Integration des Speichercontrollers und des Grafikchips in den Prozessor

Noch vor ein paar Jahren war es üblich den Speichercontroller und den Grafikchip in den Chipsatz zu integrieren. Inzwischen sind die Prozessorhersteller Intel und AMD einen Schritt weiter gegangen und bauen beides direkt in den Hauptprozessor ein.

Das hat insgesamt positive Auswirkungen auf das Gesamtsystem. Zum einen, verkürzt die direkte Anbindung des Speichers an den Prozessor die Latenzzeit bei den Zugriffen. Das bedeutet auch, dass der Prozessor insgesamt mit kleineren Caches auskommt. Außerdem ist der Datenverkehr zwischen CPU, Speicher und Peripherie entkoppelt. Hier lag bisher der Flaschenhals eines Computersystems.

Die Integration des Speichercontrollers und des Grafikchips in den Prozessor hat es notwendig gemacht, einige Artikel inhaltlich anzupassen.


Northbridge und Southbridge (Chipsatz)

Jeder Computer hat ein Motherboard, auf dem die einzelnen Komponenten miteinander verbunden werden. Für die elektrische und logische Verknüpfung ist der Chipsatz zuständig. Mit steigender Integrationsdichte wurden wichtige und häufig genutzte Schnittstellen in den Chipsatz integriert. So entstand die Aufteilung in zwei, manchmal auch mehr Chips. Sieht man die prinzipielle Verschaltung des Chipsatzes als Landkarte, so befindet sich die Northbridge im Norden und die Southbridge im Süden. Die Bezeichnungen stammen ursprünglich von Intel.


Update: Chipsatz

Das zentrale Element auf dem Motherboard ist der Chipsatz (engl. Chipset), der sich im Laufe der Zeit von vielen einzelnen Bausteinen zu einigen wenigen, dafür hoch integrierten Schaltungen entwickelt hat. Der Chipsatz ist das Bindeglied zwischen den einzelnen Komponenten eines Computers. Egal was in einem Computer passiert, der Chipsatz hat immer damit zu tun. Er sorgt dafür, dass alle Komponenten über ihre Schnittstellen miteinander kommunizieren können. Dabei werden unterschiedliche Spannungspegel, Taktfrequenzen und Protokolle berücksichtigt und untereinander umgewandelt.


Update: Interrupt

Jedes Computersystem besteht nicht nur aus CPU und Speicher, sondern auch aus der Peripherie, die im Gehäuse eingebaut oder an den äußeren Schnittstellen angeschlossen ist. Damit der Prozessor mitbekommt, wenn Daten von außen anstehen, muss es die Möglichkeit geben, den Prozessor bei seiner Arbeit zu unterbrechen.

Wenn ein Gerät Daten zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung hat oder einfach nur eine Rückmeldung geben will, dann wird dem Prozessor in seiner laufenden Arbeit eine Unterbrechungsanforderung, also ein Interruptrequest (IRQ) gesendet. Das passiert durch den Interrupt (Leitung), der dem betreffenden Gerät zugewiesen ist.


Update: Systembus

Der Systembus dient zur Steuerung, der Adressierung und der Übertragung von Daten. Für jede Aufgabe hat der Systembus eigene Signalleitungen. Der Systembus teilt sich in Datenbus, Adressbus und Steuerbus.

Das was ursprünglich der Systembus gewesen ist, das ist heute nur noch die Verbindung zwischen Prozessor und Chipsatz. Diese Verbindung wird auch als Front-Side-Bus (FSB) bezeichnet. Weil aus Geschwindigkeitsgründen Bestandteile des Chipsatzes in den Prozessor wandern, wird das Konzept des systemweiten Systembusses nicht mehr gültig. In der heutigen Computerarchitektur gibt es den klassischen „Systembus“ nicht mehr.