Північний міст на материнській платі – перший після процесора

Вітаю всіх читачів мого блогу, і впродовж теми про головний чіпсет комп'ютера я вважаю за необхідне докладніше описати північний міст на материнській платі. Це другий за важливістю її компонент, який багато в чому визначає швидкодію системи. І зараз я постараюся аргументовано довести це твердження.

Спочатку розберемося з термінологією. На материнській платі є група з двох чіпів, що виконують функції контролерів-концентраторів та забезпечують безпосередню взаємодію CPU з усіма іншими пристроями та модулями комп'ютера.

• Перший, безпосередньо з'єднаний із процесором системною шиною відповідає за роботу з пам'яттю та графічним адаптером;
• Другий, підключений до першого та організує роботу всіх пристроїв та портів, задіяних у воді-виводі та зберіганні інформації;

Компонування елементів чіпсету на материнській платі завжди виконується виробниками таким чином, що перший чіп розташовувався вище за другий (за умови, що написи на елементах розташовані зручним для читання чином).

Тож зручності використання професійної термінології перший назвали «північним мостом» (northbridge), а другий «південним» (southbridge). Переконатися в цьому і подивитися, де знаходяться ці чіпи, можна, глянувши на свою материнку, або ось на цю картинку:

Чому мостом, спитаєте ви? Так тому що канали, за допомогою яких вони з'єднані з іншими пристроями, не перетинаються і забезпечують надійний двосторонній зв'язок.

Координатор взаємодії комп'ютерних модулів

Дамо сьогодні «південь» у спокої і зосередимо свою увагу на «північному мосту», для чого детально розглянемо його параметри та зв'язки. Northbridge у різних материнських платах може відрізнятися, і це залежить від виробника.

Як і будь-яка мікропроцесорна схема, він має такі характеристики як частота і продуктивність, які можна подивитися і навіть змінити в BIOS, розділ Advanced Chipset Features (Chipset features Setup). Така «модернізація» часто використовується для розгону процесора, але робити це необхідно з урахуванням пропускної спроможності шин, що підтримуються північним мостом.

Давайте подивимося на них та з'ясуємо, хто за що відповідає:

• Керуючим основним каналом взаємодії з процесором можуть виступати три типи магістральних двонаправлених системних шин: FSB, DMI, HyperTransport або QPI;
• Для з'єднання з відеокартою колись широко використовувалася шина AGP, але згодом вона була витіснена універсальною та більш ефективною PCI Express;
• З оперативною пам'яттю міст підтримує зв'язок через контролер DDR;
• Узгодження роботи з південним мостом виконується за допомогою DMI чи HyperTransport шини.

Як бачите, північний міст пов'язує пристрої найсучаснішими способами з'єднання з досить високою пропускною здатністю. Це вимушений захід, зумовлений зростанням продуктивності всієї системи загалом.

Робота в жарких умовах та можливі наслідки

"Напружений" режим роботи Northbridge викликає значне нагрівання самого чіпа. Тому на нього встановлюють систему пасивного охолодження, що забезпечує нормальну температуру, яка повинна перевищувати певних значень.

У комп'ютерах розмір пластин радіатора може кілька разів перевищувати габарити самого мікропроцесора. А ось у ноутбуці такої можливості немає, тому нерідкі випадки, коли через перегрівання північний міст виходить з ладу, а разом із ним і весь ПК. Взагалі-то і на стаціонарному комп'ютері може статися подібна ситуація, але в ньому зручніший доступ і при необхідності можна самостійно замінити термопласту на радіаторі північного мосту.

Тому, щоб розуміти значущість дотримання температурного режиму, ви повинні знати, як виглядає «північник». Це класичний BGA-чіп, на контактах якого є дрібні кульки з легкоплавкого металу. Його монтаж забезпечується трьома діями:

• правильно розташувати;
• нагріти інфрачервоним випромінювачем до температури плавлення кульок;
• злегка притиснути чіп у всій площині.

