Архитектура чипсетов

В обычной мостовой архитектуре чипсет состоит из двух мостов - северного и южного. В северном реализован контроллер памяти, ускоренного графического порта AGP и шины PCI. В южном - АТА (IDE) контроллер для жестких дисков, порты ввода-вывода и некоторые другие контроллеры. Южный мост соединяется с северным с помощью шины PCI (пропускная способность 133 Мб/с), то есть он сам является PCI устройством. Такое решение позволяет, во-первых, ускорить обмен данными между устройствами и процессором, а во-вторых, освободить шину PCI от обслуживания южного моста (контроллер PCI переносится в южный мост). Скоростная шина строится по принципу трансляции ширины в частоту (как в памяти RDRAM), то есть имеет относительно малую ширину (обычно 8 бит) и очень высокую тактовую частоту. Для достижения самой высокой скорости обмена (для серверных чипсетов) шин может быть несколько.
Функции южного моста постоянно расширяются. Для современных южных мостов характерно наличие следующего набора контроллеров: контроллер АТА с поддержкой режима АТА100 со скоростью передачи 100 Мб/с; контроллеры USB (12 Мбит/с) на 4-6 портов (увеличение количества портов призвано скомпенсировать отсутствие устаревшей шины ISA); звуковой контроллер, в том числе с шестиканальным цифровым выходом SP/DIF. Часто добавляются сетевой Ethernet контроллер и контроллер домашних сетей Home PNA. В следующем поколении появится поддержка USB 2.0 со скоростью 480 Мбит/с и, возможно, IEEE 1394 (400 Мбит/с). Пока еще стандартные, но уже устаревшие порты - последовательный и параллельный - зачастую непосредственно в южный мост не включаются, а реализуются на отдельном чипе, присоединяемом к южному мосту по специальной шине LPC (Low Pin Count).

Все современные чипсеты построены по хабовой архитектуре (рис. 1.2). 

Основой каждого чипсета являются два хаба - МСН (Memory Controller Hub) и ICH (I/O Controller Hub). Фактически это северный и южный мосты. Соединяются между собой они с помощью специальной 8-разрядной шины HI8 (Hub Interface) с пропускной способностью 266 Мб/с. Кроме них имеются еще Firmware Hub (для размещения BIOS), а также некоторые другие хабы, например Р64Н (64-bit PCI Controller Hub), предназначенный для организации 64-разрядной шины PCI в серверных вариантах чипсетов.
Северный мост МСН содержит контроллеры памяти и порта AGP, а иногда и встроенный графический контроллер (тогда это будет GMCH - Graphics Memory Controller Hub), и уникален для каждого типа чипсета. Южный мост ICH является универсальным и может использоваться совместно с каждым МСН или GMCH.