„Chipsatz“ – Versionsunterschied

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Die letzte Vorstellung einer ins Mainboard integrierten Grafikeinheit war 2010 (siehe Integrierter Grafikprozessor), von "heute" kann daher keine Rede sein. Heute gibt es überhaupt keine Northbridge mehr auf einem PC-Mainboard, weil die jetzt in der CPU ist (siehe Northbridge).
 
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[[Datei:Motherboard diagram.svg|thumb|Klassisches Schema eines Chipsatzes auf einer PC-Hauptplatine. Heute befindet sich oft der RAM-Controller in der CPU und stattdessen ein [[integrierter Grafikprozessor]] in der Northbridge.]]
[[Datei:Motherboard diagram.svg|mini|Klassisches Schema eines Chipsatzes auf einer PC-Hauptplatine um 2005. Die Funktionalität der Northbridge befindet sich heute in der CPU.]]


Als '''Chipsatz''' bezeichnet man im Allgemeinen mehrere zusammengehörende [[Integrierter Schaltkreis|integrierte Schaltkreise]], die zusammen eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Normalerweise ist es nicht sinnvoll, nur einzelne Chips aus der Gesamtheit eines Chipsatzes zu benutzen. Es sprechen meist lediglich technische Gründe dagegen, sämtliche Funktionalität auf einem Chip unterzubringen – zum Beispiel Beschränkungen der Komplexität eines Chips, der Anzahl der Anschlüsse eines Chip-Gehäuses oder unterschiedliche Anforderungen einzelner Schaltungsteile, die sich durch unterschiedliche [[Halbleitertechnologie|Halbleiterherstellungsprozesse]] realisieren lassen (z. B. [[Trägerfrequenz|HF]]- und [[Basisband]]-Verarbeitung).
Als '''Chipsatz''' bezeichnet man im Allgemeinen mehrere zusammengehörende [[Integrierter Schaltkreis|integrierte Schaltkreise]], die zusammen eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Normalerweise ist es nicht sinnvoll, nur einzelne Chips aus der Gesamtheit eines Chipsatzes zu benutzen. Es sprechen meist lediglich technische Gründe dagegen, sämtliche Funktionalität auf einem Chip unterzubringen – zum Beispiel Beschränkungen der Komplexität eines Chips, der Anzahl der Anschlüsse eines Chip-Gehäuses oder unterschiedliche Anforderungen einzelner Schaltungsteile, die sich durch unterschiedliche [[Halbleiterprozess]]e bzw. [[Halbleiter|-materialien]] realisieren lassen (z. B. [[Trägerfrequenz|HF]]-Signal-Verarbeitung mit [[Galliumarsenid]] und [[Basisband]]-Verarbeitung mit [[Silizium]]).

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== Geschichte ==
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[[Datei:PCXTMainboard01.jpg|miniatur|PC-XT-kompatible Hauptplatine von 1989. Es gibt keinen Chipsatz, die Platine ist mit den Standard-Peripherie-Bausteinen des Original-IBM-PC-Designs bestückt. Die Steuerlogik ist ausschließlich mit [[Transistor-Transistor-Logik]] realisiert, im [[Fachjargon]] als „TTL-Grab“ bezeichnet]]

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[[Datei:ASRock K7VT4A Pro Mainboard Labeled German.PNG|miniatur|PC-Hauptplatine von 2005 mit North- und Southbridge und entsprechend weniger „diskreten“ Logikbausteinen.]]
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Bei den ersten [[Heimcomputer]]n und [[Personal Computer]]n bestand das System neben dem [[Mikroprozessor]] typischerweise aus einer Reihe von eigenständigen [[Schnittstelle]]n-Chips, die alle über Adress-, Daten- und Steuer-[[Bus (Datenverarbeitung)|Bus]] direkt zum Prozessor hingingen; ein einfacher ''Adressdecoder-Chip'' selektierte den jeweils gemeinten Chip. Mit fortschreitender Integrationstiefe wurden immer mehr dieser verteilten Funktionen in größeren Chips zusammengefasst. Dabei bildeten sich gewisse Quasi-Standards heraus.


