Nghiên cứu tìm hiểu về các loại chipset trên bảng mạch chính trong máy tính (mainboard)

Bài tập lớn môn kiến trúc máy tính-Nghiên cứu tìm hiểu về các loại chipset trên bảng mạch chính trong máy tính (mainboard)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

- -

BÀI TẬP LỚN

MÔN: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Đề tài: Nghiên Cứu Tìm Hiểu Về Các Loại Chipset Trên

Bảng Mạch Chính (Mainboad) Trên Máy Tính.

Giáo viên: Ths Nguyễn Tuấn Tú Nhóm số: 4

Lớp: 3188.2 – K14

Hà Nội, 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

- -

BÀI TẬP LỚN

MÔN: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Đề tài: Nghiên Cứu Tìm Hiểu Về Các Loại Chipset Trên

Bảng Mạch Chính (Mainboad) Trên Máy Tính.

Giáo viên: Ths Nguyễn Tuấn Tú Sinh viên thực hiện: Nguyễn Gia Bảo

Trần Mạnh Chiến Nguyễn Văn Lâm Đặng Tiến Nam Lớp: 3188.2 – K14

Hà Nội, 2020

MỤC LỤC

Lời nói đầu 1

Chương 1: Khái niệm chung 2

1.1 Khái niệm 2

1.2 Công dụng 2

1.3 Nhận dạng 2

1.4 Các nhà sản xuất 2

Chương 2: Các loại chipset 3

2.1 Chip cầu bắc 3

2.1.1 Khái niệm 3

2.1.2 Tổng quan 3

2.1.3 Nhận dạng trên mainborad 3

2.1.4 Tầm quan trọng 4

2.1.5 Sự phát triển gần đây 4

2.2 Chip cầu nam 4

2.2.1 Khái niệm 4

2.2.2 Tổng quan 5

2.2.3 Nhận dạng trên mainboard 5

2.2.4 Tầm quan trọng 6

2.2.5 Tên gọi 6

Chương 3 Một số hãng sản xuất chipset hiện nay 7

3.1 Intel 7

3.2 AMD 7

3.3 SiS 7

3.4 VIA 7

3.5 nVIDIA 7

3.6 ATI 7

Chương 4: Chipset của các hãng sản xuất 8

4.1 Chipset của Intel 8

4.1.1 Chipser Intel 4 series 8

4.1.1.1 Chipset Intel G45 Express: 8

4.1.1.2 Chipset Intel G43 Express: 8

4.1.1.3 Chipset Intel P45 Express: 9

4.1.1.4 Chipset Intel 925X Express 9

4.1.1.5 Chipset 915G Express 9

4.1.1.6 Chipset 915P Express 9

4.1.2 Chipset Intel 3 Series 10

4.1.3 Chipset Intel Xeon 10

4.2 Chipset của AMD 11

4.2.1 Chipset AMD – M690T 11

4.2.2 Chipset AMD – Phenom 11

4.2.3 Chipset AMD 790GX 12

4.2.4 Chipset AMD Quad-core Phenom 9600+ Black Edition 13

4.3 Chipset của VIA 14

4.3.1 Chipset VIA-Nano 14

4.3.2 Chipset VIA VN800 15

4.4 Chipset của SIS 16

4.4.1 Chipset SIS M671MX 16

4.4.2 Chipset SIS 655 FX 16

4.4.3 Chipset SIS 655 TX 16

4.5 Chipset của ATI 16

4.5.1 Chipset ATI Mobility Radeon HD 3000 series 16

Kết luận 18

Lời nói đầu

Nếu tự mình muốn lắp lấy chiếc máy tính bạn sẽ bối rối với vô số chipset hiện có trên thị trường Intel, VIA, SiS không ngừng đua tranh về công nghệ chipset! Công nghệ nào sẽ hiệu quả cho công việc của bạn đây?