Тобто? у разі, при перегріві північного мосту в нього оплавляться контакти (відбувається «відвал чіпа»). При такій поломці купівля нового чіпа, можливо, не буде потрібно. А в сервісному центрі старому зроблять «реболлінг» (наплавлення нових кульок) та перемонтаж. Але може виявитися, що температурний вплив торкнеться структури мікропроцесора. Тоді все набагато гірше, особливо якщо материнська плата старої моделі та її компоненти у вільному продажу відсутні (купівля запчастин з рук ризикована, тому можливо вони пройшли через кустарний ремонт).

Про всяк випадок я розповім вам про ознаки виходу з ладу північного мосту:

• проблеми із зображенням на екрані (поява спотворень, смуг, освітлення або затемнення всього дисплея);
• відчутне підгальмовування або зависання у процесі роботи;
• мимовільне навантаження;
• повідомлення на блакитному екрані (BSOD);
• пристрій не завантажується

Можливо, це дозволить вам вчасно вжити якихось заходів та запобігти погіршенню ситуації.

Прощавай, північний міст

На завершення розповім вам про те, що славна епоха північних мостів підійшла до завершення. Все частіше виробники CPU розміщують модулі, що виконують функції контролю пам'яті та відеоадаптера, під кришку процесора. AMD робить так з 2004 року (64-бітові процесори), а Intel з 2008. Таке рішення має певні переваги:

• мінімізувалися затримки під час звернення ЦП до ОЗУ;
• зменшення активних елементів материнки спростило проектування плати;
• модулі, відповідальні за графіку та пам'ять, потрапили у більш комфортні умови із системою активного охолодження;

Така ось історія північного мосту материнської плати. Сподіваюся, вам було не лише цікаво, а й корисно дізнатися про викладену в цій статті інформацію. На цьому закінчую. І нагадую, що на вас у моєму блозі чекає розповідь про південний міст.

Тож, до нових зустрічей на продовженні цієї теми, удачі всім.

Північний міст ноутбука, заміна північного мосту

Якщо ваш ноутбук не вмикається і не доходить навіть до завантаження біосу або біос вантажиться, але вилітає синій екран смерті, то несправність, швидше за все, у південному або північному мосту.

Як правило, ремонт південного або північного мосту – заняття дуже копітка, у деяких випадках відновити працездатність материнської плати практично просто неможливо.

Північний міст і південний міст - це контролери материнської плати, які відповідають за працездатність решти всіх пристроїв: процесора, відеочіпа, оперативної пам'яті.

Контролер, що відповідає за працездатність SATA, IDE жорстких дисків, USB портів, мережевої карти, аудіо чіпа.Досить часто, непрацездатність південного мосту діагностується проблемою визначення оперативної пам'яті та відеокарти, за які відповідає північний міст, але оскільки вони пов'язані проблема може критися в південному мосту. Якщо у вас постійно збивається годинник у біосі, а батарейку ви вже кілька разів поміняли на нову, причина може бути в тому ж південному мосту.

Південний міст може вийти з ладу через замикання USB. USB роз'єм ноутбуків часто розхитуються і, зрештою, якщо пощастить, просто перестають працювати. Інакше їхнє замикання призводить до виходу з ладу південного мосту, відповідно, плату доведеться викидати, попередньо спробувавши прогріти міст, іноді це допомагає.

На відміну від південного мосту, північний працює в режимі постійного навантаження та при підвищених температурних режимах, тому на нього встановлюється пасивний радіатор або кулер охолодження. Північний міст безпосередньо взаємодіє з оперативною пам'яттю та процесором, регулюючи їх частоти. Саме від різновиду цього мосту залежить, який обсяг оперативної пам'яті може підтримувати вашу материнську плату.

У бюджетних ноутбуках, північний міст включає ще відеочіп, взявши на себе додаткове навантаження, так що вихід з ладу загрожує власнику серйозними витратами. Рідко, але ґрунтовне прогрівання північного мосту повертає його до життя. А ось на який період місяць, два чи кілька років сказати не можна. У разі відмови північного мосту на екрані вашого ноутбука не буде зображення і заміна екрану (матриці) на ноутбуці вже не допоможе.

Щоб уникнути дорогого ремонту, сходіть у сервіс і зробіть чистку ноутбука хоча б 1 раз на рік. Не намагайтеся змінювати термопасту та чистити радіатор процесора самостійно.

