Содержание
Северный мост (англ. north bridge ) — системный контроллер (чип) [1] , являющийся одним из элементов чипсета материнской (системной) платы и отвечающий за работу центрального процессора (CPU) с ОЗУ (оперативной памятью, RAM), видеоадаптером и южным мостом.
Содержание
Описание [ править | править код ]
От параметров северного моста (тип, частота, пропускная способность) зависят параметры подключённых к нему устройств:
- параметры системной шины (например, Front Side Bus для Intel) и, косвенно, параметры процессора, а соответственно, степень, до которой компьютер может быть «разогнан»;
- параметры оперативной памяти, такие как тип (SDRAM, DDR или др.), максимальный объём, канальность и скорость
- параметры видеоадаптера, в том числе тип шины для подключения внешнего адаптера (PCI, AGP, PCI Express)
Во многих случаях по параметрам северного моста также выбирают шины (PCI, PCI Express и др.), позволяющие расширить возможности компьютера. [ уточнить ]
Северный мост соединён с материнской платой через согласующий интерфейс [ неизвестный термин ] и южный мост.
Обычно северный мост (чип) оснащён радиатором для пассивного охлаждения. Если при усложнении внутренней схемы чипа технологии производства не позволяют скомпенсировать возрастающее тепловыделение, помимо радиатора используется вентилятор или другая система охлаждения.
Происхождение названия [ править | править код ]
Контроллер назван «северным» благодаря («географическому») расположению в верхней части системной (материнской) платы, расположен обычно под процессором и представляет собой квадратный или прямоугольный микрочип.
В терминологии Intel обозначается как MCH — контроллер-концентратор памяти (англ. Memory Controller Hub [2] ). При использовании встроенного в северный мост видеоадаптера называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub ) [2] .
Эволюция [ править | править код ]
Общее направление в дизайне процессоров шло к реализации все большего количества функций меньшим набором компонентов. Это позволяло снижать общую стоимость материнских плат и улучшало производительность. Так, контроллер памяти, отвечавший за общение ЦПУ с оперативной памятью, был перемещен на кристалл процессора в процессорах AMD начиная с AMD64 (2004 г.), и в процессорах Intel начиная с архитектуры Nehalem (ноябрь 2008 г.). Благодаря переносу северного моста внутрь процессора уменьшились задержки при обращении процессора к памяти, а также количество активных компонентов системной (материнской) платы, из-за чего упростилось её проектирование.
Ноутбуки и персональные компьютеры — весьма сложные устройства. В них столько микрочипов, что неподготовленному пользователю и не снилось. Частенько все эти "железки" имеют свойство выходить из строя. В сервисных центрах отделываются безликой формулировкой "сгорел северный мост материнской платы". А что это за мост и откуда он взялся на этой самой плате — бог весть. Суровые айтишники не собираются объяснять простым смертным устройство компьютера. Но знать это нужно, так как проблема весьма серьезная и встречается довольно часто. Вот об этом мы сейчас и поговорим.
Что такое северный мост
Северный мост — это контроллер на материнской плате, который отвечает за работоспособность некоторых ее очень важных узлов. Часто этот мост бывает спарен со встроенным графическим ядром (особенно в ноутбуках). Это и неудивительно, ведь мост отвечает за работу видеоадаптера, центрального процессора, оперативной памяти и прочих особо важных компонентов компьютера. Именно по его милости работает вся многокомпонентная система. Назван он так из-за своего расположения. Но никак не из-за температуры.
Парадокс, но южный мост гораздо "холоднее" северного. Это связано с тем, что северный мост находится в непосредственной близости от процессора и видеокарты. Это влияет на его температуру самым негативным образом. Потому его и снабжают дополнительным кулером или радиатором охлаждения. Кроме того, данный мост устанавливается обычно в верхней части корпуса. А горячий воздух, как известно, поднимается вверх. Отсюда дополнительная нагрузка на данный элемент. Стоит ли упоминать, что именно этот компонент материнской платы сгорает первым?
Признаки выхода из строя
Это довольно просто. Поскольку северный мост ноутбука или ПК отвечает за работу важнейших компонентов, то поломку его диагностировать довольно просто. Достаточно включить компьютер. Первым признаком будет являться то, что на экране будет отсутствовать изображение. Также может не быть обращения к жесткому диску. Оперативная память тоже не загрузится. В результате вы будете слышать характерный звуковой сигнал в виде противного писка.
Также симптомом может быть циклическая перезагрузка компьютера. Все зависит от степени повреждения компонента. Еще одним распространенным симптомом может являться то, что компьютер включается с пятого, а то и с десятого раза. Если такие симптомы имеют место, то ваш северный мост на ноутбуке или ПК серьезно поврежден. И затягивать с этим не стоит, ибо можно потерять все остальные компоненты компьютера, которые пока работают исправно.