Để chọn được bo mạch chủ (BMC) xử lý nhanh, hoạt động ổn định thì yếu

tố quan tâm hàng đầu của bạn phải là chipset - đây là trung tâm đầu não quản lý mọi hoạt động của BMC, từ việc giao tiếp CPU, bộ nhớ, đồ họa đến các thiết bị ngoại vi (chuột, bàn phím, âm thanh, mạng, modem, printer ) Theo kinh nghiệm thực tiễn, các BMC dùng cùng chipset có tốc độ và sự ổn định không khác biệt nhiều Vì vậy bạn cần chọn chipset đủ mạnh, đáp ứng được nhu cầu, ổn định

Trên thị trường có rất nhiều chipset được sử dụng cho BMC, mỗi loại đáp ứng một yêu cầu riêng, chipset dùng với CPU Intel có Intel 845, 845E, 845G, 845PE, 848P, 865P, 865PE, 865G, 875P; SiS 645, 648, 650, 655; VIA P4X333, P4X400, PT800, PT880 Chipset dùng CPU AMD có VIA KT333, KT400, KT600, K8T800; SiS 746FX, SiS 755, nVidia nForce2, NVidia nForce3 150 và còn nhiều loại khác Do số lượng chipset nhiều và một số có tính năng gần giống nhau, nên để dễ dàng, bạn nên chọn CPU trước, sau đó sẽ tìm chipset phù hợp CPU đã chọn

Thông thường việc chọn chipset chủ yếu dựa vào tỉ lệ hiệu năng/giá tốt nhất, đồng thời chipset cũng phải đủ sức đáp ứng các nhu cầu phát sinh trong tương lai như cho phép nâng cấp CPU, bộ nhớ, ổ cứng và mở rộng các giao tiếp ngoại vi Không giống CPU, giá BMC dùng các chipset mới không biến động nhiều sau một thời gian, vì vậy nếu được thì bạn nên trang bị chipset mạnh cho BMC để dễ nâng cấp và thuận tiện trong việc giao tiếp với các thiết bị mới

Bởi vậy bài thuyết trình này nhằm giới thiệu chung khái quát về chipset và một số hãng sản xuất chipset lớn trên thế giới

Nhóm sinh viên thực hiện!

bo mạch chủ Những phần cứng này bao gồm CPU, RAM, card đồ họa (GPU) và

hỗ trợ ép xung và một số đòi hỏi phải có firmware đặc biệt để mở khóa khả năng

Chương 2: Các loại chipset

Có 2 loại chipset phổ biến: chip cầu Bắc, chip cầu Nam

2.1 Chip cầu bắc

2.1.1 Khái niệm

Chip cầu bắc (north birdge), hay còn gọi là Memory Controller Hub (MCH), là một trong hai chip trong một chipset trên một bo mạch chủ của PC,chip còn lại là chip cầu nam.Thông thường thì chipset luôn được tách thành chip cầu bắc và chip cầu nam mặc dù đôi khi hai chip này được kết hợp làm một

2.1.2 Tổng quan

Cầu bắc thường xử lý thông tin liên lạc giữa CPU , trong một số trường hợp RAM và thẻ video PCI Express (hoặc AGP )và cầu nam Một số điều hướng bắc cũng chứa bộ điều khiển video tích hợp, còn được gọi là trung tâm điều khiển

bộ nhớ và đồ họa (GMCH) trong các hệ thống Intel Do các bộ xử lý và RAM khác nhau đòi hỏi tín hiệu khác nhau, một cầu bắc nhất định sẽ thường hoạt động chỉ với một hoặc hai loại CPU và thường chỉ có một loại RAM

Có một vài chipset hỗ trợ hai loại RAM (nói chung là những loại này có sẵn khi có sự thay đổi sang một tiêu chuẩn mới) Ví dụ, cầu bắc từ chipset Nvidia nForce2 sẽ chỉ hoạt động với bộ xử lý Socket A kết hợp với DDR SDRAM, các Intel chipset I875 sẽ chỉ làm việc với các hệ thống sử dụng Pentium

4 bộ vi xử lý hoặc Celeron vi xử lý có tốc độ xung nhịp cao hơn 1,3 GHz và sử dụng DDR SDRAM, và chipset I915G Intel chỉ hoạt động với Intel Pentium 4 và Celeron, nhưng nó có thể sử dụng Bộ nhớ DDR hoặc DDR2

