ساوثبريدج (الحوسبة)
في مجال الحوسبة، يُعدّ الجسر الجنوبي مكونًا من مكونات بنية الشرائح التقليدية ثنائية الأجزاء الموجودة على اللوحات الأم ، والتي كانت تُستخدم تاريخيًا في أجهزة الكمبيوتر الشخصية . ويعمل الجسر الجنوبي جنبًا إلى جنب مع الجسر الشمالي لإدارة الاتصالات بين وحدة المعالجة المركزية (CPU) وواجهات الأجهزة الطرفية ذات السرعة المنخفضة. ويتولى الجسر الشمالي عادةً إدارة الاتصالات عالية السرعة مثل واجهات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) ، بينما يتولى الجسر الجنوبي إدارة الوظائف ذات السرعة المنخفضة.
تتحكم الجسرة الجنوبية في مجموعة من وظائف الإدخال/الإخراج، بما في ذلك USB ، والصوت، والبرامج الثابتة (مثل BIOS أو UEFI )، وواجهات التخزين مثل SATA و NVMe و PATA القديمة ، بالإضافة إلى ناقلات مثل PCI و LPC و SPI . [ 1 ] [ 2 ]
غالباً ما صُممت مكونات الجسر الجنوبي والجسر الشمالي للعمل في أزواج، على الرغم من عدم وجود معيار عالمي للتوافق بينهما. [ 3 ] في التسعينيات وأوائل الألفية الثانية، كانت تتواصل عادةً عبر ناقل PCI ؛ أما الشرائح الأحدث فتستخدم واجهة الوسائط المباشرة (Intel) أو PCI Express (AMD).
أشارت إنتل إلى جسرها الجنوبي باسم مركز التحكم بالإدخال/الإخراج (ICH)، والذي استُبدل لاحقًا بمركز التحكم بالمنصة (PCH)، والذي كان يتصل مباشرةً بوحدة المعالجة المركزية في البنى اللاحقة. منذ منتصف العقد الأول من الألفية الثانية، استُبدل التصميم التقليدي ثنائي الرقاقات إلى حد كبير بمنصات أحادية الرقاقة أو حلول النظام على رقاقة (SoC) التي تدمج وظائف الجسر الجنوبي في مجموعة شرائح واحدة أو في وحدة المعالجة المركزية نفسها.
تطور
منصات الشريحة الواحدة
تتميز المنصات أحادية الشريحة بأن شريحة اللوحة الأم تتكون من شريحة واحدة فقط. ويتحقق ذلك عادةً من خلال دمج وظائف الجسر الشمالي في وحدة المعالجة المركزية أو رقاقة المعالج. ومن الأمثلة على ذلك معالجات ساندي بريدج من إنتل [ 4 ] ومعالجات فيوجن من AMD [ 5 ].
إنتل
مع ظهور مجموعة شرائح Intel من السلسلة الخامسة عام 2008، تولى المعالج المركزي (CPU) مهام الجسر الشمالي. وأُسندت المهام المتبقية للوحة الأم إلى شريحة واحدة، مُشكّلةً بنية مركز التحكم بالمنصة (PCH). في منصات Intel، يُدير مركز التحكم بالمنصة (PCH) جميع وظائف الجسر الجنوبي ووظائف الإدخال/الإخراج المتبقية، وهو متصل مباشرةً بالمعالج المركزي عبر واجهة الوسائط المباشرة (DMI). [ 6 ] كما تتضمن معالجات Intel منخفضة الطاقة (Haswell-U وما بعدها) ومعالجات الطاقة المنخفضة للغاية (Haswell-Y وما بعدها) مركز تحكم بالمنصة (PCH) مدمجًا. كذلك، دُمجت بعض وظائف الجسر الجنوبي في معالجات AMD Ryzen ، مثل بعض واجهات USB وبعض واجهات SATA / NVMe . [ 7 ]
AMD
قامت AMD بدمج جسر الشمال في وحدة المعالجة المركزية مع إطلاق أولى وحدات المعالجة المسرعة (APUs) في عام 2011، وأطلقت على الشريحة المتبقية (المماثلة لشريحة التحكم في المعالج) اسم مركز التحكم المدمج (FCH). واستُخدم مركز التحكم المدمج (FCH) حصريًا في وحدات المعالجة المسرعة (APUs) من AMD حتى عام 2017.
SoC و SiP
تُدمج معالجات النظام على شريحة ، الشائعة في الأجهزة المحمولة، جسري الجنوب والشمال في شريحة وحدة المعالجة المركزية. أما تصميمات النظام في حزمة فهي مشابهة، باستثناء أن حزمة وحدة المعالجة المركزية عبارة عن وحدة متعددة الشرائح (MCM) تتكون من عدة شرائح. وهذا يُحسّن الإنتاجية مقابل انخفاض مستوى التكامل.