Буквально кілька днів тому, до нас принесли ноутбук, вартістю 30 000 рублів, господар ноутбука самостійно замінив термопасту, після цього, ноут просто перестав вмикатися, як стверджував господар, він все акуратно зібрав, але 1 гвинта не дорахувався. Розібравши ноутбук, ми знайшли гвинт, що бракує, притиснутий радіатором до материнської плати. Сталося замикання – плата відновленню не підлягає.

Північний міст ноутбук, заміна північного мосту.

Мікросхема (ще кажуть – чіп) північного мосту розташована на материнській платі ноутбука. Вона запаяна за допомогою сотень (іноді близько тисячі) кульок із припою. Такий монтаж називається BGA.

Виглядає чіп ось так:

А так на материнській платі:

Трохи теорії: Північний міст (Northbridge, у деяких чіпсетах фірми Intel він називається Memory Controller Hub, MCH) - це мікросхема, яка пов'язує пристрої з високими вимогами до пропускної спроможності - мікропроцесор, оперативну пам'ять та відеоадаптер. У сучасних системах північний міст часто відсутній у вигляді окремого чіпа. Його функцію виконує частина центрального процесора, тим самим спрощуючи пристрій системних плат. У недорогих материнських платах північний міст часто буває вбудований відеоадаптер.

Мікросхема північного мосту працює на високих тактових частотах і має високий рівень інтеграції, тому під час роботи вона виділяє велику кількість тепла. Часто система охолодження забивається пилом і перестає справлятися з охолодженням. Перегрів різко скорочує термін служби будь-яких електронних компонентів, і, таким чином, чіп північного мосту швидко виходить з ладу. Найчастіше відбувається відшарування кристала від підкладки.

Якщо це сталося, ноутбук при натисканні кнопки живлення вмикається, але зображення на екрані відсутнє. Багато моделей ноутбуків HP при цьому 5 разів блимають індикатором клавіші CapsLock, а Dell пищать динаміком 7 разів.

Точніша діагностика в умовах сервісного центру здійснюється за допомогою POST картки, що підключається до материнської плати ноутбука. Також, побічно, несправність північного мосту може вказувати характер споживання струму від лабораторного джерела живлення. Ну і звичайно, якщо після діагностичного прогріву чіпа ноутбук завівся, то несправність північного мосту очевидна.

Заміна чіпа проводиться за допомогою спеціального обладнання – інфрачервоної паяльної станції. Материнська плата підігрівається знизу і одночасно зверху нагрівається чіп. Нагрівання проводиться за термопрофілем, заданим виробником чіпа - з потрібною швидкістю і до потрібної температури.

Фахівці нашого сервісного центру мають великий досвід із заміни чіпів, технологія відпрацьована, чіпи беруться у перевірених постачальників, тому заміна чіпів північного мосту відбувається без ускладнень, і ми можемо встановити невисокі ціни на цей вид робіт.

Слід зазначити, що ми не встановлюємо чіпи, зняті з материнських плат завжди встановлюємо лише нові чіпи, А «прогрів» використовуємо тільки в діагностичних цілях. Тільки встановивши новий чіп, можна бути впевненим у його тривалій роботі.

Після заміни чіпа ми виконуємо заміну термопасти та термопрокладок, чищення системи охолодження, щоб унеможливити подальший перегрів.

Не забувайте, що пил - один із найлютіших ворогів ноутбука. Вона призводить до перегріву та скорочення часу його служби. Тому необхідно регулярно (в ідеалі - мінімум раз на рік) проводити чистку системи охолодження ноутбука

Якщо у вас є питання - дзвонітьми постараємося на них відповісти. Або приносите ноутбук для діагностики та ремонту.

ПСУП «РіоТехно» вул.Колеснікова 20 тел.(029)-566-000-4 (044)-566-000-4

Ремонт ноутбуків у Мінську © «remnout.by» 2012. Всі права захищені.
Будь-яке використання матеріалу заборонено без згоди правовласника

xTechx.ru

Північний міст ( NorthBridge - Умовне позначення, що відноситься до частини набору логіки материнської плати, що ділиться на Південний та Північний міст. Названий так через своє розташування (північний зверху, південний внизу).

У минулому даний контролер виконував функції. посередника та контролера між пристроями з високими вимогами до пропускну здатність (контролер пам'яті, контролер PCI-Express шини) та процесором.

Він відповідав за тип підтримуваної пам'яті (максимальний об'єм, частота функціонування & etc), кількість ліній та пропускну здатність PCI-Express шини (версію стандарту, кількість слотів, що підтримуються) Часто в північний міст вбудовували (і вбудовують досі) графічне відео ядро, Яке повідомляється з процесором по високошвидкісній шині

Міст використовує додаткове охолодження, зазвичай пасивне. не більше 25 Ватт, що у більшості випадків «виливається» у середніх розмірів пасивний радіаторЯкщо ж міст виділяє більше тепла, на нього ставиться невеликий. активний кулер (що несприятливо впливає тишу роботи).

У сучасних материнських платах «північний чіпсет» скасовано, або сильно урізаний по функціоналу (має тільки високошвидкісний контролер шини PCI-e ; при великій потребі до пропускної спроможності, не збільшуючи вартість виробництва та площу чіпа ЦП) на користь вбудованих у процесор контролерів оперативної пам'яті та контролерів шини PCI-e x 16. Це дозволило скоротити затримки пам'яті та збільшити частоту функціонування шини завдяки дуже коротким шинам в самому процесорі. Наразі немає потреби вести складні лінії шини на материнських платах.

Виробники іноді оснащують материнські плати «псевдо радіатором» північного мосту (для симетрії та найкращого зовнішнього вигляду), який знаходиться на передбачуваному місці північного мосту, але чіпа там немає. Хоча він і бере участь у теплообміні, якщо через нього проходять теплові трубки, але основне застосування він тепер знаходить у охолодженні додаткових контролерів шини PCI-Express (NF200 наприклад), які завбачливо мають у своєму розпорядженні спеціально на цьому місці.

Архітектура системної плати. Північний та південний міст

25. Адресна структура пам'яті. Принцип побудови пам'яті.

24. Ієрархія пам'яті в персональному комп'ютері. Стандарти модулів ОЗП.

25. Влаштування материнської плати. Основні компоненти та шини.

26. Поняття слота розширення. Основні слоти розширення персонального комп'ютера.

Зв'язок між компонентами комп'ютера через магістраль

Обмін даними між оперативною пам'яттю та кеш. Шини даних.

29. Службові функції операційної системи.

30. Операційна система як інтерфейс між користувачем та комп'ютером

1. Поняття архітектури та структури ЕОМ.
Архітектурою комп'ютера - його уявлення на деякому загальному рівні, що включає опис можливостей користувача програмування, системи команд, системи організації пам'яті і т.д. архітектура визначає принципи побудови, інформаційні зв'язки та взаємне з'єднання основних логічних вузлів комп'ютера: процесора, оперативного запам'ятовуючого пристрою, зовнішніх ЗУ та периферійних пристроїв. Спільність архітектури різних комп'ютерів забезпечує їхню сумісність з погляду користувача.

Структура комп'ютера - Сукупність його функціональних елементів і зв'язків між ними.Елементами можуть бути різні пристрої – від основних логічних вузлів комп'ютера до найпростіших схем. Структура комп'ютера представляється як структурних схем, з допомогою яких можна дати опис комп'ютера будь-якому рівні детализации.

2. Архітектура фон Неймана.
В основі побудови більшості комп'ютерів лежать принципи, сформульовані 1945 року. Американським ученим Джоном фон Нейманом, і має такі принципи:

Принцип програмного керування. З нього випливає. Що програма складається з набору команд, які виконуються процесором автоматично один за одним у певній послідовності. Вибір програми з пам'яті здійснюється за допомогою лічильника команд. Цей регістр послідовно збільшує адресу чергової команди, що зберігається в ньому, на довжину команди. Так як команди розташовані в пам'яті один за одним, то цим організується вибірка команд із послідовно розташованих осередків пам'яті. Якщо після виконання команди слід перейти не до наступної, а до якоїсь іншої, використовують команди умовного та безумовного переходів (розгалуження), які заносять до лічильника команди номер комірки пам'яті, що містить наступну команду. Вибірка команд із пам'яті припиняється після досягнення та виконання команди stop. Таким чином, процесор виконує програму автоматично без участі людини.

