مجموعة الشرائح
 | تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . ( نوفمبر 2017 ) |
في نظام الكمبيوتر، مجموعة الشرائح هي مجموعة من المكونات الإلكترونية على دائرة متكاملة واحدة أو أكثر تدير تدفق البيانات بين المعالج والذاكرة والأجهزة الطرفية . توجد مجموعة الشرائح عادةً على اللوحة الأم لأجهزة الكمبيوتر . عادةً ما تكون مجموعات الشرائح مصممة للعمل مع عائلة معينة من المعالجات الدقيقة . نظرًا لأنها تتحكم في الاتصالات بين المعالج والأجهزة الخارجية، تلعب مجموعة الشرائح دورًا حاسمًا في تحديد أداء النظام . في بعض الأحيان يتم استخدام مصطلح "مجموعة الشرائح" لوصف نظام على شريحة (SoC) يستخدم في الهاتف المحمول. [1] [2]
أجهزة الكمبيوتر
في الحوسبة ، يشير مصطلح مجموعة الشرائح عادةً إلى مجموعة من الشرائح المتخصصة على اللوحة الأم للكمبيوتر أو بطاقة التوسعة . في أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، كانت مجموعة الشرائح الأولى لجهاز IBM PC AT لعام 1984 هي مجموعة شرائح NEAT التي طورتها شركة Chips and Technologies لوحدة المعالجة المركزية Intel 80286 .
في أجهزة الكمبيوتر المنزلية وأجهزة الألعاب وأجهزة الأركيد في الثمانينيات والتسعينيات، كان مصطلح مجموعة الشرائح يستخدم للإشارة إلى شرائح الصوت والرسومات المخصصة . ومن الأمثلة على ذلك مجموعة شرائح Amiga الأصلية ومجموعة شرائح System 16 من Sega .
في أجهزة الكمبيوتر الشخصية المستندة إلى x86 ، يشير مصطلح مجموعة الشرائح غالبًا إلى زوج محدد من الشرائح على اللوحة الأم: الجسر الشمالي والجسر الجنوبي . يربط الجسر الشمالي وحدة المعالجة المركزية بأجهزة عالية السرعة للغاية، وخاصة وحدات التحكم في ذاكرة الوصول العشوائي والرسومات ، ويتصل الجسر الجنوبي بناقلات محيطية أقل سرعة (مثل PCI أو ISA ). في العديد من مجموعات الشرائح الحديثة، يحتوي الجسر الجنوبي على بعض الأجهزة الطرفية المدمجة على الشريحة ، مثل Ethernet و USB وأجهزة الصوت .
غالبًا ما تأتي اللوحات الأم وشرائحها من شركات مصنعة مختلفة. اعتبارًا من عام 2021 ، تشمل [تحديث]شركات تصنيع شرائح اللوحات الأم x86 كلًا من AMD و Intel و VIA Technologies و Zhaoxin .
في تسعينيات القرن العشرين، كانت شركة VLSI Technology في تيمبي، أريزونا، من بين الشركات الرائدة في تصميم وتصنيع الشرائح الإلكترونية . ومن بين ابتكاراتها دمج منطق جسر PCI، ومسرع الرسومات GraphiCore 2D، والدعم المباشر لذاكرة DRAM المتزامنة، والتي سبقت ذاكرة DDR SDRAM .
استخدمت أجهزة Apple Macintosh SE و Macintosh II وسلسلة Quadras لاحقًا شرائح من تقنية VLSI ، على الرغم من أنها كانت عبارة عن دوائر متكاملة مخصصة للتطبيقات مصممة بواسطة Apple. بعد التحول إلى PowerPC ، استخدمت Apple العديد من موردي الدوائر المتكاملة المخصصة للتطبيقات لشرائحها مثل تقنية VLSI أو Texas Instruments أو LSI Logic أو Lucent Technologies (المعروفة لاحقًا باسم Agere Systems ). عندما تحولت Apple إلى Intel، استخدمت شرائح الكمبيوتر التقليدية.