== PC-Chipsatz ==
== PC-Chipsatz ==
Im Speziellen ist der Chipsatz auf einer [[IBM-PC-kompatible Computer|PC]]-[[Hauptplatine]] gemeint, der einen [[Mikroprozessor]] bei seiner Aufgabe unterstützt. Grund für die Aufteilung auf mehrere Schaltkreise ist hierbei die Anzahl der benötigten elektrischen Anschlüsse.
Im Speziellen ist der Chipsatz auf einer [[IBM-PC-kompatible Computer|PC]]-[[Hauptplatine]] gemeint, der einen [[Mikroprozessor]] bei seiner Aufgabe unterstützt. Grund für die Aufteilung auf mehrere Schaltkreise ist hierbei die Anzahl der benötigten elektrischen Anschlüsse.


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=== Geschichte ===
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Der erste Chipsatz für den [[IBM-PC/AT]] war der [[New Enhanced AT|NEAT]]-Chipsatz für den [[Intel 80286]] von [[Chips & Technologies]]. Heute bestehen Chipsätze üblicherweise aus der in den 1990er Jahren von [[Intel]] eingeführten Zwei-Brücken-Architektur, bestehend aus [[Northbridge]] und [[Southbridge]]. Die Namen leiten sich von der üblichen Lage der Chips auf einer Hauptplatine ab. Die Northbridge liegt (bei senkrechter Montage der Platine, wie in [[Computergehäuse|Towergehäusen]] üblich) meist in der oberen Hälfte der Platine, also im „Norden“ (''engl.'' {{lang|en|„north“}}), während die Southbridge meist unterhalb verbaut wird, also im „Süden“ (''engl.'' {{lang|en|„south“}}). Die beiden Chips dienen zur Steuerung und zum [[Datentransfer]] der einzelnen Komponenten der Hauptplatine und der peripheren Geräte. In der Regel wird der Mikrochip der Northbridge für die Realisierung von Schnittstellen größerer [[Datenübertragungsrate|Bandbreite]] verwendet; die Southbridge integriert dagegen die langsameren Peripherieschnittstellen. North- und Southbridge wurden anfangs über [[Peripheral Component Interconnect|PCI]] verbunden. Als dessen Bandbreite nicht mehr ausreichte, um die Vielzahl der inzwischen in die Southbridge integrierten Peripherieschnittstellen ausreichend schnell zu bedienen, führten die Hersteller proprietäre Interconnects ein. Beispiele hierfür sind Intels [[Intel_ICH#Hintergründe|Hub Interface]], [[VIA Technologies|VIA]]s V-Link und der von [[Silicon Integrated Systems|SiS]] entwickelte MuTIOL Interconnect.
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[[Datei:PCXTMainboard01.jpg|miniatur|PC-XT-kompatible Hauptplatine von 1989. Es gibt keinen Chipsatz, die Platine ist mit den Standard-Peripherie-Bausteinen des Original-IBM-PC-Designs bestückt. Die Steuerlogik ist ausschließlich mit [[Transistor-Transistor-Logik]] realisiert, im [[Fachjargon]] als „TTL-Grab“ bezeichnet]]


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[[Datei:ASRock K7VT4A Pro Mainboard Labeled German.PNG|miniatur|PC-Hauptplatine von 2005 mit North- und Southbridge und entsprechend weniger „diskreten“ Logikbausteinen]]
Die Aufteilung der Funktionalitäten auf die zwei Teilchips North- und Southbridge variiert leicht von Hersteller zu Hersteller.
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Bei frühen [[Heimcomputer]]n und [[Personal Computer]]n (etwa 1970er bis Mitte der 1980er Jahre) besteht das System neben dem [[Mikroprozessor]] typischerweise aus einer Reihe von eigenständigen [[Schnittstelle]]n-Chips, die alle über Adress-, Daten- und Steuer-[[Bus (Datenverarbeitung)|Bus]] direkt vom Prozessor angesprochen werden; ein [[Adressdekoder]] selektiert den jeweils gemeinten Chip. Mit fortschreitender Integrationstiefe wurden immer mehr dieser verteilten Funktionen in größeren Chips zusammengefasst. Dabei bildeten sich gewisse Quasi-Standards heraus.
Im Zuge der weiter fortschreitenden Miniaturisierung ist die Aufteilung in zwei Chips neuerdings auch schon aufgehoben, siehe bei [[Southbridge]]. Immer mehr Hersteller bieten „Ein-Chip-Chipsätze“ an.


