چیپست (تراشه) چیست و چرا باید به آن توجه کنیم؟

چیپست چیست و چرا اهمیت دارد

احتمالا زمانی که درباره کامپیوترهای جدید صحبت می‌کنید، واژه چیپست (تراشه) به گوشتان خورده است. اما چیپست دقیقا چیست و تاثیر حقیقی آن بر عملکرد کامپیوترها به چه صورت است؟

درباره عملکرد چیپست به طور خلاصه می‌توان گفت که مرکز ارتباطات مادربرد و کنترل کننده ترافیک و در نهایت تعیین کننده این است که چه اجزایی با مادربرد سازگار هستند، از جمله CPU، رم، هارد و کارت گرافیک. همچنین در مورد این که در آینده بخواهید سیستم را ارتقاع بدهید و یا قطعات جدیدی را جایگزین کنید و این که سیستم قابلیت Overlock داشته باشد، تصمیم‌گیری به عهده چیپست است.

هنگامی قصد دارید یک مادربرد بخرید، این سه معیار مهم باید مورد توجه قرار گیرند، با مجله قرمز در این ترجمه اختصاصی همراه باشید تا در ادامه درباره این سه معیار مهم، صحبت نمائیم.

تاریخچه مختصر چیپست

در کامپیوترهای قدیمی، مادربردها از تعداد بسیار زیادی مدارات مجتع جدا از هم تشکیل شده بودند و در این حالت به طور کلی برای هر یک از اجزاء سیستم به یک یا چند چیپ یا تراشه جدا نیاز بود؛ مثلا برای موس، کیبورد، گرافیک، صدا و قسمت‌های دیگر.

یک مادربرد IBM قدیمی

همانطور که قابل تصور است وجود این همه چیپ های متنوع و از هم پراکنده کارایی را به شدت پایین می‌آورد. برای حل این مشکل مهندسین کامپیوتر نیاز به اختراع یک سیستم جدید داشتند و شروع به یکپارچه‌ سازی این چیپ‌ های پراکنده در داخل چیپ‌ های کمتری کردند. با پیدایش گذرگاه یا باس PCI، یک طراحی جدید یعنی Bridgeها (بریج‌ها) پدید آمدند. به جای یک گروه از چیپ ‌ها، مادربردهایی با یک چیپ Northbridge و یک چیپ Southbridge به وجود آمدند که وظایف و اهداف خاص و مهمی داشتند. چیپی که در قسمت بالا یا شمال مادربرد قرار می‌گرفت Northbridge نامیده شد. این چیپ مستقیما با CPU در ارتباط بود و به عنوان یک واسط میانی ارتباطی برای اجزایی با سرعت بالاتر ایفای نقش می‌کرد (مانند رم، بخش کنترل کننده PCI-e و در مادربردهای قدیمی بخش کنترل کننده AGP). اگر این اجزاء قصد ارتباط با CPU را داشتند، مجبور بودند که از طریق Northbridge اقدام کنند. Southbridge نیز چون در قسمت پایین یا جنوبی مادربرد قرار دارد، اینگونه نامیده می‌شود. این چیپ مسئولیت کنترل اجزایی با عملکرد کمتر را بر عهده داشت ( مثل شیار باس PCI که برای کارت‌های توسعه استفاده می‌شود، کانکتورهای SATA و IDE، درگاه USB، صدای Onboard، شبکه و غیره). این اجزاء برای ارتباط با CPU باید ابتدا از طریق Southbridge به Northbridge و از آن به CPU متصل می‌شدند. این چیپ ها به عنوان چیپست شناخته شدند که از نظر لفظی به معنای مجموعه‌ای از چیپ ‌ها می‌باشند.

پیشروی مداوم به سمت یکپارچه ‌سازی کلی

طراحی چیپست‌ های Northbridge و Southbridge قدیمی، ارتقا پیدا کرد و به طور پیوسته این ارتقا ادامه پیدا کرد تا به چیپست ‌های امروزی رسید که دیگر در واقع یک مجموعه از چیپ ‌ها نیستند و معماری قدیمی Northbridge و Southbridge جای خود را به یک چیپ واحد پیشرفته‌تر داده است. بسیاری از اجزاء مثل حافظه و کنترل کننده گرافیک، حال با این چیپ یک‌پارچه شده‌اند و مستقیماً تحت کنترل CPU اداره می‌شوند. اولویت‌های بالاتر و مهم‌تر واحد کنترل به CPU منتقل شدند و سایر وظایف باقی‌مانده نیز بر عهده یک چیپ که مانند Southbridge است قرار داد.