Причины поломки
Их великое множество. Поэтому сходу понять, что случилось, невозможно. Самая частая причина — перегрев. Северный мост просто сгорает из-за превышения допустимой температуры. Такая штука имеет место быть при недостаточном охлаждении компонента. Также возможно физическое повреждение при ударе. Причем саму материнскую плату "колотить" не обязательно. Контроллер весьма хрупкий. Ему достаточно небольшого толчка. Последняя причина — заводской брак. Она встречается крайне редко. Обычно производители предупреждают пользователей, что в материнской плате находится чип с изъяном. Когда он слетит — вопрос времени.
Северный и южный мост — довольно привередливые компоненты. Им достаточно небольшой встряски, несущественного перегрева или скачка напряжения — и все, они мертвые. Кстати, попадание жидкости внутрь компьютера — тоже распространенная причина поломки. Достаточно мельчайшей капле попасть на контакт, как тут же происходит короткое замыкание, и контроллер сгорает. А без этого управляющего элемента работа ПК невозможна.
Ремонт
Починить вышедший из строя северный мост своими руками не получится. Это сложное устройство, которое производится специализированными роботами. Человеку такая точность недоступна. Поэтому и в сервисных центрах никто не будет ковыряться в контроллере. Выход здесь только один — заменить мост. Качество замены зависит от конкретного мастера. Не рекомендуется отдавать свои ноутбуки и ПК в руки "народных умельцев", ибо эти товарищи могут убить там все. Лучше воспользоваться услугами профессионалов.
Если у вас материнская плата с заведомо неисправным контроллером (что было подтверждено производителем), то лучше вовсе не дожидаться часа Х. Северный мост вам поменяют по гарантии совершенно бесплатно в авторизованном сервисном центре производителя. Но лучше с этим не затягивать, ибо последствия могут быть очень печальными.
Профилактика
Для того чтобы избежать выхода из строя этого компонента материнской платы, требуется всего лишь соблюдать не очень сложные правила эксплуатации. Во-первых, нужно регулярно чистить корпус от пыли и грязи. Особое внимание стоит уделять кулерам и прочим компонентам системы охлаждения. Ибо если пустить все на самотек, то северный мост просто сгорит, не выдержав высокой температуры. Также все время следует проверять систему охлаждения на работоспособность. Если какой-нибудь кулер вышел из строя, то его следует немедленно заменить.
Во-вторых, никогда не подвергайте ноутбук или ПК физическим воздействиям. Это также пагубно сказывается на данном компоненте. В-третьих, держите подальше от ноутбуков и ПК домашних животных. Их шерсть очень быстро забивает систему охлаждения. В результате — перегрев и выход из строя моста. В-четвертых, никогда и ничего не пейте вблизи ноутбука или ПК. Одной капли жидкости, просочившейся на материнскую плату, достаточно для того, чтобы северный мост "сыграл в ящик".
Заключение
Теперь вы знаете, что такое северный мост материнской платы компьютера, для чего он служит и чего боится. Соблюдение простых правил безопасной эксплуатации компьютера поможет избежать выхода из строя этого привередливого компонента. Диагностика неисправности этой составляющей материнской платы также весьма проста. Если ПК не запускается, перезагружается и отсутствует изображение, то с высокой долей вероятности можно сказать, что северный мост умер. Отремонтировать его невозможно — только менять. Тем не менее проще заменить его, чем всю материнскую плату. Относитесь к своему компьютеру бережно, и таких проблем у вас никогда не будет.
Приветствую всех читателей моего блога, и в продолжение темы о главном чипсете компьютера я считаю необходимым более подробно описать северный мост на материнской плате. Это второй по важности ее компонент, который во многом определяет быстродействие системы. И сейчас, я постараюсь аргументировано доказать это утверждение.
Для начала разберемся с терминологией. На материнской плате имеется группа из двух чипов, выполняющих функции контролеров-концентраторов и обеспечивающих непосредственнее взаимодействие CPU со всеми остальными устройствами и модулями компьютера.
Причем между чипами имеется четкое распределение обязанностей:
- Первый, напрямую соединенный с процессором системной шиной отвечает за работу с памятью и графическим адаптером;
- Второй, подключен к первому и организует работу всех устройств и портов, задействованных в воде-выводе и хранении информации;
Компоновка элементов чипсета на материнской плате всегда выполняется производителями таким образом, что первый чип располагался выше второго (при условии, что надписи на элементах расположены удобным для чтения образом).
