Евгений Рудометов 
 

Оценивая эволюцию компьютеров, следует отметить, что эти устройства какое-то время были представлены исключительно настольными системами: других вариантов не было и быть не могло.

Основу первых настольных компьютеров составляли соответствующие платы с множеством микросхем, являющихся окружением центрального процессора и определяющих функциональные возможности компьютеров.

Совершенствование полупроводниковых и компьютерных технологий позволило повысить степень интеграции комплектующих.

В результате развития полупроводниковых технологий, схемотехники комплектующих и архитектурных решений компьютеров удалось создать и компактные системы.

На начальном этапе портативные компьютеры были выполнены в виде небольших чемоданчиков и портфелей. Однако в дальнейшем по мере совершенствования архитектур и технологий удалось довести компьютеры, предназначенные для мобильного использования, до размеров книг и блокнотов.

В соответствии с размерами первые из них были названы лэптопами (laptop), вторые составили класс ноутбуков (notebook).

В дальнейшем вместе с уменьшением портативных компьютеров постепенно из двух терминов остался один — ноутбук.

Справедливости ради, необходимо отметить, что в некоторых странах, например, в США, портативные компьютеры до сих пор называют лэптопами.

Но это не меняет сути — благодаря развитию технологий, совершенствованию схемотехники и появлению более совершенных комплектующих удалось сделать компьютеры компактнее.

Продолжая тему эволюции, следует признать, что мобильные компьютеры во многом унаследовали архитектуру своих настольных прототипов, включая микросхемы системной логики, специализированные наборы которых были названы чипсетами (chipsets).

В настоящее время большинство наборов представлены двумя микросхемами, однако благодаря развитию полупроводниковых технологий и компьютерных архитектур двухчиповые решения постепенно будут заменены на решения, предусматривающие использование только одной микросхемы.

Остается добавить, что от согласованной работы микросхем поддержки в значительной степени зависит реализация потенциальных возможностей процессоров, а также и эффективность их взаимодействия с другими элементами и подсистемами компьютера. Поэтому специализированные наборы микросхем, их внутренняя структура и функциональные возможности должны быть тесно увязаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы.

Оценивая значение микросхем поддержки, необходимо подчеркуть, что чипсеты представляют основу материнских плат и во многом определяют функциональные возможности компьютерных систем.

Благодаря стремлению к унификации, связанной с контрактным производством, в настоящее время подавляющее большинство современных моделей ноутбуков выполняется на основе ограниченного числа решений. Каждое из них базируется на эталонных платформах, создаваемых производителями процессоров и чипсетов, но так было далеко не всегда.

Считается, что первый чипсет, названный (82С206) предложила фирма Chips and Technologies в 1986 г. Конечно, этот набор не был чипсетом для мобильных систем, и он совсем не походил на те комплекты микросхем, которые используются сегодня, однако простейшие функции по координации компьютерных подсистем он выполнял.

Чипсет 82С206 состоял из пяти микросхем, одна из которых была основной и четыре — вспомогательными элементами. Он уже содержал контроллер шин, генератор тактовой частоты, системный таймер, контроллер прерываний и т. п. Этот чипсет был ориентирован на процессоры класса Intel 286 (i286).

Для реализации потенциальных возможностей данного набора микросхем компания разработала соответствующие схемотехнические решения и сформулировала ряд рекомендаций. Это способствовало унификации изделий, созданных на основе указанного набора микросхем. Появились первые компьютерные платформы. В результате улучшилась повторяемость, повысилась надежность.

Вскоре этот набор был усовершенствован и получил наименование New Enhanced AT. Затем появились более совершенные наборы для Intel 386 (i386), Intel 486 (i486) и т. д.

Эволюция их потомков постепенно привела к современным мобильным устройствам с их широкой функциональность. Но это случилось много лет спустя после появления первых моделей компьютеров, которых можно было с большой натяжкой назвать компактными и мобильными.  

О дальнейшей эволюции компьютеров, а также о портативности и мобильности —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

Оценивая эволюцию персональных компьютеров (ПК), следует отметить, что эти устройства какое-то время были представлены исключительно настольными вариантами с огромными материнскими платами. Их основу составляли множество микросхем, являющихся окружением центрального процессора и определяющих функции системной логики.

На начальном этапе портативные компьютеры были выполнены в виде небольших чемоданчиков и портфелей. Однако в дальнейшем по мере совершенствования архитектур и технологий удалось довести компьютеры, предназначенные для мобильного использования, до размеров книг и блокнотов. В соответствии с размерами первые из них были названы лэптопами (laptop), вторые составили класс ноутбуков (notebook). В дополнение к сказанному необходимо отметить, что указанные мобильные компьютеры во многом унаследовали архитектуру своих настольных прототипов, включая микросхемы системной логики, специализированные наборы которых были названы чипсетами (chipsets).

От согласованной работы этих наборов в значительной степени зависит реализация потенциальных возможностей процессоров, а также и эффективность их взаимодействия с другими элементами и подсистемами компьютера. Поэтому специализированные наборы микросхем, их внутренняя структура и функциональные возможности должны быть тесно увязаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы. Кроме того, такие наборы создаются с учетом различных конфигураций компьютеров и возможного разнообразия решаемых задач. Остается добавить, что чипсеты представляют основу материнских плат и во многом определяют функциональные возможности компьютерных систем.

Существуют свои специализированные наборы микросхем системной логики — чипсеты — для каждого поколения процессоров. Более того, для каждого из поколений процессоров может существовать несколько вариантов чипсетов, отличающихся внутренней архитектурой, составом и количеством микросхем, а также фирмой-изготовителем, функциональными возможностями и эффективностью работы такого специализированного набора, в значительной степени определяющего параметры основных подсистем. Именно поэтому анализ структуры, параметров и возможностей чипсетов необходим для обеспечения их оптимального выбора с целью наиболее адекватного соответствия поставленным задачам.

Прежде чем переходить к анализу возможностей наборов микросхем системной логики, необходимо отметить, что развитие их архитектуры позволило сократить число используемых в их составе микросхем. Основой современных мобильных чипсетов в настоящее время являются, за редким исключением, всего два компонента.

Первый представлен микросхемой, получившей наименование North Bridge. Этот компонент, посредством встроенных в него контроллеров определяет работу основных подсистем компьютера, обеспечивая связь между процессором, модулями оперативной памяти, а с некоторых пор и видеоадаптером. Кроме того данный компонент контролирует работу карт расширения, подключаемых к North Bridge, еслиэто предусматривает архитектура чипсета. Еще одной функцией является поддержка связи со вторым компонентом (или компонентами) чипсета.

Этим компонентом является микросхема, называемая South Bridge. С помощью встроенных средств и внешних элементов он обеспечивает контроль за работой большого числа сравнительно медленных периферийных устройств.

Необходимо отметить, что разделение чипсетов на компоненты позволяет разрабатывать специализированные микросхемы. Это обеспечивает эффективное решение задач за счет комбинирования компонентов.

Остается добавить, что одной из основных функций микросхем чипсетов является эффективное управление ресурсами компьютеров. К этим ресурсам относятся многочисленные шины, входящие в состав архитектуры компьютерной системы и потоки передаваемой с их помощью информации. Кроме того, учитывая специфику мобильных систем, чипсеты играют активную роль в управлении и экономии энергоресурсов автономных источников питания.

Рассматривая эволюцию чипсетов мобильных систем, необходимо отметить, что корпорация Intel является основным производителем чипсетов не только для изделий этого рынка, но и для сектора настольных систем, с которых и началась эра специализированных микросхем. И лидерство Intel здесь бесспорно, хотя это дается корпорации не легко.

Однако это было далеко не всегда. Более того, некоторое время Intel вообще не имела своих решений, и настольные компьютеры собирались на основе специализированных наборов других фирм.

В следующей части  данной статьи продолжена тема эволюции, в результате которой появились чипсеты.
    

>>    Часть 2