AMD
تستخدم AMD تصميم نظام على شريحة (SoC) في معالجات سطح المكتب والخوادم منذ عام 2015 مع نواة Excavator Carrizo. [ 8 ] ما يُعرف باسم "مجموعة الشرائح" هو في الواقع جهاز PCIe خاص يجمع وظائف مُبدِّل PCIe (الذي يزيد عدد مسارات PCIe المتاحة)، ومضيف USB، و/أو مضيف SATA. يتصل هذا الجهاز بوحدة المعالجة المركزية عبر وصلة PCIe مخصصة. [ 9 ] [ تستخدم معالجات سطح المكتب غير المخصصة للحوسبة عالية الأداء (HEDT) منذ Zen 2 (2019) تصميم MCM مع رقائق منفصلة لوحدة المعالجة المركزية ووحدات الإدخال/الإخراج (نظام في حزمة واحدة).] [ 10 ]
من الناحية التقنية، يمكن للمعالج العمل بدون شريحة؛ إذ يقتصر وجودها على التفاعل مع وحدات الإدخال/الإخراج منخفضة السرعة. أما معالجات خوادم AMD فتعتمد تصميم نظام متكامل على شريحة واحدة ، لا يتطلب شريحة. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
إنتل
بدءًا من معالجات Haswell فائقة الكفاءة في استهلاك الطاقة ، واستمرارًا مع معالجات Skylake للأجهزة المحمولة ، دمجت إنتل وحدات تحكم الإدخال/الإخراج للجسر الجنوبي في حزمة المعالج، مستغنيةً عن شريحة PCH لتصميم نظام متكامل (SiP) بشريحتين؛ الشريحة الأكبر هي شريحة المعالج، والشريحة الأصغر هي شريحة PCH. [ 15 ] وبدلًا من DMI ، توفر هذه الحزم المتكاملة (SOPs) مسارات PCIe مباشرةً، بالإضافة إلى خطوط SATA وUSB و HDA من وحدات التحكم المدمجة، وخطوط SPI/ I²C /UART/GPIO لأجهزة الاستشعار. ومثل المعالجات المتوافقة مع PCH، تستمر هذه الحزم في توفير خطوط DisplayPort وRAM و SMBus . مع ذلك، سيظل منظم الجهد المتكامل غير متوفر حتى معالجات Cannon Lake.
أصل الكلمة
يُشتق الاسم من تمثيل البنية على شكل خريطة، وقد تم وصفه لأول مرة على هذا النحو مع تقديم بنية ناقل PCI المحلي في عام 1991. في شركة إنتل، اعتبر مؤلفو مواصفات PCI ناقل PCI المحلي في صميم بنية منصة الكمبيوتر الشخصي (أي عند خط الاستواء ).
يمتد الجسر الشمالي إلى شمال العمود الفقري لناقل PCI لدعم وحدة المعالجة المركزية والذاكرة/ ذاكرة التخزين المؤقت وغيرها من الإمكانيات بالغة الأهمية للأداء. وبالمثل، يمتد الجسر الجنوبي إلى جنوب العمود الفقري لناقل PCI ويربط بإمكانيات الإدخال/الإخراج الأقل أهمية للأداء مثل واجهة القرص والصوت وما إلى ذلك.
تقع وحدة المعالجة المركزية في أعلى الخريطة باتجاه الشمال تمامًا. تتصل وحدة المعالجة المركزية بمجموعة الشرائح عبر جسر سريع (الجسر الشمالي) يقع شمال أجهزة النظام الأخرى كما هو موضح في الرسم. ويتصل الجسر الشمالي ببقية مجموعة الشرائح عبر جسر بطيء (الجسر الجنوبي) يقع جنوب أجهزة النظام الأخرى كما هو موضح في الرسم.
على الرغم من أن بنية منصة الكمبيوتر الشخصي الحالية قد استبدلت العمود الفقري لحافلة PCI بأعمدة إدخال/إخراج أسرع، إلا أن اصطلاح تسمية الجسر لا يزال قائماً.
الوظائف
تشمل الوظائف الموجودة في جسر الجنوب في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ما يلي: [ 16 ] [ 2 ]
- ناقل PCI . قد يتضمن الجسر الجنوبي أيضًا دعمًا لـ PCI-X .
- واجهات PCI Express (PCIe) منخفضة السرعة تُستخدم عادةً لشبكات Ethernet و NVMe.
- ناقل ISA أو جسر LPC . لم تعد فتحات ISA متوفرة في اللوحات الأم الحديثة. يوفر جسر LPC مسارًا للبيانات والتحكم إلى منافذ الإدخال/الإخراج الفائقة (المنفذ القياسي للوحة مفاتيح وفأرة PS/2 ، والمنفذ المتوازي، والمنفذ التسلسلي، ومنفذ الأشعة تحت الحمراء، ووحدة تحكم القرص المرن).
- وحدة تحكم I2C و SMBus .