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Der erste Chipsatz für den [[IBM Personal Computer/AT|IBM PC/AT]] war der [[New Enhanced AT|NEAT]]-Chipsatz für den [[Intel 80286]]. In der ersten Hälfte der 1990er Jahre führte [[Intel]] zusammen mit dem [[Peripheral Component Interconnect]] (PCI) die Zwei-Brücken-Architektur für PC-Chipsätze ein, bestehend aus [[Northbridge]] und [[Southbridge]]. Die Namen leiten sich von der üblichen Lage der Chips auf einer Hauptplatine ab. Die Northbridge liegt (bei senkrechter Montage der Platine, wie in [[Computergehäuse|Towergehäusen]] üblich) meist in der oberen Hälfte der Platine, also im „Norden“ (''engl.'' {{lang|en|„north“}}), während die Southbridge meist unterhalb verbaut wird, also im „Süden“ (''engl.'' {{lang|en|„south“}}). Die beiden Chips dienen zur Steuerung und zum [[Datentransfer]] der einzelnen Komponenten der Hauptplatine und der peripheren Geräte. In der Regel wird der Mikrochip der Northbridge für die Realisierung von Schnittstellen größerer [[Datenübertragungsrate|Bandbreite]] verwendet; die Southbridge integriert dagegen die langsameren Peripherieschnittstellen. North- und Southbridge wurden anfangs über PCI verbunden. Andere Chipsatzhersteller übernahmen das Design. Als Ende der 1990er Jahre die PCI-Bandbreite nicht mehr ausreichte, um die Vielzahl der inzwischen in die Southbridge integrierten Peripherieschnittstellen ausreichend schnell zu bedienen, führten die Hersteller proprietäre Interconnects ein. Beispiele hierfür sind Intels [[Intel ICH#Hintergründe|Hub Interface]],<ref>Anand Lal Shimpi: [https://www.anandtech.com/show/299/2 ''The Solution: Accelerated Hub Architecture''] In: ''Intel 810 Chipset'', AnandTech, 24. Mai 1999.</ref> [[VIA Technologies|VIA]]s V-Link<ref>Anand Lal Shimpi: [https://www.anandtech.com/show/703/4 ''VIA's Solution: V-Link''] In: ''VIA Apollo Pro 266: The P3 gets DDR'', AnandTech, 18. Januar 2001.</ref> und der von [[Silicon Integrated Systems|SiS]] entwickelte MuTIOL Interconnect.<ref>Anand Lal Shimpi: [https://www.anandtech.com/show/833/3 ''MuTIOL & The South Bridge''] In: ''SiS 645 Pentium 4 DDR - Take II'', AnandTech, 8. Oktober 2001.</ref> Die Aufteilung der Funktionalitäten auf die zwei Teilchips North- und Southbridge variiert leicht von Hersteller zu Hersteller. Im Zuge der weiter fortschreitenden Miniaturisierung wurde die Aufteilung in zwei Chips inzwischen aufgehoben, siehe bei Southbridge. Immer mehr Hersteller bieten „Ein-Chip-Chipsätze“ an.
Bedeutende Hersteller von Chipsätzen für [[X86-Prozessor|x86]]-kompatible Architekturen sind heute nur noch Intel und [[AMD]]. In der Vergangenheit waren auch [[VIA Technologies]], [[Nvidia]], [[Silicon Integrated Systems|SiS]], [[ULi]], [[ALi]], [[ATI Technologies|ATI]] und [[Broadcom]] (für Serverrechner) engagiert.