Принцип однорідності пам'яті. Програми та дані зберігаються в одній і тій же пам'яті. Тому комп'ютер не розрізняє, що зберігатись у даному осередку пам'яті – число, текст чи команда. Над командами можна виконувати ті самі дії, що над даними. Це відкриває низку можливостей. Наприклад, програма в процесі виконання також може перероблятися, що дозволяє задавати в самій програмі правила отримання деяких її частин (так у програмі організується виконання циклів і підпрограм).Більше того, програми можуть бути одержані як результати виконання іншої програми. На цьому принципі ґрунтуються методи трансляції – перекладу програми з мови програмування високого рівня на мову конкретної машини.

Принцип адресності. Структурно основна пам'ять складається з перенумерованих осередків. Процесору в довільний момент часу доступна будь-яка комірка. Звідси можна давати імена областям пам'яті те щоб до запам'ятованим у яких значенням можна було звернутися чи змінити значення з використанням присвоєних імен.

3. Класифікація комп'ютерів. Сервери Мейнфрейми. комп'ютери із кластерною архітектурою.

Комп'ютери класифікуються за етапами створення, розмірами та функціональними можливостями, призначенням, розмірами та обчислювальною потужністю.

Сервери – потужні комп'ютери в обчислювальних мережах, які здійснюють обслуговування підключених до них комп'ютерів, надають свої ресурси для використання іншими користувачами та забезпечують вихід до інших мереж. Часто сервери спеціалізуються на обслуговуванні робочих станцій у певній області. Залежно від призначення визначають такі типи серверів: сервер програм, файл-сервер, архіваційний сервер, факс-сервер, поштовий сервер, сервер друку, сервер телеконференцій.

Мейнфрейм - велика універсальна ЕОМ - високопродуктивний комп'ютер зі значним обсягом оперативної та зовнішньої пам'яті, призначений для організації централізованих сховищ даних великої ємності та виконання інтенсивних обчислювальних робіт.

Кластерна архітектура - набір робочих станцій (персональних комп'ютерів) загального призначення, з'єднаних за допомогою стандартних мережевих технологій (Fast/Gigabit Ethernet) на базі архітектури шини або комутатора. Такі суперкомп'ютерні системи є найдешевшими, оскільки збираються на базі стандартних комплектуючих елементів (off the shelf), процесорів, комутаторів, дисків і зовнішніх пристроїв.Архітектура кластерної системи більшою мірою визначає її продуктивність, ніж тип використовуваних у ній процесорів. Критичним параметром, що впливає величину продуктивності такої системи, є відстань між процесорами. Так, з'єднавши разом 10 персональних комп'ютерів, ми отримаємо систему для проведення високопродуктивних обчислень, проблема, однак, полягатиме у знаходженні найбільш ефективного способу з'єднання стандартних засобів один з одним, оскільки при збільшенні продуктивності кожного процесора в 10 разів продуктивність системи загалом у 10 разів не збільшиться.

Архітектура системної плати. Північний та південний міст

Матерінская пла́та — це складна багатошарова друкована плата, де встановлюються основні компоненти персонального комп'ютера. Материнська плата містить роз'єми (слоти) для підключення додаткових контролерів, для яких зазвичай використовуються шини USB, PCI-Express.

Основні компоненти, встановлені на материнській платі:

Центральний процесор - електронний блок або інтегральна схема, що виконує машинні інструкції, головна частина апаратного забезпечення комп'ютера або програмованого логічного контролера.

Північний міст - системний контролер, що забезпечує підключення ЦПУ до вузлів, що використовують високопродуктивні шини: ОЗУ, графічний контролер.

Південний міст периферійний контролер - містить контролери периферійних пристроїв, контролери шин для підключення периферійних пристроїв, а також контролери шин, до яких підключаються пристрої, що не потребують високої пропускної здатності.