شماتیک چیپست X99 اینتل

به طور مثال سیستم جدید اینتل تلفیقی است از یک پلت‌فرم بخش کنترل (PCH) که در واقع  یک چیپ واحد است و برای آن، همان وظایف Southbridge در نظر گرفته می‌شود. PCH با CPU از طریق واسط رسانه‌ای مستقیم (DMI) در ارتباط است. DMI یک نوآوری جدید نیست و همان روشی است که در سیستم‌های اینتل از سال ۲۰۰۴ به بعد، Northbridge را به Southbridge متصل می‌کرد.

چیپست ‌های AMD نیز چندان متفاوت نیستند و Southbridge سابق حالا با عنوان مرکز کنترل تلفیقی (FCH)  باز گشته است. CPU و FCH در سیستم‌های AMD به یکدیگر از طریق واسط رسانه‌ای یکپارچه (UMI) متصل هستند. این اساساً همان معماری اینتل است، اما با یک نام متفاوت.

در حال حاضر تعداد بسیار زیادی از CPUها، هم از اینتل و هم AMD گرافیک مجتمع داخلی دارند و دیگر نیازی به اختصاص یک کارت گرافیک جدا ندارند ( البته به جز مواردی به گرافیک بالا نیاز نیست مثل بازی و ویرایش ویدئو).

(AMD، این چیپ ‌ها را واحد پردازش شتاب‌دهنده یا APU می‌نامد که متفاوت از CPUهای AMD است، اما در واقع این‌ها اصطلاحات تجاری هستند که به خریداران کمک می‌کند تا CPUهای معمولی را از CPUهایی که گرافیک داخلی دارند، تشخیص دهند).

همه این‌ها به این معنی است که اجزایی مثل کنترل ‌کننده‌های حافظه (درگاه‌های SATA)، کنترل ‌کننده‌های شبکه و همه اجزاهای قبلی که کارایی با سطح پایین‌تر داشتند، حالا فقط یک جهش خواهند داشت و به جای رفتن از Southbridge و از آن به Northbridge برای رسیدن به CPU، می‌توانند تنها از PCH یا FCH یک جهش به CPU داشته باشند و در نتیجه تاخیر کاهش می‌یابد و سیستم پاسخ‌گویی سریع‌تری خواهد داشت.

چیپست تعیین می‌کند که کدام بخش‌ها با یکدیگر سازگار هستند

تا اینجا با مبانی اولیه و اینکه چیپست چیست آشنا شدیم. حالا می‌خواهیم بدانیم که دلیل توجه و اهمیت ما به چیپست به چه خاطر است.

همانطور که در ابتدا بیان شد، چیپست کامپیوترها سه نکته اصلی را تعیین می‌کنند. سازگاری اجزاء (از چه رم و CPUای می‌توان استفاده کرد)، انتخاب‌های ممکن برای ارتقاء سیستم (از چه کارت‌های PCI می‌توان استفاده کرد) و قابلیت Overlock. درباره هرکدام از این‌ها با جزئیات صحبت خواهیم کرد.

چیپست شما تعیین می کند که کدام بخش ها با یکدیگر سازگارند

انتخاب اجزاء بسیار مهم است. باید دید سیستم مورد نظر شما آخرین تولید اینتل، پردازنده Core i7 است یا به یک سیستم پایین‌تر و ارزان‌تر نیاز دارید؟ آیا یک کلاک بالاتر در حد رم DDR4 می‌خواهید، یا DDR3 کافی است؟ چه تعداد و چه نوعی هارد دیسک می‌خواهید به سیستم وصل کنید؟ آیا به WiFi داخلی نیاز دارید یا از LAN استفاده می‌کنید؟ آیا قصد دارید از چند کارت گرافیک استفاده کنید یا یک گارت گرافیک در کنار کارت‌های توسعه ؟ باید تمام این ملاحظات را در نظر گرفت و درباره آن تامل کرد و طبیعتاً چیپست ‌های بهتر، انتخاب‌های بیشتر و جدیدتری را در اختیار ما قرار می‌دهند.

