Transcript 칩셋(Chip Set)

칩 셋(Chip Set)
순
서
● 칩셋이란?
● 칩셋의 발전
● 칩셋의 구조
● 칩셋의 변화
● 1,2 세대 칩셋 소개
● 칩셋의 문제점
● 새로운 칩셋의 구조
● 인텔, VIA, SIS
● 최근 동향
칩셋이란?
• ChipSet(칩셋)이란 마더보드 상에 장착된CPU, 메모리,
PCI 슬롯(slot)이 데이터를 주고받도록 이를 제어하는
기능을 수행하는 대규모 집적회로군의 총칭이다.
• 마이크로프로세서와 캐시, 시스템 버스 및 주변장치들
사이의 데이타 전송을 중재하는 역할을 수행한다. 메모리
컨트롤러, 버스 컨트롤러 등 복수의 칩으로 구성된다
• 버스 경합(Bus Contention)
- 여러 개의 버스 마스터들이 동시에 버스 사용을 요구
하는 경우에 경쟁이 발생
• 버스중재(Bus Arbitration)
- 어떤 기준에 따라 버스 마스터들 중에서 한 개씩만 선
택하여 순서대로 버스를 사용할 수 있게 해주는 동작
- 연결구조에 따라 -> 병렬 중재 방식
직렬 중재방식
- 중재기의 위치에 따라 -> 중앙집중식 중재 방식
분산식 중재 방식
칩셋의 발전
• 1986년 C&T(Chips and Technology)는 혁신적인 82C206
칩을 발표하였다 -> 82C206에는 버퍼와 메모리 컨트롤러
기능을 하는 4개의 CS8220 칩이추가되어 칩셋을 구성
• 4개의 칩으로 구성된 82C206의 칩 수가 3개로 줄면서
NEAT (New Enhanced AT) CS8221 칩셋을 발표 ->
후에 82C836 Single Chip AT(SCAT) 라는 싱글 칩으로 발전
• 82350칩셋 -> 인텔이 만든 최초의 메인보드 칩셋
386DX와 486 프로세서에 사용
• i420 칩셋 -> 최초의 노스브릿지-사우스브릿지 형태의 칩셋
칩셋의 구조
•노스 브릿지(North Bridge)
CPU, 램, AGP나 PCI에 연결된 확장
카드들을 연결하고 조정해주는 일을
한다.
•사우스 브릿지(South Bridge)
하드디스크, CD롬, 슈퍼디스크,
프린터, USB 기기등을 담당.
정보를 수집 노스브리지로 옮기는
일을 한다.
칩셋의 변화
• 1세대 칩셋: 인텔의 420 칩셋과 그 이후 펜티엄 칩셋까지의 노스브릿지사우스브릿지의 구조가 사용된 칩셋이다. 처음으로 로컬 버스라는
개념이 도입되었다. (420칩셋. HX,VX,TX 등)
• 2세대 칩셋: AGP가 적용된 칩셋, AGP는 로컬버스이며, PCI에 그 기술의
기반을 두고 있기는 하지만 방대한 데이터전송 대역폭을 요구하는
비디오 어댑터를 위하여 완전히 독립하여 동작하도록 설계되었다.
VGA와 메모리간의 직접 연동까지도 가능하다. ( LX,BX,KT133등)
• 3세대 칩셋: 노스브릿지-사우스브릿지를 서로 이어주는 데이터 연결 버스가
보다 넓어지고 빨라졌다는 것이 가장 큰 변화점이라 하겠다.
PCI 버스는 완전히 사우스브릿지의 제어권에. 즉 노스브릿지에
빠른 장치만의 연결을 사용한다.