Як правило, північний та південний мости реалізуються у вигляді окремих НВІС, проте існують і одночіпові рішення. Саме набір системної логіки визначає всі ключові особливості материнської плати та те, які пристрої можуть підключатися до неї.

Оперативна пам'ять - частина системи пам'яті ЕОМ, в яку процесор може звернутися за операцію.Призначена для тимчасового зберігання даних та команд, необхідних процесору для виконання операцій.
Класифікація материнських плат за форм-фактором
Форм-фактор материнської плати — стандарт, що визначає розміри материнської плати персонального комп'ютера, місця її кріплення до корпусу.

Застарілі: Baby-AT;
Сучасні: АТХ;
Впроваджувані: Mini-ITX та Nano-ITX;

Існують материнські плати, що не відповідають жодним з існуючих форм-факторів. Зазвичай це обумовлено або тим, що комп'ютер вузько спеціалізований, або бажанням виробника материнської плати самостійно виробляти і периферійні пристрої до неї, або неможливістю використання стандартних компонентів.

Для чого потрібно знати температуру

Вимірювання температури — один з найпоширеніших і дієвих способів знизити ризик поломки комп'ютера.

Підвищення температури - це сигнал про те, що якість відводу тепла погіршилася і необхідні заходи для запобігання можливим негативним наслідкам. вашого залізного друга!

Як перевірити південний міст?

У більшості випадків для попередньої діагностики достатньо перевірити, чи не коротять USB Data висновки на масу материнки. Gigabyte G31M-ES2CЯк зробити таку нехитру перевірку.

Для цього необхідно мультиметр поставити в режим продзвонювання та по черзі перевіряти Data висновки кожного USB порту.

Перевіряти потрібно не тільки порти, які виходять на задню панель, а й роз'єми до яких підключаються USB з передньої панелі, з них і почнемо. Для зручності нижче вказано розпинування USB на материнці (у такому роз'ємі є два USB порти).

Один щуп мультиметра встановлюємо на масу материнки, другим щупом по черзі торкаємося контактів Data+ та Data – кожного порту. Показ мультиметра на різних портах не повинні сильно відрізнятися.

Перевіряємо роз'єм F_USB1.

Як бачимо, F_ USB1 має нормальні показання.

Перевіримо F_ USB2.

Тут все очевидно, обидва USB порти на F_ USB2 коротять на масу.

Висновок очевидний південний міст вийшов з ладу. Заміна південного мосту річ недешева, в домашніх умовах її не зробити, у разі ремонт такої материнської плати не доцільний.

Північний міст

Від параметрів північного мосту (тип, частота, пропускна здатність) залежать параметри підключених до нього пристроїв:

параметри системної шини (і, побічно, параметри процесора, відповідно, ступінь, до якої комп'ютер може бути « SDRAM , PCI Express та інших.), дозволяють розширити можливості комп'ютера. Північний міст з'єднаний з материнською платою через узгоджувальний інтерфейс та охолодження. Якщо при ускладненні внутрішньої схеми чіпа технології виробництва не дозволяють компенсувати зростаючу систему охолодження.

Походження назви [ ]

Контролер названий «північним» завдяки («географічному») розташування у верхній частині системної (материнської) плати, розташований зазвичай під процесором і є квадратним або прямокутним Еволюція [ ]

Загальний напрямок у дизайні процесорів йшов до реалізації все більшої кількості функцій меншим набором компонентів. Це дозволяло знижувати загальну вартість материнських плат та покращувало продуктивність.Так, контролер пам'яті, який відповідав за спілкування ЦПУ з оперативною пам'яттю, був переміщений на кристал процесора в процесорах AMD починаючи з Nehalem (листопад 2008 р.). Bridge (2011 р.) північний міст було повністю замінено "системним агентом" (system agent), який фактично виконував усі функції північного мосту і при цьому був інтегрований у кристал процесора, перебуваючи на одній підкладці разом із ядрами процесора, контролером пам'яті та графічним процесором. Ця схема вперше була використана в мікроархітектурі Westmere (2010 р.) та отримала подальший розвиток у Sandy Bridge.

Відомі північні мости [ ]

Див. також [ ]

Посилання [ ]