همچنین قیمت، یک عامل تعیین‌کننده و مهم است. مشخص است که هزینه‌های اصلی بابت اجزای جانبی و مادربردی که از این اجزاء پشتیبانی کند خواهد بود. اگر قصد جمع کردن یک سیستم داشته باشید، باید در طرح اولیه خود، اجزایی که به آن نیاز دارید و بودجه خود را در نظر بگیرید.

چیپست، تعیین کننده گزینه‌های پیش رو برای ارتقاء سیستم

چیپست مشخص می‌کند که چه مقدار فضا برای کارت‌های توسعه (مثل کارت ویدئو، کارت تلوزیون، کارت RAID و غیره) در سیستم در اختیار داریم. اجزای سیستم و ابزارهای جانبی مثل CPU، رم، کارت‌های توسعه، پرینتر و غیره از طریق باس یا گذرگاه به مادربرد متصل هستند. هر مادربرد شامل چندین نوع مختلف از باس است که تفاوت آن‌ها در سرعت و پهنای باند است. اما به منظور تسهیل آن‌ها، باس‌ها را به دو بخش باس‌های جانبی ( مثل USB، سریال و پارالل) و باس‌های داخلی تقسیم می‌کنیم. باس‌های داخلی اولیه روی مادربردهای نسل جدید که به PCI express معروف هستند، به کار رفت. PCI-e از مسیرها استفاده می‌کرد که به اجزای داخلی مثل رم و کارت‌های توسعه اجازه می‌دادند تا با CPU و برعکس ارتباط برقرار کنند. یک مسیر به طور ساده دو جفت اتصال سیمی است که یک جفت آن برای ارسال داده و دیگری برای دریافت است. پس یک PCI 1x شامل ۴ سیم است و ۲x شامل ۸ سیم و به همین ترتیب ادامه دارد.

چیپست تعیین کننده ی گزینه های پیش رو برای ارتقاء سیستم است

با سیم‌های بیشتر داده‌های بیشتری می‌توانند جابه‌جا شوند. یک اتصال ۱x می‌تواند ۲۵۰MB را در هر انتقال هدایت کند. ۲x می‌تواند ۵۱۲MB را به همین طریق انتقال دهد. اینکه چه تعداد مسیر وجود دارد، به این بستگی دارد که مادربرد چه تعداد مسیر دارد ( مانند ظرفیت پهنای باند CPU).

رابطی میان دو دستگاه PCI Express شامل خطوط

به طور مثال تعداد زیادی از CPUهای دسکتاپ اینتل ۱۶ مسیر دارند ( CPUهای تولید جدید ۲۸ یا حتی ۴۰ مسیر دارند). مادربردهای با چیپست Z170 20 مسیر دیگر را اضافه می‌کنند که در مجموع شامل ۳۶ مسیر می‌شود. چیپست X99 هشت مسیر PCI-e 2.0 ارائه می‌دهد و بسته به نیاز CPU تا ۴۰ مسیر PCI-e 3.0 نیز می‌تواند ارائه کند. بنابراین در مادربرد Z170 یک کارت گرافیک PCI-e 16x از ۱۶ مسیر استفاده می‌کند.

در نتیجه می‌توان از دو کارت گرافیک در یک برد برای بهره بردن از سرعت بالا استفاده کرده و ۴ مسیر دیگر را برای سایر اجزای جانبی باقی گذاشت. همچنین می‌توان یک کارت PCI-e 3.0 بر ۱۶ مسیر (۱۶x) و دو کارت را بر ۸ مسیر (۸x)  یا ۴ کارت را بر ۸x استفاده کرد (البته اگر مادربرد موردنظر قابلیت سازگاری با این موارد را داشته باشد).

به طور کل این مسئله چندان برای کاربران اهمیت ندارد. اجرای چند کارت ۸x به جای یک ۱۶x عملکرد را تنها به اندازه چند فریم در ثانیه کاهش می‌دهد و همینطور در اکثر موارد متاسفانه نمی‌توانید تفاوت چندانی بین PCI-e 2.0 و PCI-e 3.0 مشاهده نمی‌کنید. اما اگر قصد دارید تعداد زیادی کارت توسعه مثل دو کارت گرافیک، یک کارت تلویزیون و یک کارت WiFi داشته باشید، در بسیاری موارد قبل از این که شیارهای مادربرد پر شوند، پهنای باند مورد استفاده PCI-e از حد می‌گذرد. اما در غیر این صورت، لازم است مطئن شوید که CPU و مادربرد مسیرهای کافی را برای پشتیبانی از این کارت‌ها داشته باشند.

