chipset mới tham dự và trong vòng một năm hay lâu hơn, họ hoàn toàn thống trị thị trường chipset. Công ty đó chính là Intel, sau năm 1994, có chân đứng trong thị trường chipset. Nếu bạn có bo mạch chủ từ năm 1994 sử dụng và chấp nhận bộ xử lý Intel, chắc chắn có chipset Intel.

Intel đã nỗ lực với chipset từ 1999 đến 2001 bởi vì sự tín nhiệm của họ trên bộ nhớ RDRAM. Intel đầu tiên ký một hợp đồng với Rambus năm 1996 thể hiện họ sẽ hỗ trợ bộ xử lý này như trọng tâm đầu tiên cho những chipset PC để bàn suốt năm 2001. Tôi ngờ rằng điều này đã làm Intel hối tiếc. Bộ nhớ RDRAM có giá cao hơn đáng kể so với bộ nhớ DDR SDRAM. Cho nên. Intel giới thiệu chipset 845 (mã code Brookdale) hỗ trợ DDR SDRAM với Pentium 4. Từ đó. tất cả những chipset Pentium của Intel hỗ trợ bộ nhớ DDR hoặc DDR2.

Ngày nay Intel không đơn độc trong kinh doanh chipset: ATI (hiện nay là thành viên AMD), NVIDIA, VIA Technologies và Silic Integrated Systems (SiS) tất cả đều chế tạo hay có những chipset được làm cho những hệ thống được dựa trên Intel.

Mặc dù AMD và ATI (hiện nay là thành viên AMD) phát triển những chipset của chính họ NVIDIA và SIS cũng sản xuất những chipset cho các hệ thống dựa trên AMD.

Thật thú vị để nhận xét rằng người tạo chipset PC đầu tiên. Chipsets and Technologies, sống sót nhờ thay đổi chiều hướng để thiết kế và sản xuất những chip video và tìm thấy chỗ thích hợp trong thị trường đặc biệt cho những chipset video máy tính xách tay và máy tính xách tay nhỏ gọn. Chips and Technologies sau đó được Intel mua năm 1998 như một phần chiến lược video của Intel.

Nói về chipset ngày nay thì phải nhắc đến Intel bởi vì họ sở hữu phần lớn thị trường chipset. Thú vị là chúng ta có thể cảm ơn Compaq cho việc ép Intel vào kinh doanh chipset trong vị trí đầu tiên! Bắt đầu là sự giới thiệu của bus EISA được thiết kế bởi Compaq năm 1989. Tại thời điểm này họ chia sẻ bus với các nhà sản xuất khác trong sự cố gắng tạo cho nó tiêu chuẩn thị trường. Tuy nhiên, Compaq từ chối chia sẽ chipset bus EISA một bộ chip khách hàng đặt làm để thực hiện bus này trên bo mạch chủ.

Intel, người quyết định lấp chỗ trống chipset cho những nhà sản xuất PC muốn tạo ra các bo mạch chủ bus EISA. Như chúng ta biết hôm nay, bus EISA không thành công trên thị trường trừ kinh doanh máy chủ thích hợp trong thời gian ngắn, nhưng Intel bây giờ có kinh nghiệm kinh doanh chipset và điều này hình như họ không thể quên. Với sự giới thiệu những bộ xử lý 286 và 386, Intel không kiên nhẫn với thời gian chờ đợi những công ty chipset khác tạo ra những chipset cho những bộ xử lý mới của họ; điều này làm trì hoãn sự ra mắt những bo mạch chủ hỗ trợ cho các bộ xử lý mới. Thí dụ như mất hơn hai năm sau khi bộ xử lý 286 được giới thiệu những bo mạch chủ 286 đầu tiên xuất hiện và chỉ hơn một năm cho những bo mạch chủ 386 đầu tiên sau bộ xử lý 386. Intel không thể bán bộ xử lý của họ cho tới khi những nhà sản xuất khác làm ra bo mạch chủ, nên họ nghĩ bàng cách phát triển những chipset bo mạch chủ cho bộ xử lý mới, họ có thể đẩy việc kinh doanh. Intel kiểm tra điều này bằng cách giới thiệu 420 dãy chipset cùng với 486 bộ xử lý của họ vào tháng 4 năm 1989. Điều này làm những công ty làm bo mạch chủ bận rộn ngay, chỉ sau vài tháng những bo mạch chủ 486 đầu tiên xuất hiện. Tất nhiên những nhà sản xuất chipset không hài lòng vì Intel trở thành đối thủ cạnh tranh và Intel luôn luôn có những chipset cho bộ xử lý mới trên thị trường! Sau đó Intel nhận ra rằng họ làm cả hai bộ xử lý và chipset, chiếm tới 90% thành phần của bo mạch chủ điển hỉnh. Cách tốt nhất nào để đảm bảo rằng bo mạch chủ sẵn sàng cho bộ xử lý Pentium của họ khi giới thiệu hay là tạo ra chính bo mạch chủ của họ và có những bo này trong ngày giới thiệu bộ xử lý mới của họ. Khi bộ xử lý Pentium đầu tiên ra mắt năm 1993, Intel cũng giới thiệu chipset 430LX và bo mạch chủ hoàn tất. Ngày nay ngoài công ty làm chipset thỉ công ty làm bo mạch chủ cũng không hài lòng. Intel không chỉ là nhà cung cấp chính các linh kiện cần thiết để chế tạo bo mạch chủ hoàn tất (những bộ xủ lý và chipset), nhưng ngày nay còn chế tạo và bán bo mạch chủ nữa. Năm 1994 Intel thống trị thị trường chipset vả bộ xử lý và rẽ ngoặt sang thị trường bo mạch.

Hiện nay ngay khi Intel phát triển những bộ xử lý mới, họ phát triển chipset và bo mạch chủ cùng lúc, nghĩa là chúng được công bố và khắp thành khối chặt chẽ. Điều này loại trừ sự trì hoãn giữa giới thiệu bộ xử lý mới và chờ đợi bo mạch chủ và khả năng hệ thống dùng chúng, một điều thông thường trong những ngày đầu của công nghiệp. Với người tiêu dùng, điều này có nghĩa là không chờ đợi những hệ thống mới. Từ khi bộ xử lý Pentium đầu tiên năm 1993, chúng ta có thể mua những hệ thống làm sẵn trong cùng ngày bộ xử lý mới được giới thiệu.

Bắt đầu với 486 năm 1980, Intel chuẩn bị số mẫu cho chipset của họ được thể hiện trong Bảng 4.8

Những số chipset được liệt kê ở đây là chữ viết tắt của số chipset thực sự được đóng dấu trên những con chip đơn. Thí dụ như, một trong các chipset phổ biến Pentium II/III là chipset Intel 440BX, nó bao gồm hai thành phần: 82443BX North Bridge và 82371 ЕВ South Bridge.

Giống như vậy, chipset 865G hỗ trợ Pentium 4 bao gồm hai phần chính: Trung tâm điều khiển bộ nhớ đồ họa 82865G (GMCH: graphics memory controller hub, thay thế North Bridge và có video tích hợp) và Trung tâm điều khiển I/O 82801EB hoặc 82801EBR (ICH: I/O controller hub; ICH5 hoặc ICH5R thay thế South Bridge). Cuối cùng, chipset X58 hỗ trợ phiên lun Socket LGA1366 của bộ xử lý Core i Series, thông thường bao gồm Trung tâm I/o 82X58 (1011: I/O Hub) và Trung tâm điều khiển I/o 82801 JIB hay 82801JIR (ICH: I/o controller hub; ICH 10 hay ICH 1 OR). Bằng cách đọc biểu tượng (Intel hay những công ty khác) cũng như số part và những kết hợp chữ trên những con chip lớn hơn trên bo mạch chủ, bạn có thể nhanh chóng xác định chipset mà bo mạch chủ đang sử dụng.

Intel thường dùng hai kiến trúc chipset phân biệt: kiến trúc North/South Bridge và kiến trúc trung tâm mới hơn. Tất cả chipset được giới thiệu từ dãy 800 trong sử dụng kiến trúc trung tâm.

Intel bắt đầu giới thiệu những chipset bo mạch chủ với video tích hợp đầu tiên là chipset 810 vào tháng 4 năm 1999. Bằng cách xây dựng đồ họa trực tiếp vào chipset bo mạch chủ, không chip đồ họa hay bộ nhớ video khác được yêu cầu, nghĩa là video về cơ bản bao gồm trong PC cho tự do sử dụng. Nhiều chipset bao gồm đồ họa tích hợp cũng hỗ trợ Slot video AGP hay PCI Express cho nâng cấp, nghĩa là đồ họa tích hợp có thể dễ dàng được nâng cấp do thêm card đồ họa rời.

Video được tích hợp có thể cho hiệu suất đồ họa đáng kể trong thực tế mà không mất chi phí. Tôi thường đề nghị dùng những bo mạch chủ có tính năng đồ họa tích hợp cũng như một Slot để thêm một card video sau này; theo cách này bạn có thể bắt đầu bằng cách tiết kiệm tiền dùng đồ họa được tích hợp, sau đó nâng cấp lên giải pháp video hiệu suất cao hơn bằng cách đơn thuần thêm vào một card.

AMD đã đánh cuộc với họ bộ xử lý Athlon. Với những bộ xử lý này, AMD quyết định cho thời điểm đầu tiên tạo ra con chip tương thích Intel liên quan đến phần mềm nhưng không trực tiếp tương thích với phần cứng hoặc chân chốt. Trong khi lớp K6 cắm vào cùng socket 7 mà Intel thiết kế cho dòng bộ xử lý Pentium, AMD Athlon và Duron không có chân chốt tương thích với chip Pentium II/III và Celeron. Điều này có nghĩa là AMD không tận dụng những thuận lợi của những chipset và bo mạch chủ tồn tại trước khi Athlon và Duron được giới thiệu; thay vì đó, AMD tạo ra chipset và bo mạch chủ của riêng họ hay tìm những công ty khác làm việc đó.

Sự đánh cuộc thành công, AMD hết sức nỗ lực đâv thị trường bằng cách quảng cáo chipset của họ, được kể tới như chipset AMD-750 (mã tên Irongate). Chipset AMD 750 bao gồm 751 bộ điều khiển hệ thống (North Bridge) và 756 bộ điều khiển bus ngoại vi (South Bridge). AMD dùng chipset AMD-760 chipset cho bộ xử lý Athlon/Duron, là chipset chủ yếu đầu tiên trên thị trường hỗ trợ bộ nhớ DDR SDRAM. Nó bao gồm hai chip: chip điều khiển bus hệ thống AMD-761 (North Bridge) và chip điều khiển bus ngoại vi AMD-766 (South Bridge). Tương tự, AMD thiết lập kiến trúc chipset tiêu chuẩn mới cho dòng những bộ xử lý 64 bit Athlon 64 và Opteron bằng cách phát triển chipset AMD-8000. AMD gây cảm hứng cho những công ty khác như VIA Technoloeies. NVIDIA. Ali và SiS phát triển những chipset được thiết kế một cách đặc biệt cho giao diện với bộ xử lý AMD. Năm 2007, AMD mua ATI, về cơ bản mang cá chipset bo mạch chủ và bộ xử lý video về nội bộ. Điều này đưa AMD vào vị trí khá ngang bằng với Intel do khả năng sản xuất phần lớn chip cần thiết để xây dựng hệ thống với các bộ xử lý của họ. Từ đó AMD và NVIDIA sản xuất chủ yếu chipset cho các hệ thống trên nền AMD.