- وحدة تحكم DMA . تتيح وحدة تحكم DMA 8237 لأجهزة ISA أو LPC الوصول المباشر إلى الذاكرة الرئيسية دون الحاجة إلى مساعدة من وحدة المعالجة المركزية.
- PIC و I/O APIC .
- واجهات التخزين الضخمة مثل SATA و M.2 و PATA القديمة . وهذا يسمح عادةً بتوصيل محركات الأقراص الصلبة أو محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) .
- ساعة الوقت الحقيقي .
- مؤقت فاصل زمني قابل للبرمجة .
- مؤقت أحداث عالي الدقة .
- وحدة تحكم ACPI أو وحدة تحكم APM .
- يستخدم ناقل SPI التسلسلي في الغالب للوصول إلى ذاكرة الفلاش الخاصة بالبرامج الثابتة (مثل BIOS / UEFI ) .
- ذاكرة BIOS غير المتطايرة . يقوم نظام CMOS (ذاكرة تكوين BIOS)، بمساعدة طاقة البطارية الإضافية، بإنشاء منطقة تخزين محدودة غير متطايرة لبيانات تكوين BIOS.
- واجهة صوت Intel HD Audio أو AC'97 .
- واجهات USB .
اختيارياً، يتضمن الجسر الجنوبي أيضاً دعماً (شريحة منفصلة مدمجة أو مدمجة في الجسر الجنوبي) لشبكات إيثرنت ، وواي فاي ، وRAID ، وثندربولت ، والإدارة خارج النطاق .
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "ما هي ساوثبريدج؟" ، قاموس ويبوبيديا الحاسوبي (تعريف الكلمة)، 4 نوفمبر 2002
- 1 2 مجتبى، حسن (13 سبتمبر 2019). "تسريب لوحات أم Intel Z490 وH470 لمعالجات الجيل العاشر Comet Lake-S" . Wccftech . تاريخ الاسترجاع: 30 أكتوبر 2020 .
- ↑ مجموعة الشرائح: الجسر الشمالي والجسر الجنوبي ، ريغاتشي
- ↑ فاتو، كريستيان. "لماذا لا يزال معالج Ivy Bridge رباعي النواة؟" . أناندتك . مؤرشف من الأصل في 7 ديسمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 27 سبتمبر 2015 .
- ↑ ستوكس، جون (11 نوفمبر 2010). "مع فيوجن، تكمن مشاكل AMD في التفاصيل" . آرس تكنيكا . تم الاطلاع عليه في 27 سبتمبر 2015 .
- ↑ "مجموعة شرائح إنتل HM57 Express للأجهزة المحمولة" . إنتل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-04-2014 .
- ↑ هاغيدورن، هيلبرت (23 مايو 2019). "معالج AMD Ryzen 3000: مخطط جديد حول PCIe 4.0 على شريحة Matisse وX570" . Guru3D.com . تاريخ الاسترجاع: 12 يونيو 2020 .
- ↑ "AMD في ISSCC 2015: تفاصيل Carrizo والحفارة" .
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - ↑ "مراجعة معالجات AMD Zen 4 Ryzen 9 7950X و Ryzen 5 7600X: استعادة الفئة العليا" .
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - ↑ "الرقائق الصغيرة هي المستقبل، لكنها لن تحل محل قانون مور" .
- ↑ "مركز توثيق AMD" (ملف PDF) . www.amd.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أكتوبر 2024 .
- ↑ كينيدي، باتريك (2019-04-08). "مراجعة Supermicro M11SDV-4C-LN4F mITX AMD EPYC 3151 Platform" . ServeTheHome . تاريخ الاسترجاع: 2024-08-18 .
- ↑ كوتريس، أندريه فروموسانو، د. إيان. "مراجعة معالج AMD EPYC Milan من الجيل الثالث: موازنة الأداء الأقصى مقابل الأداء لكل نواة" . www.anandtech.com . تاريخ الاسترجاع: 18 أغسطس 2024 .
{{cite web}}: صيانة CS1: خدمة الأرشفة المهملة ( رابط ) صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ "مراجعة معالجات AMD Zen و Ryzen 7: نظرة معمقة على معالجات 1800X و 1700X و 1700" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 7 مارس 2017.
- ↑ كاتريس، إيان. "إنتل تُطلق معالج Broadwell-U: وحدات تخزين جديدة، تصل إلى 48 وحدة معالجة رسومية، ومعالج Iris 6100" . www.anandtech.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 يناير 2015.
- ↑ ما هي مجموعة الشرائح؟، المملكة المتحدة : ميسكو.
روابط خارجية
- "اللوحات الأم وشرائح Core-Logic: التفاصيل الدقيقة > وظائف الجسر الشمالي والجسر الجنوبي" . InformIT . تاريخ الاسترجاع: 18 نوفمبر 2010 .
- أجهزة الكمبيوتر الشخصية المتوافقة مع IBM
- الشرائح