چیپست قابلیت Overlock کامپیوتر را تعیین می‌کند

تا اینجا دیدیم که چیپست تعیین کننده این است که چه اجزایی با سیستم شما سازگار هستند و چه تعداد کارت‌های توسعه را می‌توانید استفاده کنید. اکنون به یک بخش اصلی از قابلیت‌های تصمیم‌گیری چیپست، یعنی قابلیت Overlock می‌رسیم.

Overlock به طور ساده یعنی بالا بردن نرخ کلاک یک بخش، بیشتر از مقداری که از قبل برای آن طراحی شده. تعداد زیادی از سیستم‌هایی که کارایی لازم را ندارند، با Overlock کردن CPU یا GPU برای کارهایی مثل بازی و سایر امور، بدون هیچ هزینه‌ای، مناسب می‌شوند. با این افزایش سرعت مصرف برق و حرارت خروجی بالا می‌رود که می‌تواند باعث مشکلاتی در زمینه دوام و کاهش عمر آن بخش گردد. همچنین این اقدام نیازمند استفاده از هیت سینک‌های بزگتر و فن‌های بیشتر (یا سیستم خنک کننده مایع) برای اطمینان از بالا نرفتن دمای سیستم است. مسئله اینجاست که تنها برخی از مدل‌های مشخص CPU برای انجام Overlock مناسب هستند.

چیپست قابلیت Overclock کامپیوتر را تعیین می کند

علاوه بر این، تنها چیپست‌های مشخصی ممکن است امکان Overlock داشته باشند و برخی نیز ممکن است به firmware‌های خاص برای انجام این کار نیاز داشته باشند. بنابر این اگر قصد انجام Overlock دارید، لازم است به چیپست مادربرد مورد نظر توجه کنید. چیپست‌ هایی که قابلیت Overlock را فراهم می‌کنند، لازمه‌های کنترلی (ولتاژ، تقویت کننده، کلاک مبنا و غیره) را در UEFI یا BIOS  با قابلیت تغییر، دارند.

نحوه مقایسه جهت خرید یک مادربرد

نکته مثبت این است که نیاز به دانستن همه چیز درباره چیپست برای خرید مادربرد نیست. قطعا با داشتن اطلاعات کافی می‌توان بین همه چیپست ‌ها به جستجو پرداخت و مدل مدنظر خود را پیدا کرد. اما می‌توان اجازه داد که این کار را یک سایت مثل newegg انجام دهد. فرض می‌کنیم که قصد خرید یک سیستم قدرتمند برای بازی با پردازنده جدید اینتل دارید. می‌توان با مراجعه به سایت newegg از راهنمایی آن برای انتخاب مادربرد مدنظر استفاده کرد. همچنین می‌توان عوامل مختلفی مثل شکل ظاهری (ابعاد و بزرگ و کوچک بودن)، سوکت CPU (بسته به نوع CPU مورد استفاده) و همچنین برند و قیمت مورد نظر را انتخاب کرد.

از این قسمت می‌توانید مادربردهای دیگر را ببینید و در کادر زیرین، آن را با موارد دیگر مقایسه نموده و با زدن دکمه Compare، می‌توانید ویژگی‌های آن را جزء به جزء مقایسه کرد.

نحوه مقایسه مادربردها در سایت

مثلا اگر در سایت newegg یک مادربرد Z170 MSI و یک مادربرد X99 MSI را انتخاب کنید، در پنجره‌ای مانند شکل زیر شاهد مقایسه اجزای آن خواهیم بود.

مقایسه مادربرد Z170 MSI و مادربرد X99 MSI

می‌توان برخی تفاوت‌ها را مثل ویژگی‌های چیپست در آن مشاهده کرد. برد Z170 می‌تواند تا ۶۴GB رم DDR4 را پشتیبانی کند، در حالی که برد X99 تا ۱۲۸GB را می‌تواند. برد Z170 چهار شیار PCI-e 3.0 16x دارد و ماکزیمم پردازنده‌ای که پشتیبانی می‌کند Core i7 6700K است که حداکثر تا ۱۶ مسیر و به طور کل ۳۶ مسیر را می‌تواند استفاده کند. اگر یک پردازنده گران قیمت مثل Core i7 6850 داشته باشید، برد X99 می‌تواند تا ۴۰ مسیر PCI-e 3.0 را پشتیبانی کند.