Bedeutende Hersteller von Chipsätzen für [[X86-Prozessor|x86]]-kompatible Architekturen sind heute nur noch Intel und [[AMD]]. In der Vergangenheit waren auch [[VIA Technologies]], [[Nvidia]], [[Silicon Integrated Systems|SiS]], [[ULi]], [[ALi]], [[ATI Technologies|ATI]], [[Broadcom]] (für Serverrechner), [[United Microelectronics Corporation|UMC]],<ref>[http://dosdays.co.uk/topics/Manufacturers/umc.php ''UMC''] In: ''DOS days – Old PC Computer Resource''</ref> [[Symphony Laboratories]],<ref>John G. Spooner: [https://www.zdnet.com/article/chip-upstart-takes-on-intel-with-god/ ''Chip upstart takes on Intel... with God''] In: ''ZDnet'', 10. März 2000</ref><ref>[https://www.electronicproducts.com/chipsets-emphasize-power-management-local-bus-connections/ ''Chipsets emphasize power management, local-bus connections''] In: ''Electronic Products'', 1. Dezember 1993.</ref> [[Texas Instruments]],<ref>[http://www.dosdays.co.uk/topics/Manufacturers/ti.php ''Texas Instruments''] In: ''DOS days – Old PC Computer Resource''</ref> [[VLSI Technology]]<ref>[http://dosdays.co.uk/topics/Manufacturers/vlsi.php ''VLSI Technology, Inc.''] In: ''DOS days – Old PC Computer Resource''</ref> und [[Chips & Technologies]]<ref>[http://dosdays.co.uk/topics/Manufacturers/candt.php ''Chips & Technologies, Inc.''] In: ''DOS days – Old PC Computer Resource''</ref> engagiert.


== Chipsatz des Commodore Amiga ==
== Chipsatz des Commodore Amiga ==
Der [[Amiga]]-Computer von [[Commodore International|Commodore]] brachte eine etwas abweichende Definition des Chipsatzes mit. Hier waren es vor allem die [[Multimedia]]-Fähigkeiten Grafik- und Tonausgabe, die mit Priorität behandelt werden sollten. Der Chipsatz des Amiga war wegen der begrenzten Fertigungsmöglichkeiten Anfang der 1980er Jahre auf drei Chips verteilt, war aber als Einheit zu sehen. Er basierte auf einer mächtigen [[Direct Memory Access|DMA]]-Einheit, die den Rest mit Grafik- und Sound-Daten versorgte, daneben aus den üblichen externen [[Schnittstelle]]n. Details siehe bei [[Original Chip Set]].
Der [[Amiga]]-Computer von [[Commodore International|Commodore]] basiert auf einem proprietären Chipsatz. Hier sind es vor allem die Grafik- und Tonausgabe, die mit Priorität behandelt werden. Der Chipsatz des Amiga wurde wegen der begrenzten Fertigungsmöglichkeiten in den 1980er Jahren auf drei Chips verteilt, ist aber als Einheit zu sehen. Demzufolge wird in der technischen Dokumentation häufig nur von ''dem Chipsatz'' gesprochen, ohne dass die Einzelchips genannt werden. Der Chipsatz basiert auf einer [[Direct Memory Access|DMA]]-Einheit, die den Rest mit Grafik- und Audio-Daten versorgt, daneben aus weiteren, seinerzeit üblichen, externen [[Schnittstelle]]n. Für Details siehe den Artikel ''[[Original Chip Set]].''


== Chipsatz des Atari ST ==
== Chipsatz des Atari ST ==
Der Chipsatz des [[Atari ST|Atari-ST]]-Computers von [[Atari]] bestand aus vier Chips, den sogenannten Custom-Chips. Dies waren: DMA, Shifter, MMU und Glue. Später kam der [[Blitter (Amiga)|Blitter]] als weiterer Chip dazu.
Der Chipsatz des [[Atari ST|Atari-ST]]-Computers von [[Atari]] bestand ursprünglich aus vier Chips, den sogenannten Custom-Chips. Das sind ''DMA, Shifter, MMU'' und ''Glue.'' Später kam der [[Bit blit|Blitter]] als weiterer Chip dazu.

== Einzelnachweise ==
<references />


== Weblinks ==
== Weblinks ==
{{Commonscat|Chipsets}}
{{Commonscat|Chipsets}}
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0403311.htm Chipsatz im Elektronik-Kompendium]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0403311.htm Chipsatz im Elektronik-Kompendium]
* Referat [http://maettig.com/?page=Studium/Chipsaetze Architektur von Chipsätzen] (IBM-PC) von Sebastian Lüth und Thiemo Mättig, vorgetragen am 22. Mai 2001


[[Kategorie:Chipsatz| ]]
[[Kategorie:Chipsatz| ]]

Aktuelle Version vom 13. September 2024, 21:14 Uhr

Klassisches Schema eines Chipsatzes auf einer PC-Hauptplatine um 2005. Die Funktionalität der Northbridge befindet sich heute in der CPU.

Als Chipsatz bezeichnet man im Allgemeinen mehrere zusammengehörende integrierte Schaltkreise, die zusammen eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Normalerweise ist es nicht sinnvoll, nur einzelne Chips aus der Gesamtheit eines Chipsatzes zu benutzen. Es sprechen meist lediglich technische Gründe dagegen, sämtliche Funktionalität auf einem Chip unterzubringen – zum Beispiel Beschränkungen der Komplexität eines Chips, der Anzahl der Anschlüsse eines Chip-Gehäuses oder unterschiedliche Anforderungen einzelner Schaltungsteile, die sich durch unterschiedliche Halbleiterprozesse bzw. -materialien realisieren lassen (z. B. HF-Signal-Verarbeitung mit Galliumarsenid und Basisband-Verarbeitung mit Silizium).

PC-Chipsatz

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Im Speziellen ist der Chipsatz auf einer PC-Hauptplatine gemeint, der einen Mikroprozessor bei seiner Aufgabe unterstützt. Grund für die Aufteilung auf mehrere Schaltkreise ist hierbei die Anzahl der benötigten elektrischen Anschlüsse.

Geschichte

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PC-XT-kompatible Hauptplatine von 1989. Es gibt keinen Chipsatz, die Platine ist mit den Standard-Peripherie-Bausteinen des Original-IBM-PC-Designs bestückt. Die Steuerlogik ist ausschließlich mit Transistor-Transistor-Logik realisiert, im Fachjargon als „TTL-Grab“ bezeichnet
PC-Hauptplatine von 2005 mit North- und Southbridge und entsprechend weniger „diskreten“ Logikbausteinen

Bei frühen Heimcomputern und Personal Computern (etwa 1970er bis Mitte der 1980er Jahre) besteht das System neben dem Mikroprozessor typischerweise aus einer Reihe von eigenständigen Schnittstellen-Chips, die alle über Adress-, Daten- und Steuer-Bus direkt vom Prozessor angesprochen werden; ein Adressdekoder selektiert den jeweils gemeinten Chip. Mit fortschreitender Integrationstiefe wurden immer mehr dieser verteilten Funktionen in größeren Chips zusammengefasst. Dabei bildeten sich gewisse Quasi-Standards heraus.