Поэтому для удобства использования профессиональной терминологии первый назвали «северным мостом» (northbridge), а второй «южным» (southbridge). Убедиться в этом и посмотреть где находятся эти чипы, можно, взглянув на свою материнку, или вот на эту картинку:
Почему мостом, спросите вы? Да потому что каналы, с помощью которых они соединены с другими устройствами, обособлены, не пересекаются и обеспечивают надежную двустороннюю связь.
Координатор взаимодействия компьютерных модулей
Оставим сегодня «южник» в покое и сосредоточим свое внимание на «северном мосте», для чего детально рассмотрим его параметры и связи. Northbridge в разных материнских платах может отличаться, и это зависит от производителя.
Как и любая микропроцессорная схема, он имеет такие характеристики как частота и производительность, которые можно посмотреть и даже изменить в BIOS, в разделе Advanced Chipset Features (Chipset features Setup). Такая «модернизация» часто используется для разгона процессора, но делать это необходимо с учетом пропускной способности поддерживаемых северным мостом шин.
Давайте посмотрим на них и выясним, кто за что отвечает:
- Управляющим основным каналом взаимодействия с процессором могут выступать три типа магистральных двунаправленных системных шин: FSB, DMI, HyperTransport или QPI;
- Для соединения с видеокартой когда-то широко использовалась шина AGP, но со временем она была вытеснена универсальной и болем эффективной PCI Express;
- С оперативной памятью мост поддерживает связь через DDR контроллер;
- Согласование работы с южным мостом выполняется с помощью DMI или HyperTransport шины.
Как видите, северный мост связывает устройства наиболее современными способами соединения с достаточно высокой пропускной способностью. Это вынужденная мера, обусловленная ростом производительности всей системы в целом.
Работа в жарких условиях и возможные последствия
«Напряженный» режим работы Northbridge вызывает значительный нагрев самого чипа. Поэтому на него устанавливают систему пассивного охлаждения, обеспечивающую нормальную температуру, которая не должна превышать определенных значений.
В компьютерах размер пластин радиатора может в несколько раз превышать габариты самого микропроцессора. А вот в ноутбуке такой возможности нет, поэтому нередки случаи, когда из-за перегрева северный мост выходит из строя, а вместе с ним и весь ПК. Вообще-то и на стационарном компьютере может произойти подобная ситуация, но в нем более удобный доступ и при необходимости можно самостоятельно заменить термопласту на радиаторе северного моста.
Поэтому, чтобы понимать значимость соблюдения температурного режима, вы должны знать, как выглядит «северник». Это классический BGA-чип, на контактах которого имеются мельчайшие шарики из легкоплавкого металла. Его монтаж обеспечивается тремя действиями:
- правильно расположить;
- нагреть инфракрасным излучателем до температуры плавления шариков;
- слегка прижать чип по всей плоскости.
То есть? в лучшем случае, при перегреве северного моста у него оплавятся контакты (происходит «отвал чипа»). При такой поломке покупка нового чипа, возможно, не потребуется. А в сервисном центре старому сделают «реболлинг» (наплавку новых шариков) и перемонтаж. Но может оказаться, что температурное воздействие затронет структуру микропроцессора. Тогда все гораздо хуже, особенно если материнская плата старой модели и ее компоненты в свободной продаже отсутствуют (покупка запчастей с рук рискованна, т.к. возможно, они прошли через кустарный ремонт).
На всякий случай я расскажу вам о признаках выхода из строя северного моста:
- проблемы с изображением на экране (появление искажений, полос, осветление или затемнение всего дисплея);
- ощутимое подтормаживание или зависание в процессе работы;
- самопроизвольная перегрузка;
- сообщение на синем экране (BSOD);
- устройство не загружается
Возможно, это позволит вам своевременно предпринять какие-то меры и предупредить ухудшение ситуации.
Прощай, северный мост
В завершение расскажу вам о том, что вообще-то славная эпоха северных мостов подошла к завершению. Все чаще производители CPU размещают модули, выполняющие функции контроля памяти и видеоадаптера, под крышку процессора. AMD поступает так с 2004 года (64-битные процессоры), а Intel с 2008. Такое решение имеет определенные достоинства:
- минимизировались задержки при обращении ЦП к ОЗУ;
- уменьшение активных элементов материнки упростило проектирование платы;
- модули, отвечающие за графику и память, попали в более комфортные условия с системой активного охлаждения;
Такая вот история северного моста материнской платы. Надеюсь, вам было не только интересно, но и полезно узнать изложенную в этой статье информацию. На этом я заканчиваю. И напоминаю, что вас в моем блоге ожидает рассказ о южном мосте.
Так что, до новых встреч на продолжении этой темы, удачи всем.