3세대 칩셋에는 이 외에도 각 제조사별로 독자적인 기술들이
적용된다. (인텔 800시리즈, SIS 735, 645, VIA KT266(A), nForce)
• AGP (Accelerated Graphic Port)
- 평범한 보통 PC에서 3차원 그래픽 표현을 빠르게 구현
할 수 있게 해주는 버스 구격
• PCI (Peripheral-Component Interconnect)
- 1993년 새롭게 제정된 33MHz의 전송속도로 32bit 데이
터를 처리하는 버스규약
1세대 칩셋(1)
▲ 430LX (Mercury)
(Pentium 60, 66)
• 싱글 프로세서 지원
• 512KB L2캐시
• 192MB 메모리 지원
• 듀얼 (Dual) 프로세서 지원
▲ 430NX (Neptune)
• 시스템 메모리 512MB 지원
(Pentium 75, 90, 100)
▲ 430FX (Triton)
(Pentium 75~200)
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EDO 메모리
파이프라인 버스트캐시
싱크노러스 SRAM
고성능의 버스마스터 IDE 와 PIIX South Bridge
메모리 패리티 체크 비지원
싱글 CPU 지원
128M 지원(64MB까지 캐시가능)
PCI 2.0
AMD 사이릭스의 호환 CPU지원 X
1세대 칩셋(2)
▲ Intel Triton II (430HX)
• Parity 와 ECC 메모리
• 듀얼(Dual) 프로세서
• 512MB까지 메모리
• 512MB까지 시스템 메모리 캐시
• 빠른 메모리 타이밍과 추가된 I/O 버퍼들로 인한 성능 향
상
• PCI 2.1 지원으로 Concurrent PCI 동작 가능
• USB 지원
• IDE/ATA 드라이브의 독립적인 디바이스 타이밍
1세대 칩셋(3)
▲ Intel Triton II (430VX)
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66MHz SDRAM 지원
No Parrity /ECC 메모리 지원
싱글 프로세서 지원
128MB 지원
64MB까지 캐싱
SMBA(Shared Memory Buffer Architecture)를 지원하므로 메인
메모리를 비디오 메모리로 사용할 수 있는 기능 지원
▲ Intel Triton III (430TX)
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66MHz SDRAM 지원
64M까지 메모리 캐시 지원
Ultra ATA 지원
모빌머신에서 사용하기위한 낮은 전력소모
Parity/ECC 메모리 지원하지 않음
싱글(Single) 프로세서 지원
2세대 칩셋(1)
▲ 440LX AGPset
• 3D 그래픽과 비디오 성능 향상을 위해 최초로 AGP 지원
• SDRAM을 지원하여 메모리의 빠른 읽기와 쓰기
• 펜티엄 II 프로세서와 그래픽 컨트롤러간의 빠른 데이터 스트리밍
• IDE 주변장치를 위한 UltraDMA/33 지원
• 최대 512MB 메모리 지원 (슬롯당 128MB까지 장착 X4 메모리 슬롯 지원)
•듀얼 CPU지원
▲ 440BX AGPset
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100MHz SDRAM을 지원하므로서 인텔 펜티엄 II 프로세서의 성능을 최적화
100MHz와 66MHz의 시스템과 메모리 버스를 동시에 지원
ACPI 파워 관리 규격 준수
데스크탑과 모빌 플랫폼에서 "Wired for Management" 기능 지원
모빌 펜티엄 II 프로세서 지원
2세대 칩셋(2)
▲ Apollo Pro 133A (694X)
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팬티엄 III 프로세서에서의 성능을 최적화
66MHz, 100Mhz, 133Mhz의 시스템과 메모리 버스를 비동기식 지원
IDE 주변장치를 위한 UltraDMA/66 지원 (후에 UltraDMA/100 지원)
AGP 4X 를 지원 (AGP 2X의 532MB/s와 비교하여 1GB/s 이상의 속도)
▲ Apollo KT 133A (KT133A)
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소켓 A 방식의 AMD 애슬론, 듀론 칩셋을 지원하는 칩셋
EV6 방식을 사용 200Mhz, 266Mhz 를 지원
AGP 4X 를 지원
IDE 주변장치를 위한 UltraDMA/100 (VT82C686B)
기존 노스브릿지와 사우스브릿지 기술 사용
PC 133 SDRAM과 VC133 DRAM을 모두 지원, 최대 2G까지 장착 가능
칩셋의 문제점
▲ 기존 칩셋의 문제점
• PCI 기기들은 모두 133MB/s의
PCI 버스를 사용한다
• 사우스브릿지 역시 하나의
PCI 기기로 동작한다
• PCI 기기들이 동시에 동작할 경우
그 효율성은 크게 저하된다
• IDE 기기의 경우 ATA/100을 사용
두개의 채널을 사용하기때문에 200MB/s 의 대역폭이 필요
사우스 브릿지 자체도 병목현상이 생김
새로운 칩셋의 구조
▲ 새로운 칩셋의 구조
• 사우스브릿지 위상과 PCI 버스의
제어권 확보.
• 노스브릿지와 사우스브릿지를 연결
하고 있던 인터페이스는 PCI가 아닌
각 사의 독자적 인터페이스로 변경
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인텔의 허브아키텍처 (266MB/s)
VIA의 V-LINK (266MB/s)
SIS의 MuTIOL (1.2GB/s)
AMD의 HyperTransport (800MB/s)
인
텔
▲ 800 시리즈 (i820, i815, i850, i845)
• 800 계열 칩셋의 기본구조는 축적허브구조(Accumulated Hub Architecture)라
불리는'허브 아키텍쳐'이다.
• 노스브릿지의 경우 메모리와 프로세서, AGP 버스 사이에서 오가는 데이터를
제어하기 때문에 그 이름이 MCH(Memory Controller Hub) (82820,82815)
• 사우스브릿지는 PCI를 비롯한 각종 입출력기기를 총괄하기 때문에 ICH(I/O
Controller Hub)라 명칭된다. (82801AA, 82801BA)
• 인텔의 칩셋은 MCH(GMCH-Graphics Memory Controller Hub) 와 ICH(IO
Controller Hub), FWH(Firmware Hub)의 조합으로 이루어진다.
인
텔
▲ 800 시리즈 (i820, i815, i850, i845)
• 칩셋의 기본스펙
V I A
▲ VIA Apollo Pro 266, Apollo KT 266
• 메모리의 지원이 DDR 메모리부터
VC 메모리까지 골고루 지원하며,
최대 4.0GB까지 사용
• 기본적으로 V-LINK 아키텍처를
지원한다.