Phần lớn những chipset của Intel (cho tới vài năm qua gần như tất cả chipset không phải của Intel) được biến thành kiến trúc đa tầng kết hợp chặt chẽ cái được nói đến như những thành phần North và South Bridee, cũng như chip Super I/O siêu đẳng:

■  North Bridge — Được đặt tên như vậy bởi vì nó là sự kết nối giữa bus bộ xử lý tốc độ cao và các bus AGP, bus PCI chậm hơn. North Bridge là nơi mà chipset được đặt tên sau đó, nghĩa là, cho thí dụ như chúng ta gọi chipset 440BX được xuất phát từ thực tế số part của chip North Bridge là 82443BX.

■  South Bridge Dược đặt tên như vậy bởi vì nó là cây cầu nối giữa bus PCI (66/33MHz ) và bus ISA chậm hơn (8MHz).

■  Chip Super I/O — Nó là phần chip tách rời được gắn với bus ISA nhưng không thực sự xem như một phần của chipset và thường đến từ bên thứ ba như National Semiconductor hoặc Standard Microsystems Corp (SMSC). Chip Super I/O chứa những mục ngoại vi được sử dụng chung tất cả được kết hợp vào trong một chip đơn. Nhận xét rằng những Chip South Bridge cần đây bao gồm những chức năng Super I/O (như những chip được biết như chip Super-South Bridge), nên phần lớn các bo mạch chủ gần đây khôna còn bao gồm chip Super I/O riêng biệt nữa.

North Bridge đôi khi được xem như PAC (PCI/AGP Controller). Nó thực chất là thành phần chính của bo mạch chủ và là mạch vòng bo mạch chủ duy nhất ngoài bộ xử lý thường chạy ở tốc dộ của bo mạch chủ (bus bộ xử lý). Phần lớn những chipset hiện đại dùng một chip đơn North Bridge; tuy nhiên một số bo mạch chủ cũ hơn thực sự bao gồm ba chip đơn để tạo hoàn tất mạch vòng North Bridge.

South Bridge là thành phần tốc dộ chậm hơn trong chipset và luôn luôn là chip riêng lẻ. South Bridge là thành phần có thể thay đổi mà trong những chipset khác nhau (những chip North Bridge) thường được thiết kế để sử dụng cùng thành phần South Bridge. Thiết kế theo đơn vị của chipset cho phép chi phí thấp hơn và tính linh động lớn hơn cho những nhà sản xuất bo mạch chủ. Tương tự, nhiều nhà cung cấp sản xuất vài phiên bản Chip South Bridge Chân chốt tương thích với những tính năng khác nhau cho sự thiết kế và sản xuất chi phí thấp hơn và linh động hơn. South Bridge kết nối bus PCI 33MHz và chứa giao diện hay cầu tới bus ISA 8MHz (nếu có). Nó cũng chứa đặc trưng hai giao diện điều khiển đĩa cứng ATA/IDE, một hay nhiều giao diện USB, trong những thiết kế sau này có chức năng CMOS RAM và đồng hồ tính thời gian thực. Trong những thiết kế cũ hơn, South Bridge chứa tất cả những thành phần tạo nên bus ISA, bao gồm những bộ điều khiển ngắt và DMA. Thành phần bo mạch chủ thứ ba, chip Super I/O, được nối với bus ISA 8MHz hay bus đếm chân thấp (LPC: low pin count) và chứa tất cả phần ngoại vi tiêu chuẩn được xây dựng trên bo mạch chủ. Cho thí dụ, phần lớn chip Super I/O chứa những cổng serial, cổng Parallel, bộ điều khiển ổ mềm, giao diện bàn phím/chuột. Một cách tùy ý chúng có thể chứa CMOS RAM/Đồng hồ, những bộ điều khiển IDE, giao diện cổng trò chơi. Những hệ thống tích hợp cổng IEEE 1394 và SCSI dùng những chip rời cho những loại cổng này.

Phần lớn những bo mạch chủ hiện nay dùng thiết kế chipset North/South Bridge phối hợp Super-South Bridge, kết họp những chức năng cúa South Bridge và Super I/o vào một chip đơn.