في ثمانينيات القرن العشرين، كانت شركة Chips and Technologies رائدة في تصنيع شرائح الكمبيوتر المتوافقة مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية. وغالبًا ما تشترك أنظمة الكمبيوتر المنتجة منذ ذلك الحين في استخدام شرائح الكمبيوتر الشائعة، حتى عبر تخصصات الحوسبة المختلفة على نطاق واسع. على سبيل المثال، يمكن العثور على NCR 53C9x ، وهي شريحة كمبيوتر منخفضة التكلفة تنفذ واجهة SCSI لأجهزة التخزين، في أجهزة Unix مثل MIPS Magnum والأجهزة المضمنة وأجهزة الكمبيوتر الشخصية.
التحرك نحو دمج المعالجات في أجهزة الكمبيوتر الشخصية
تقليديًا في أجهزة الكمبيوتر x86، كان الاتصال الأساسي للمعالج ببقية الجهاز من خلال الجسر الشمالي لشريحة اللوحة الأم. كان الجسر الشمالي مسؤولًا بشكل مباشر عن الاتصالات مع الأجهزة عالية السرعة (ذاكرة النظام وناقلات التوسعة الأساسية، مثل بطاقات PCIe وAGP وPCI، من الأمثلة الشائعة) وعلى العكس من ذلك أي اتصال بالنظام مرة أخرى بالمعالج. يُطلق على هذا الاتصال بين المعالج والجسر الشمالي عادةً ناقل الجانب الأمامي (FSB). يتم تفريغ الطلبات إلى الموارد التي لا يتحكم فيها الجسر الشمالي بشكل مباشر إلى الجسر الجنوبي، حيث يكون الجسر الشمالي وسيطًا بين المعالج والجسر الجنوبي. يتعامل الجسر الجنوبي مع "كل شيء آخر"، بشكل عام مع الأجهزة الطرفية الأقل سرعة ووظائف اللوحة (أكبرها القرص الصلب وتوصيل التخزين) مثل USB والاتصالات المتوازية والمتسلسلة. في التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت الواجهة بين الجسر الشمالي والجسر الجنوبي هي ناقل PCI. [3]
قبل عام 2003، كان أي تفاعل بين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الرئيسية أو جهاز التوسعة مثل بطاقة (بطاقات) الرسوميات - سواء كانت AGP أو PCI أو مدمجة في اللوحة الأم - يتم التحكم فيه مباشرة بواسطة IC الجسر الشمالي نيابة عن المعالج. هذا جعل أداء المعالج يعتمد بشكل كبير على مجموعة شرائح النظام، وخاصة أداء ذاكرة الجسر الشمالي والقدرة على نقل هذه المعلومات مرة أخرى إلى المعالج. ومع ذلك، في عام 2003، أدى تقديم AMD لسلسلة معالجات Athlon 64 [4] إلى تغيير هذا. كان Athlon 64 بمثابة مقدمة لوحدة تحكم ذاكرة متكاملة مدمجة في المعالج نفسه مما يسمح للمعالج بالوصول المباشر إلى الذاكرة ومعالجتها، مما ينفي الحاجة إلى الجسر الشمالي التقليدي للقيام بذلك. حذت شركة Intel حذوها في عام 2008 بإصدار وحدات المعالجة المركزية من سلسلة Core i ومنصة X58 .
