Nhất CPU nhì chipset, đó là những yếu tố đầu tiên mà chúng ta nghĩ đến khi lắp một chiếc máy tính desktop nhưng chipset là gì? Nó ảnh hưởng như thế nào đến hiệu năng máy tính? Hôm nay chúng ta lại một lần nữa đi tìm ông tổ của chipset và những thứ xoay quanh con chip này.
Chipset là thành phần có trên bo mạch chủ, bạn không mua rời như CPU. Cái tên chipset nghĩa là một "bộ" những con chip. Về cơ bản nó đóng vai trò là trung tâm giao tiếp của bo mạch chủ, là vi điều khiển mọi hoạt động truyền tải dữ liệu giữa các phần cứng và là thành phần xác định tính tương thích giữa các phần cứng với bo mạch chủ. Những phần cứng này bao gồm CPU, RAM, card đồ họa (GPU) và ổ cứng. Nó cũng cho biết về khả năng nâng cấp, mở rộng hệ thống, thứ gì nâng cấp được hay hệ thống có thể ép xung được hay không.
Lịch sử vắn tắt của chipset và tên gọi chipset:
Một bo mạch chủ của IBM năm 1981 với hang tá IC.
Thử tưởng tượng trên một cái bo mạch chủ có kích thước không lớn nhưng có hàng tá những con IC như vậy gắn chi chít thì rõ ràng việc sản xuất cũng như hoạt động của bo mạch chủ sẽ không được hiệu quả. Chính vì vậy, các kỹ sư máy tính cần tìm ra một hệ thống tốt hơn và họ bắt đầu tích hợp những con chip đơn lẻ vào nhau, giảm đáng kể số lượng chip điều khiển trên bo mạch chủ.
Northbridge (cầu bắc) sở dĩ có tên gọi này bởi nó nằm gần ở đầu trên, phía bắc của bo mạch chủ. Con chíp này kết nối trực tiếp với CPU và đóng vai trò giao tiếp trung gian đối với các phần cứng tốc độ cao hơn trong hệ thống, nó bao gồm vi điều khiển bộ nhớ RAM, vi điều khiển giao tiếp PCI Express và trên một số thiết kế bo mạch kiểu cũ còn có vi điều khiển AGP (Accelerated Graphics Port). Nếu những phần cứng này muốn nói chuyện với CPU, chúng buộc phải "chuyển lời" qua chip cầu bắc.
Southbridge (cầu nam) ngược lại nằm ở đầu kia hay phía nam của bo mạch chủ và nó chịu trách nhiệm kiểm soát hoạt động của các phần cứng chậm hơn như các khe PCI mở rộng, kết nối SATA và IDE dành cho ổ cứng, các cổng USB, cổng âm thanh tích hợp, mạng … Và để các phần cứng này giao tiếp với CPU thì trước tiên chúng phải đi qua cầu nam, nhưng sau đó sẽ đến cầu bắc rồi mới đến CPU.
Cầu bắc và cầu nam chung về một mối:
Thiết kế chipset cầu bắc và cầu nam truyền thống hiển nhiên cũng được cải tiến qua thời gian và từ bước hình thành khái niệm chipset như ngày này. Trên thực tế, chipset hiện đại không còn mang nghĩa là một bộ những con chip nữa.
Thay vào đó, kiến trúc cầu bắc và cầu nam nhường lại cho một hệ thống đơn giản hơn với chỉ 1 con chip. Rất nhiều thành phần như bộ nhớ, vi điều khiển card đồ họa … giờ đây được tích hợp và được xử lý trực tiếp bởi CPU. Do đó, các chức năng điều khiển ưu tiên chuyển sang cho CPU và những nhiệm vụ còn lại vẫn dành cho một con chip kiểu như chip cầu nam.
Như vậy tất cả những thành phần điều khiển như vi điều khiển bộ nhớ lưu trữ (các cổng SATA), mạng, âm thanh … đều được quản lý bởi một thành phần duy nhất. Thay vì phải đi từ cầu nam lên cầu bắc rồi mới đến CPU, tất cả các phần cứng còn lại trong hệ thống chỉ cần giao tiếp qua PCH hay FCH rồi đến CPU. Kết quả là độ trễ được giảm đi đáng kể và hệ thống phản hồi nhanh hơn.
Chipset quyết định sự tương thích của phần cứng:
Chipset quyết định 3 thứ: sự tương thích của các phần cứng (chẳng hạn như CPU hay RAM mà bạn có thể gắn trên bo mạch chủ), các tùy chọn mở rộng (bạn có thể gắn bao nhiêu thiết bi qua cổng PCI) và khả năng ép xung (OC). Chi tiết hơn chút:
Chipset quyết định các tùy chọn mở rộng:
Chipset quyết định các tùy chọn phần cứng mở rộng nhờ bus. Những thành phần phần cứng và thiết bị ngoại vi kết nối với bo mạch chủ thông qua các bus. Mọi bo mạch chủ đều hỗ trợ nhiều loại bus khác nhau và mỗi loại bus có tốc độ, băng thông khác nhau. Chúng ta có thể chia làm 2 loại bus: bus trong (internal bus) và bus ngoài (external bus).
Số lượng lane sẵn có trên bo mạch chủ tùy thuộc vào khả năng của CPU và bản thân bo mạch chủ. Một ví dụ, rất nhiều CPU dành cho desktop của Intel hỗ trợ 16 lane và một số CPU thế hệ mới, dòng cao cấp hỗ trợ từ 28 đến 40 lane. Trong khi đó, bo mạch chủ dùng chipset Z170 thường cung cấp thêm từ 20 lane. Như vậy với một hệ thống CPU hỗ trợ 16 lane và bo mạch chủ 20 lane thì chúng ta có tổng cộng 36 lane.
Chipset quyết định khả năng OC của hệ thống:
Như vậy bạn đã biết về vai trò định đoạt của chipset về tính tương thích và khả năng mở rộng phần cứng, giờ là khả năng ép xung. Ép xung có nghĩa đơn giản là đẩy xung nhịp của các thần phần phần cứng lên cao hơn so với xung mặc định. Tỉ lệ thuận với tốc độ là điện năng tiêu thụ và nhiệt sản sinh, những yếu tố này có thể khiến hệ thống bất ổn định và giảm tuổi thọ linh kiện. Do đó hệ thống sẽ cần đến khả năng tản nhiệt tốt hơn, chẳng hạn như tản nhiệt nước và bộ nguồn cao cấp.
Chipset hỗ trợ ép xung bắt buộc phải có khả năng điều khiển các yếu tố cần thiết trong khi ép xung như điện áp, multiplier, xung nhịp … trong UEFI hay BIOS để có thể đẩy tốc độ CPU lên cao hơn mức thiết kế. Nếu chipset không thể ép xung, những tính năng này sẽ không có hoặc nếu có thì cũng không dùng được và bạn sẽ chỉ có thể sử dụng con CPU đó với tốc độ theo nhà sản xuất thiết lập.
EmoticonEmoticon