Der erste Chipsatz für den IBM PC/AT war der NEAT-Chipsatz für den Intel 80286. In der ersten Hälfte der 1990er Jahre führte Intel zusammen mit dem Peripheral Component Interconnect (PCI) die Zwei-Brücken-Architektur für PC-Chipsätze ein, bestehend aus Northbridge und Southbridge. Die Namen leiten sich von der üblichen Lage der Chips auf einer Hauptplatine ab. Die Northbridge liegt (bei senkrechter Montage der Platine, wie in Towergehäusen üblich) meist in der oberen Hälfte der Platine, also im „Norden“ (engl. „north“), während die Southbridge meist unterhalb verbaut wird, also im „Süden“ (engl. „south“). Die beiden Chips dienen zur Steuerung und zum Datentransfer der einzelnen Komponenten der Hauptplatine und der peripheren Geräte. In der Regel wird der Mikrochip der Northbridge für die Realisierung von Schnittstellen größerer Bandbreite verwendet; die Southbridge integriert dagegen die langsameren Peripherieschnittstellen. North- und Southbridge wurden anfangs über PCI verbunden. Andere Chipsatzhersteller übernahmen das Design. Als Ende der 1990er Jahre die PCI-Bandbreite nicht mehr ausreichte, um die Vielzahl der inzwischen in die Southbridge integrierten Peripherieschnittstellen ausreichend schnell zu bedienen, führten die Hersteller proprietäre Interconnects ein. Beispiele hierfür sind Intels Hub Interface,[1] VIAs V-Link[2] und der von SiS entwickelte MuTIOL Interconnect.[3] Die Aufteilung der Funktionalitäten auf die zwei Teilchips North- und Southbridge variiert leicht von Hersteller zu Hersteller. Im Zuge der weiter fortschreitenden Miniaturisierung wurde die Aufteilung in zwei Chips inzwischen aufgehoben, siehe bei Southbridge. Immer mehr Hersteller bieten „Ein-Chip-Chipsätze“ an.

Bedeutende Hersteller von Chipsätzen für x86-kompatible Architekturen sind heute nur noch Intel und AMD. In der Vergangenheit waren auch VIA Technologies, Nvidia, SiS, ULi, ALi, ATI, Broadcom (für Serverrechner), UMC,[4] Symphony Laboratories,[5][6] Texas Instruments,[7] VLSI Technology[8] und Chips & Technologies[9] engagiert.

Chipsatz des Commodore Amiga

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Der Amiga-Computer von Commodore basiert auf einem proprietären Chipsatz. Hier sind es vor allem die Grafik- und Tonausgabe, die mit Priorität behandelt werden. Der Chipsatz des Amiga wurde wegen der begrenzten Fertigungsmöglichkeiten in den 1980er Jahren auf drei Chips verteilt, ist aber als Einheit zu sehen. Demzufolge wird in der technischen Dokumentation häufig nur von dem Chipsatz gesprochen, ohne dass die Einzelchips genannt werden. Der Chipsatz basiert auf einer DMA-Einheit, die den Rest mit Grafik- und Audio-Daten versorgt, daneben aus weiteren, seinerzeit üblichen, externen Schnittstellen. Für Details siehe den Artikel Original Chip Set.

Chipsatz des Atari ST

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Der Chipsatz des Atari-ST-Computers von Atari bestand ursprünglich aus vier Chips, den sogenannten Custom-Chips. Das sind DMA, Shifter, MMU und Glue. Später kam der Blitter als weiterer Chip dazu.

Einzelnachweise

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  1. ↑ Anand Lal Shimpi: The Solution: Accelerated Hub Architecture In: Intel 810 Chipset, AnandTech, 24. Mai 1999.
  2. ↑ Anand Lal Shimpi: VIA's Solution: V-Link In: VIA Apollo Pro 266: The P3 gets DDR, AnandTech, 18. Januar 2001.
  3. ↑ Anand Lal Shimpi: MuTIOL & The South Bridge In: SiS 645 Pentium 4 DDR - Take II, AnandTech, 8. Oktober 2001.
  4. ↑ UMC In: DOS days – Old PC Computer Resource
  5. ↑ John G. Spooner: Chip upstart takes on Intel... with God In: ZDnet, 10. März 2000
  6. ↑ Chipsets emphasize power management, local-bus connections In: Electronic Products, 1. Dezember 1993.
  7. ↑ Texas Instruments In: DOS days – Old PC Computer Resource
  8. ↑ VLSI Technology, Inc. In: DOS days – Old PC Computer Resource
  9. ↑ Chips & Technologies, Inc. In: DOS days – Old PC Computer Resource
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Commons: Chipsets – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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