Bắt đầu năm 1999, các chipset Intel bắt đầu dùng kiến trúc trung tâm (hub architecture) trong đó chip North Bridge trước được gọi là Trung tâm điều khiển bộ nhớ MCH (MCH: Memory Controller Hub) hay trung tâm IOH (IOH: I/o Hub). Những hệ thống bao gồm đồ họa được tích hợp dùng Trung tâm điều khiến bộ nhớ đồ họa (GMCH: Graphics Memory Controller Hub) trong vị trí của MCH tiêu chuẩn. Hơn là kết nối chúng thông qua bus PCI như trong thiết kế North/South Bridge tiêu chuẩn, chúng được kết nối nhờ vào một giao diện trung tâm đặc dụng nhanh gấp hai lần PCI. Thiết kế trung tâm cho vài lợi thế vượt qua thiết kế North/South Bridge quy ước:

■  Nhanh hơn — Giao diện kiến trúc trung tâm tăng tốc AHA (AHA: Accelerated Hub Architecture) được sử dụng bởi dãy 8xx gấp hai lần băng thông của PCI. Những chipset dãy 9xx và mới hơn dùng phiên bản nhanh hơn được gọi là DMI (Direct Media Interface), nhanh hơn 7.5 đến 12 lần so với PCI.

■  Tải PCI được giảm xuống — Giao diện trung tâm là độc lập với PCI và không chia sẻ hay lấy bớt băng thông bus PCI cho lưu lượng chipset hoặc Super I/O. Điều này chứng tỏ sự hoạt động của tất cả những thiết bị được kết nối bus PCI khác bởi vì bus PCI không liên quan trong những giao tác này.

■  Hệ thống đường dẫn trong bo mạch chủ được giảm xuống — Giao diện AHA chỉ có 8 bit dung lượng và đòi hỏi chi 15 tín hiệu để được lưu thông trên bo mạch chủ trong khi DM1 chi dung lượng 4 bit và yêu cầu 8 cặp tín hiệu khác nhau. Bằng cách so sánh, PCI đòi hỏi không ít hơn 64 tín hiệu được lưu thông trên bo mạch chủ, gây ra sự phát sinh nhiễu điện tử (EMI: electromagnetic interference), tính nhạy cảm lớn hơn để báo hiệu sự suy biến và tiếng ồn, làm tăng giá sản xuất bo mạch chủ.

Thiết kế giao diện trung tâm cho phép băng thông lớn hơn nhiều đối với những thiết bị PCI bởi vì không có Chip South Bridge (cũng mang lưu lượng của chip Super I/O)  lấn phần bus PCI. Nhờ đi vòng qua PCI, kiến trúc trung tâm cũng cho phép băng thông lớn hơn cho những thiết bị được gắn trực tiếp I/O (South Bridge trước đây), như là ATA-100/133 tốc độ cao hơn, Serial ATA 3Gbps, những giao diện USB.

■AHA (Accelerated Hub Architecture) — Được sử dụng bởi dãy chipset 8xx series. AHA là một giao diện 4X (quad-clocked) 66MHz 8-bit (4 x66MHzxl byte = 266MBps), gấp hai lần băng thông của PCI (33MHz x32 bits = 133MBps).

■DMI (Direct Media Interface) — Được sử dụng bởi dãy chipset 9xx và sau này. DMI cơ bản là một kết nối PCI Express bốn đường (dung lượng 4 bit) chuyên biệt cho phép đồng thời lGBps (250GHz X 4 bits) ở mồi hướng, nhanh hơn 7.5 đến 14 lần so với PCI.

Các thiết kế giao diện trung tâm cũng rất tiết kiệm, chi khoảng 4 hay 8 bit chiều rộng. Mặc dầu điều này dường như quá hẹp để hữu dụng, có một lý do cho thiết kế này. Bộ đếm chân thấp hơn được dùng bởi các kết nối trung tâm AHA hay DMI nghĩa là ít đường dẫn mạch tồn tại trên bo mạch chủ, ít tiếng ồn tín hiệu và sự cố đáng lo, những con chip tự thân chi có vài chân làm chúng nhỏ hơn và tiết kiệm hơn khi sản xuất. Nên, bởi thiết kế rất hẹp nhưng rất nhanh, giao diện trung tâm đạt được tốc độ cao nhưng ít tốn kém và khá toàn vẹn tín hiệu so vởi thiết kế chip North/South Bridge trước đó.

ICH cũng bao gồm một bus đếm chân thấp (LPC: Low Pin Count) mới, bao gồm về cơ bản phiên bản dung lượng 4 bit bị tháo khuôn của PCI được thiết kế đầu tiên để hồ trợ ROM BIOS bo mạch chủ và những chip Super I/O. Bằng cách dùng 4 tín hiệu giống nhau cho dữ liệu, định vị, những chức năng lệnh chỉ 9 tín hiệu khác cần thiết để thực thi bus, cho tổng cộng chỉ 13 tín hiệu. Điều này ngay lập tức giảm số vết liên hệ chip ROM BIOS và các chip Super I/O trong hệ thống như được so sánh với những tín hiệu bus ISA 98 cần thiết cho những chipset North/South Bridge cũ hơn dùng ISA như giao diện của những thiết bị đỏ. Bus LPC có băng thông tối đa 16.67MBps, nhanh hơn nhiều ISA và đủ để hỗ trợ những thiết bị như những chip ROM BIOS và Super I/O.

Hình 4.21 thể hiện một bo mạch chủ dựa trên chipset Intel điển hình dùng kiến trúc trung tâm.

Intel không đơn độc trong thay thế kết nối bus PCI chậm chạp giữa những chip loại North và South Bridge bằng một kiến trúc nhanh hơn mà bỏ qua bus PCI. Các hãng khác đã đưa ra các bộ liên kết chipset tốc độ cao bao gồm:

■  VIA — VIA tạo kiến trúc V-Link để kết nối các chip North và South Bridge của nó ở những tốc độ phù hợp hoặc vượt quá kiến trúc trung tâm Intel. V-Link sử dụng bus dữ liệu 8-bit đặc dụng và được thực thi hiện nay trong ba phiên bản: 4x V-Link, 8x V-Link và Ultra V-Link. 4x V-Link truyền dữ liệu với tốc độ 266MBps (4.66MHz), gấp hai lần tốc độ cùa PCI và phù hợp tốc độ AHA của Intel cùng những kiến trúc trung tâm HI 1.5. 8x V-Link truyền dữ liệu với tốc độ 533MBps (4.133MHz), gấp hai lần tốc độ giao diện AHA của Intel. Ultra V-Link truyền dữ liệu với tốc độ lGBps, gấp bốn lần tốc độ giao diện AHA của Intel và bằng tốc độ của kiến trúc trung tâm DMI hiện thời của Intel.

■ SiS – Kiến trúc SiS’s MuTIOL (còn gọi là HyperStreaming) cung cấp hoạt động có thể so sánh với 4x V-Link của ViA; MuTIOL thể hệ thứ hai IG dùng trong những chipset hiện nay của SiS cung cấp hoạt động có thể so sánh với Ultra V-Link của VIA hay kiến trúc DMI của Intel. Những chipset hỗ trợ MuTIOL dùng địa chỉ riêng, DMA, các bus nhập xuất dữ liệu cho mỗi chủ bus I/O. MuTIOL là các tầng đệm (buffer) và quản lý đa chuyển giao dữ liệu ngược xuôi qua bus dữ liệu 16-bit hai chiều.

■  ATI — ATI (nay thuộc về AMD) sử dụng liên kết tốc độ cao được gọi là A-Link trong các chipset được tích hợp 1GP dây 9100 của nó. А-Link chạy ở tốc độ 266MBps, phù hợp giao diện AHA của Intel cũng như những thiết kế V-Link thế hệ đầu và MuTIOL. Tuy nhiên, ATI hiện nay sử dụng bus HyperTransport cho những chipset hiện hành. 

■  NVIDIA — Các chipset nForce của NVIDIA dùng bus HyperTransport cơ bản được phát triển bởi AMD.