في المعالجات الأحدث، زاد التكامل بشكل أكبر، في المقام الأول من خلال تضمين وحدة التحكم PCIe الأساسية للنظام والرسومات المتكاملة مباشرة على وحدة المعالجة المركزية نفسها. نظرًا لأن عددًا أقل من الوظائف تُترك دون معالجة بواسطة المعالج، فقد قام بائعو مجموعة الشرائح بتكثيف وظائف الجسر الشمالي والجسر الجنوبي المتبقية في شريحة واحدة. نسخة Intel من هذا هي " مركز وحدة التحكم في المنصة " (PCH) بينما كانت نسخة AMD تسمى مركز وحدة التحكم في الاندماج (FCH). لا يزال يُطلق على مركز وحدة التحكم في المنصة اسم مجموعة شرائح. [5] هذا جسر جنوبي محسن للأجهزة الطرفية المتبقية - حيث يتم دمج مهام الجسر الشمالي التقليدية، مثل وحدة التحكم في الذاكرة وواجهة ناقل التوسع (PCIe) وحتى وحدة التحكم في الفيديو الموجودة على اللوحة، في شريحة وحدة المعالجة المركزية نفسها (غالبًا ما تحتوي مجموعة الشرائح على اتصالات PCIe ثانوية). ومع ذلك، تم دمج مركز وحدة التحكم في المنصة أيضًا في حزمة المعالج كقطعة ثانية للإصدارات المحمولة من معالجات Skylake . [6]
تم إيقاف تشغيل FCH من AMD منذ إصدار سلسلة Carrizo من وحدات المعالجة المركزية حيث تم دمجها في نفس الشريحة مثل بقية وحدة المعالجة المركزية. [7] ومع ذلك، منذ إصدار بنية Zen، لا يزال هناك مكون يسمى مجموعة الشرائح التي تتعامل فقط مع I/O ذات السرعة المنخفضة نسبيًا مثل منافذ USB وSATA وتتصل بوحدة المعالجة المركزية باستخدام اتصال PCIe. في هذه الأنظمة، يتم توجيه جميع اتصالات PCIe مباشرة إلى وحدة المعالجة المركزية. [8] تم استبدال واجهة UMI التي كانت تستخدمها AMD سابقًا للتواصل مع FCH باتصال PCIe. من الناحية الفنية، يمكن للمعالج العمل بدون مجموعة شرائح؛ فهو يستمر فقط في التواجد للتفاعل مع I/O ذات السرعة المنخفضة. [9] تتبنى وحدات المعالجة المركزية لخادم AMD نظامًا مستقلاً على تصميم الشريحة بدلاً من ذلك والذي لا يتطلب مجموعة شرائح. [10] [11] [12]
الواجهات المستخدمة حاليًا للربط بين الجسر الشمالي والجسر الجنوبي هي DMI ( Intel ) و UMI ( AMD ). ويمكن أيضًا استخدامها للتوصيل بين المعالج ومجموعة الشرائح.
انظر أيضا
- شركة أيسر لابوراتوريز إنكوربوريتد
- مقارنة بين شرائح Nvidia nForce
- قائمة شرائح AMD
- قائمة شرائح ATI
- قائمة شرائح Intel
- نورثبريدج
- إشارات ريدباين
- أنظمة السيليكون المتكاملة
- الجسر الجنوبي
- التكامل على نطاق واسع جدًا أو VLSI
- شرائح VIA
ملحوظات
- ^ "مراجعة Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3: أخيرًا لا أشعر بالحاجة إلى الترقية". 20 يناير 2024.
- ^ "كوالكوم تعلن عن Snapdragon 8s Gen 3: شريحة أرخص للهواتف المتميزة".
- ^ شميد، باتريك (16 يوليو 2002). "أساسيات مجموعة الشرائح: المعنى والوظائف". Tom's Hardware . Purch . تم الاسترجاع في 14 يونيو 2018 .
- ^ Wasson, Scott (23 سبتمبر 2003). "معالج Athlon 64 من AMD". The Tech Report . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2022 .
- ^ "تقارير تفيد بفشل اللوحات الأم MSI Z790 بسبب شريحة PCH المتصدعة - خطأ في التصنيع ربما أثر على بضع مئات من الوحدات (مُحدّث)". 2 أبريل 2024.
- ^ Shimpi, Anand Lal (9 يونيو 2013). "مراجعة Ultrabook Haswell: اختبار Core i7-4500U". AnandTech . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2022 .
- ^ "AMD في ISSCC 2015: تفاصيل Carrizo والحفارة".
- ^ "مراجعة AMD Zen 4 Ryzen 9 7950X و Ryzen 5 7600X: استعادة المستوى العالي".
- ^ "مراجعة AMD Zen وRyzen 7: نظرة متعمقة على 1800X و1700X و1700".
- ^ https://www.amd.com/system/files/documents/4th-gen-epyc-processor-architecture-white-paper.pdf [ عنوان URL العاري PDF ]
- ^ كينيدي، باتريك (2019-04-08). "مراجعة Supermicro M11SDV-4C-LN4F لمنصة mITX AMD EPYC 3151". ServeTheHome . تم الاسترجاع في 2024-08-18 .
- ^ Cutress, Andrei Frumusanu, Dr Ian. "مراجعة AMD 3rd Gen EPYC Milan: توازن الأداء بين الذروة والكفاءة لكل نواة". www.anandtech.com . تم الاسترجاع في 2024-08-18 .
{{cite web}}:CS1 maint: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( الرابط )