2.1.3 Nhận dạng trên mainborad

Chip lớn nhất trên Mainboard

Thường được gắn thêm 1 miếng tản nhiệt

Nằm gần CPU và RAM

Hình 2.1: Chip cầu bắc VIA KT600

2.1.4 Tầm quan trọng

Chip cầu bắc trên một bo mạch chủ là nhân tố quan trọng quyết định số lượng, tốc độ và loại CPU cũng như dung lượng,tốc độ và loại RAM tối đa phụ thuộc bộ xử lý và thiết kế của bo mạch chủ Các máy Pentium thường có giới hạn

bộ nhớ là 128MB, trong khi các máy dùng Pentium 4 có giới hạn là 4G Kể từ Pentium pro đã hỗ trợ địa chỉ bộ nhớ lớn hơn 32 bit thường là 36 bit, do đó có thể định vị 64 GB bộ nhớ Tuy nhiên các bo mạch chủ chỉ hỗ trợ một lượng RAM ít hơn vì các nhân tố khác (như giới hạn của hệ điều hành và giá thành của RAM)

Mỗi chip cầu bắc chỉ làm việc với một hoặc hai loại chip cầu nam Do vậy

nó đặt ra những hạn chế kỹ thuật đối với chip cầu nam và ảnh hưởng đến một số đặc tính của hệ thống

Chip cầu bắc đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định một máy tính

có thể được kích xung đến mức nào

lý giao tiếp đa phương tiện)

Trong tương lai, một giải pháp cho System-on-chip|SOC/Single Chip sẽ luôn phổ thông hơn do đòi hỏi giảm thiểu các thành phần khi lắp ráp Tuy nhiên các chíp lớn có thể làm giảm tính đa dụng của giải pháp và làm tăng tính phức tạp cũng như số lượng chân Điều dự đoán này tại thời điểm hiện tại không quan trong lắm vì gần đay co rất nhiều loại bus tốc độ cao (PCIe, SATA) có thể lập trình nguyên bản hoặc cao hơn Điều này giống như đem việc thực hiện chuẩn kết nối thông qua một bus chuẩn (có thể là PCIe), loại bus có thể được kết hợp, thành một

bộ điều khiển siêu vào-ra (Super I/O)

2.2 Chip cầu nam

2.2.1 Khái niệm

Chip cầu nam(sourth birdge), hay còn gọi là I/O Controller Hub (ICH), là một chip đảm nhiệm những việc có tốc độ chậm của bo mạch chủ trong chipset Khác với chip cầu bắc, chip cầu nam không được kết nối trực tiếp với CPU Đúng hơn là chip cầu bắc kết nối chip cầu nam với CPU

2.2.2 Tổng quan

Bởi vì chip cầu nam được đặt xa CPU hơn, nó được giao trách nhiệm liên lạc với các thiết bị có tốc độ chậm hơn trên một máy vi tính điển hình Một chip cầu nam điển hình thường làm việc với một vài chíp cầu bắc khác, mỗi cặp chip cầu bắc và nam phải có thiết kế phù hợp thì mới có thể làm việc với nhau, chưa

có chuẩn công nghiệp rộng rãi cho các thiết kế thành phần lôgic cơ bản của chipset

để chúng có thể hoạt động được với nhau Theo truyền thống, giao tiếp chung giữa chip cầu bắc và chip cầu nam đơn giản là bus PCI, vì thế mà nó tạo nên một hiệu ứng cổ chai (bottleneck), phần lớn các chipset hiện thời sử dụng các giao tiếp chung (thường là thiết kế độc quyền) có hiệu năng cao hơn

2.2.3 Nhận dạng trên mainboard

Lớn thứ nhì trên main (chỉ thua chip cầu Bắc)

Có 2 chip lớn, chíp thứ nhất là cầu Bắc thì chip còn lại là chip cầu Nam

Hình 2.2: Chip cầu nam VIA 686A, thường sử dụng trên

những bo mạch chủ AMD Athlon thế hệ đầu tiên

Hình 2.4: Chip cầu bắc và nam trên main Gigabyte GA-P43-E53G

*Sự kết hợp chipset cầu bắc và nam:

Thiết kế chipset cầu bắc và cầu nam truyền thống hiển nhiên cũng được cải tiến qua thời gian và từng bước hình thành khái niệm chipset như ngày nay Trên thực tế, chipset hiện đại không còn mang nghĩa là bộ những con chip nữa

Thay vào đó kiến trúc cầu bắc và cầu nam nhường lại cho một hệ thống đơn giản hơn với chỉ 1 con chip Rất nhiều thành phần như bộ nhớ, vi điều khiển card

đồ họa, giờ được tích hợp và xử lý trực tiếp bởi CPU Các chức năng điều khiển

ưu tiên chuyển sang cho CPU và những nhiệm vụ còn lại vẫn dành cho một con chip kiểu như chip cầu nam

Hình 2.3: Sơ đồ quản lý giao tiếp giữa các thành phần của máy tính

2.2.5 Tên gọi

Tên gọi "chip cầu nam" bắt nguồn từ việc vẽ một kiến trúc trên sơ đồ Trong đó CPU phải ở trên sơ đồ tại phía bắc CPU nối với chipset qua một cầu nối có tốc độ cao (cầu bắc) ở phía bắc của các thiết bị khác đã vẽ Cầu bắc sau

đó được nối với phần còn lại của chipset qua một cầu nối có tốc độ nhanh

hơn(cầu nam )

Chương 3 Một số hãng sản xuất chipset hiện nay

Các nhà sản xuất chipset cho máy tính lớn là : Intel, SIS, VIA, AMD, nVIDIA,…

3.1 Intel

Intel là công ti sản xuất chipset lớn nhất thế giới, cũng là nhà sản xuất bộ

xử lý trung tâm(CPU) lớn nhất, các sản phẩm gần đây như 845, 848, 865, 875,

915, 925, 945, 955, 965, 975, P35, Q35, G33, G31, X38, Mỗi loại đều chia làm các dòng P, G nVIDIA, ATI, J, D tùy tính năng

3.2 AMD

AMD là nhà sản xuất linh kiện tích hợp bán dẫn có trụ sở tại Sunnyvale, California, Hoa Kỳ AMD là nhà sản xuất bộ vi xử lý (CPU)x86 lớn thứ hai trên thế giới sau Intel và là một trong những nhà sản xuất bộ nhớ flash hàng đầu trên thế giới,ngoài ra AMD còn sản xuất chipset và một số linh kiện điện tử khác.AMD nổi tiếng với dòng sản phẩm Athlon cho thị trường cao cấp và Duron cho thị trường cấp thấp giá rẻ

3.3 SiS

SiS là công ti của Đài Loan chuyên sản xuất các bộ xử lý cho máy tính và các thiết bị điện tử khác SiS trước kia khá mạnh trong thị phần sản xuất Chipset nhưng giờ đã thu hẹp thị phần Giờ tập trung vào các chipset cho hệ thống của AMD và các CPU cho các thiết bị cầm tay và điện tử khác

Chương 4: Chipset của các hãng sản xuất

4.1 Chipset của Intel

4.1.1 Chipser Intel 4 series

Chipset Intel 4 series: Tăng cường khả năng xử lý đồ hoạ nâng cao

Họ chipset Intel 4 series gồm các chipset Intel Express G45, G43, P45 và P43, được kỳ vọng là sẽ biến những hệ thống máy tính thành một trung tâm giải trí và truyền thông liên lạc cao cấp

Chipset Intel G45 Express mới, với hệ thống tăng tốc đồ họa Intel X4500HD cải tiến, mang lại những cấp độ mới về hiệu năng và chất lượng hình ảnh, bao gồm một số những tính năng "lần đầu tiên xuất hiện" trên các nền tảng thiết bị của Intel:

Chipset Intel P45 Express, một thế hệ tiếp theo của chipset Intel P35 Express phổ biến, được thiết kế để mang lại những tính năng hiệu suất hoạt động cho các nền tảng phổ thông Chipset mới này bổ sung khả năng hỗ trợ PCI Express 2.0 thế hệ mới với cấu hình đồ họa kép mới cùng khả năng tinh chỉnh hiệu suất hoạt động vượt qua các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của nó

Dưới đây là những chi tiết về các chipset mới:

4.1.1.1 Chipset Intel G45 Express:

Mang lại những tiến bộ về video, đồ họa,

khả năng xử lý nhạy bén cùng khả năng mở rộng

Chipset G45 Express hỗ trợ trải nghiệm Blu-ray

đầy đủ, ngay cả khi có các tác vụ nền đang chạy,

và có thể được thiết kế vào trong một kích thước

hệ thống nhỏ gọn để phát triển mô hình máy tính

rạp hát tại gia

4.1.1.2 Chipset Intel G43 Express:

Chipset Intel G43 Express mang lại những

tính năng đồ họa ấn tượng cho nhu cầu điện toán hàng

ngày Công nghệ Intel Clear Video bảo đảm khả năng trải

nghiệm các nội dung HD mượt mà và sắc nét Tăng cường

động cơ đồ họa 3-D với khả năng hỗ trợ toàn diện

Microsoft Windows Vista Premium Tích hợp với các giao

diện hiển thị số như HDMI, DVI, DisplayPort và HDCP

với khả năng hiển thị độc lập kép

Hình 4.2: Chipset Intel G43 Express

(bên phải) Hình 4.1: Chipset Intel G45 Express

(bên phải)

4.1.1.3 Chipset Intel P45 Express:

Chipset Intel P45 Express, hỗ trợ các bộ vi xử lý 2 nhân và 4 nhân mới nhất trên công nghệ 45nm của Intel, mở rộng những giới hạn về khả năng sáng tạo với những khả năng được thiết kế để mang lại hiệu suất hoạt động chất lượng cao, đáp ứng những nhu cầu về những nền tảng điện toán nhanh nhất

4.1.1.4 Chipset Intel 925X Express

Chipset 925X là sản phẩm 'chủ lực' của Intel, hỗ

trợ cả hai loại BXL là Pentium 4 Prescott và Extreme

Edition có xung hệ thống 200MHz (FSB 800MHz) Có

thể bạn sẽ thắc mắc sự khác nhau giữa 925X và 915 là

gì? Đó chính là 925X có điều khiển bộ nhớ hiệu quả và

nhanh hơn so với 915, tương tự như 875P so với 865

trước kia Công nghệ này gọi là Enhanced Memory

Pipelining: tối ưu dữ liệu, lệnh thực thi cho bộ nhớ kênh

đôi; thêm vào đó là thuật toán lưu dữ liệu động để tối

ưu thời gian truy cập Tuy nhiên sự cải thiện tốc độ của 925X so với 915 không thể đạt mức cải thiện của 875P so với 865PE mặc dù công nghệ của 925X về lý thuyết rất hứa hẹn

4.1.1.5 Chipset 915G Express

Chipset 915G, được tích hợp chip đồ họa Graphics Media Accelerator 900 (GMA 900), là người 'kế vị' của Extreme Graphics II (EG II) trong chipset 865G Intel đưa ra GMA 900 nhằm thay thế các loại card đồ họa cấp thấp; đây được coi

là sự nâng cấp công nghệ cho dòng EG II xây dựng trên DirectX 7 Tuy nhiên GMA 900 không hỗ trợ hoàn toàn DirectX 9 từ phần cứng, chỉ có tính năng đổ bóng điểm (pixel shade) là nhanh hơn, trong khi đổ bóng đỉnh (vertex shader) hoạt động chủ yếu dựa vào BXL

Chipset 915G làm việc giống như người tiền nhiệm 865G, cũng có dung lượng phụ thuộc vào bộ nhớ hệ thống Trong BIOS, dung lượng bộ nhớ chia sẻ tối đa là 32MB và khi cần thì dung lượng bộ nhớ tạm thời có thể tăng thêm 96MB nhờ vào công nghệ chia sẽ bộ nhớ động 3.0 (Dynamic Video Memory Technology

- DVMT) Giống như các giải pháp đồ họa tích hợp khác, việc truy cập bộ nhớ hệ thống để xử lý hình ảnh 3D sẽ không hiệu quả, do đó đây chỉ là giải pháp tiết kiệm

để xử lý những ứng dụng không nặng về đồ họa Một lợi ích khác của đồ họa tích hợp là ít tốn điện năng so với card đồ họa rời và cũng không cần đến những quạt tản nhiệt 'khổng lồ'

4.1.1.6 Chipset 915P Express

Chipset 915P cũng tương tự như 915G nhưng không có chip đồ họa tích hợp mà chỉ có khe cắm PCI Express x16 dành cho card đồ họa rời

Hình 4.3: Chipset Intel 925X, ICH6 và BXLIntel Pentium 4