Введение

Южный мост — один из двух чипов в архитектуре основной логической схемы чипсета на материнской плате ПК. Другой чип — северный мост. По состоянию на 2023 год большинство персональных компьютеров больше не используют два отдельных чипа, а вместо этого имеют единый чип, выполняющий функции чипсета, например, чипсет Intel Z790. Южный мост обычно отвечал за более медленные функции материнской платы в компьютерной архитектуре с северным и южным мостами. В системах с чипсетами Intel южный мост назывался I/O Controller Hub (ICH), а AMD называла свой южный мост Fusion Controller Hub (FCH) с момента появления своего Fusion Accelerated Processing Unit (APU), перенеся функции северного моста непосредственно в процессор, что сделало его функционально похожим на Platform Hub Controller. Южный мост обычно отличается от северного моста тем, что не имеет прямого подключения к процессору. Вместо этого северный мост соединяет южный мост с процессором. Благодаря использованию встроенной схемы канала контроллера, северный мост может напрямую передавать сигналы от устройств ввода-вывода процессору для управления данными и доступа к ним.

Текущий статус

В связи с тенденцией к созданию систем на кристалле (SoC), в современных устройствах северный мост все чаще интегрируется непосредственно в кристалл процессора; примерами служат процессоры Intel Sandy Bridge и AMD Fusion, оба выпущенные в 2011 году. Южный мост устарел и был заменен архитектурой Platform Controller Hub (PCH), представленной с чипсетом Intel 5 Series в 2008 году, а AMD поступила аналогичным образом с выпуском своих первых APU в 2011 году, назвав PCH контроллером Fusion (FCH), который использовался исключительно на APU AMD до 2017 года, когда он начал применяться в архитектуре AMD Zen, при этом название FCH было отменено. На платформах Intel все функции южного моста и оставшиеся функции ввода/вывода управляются PCH, который напрямую подключен к процессору через интерфейс Direct Media Interface (DMI). Процессоры Intel с пониженным энергопотреблением (Haswell U и более поздние) и процессоры с ультранизким энергопотреблением (Haswell Y и более поздние) также интегрировали PCH в корпус. Благодаря своей чиплетной конструкции, процессоры AMD Ryzen также интегрировали некоторые функции южного моста, такие как часть интерфейсов USB и SATA/NVMe.

Обзор

Чипсет южного моста выполнял многие функции ввода-вывода компьютера, такие как USB, аудио, системный BIOS, шина ISA или шина LPC, низкоскоростная шина PCI/PCIe, контроллер прерываний IOAPIC, хранилище SATA, устаревшее хранилище PATA и хранилище NVMe. Возможны различные комбинации чипов южного и северного мостов, но эти два типа чипов должны быть разработаны для совместной работы; не существует единого отраслевого стандарта для совместимости между различными конструкциями чипсетов основной логики. В 1990-х и начале 2000-х годов интерфейсом между северным и южным мостом была шина PCI. По состоянию на 2023 год основными используемыми интерфейсами для соединения являются Direct Media Interface (Intel) и PCI Express (AMD).

Этимология

Название происходит от представления архитектуры в виде карты и впервые было описано таким образом с введением архитектуры локальной шины PCI в 1991 году. В Intel разработчики спецификации PCI рассматривали локальную шину PCI как центральный элемент архитектуры платформы ПК (то есть как экватор). Северный мост простирается к северу от основной шины PCI для поддержки процессора, памяти/кэша и других критически важных для производительности функций. Аналогично, южный мост простирается к югу от основной шины PCI и обеспечивает связь с менее критичными для производительности функциями ввода-вывода, такими как интерфейс диска, аудио и т.д. Процессор расположен в верхней части карты, точно на севере. Процессор соединен с чипсетом через быстрый мост (северный мост), расположенный севернее других системных устройств, как это схематически изображено. Северный мост соединен с остальной частью чипсета через медленный мост (южный мост), расположенный южнее других системных устройств, как это схематически изображено. Хотя в современных архитектурах ПК-платформ основная шина PCI заменена более быстрыми шинами ввода-вывода, принятая схема именования мостов сохранилась.