برای اکثر کاربران این مسئله چندان مورد توجه نیست، اما اگر بخواهید تعداد زیادی کارت توسعه داشته باشید، لازم است که مسیرها را بشمارید و مطمئن شوید که برد شما پهنای باند کافی را دارد.

به طور محسوسی سیستم X99 قدرتمندتر است، اما همانطور که در جدول مقایسه قابل مشاهده است، باید از خود بپرسید که در واقع به چه ویژگی‌هایی نیاز دارید.

چیپست Z170 تا هشت دستگاه SATA را پشتیبانی کرده و این مادربرد به طور خاص ویژگی‌های ارزشمند زیادی دارد که آن را برای استفاده به عنوان یک سیستم قدرتمند جهت بازی مناسب می‌سازد. اگر به یک CPU با بیش از ۴ هسته، رم بیش از ۶۴GB و کارت‌های توسعه بیشتر نیاز داشته باشید، چیپست X99 مناسب تر است.

در هنگام مقایسه ممکن است یک مادربردی پیدا کنید که مشخصات پایین تری داشته و در حد متوسط باشد، مثل سیستم Z97 که تا ۳۲GB رم DDR3 را پشتیبانی کرده و قابلیت ۱۶ مسیر در پردازنده Core i7 4790K را داشته و کارت گرافیک PCI-e 3.0 را بتواند اجرا کند. در مقایسه بین این چیپست ‌ها ممکن است با یک چیپستی که کمی ضعیف‌تر است، بتوان با انتخاب مناسب رم، CPU و گرافیک یک سیستم خوب جمع کرد که البته هزینه آن بالا می‌رود.

(لازم است بدانید که newegg یکی از بهترین سایت‌ها در زمینه مقایسه است و فروشگاه‌های فوق‌العاده دیگری نیز وجود دارند که از آن می‌توانید قطعات مورد نظر را خریداری کنید. مثل Amazon، FRY’S و Microcenter).

تنها چیزی که جدول مقایسه‌ها معمولا درباره آن صحبتی نمی‌کند، قابلیت Overclock  است. ممکن است ویژگی‌های Overclock مشخصا ذکر شود، اما لازم است تا با اندکی تلاش بیشتر و جستجو در گوگل مطمئن شوید که این قابلیت وجود دارد یا نه.

به یه یاد داشته باشید که وقتی به دنبال یک سخت‌افزار، مادربرد و یا هرچیز دیگر هستید، تنها به مشاهده نظرات کاربران توجه نکنید، زیرا ممکن است فقط جوانب مثبت را ذکر کرده باشند.

فراتر از ضرورت‌های اصلی (رم، گرافیک و CPU) هر چیپستی باید بتواند نیازهای اساسی را برطرف سازد. مثل صدای Onboard، درگاه USB، LAN و غیره. در نهایت چیزی که خواهید داشت به ویژگی‌های مادربرد و انتخاب‌های کارخانه بستگی دارد. اگر مواردی مثل بلوتوث و WiFi می‌خواهید، مجبور هستید که برد آن را خریداری کنید (اغلب به صورت USB و PCI-e موجود است).

در ساختمان یک سیستم، آمیزه‌ای از هنر به کار رفته است و فراتر از چیزی است که درباره‌ آن صحبت کردیم. به هر حال امیدواریم که توانسته باشیم تصویر شفافی از یک چیپست، اهمیت آن و برخی موارد که در انتخاب یک مادربرد و سایر اجزاء برای یک سیستم جدید باید به آن توجه کرد را در اختیار شما قرار داده باشیم.

  • از این مقاله لذت بردید؟ نظرات خود را با قسمت فناوری مجله قرمز به اشتراک بگذارید.

ترجمه اختصاصی از مجله قرمز

منبع:  howtogeek


نظر چیپست (تراشه) چیست و چرا باید به آن توجه کنیم؟

  • خیلی مفید و کاربردی بود… سپاسگزارم

    سعید امامی اسفند 8, 1395 10:43 ب.ظ پاسخ دادن

نوشتن یک نظر

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *