Северные мосты и хабы

Северный хаб (как и мост) определяет основные возможности системной платы:

• Поддерживаемые процессоры — типы, частоты системной шины, возможности мультипроцессорных или избыточных конфигураций. Типы процессоров определяются протоколами системной шины, которых в настоящее время несколько:

• шина Pentium процессоров для сокета 7, Super7 (и сокета 5); частоты 50-100 МГц;

• шина Р6 процессоров для сокета 8, слотов 1 и 2, сокета-370; частоты 66-133 МГц;

• шина Pentium 4 для сокетов с 423, 478/479, 603/604 и 775 контактами; частота синхронизации 100-266 МГц при 4-кратной «накачке» обеспечивает частоту передачи данных 400-1066 МГц;
• шина EV-6 процессоров Athlon, Duron, Semptron для слота А и сокета А (462 контакта); частоты передачи данных 200-400 МГц (тактовая частота в два раза ниже);
• интерфейс HyperTransport процессоров со встроенным контроллером памяти (Athlon 64, Opteron, мобильные Turion 64 и Semptron) для сокетов с 754 и 939/940 выводами.

• Типы памяти и частота работы шины памяти:

• DRAM (FPM, EDO, BEDO) с временем доступа 50-80 нс;
• SDRAM (PC66, РС100, РС133) с частотами 66-133 МГц;
• DDR SDRAM (РС1600, РС2100, РС2700, РС3200) с частотами 100-200 МГц (частота передачи в два раза выше);
• DDR2 SDRAM (РС2-3200, РС2-4300, РС2-5300, РС2-5300, РС2-6400) с частотами 200-400 МГц (частота передачи в два раза выше);
• RDRAM (РС600, РС700, РС800, РС1066) с частотами 300, 356, 400 и 533 МГц.

• Максимальный объем памяти. На него влияет ряд факторов:

• число слотов под модули памяти и поддерживаемые объемы модулей (допустимое число устанавливаемых модулей при работе на самой высокой частоте шины памяти может оказаться меньше, чем число слотов);
• максимальное количество «рядов» микросхем памяти (может ограничивать возможное число устанавливаемых двусторонних модулей).

• Число каналов памяти — пока чаще один, но для повышения пропускной способности применяются два канала. Поначалу двухканальность использовалась только для RDRAM (здесь меньше интерфейсных сигналов в канале), теперь есть двухканальные контроллеры DDR SDRAM и DDR2 SDRAM. В оба канала должны быть установлены попарно однотипные модули (как раньше пары SIMM-72 для Pentium).
• Возможность и эффективность применения разнородной памяти (например, DRAM вместе с SDRAM в старых платах, SDRAM и DDR SDRAM в более новых) и модулей с разным быстродействием (разная латентность при одинаковой частоте). В ряде случаев разнородная память снижает производительность всей памяти, и не всегда эта потеря окупается получаемым увеличением объема ОЗУ.
• Для старых плат с DRAM — возможность чередования банков (у современных типов памяти чередование банков внутреннее).
• Поддержка контроля достоверности памяти и исправления ошибок (ЕСС).
• Средства подключения графического акселератора (высокопроизводительное подключение), для которого уже имеется несколько вариантов:

• порт AGP и его характеристики (режим 2х/4х/8х, внеполосная адресация SBA, быстрая запись Fast Writes); для чипсетов с интегрированной графикой интересна доступность порта при отключении внутреннего графического адаптера;
• слоты PCI-E 8х или 16х для подключения графического адаптера (1 или 2 порта); слоты PCI-E 1х может обеспечивать как северный, так и южный хаб;
• графический адаптер с интерфейсом HyperTransport (пока что это теоретический вариант).

• Возможности системы управления энергопотреблением ACPI или АРМ) - реализуемые энергосберегающие режимы процессора и памяти, управление производительностью, SMM.

Северный мост плат для сокетов 5, 7 и Super7 определяет также политику записи кэша, применяемые типы и быстродействие микросхем статической памяти, возможный размер кэша и кэшируемой области основной памяти. Для современных плат без кэша все эти параметры определяются процессором, а политику обратной записи поддерживают уже все платы.

Северный мост определяет также поддерживаемые частоты и разрядность шины PCI и PCI-X, возможное количество контроллеров шины PCI (число пар сигналов арбитра PCI), способы буферизации, возможности одновременных обменов. Северный хаб на эти параметры уже не влияет, поскольку шины PCI и PCI-X подключаются к южному хабу.