• 인텔과 마찬가지로 노스브리지와
사우스 브릿지의 조합으로 칩의
성능이 결정된다.
• 사우스 브릿지로는 VT8233 을
사용한다.
V I A
▲ VIA Apollo Pro 266, Apollo KT 266
• 칩셋의 기본스펙
S I S
▲ SIS 635, SIS 735
• 특징은 원칩 솔루션이다
• 노스브릿지/사우스브릿지가 통합
MuTIOL 아키텍처로 1.2GB라는
높은 대역폭, 6개의 PCI 버스가
동시에 동작할 수 있다.
• 원칩으로 높은 성능. 그렇지만
새로운 기능이 나왔을 때 이를
그 즉시 적용할 수 없다는 단점.
S I S
▲ SIS 635, SIS 735
• 칩셋의 기본스펙
최근 동향(1)
▲ 인텔의 845B, VIA의 P4X266(A), SIS 645
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현재 각 회사에서 발표한 팬티엄4지원 칩셋이다.
이 칩들의 지원 메모리는 DDR 메모리이다.
이들 칩은 478소켓을 기본지원으로 한다.
FSB 400Mhz 를 지원한다.
아키텍쳐 상으로는 SIS 654 칩이 가장 우위에 있다.
▲ VIA의 KT266A, SIS 735,745, nVIDIA의 nForce
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이 칩들은 AMD 애슬론 XP 지원 칩셋이다.
이 칩들의 지원 메모리는 DDR 메모리이다.
각각 팬티엄4 지원 칩셋이랑 비슷하며
EV6 시스템 버스를 사용, 266Mhz FSB로 작동한다.
nForce는 성능상으로 Twinbank Memory Controller 을 지원
그래픽 코어를 내장하고 있는 칩셋이다.
최근 동향(2)
▲ 인텔의 i845(D)
• 쓰기 캐쉬(write cache)를
도입한 SDRAM용 칩셋
• 845와 845D의 차이는 메모리
지원이 SDRAM과 DDR-SDRAM
• 대역폭이 기존 1.06GB/s 에서
2.1GB/s 로 증가
• 최대 3GB의 메모리를 지원
• In Order Queue(IOQ)의 깊이가
i850의 8레벨에서 12레벨로 증가
동시에 열 수 있는 페이지의 수는
8개에서 24개로 증가
최근 동향(3)
▲ SIS의 645
• DDR200, DDR266, DDR333을
지원하는 칩셋
• 대역폭이 533MB/s 로 향상
• 3G 메모리를 지원
• SiS961 MuTIOL의 사우스브릿지
• Delivering 기술 채용
노스-사우스 브릿지 사이의
533MB/s의 전송대역폭
• In Order Queue(IOQ)의 깊이가
12레벨
▲ SIS645, i850
최근 동향(4)
▲ nVIDIA의 nForce
• IGP(Integrated Graphics Processor)와
MCP(Media and Communications Processor) 구성
• Gforce 2 MX 급의 VGA 내장
• TwinBank Memory Architecture
128메가의 메모리 버스사용
(64메가 X 2)
• Hyper Transport 기술 채용
(800MB/s 전송률)
• 돌비 5.1 채널 지원
• 완벽한 통신 인터페이스
•nForce220과 nForce420
결
론
▲ 칩셋 시장은 전쟁이다.
• 현재의 칩셋시장은 전쟁이라 할수 있다. 너무 빠른 발전을 해버린 CPU 때문에
하루가 다르게 쏟아져 나오는 칩셋은 선택하는데 어려움을 주고 있다.
그렇지만 CPU나 그래픽 카드 만큼이나 칩셋은 중요하다. PC의 전반적인 성능
에 영향을 주기 때문이다.
이런 상황에서 칩셋의 선택은 중요하다.
현재 전반적인 추세는 메모리가 DDR-RAM 으로 흘러 간다는 것이다.
그리고 CPU와 메모리와의 병목현상, 그리고 다른 느린 주변장치들을
얼마나 효율적으로 처리해주는냐에 따라 칩셋의 성능이 결정된다.
또 하나 칩셋에서의 안정성. 성능이야 SIS 가 좋아고는 하지만. 역시 안정성은
인텔의 손을 들어줄수 밖에 없다.
이런 상황에서 인텔의 I845D, SIS 645, 그리고 통합칩셋의 nForce가 좋은
선택이 될수 있다.
참고 자료
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www.intel.com
www.viatech.com
www.sis.com
www.kbench.com
www.technoa.co.kr
www.pcbee.co.kr
www.tomshardware.co.kr
www.nvidia.com
www.hwlab.com
•
www.ezguide.com
•
www.amdinfo.co.kr
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•
PC Dictionary (마이크로 소프트웨어)
컴퓨터 구조론 (생능출판사)
컴퓨터 시스템 구조론 (싸이텍 미디어)
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하드웨어 팔만대장경(혜지원)
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