チップセットの詳細

はじめに

チップセットの役割と仕組みをお話しいたします。

チップセットの役割

チップとは半導体の演算装置をさし(CPUは規模がでかいのでチップとはあまり呼ばないがCPUもチップの一種。)、パソコンには多数のチップが搭載されてますがその中でとくにマザーボード上にあるパソコンの全てのパーツを接続しコントロールするチップをチップセットと呼びます。チップセット通常は複数なのでチップセットと呼びますが、一個でもチップセットと呼びます。

CPUがパソコンの頭脳ならば、チップセットはパソコンの脊髄にでもあたるでしょう。

Chipsetはマザーボード上にあるコントローラで、通常ノースブリッジと呼ばれるメモリコントローラとサウスブリッジと呼ばれるI/O コントローラで構成されています。このネーミングは通常ノースブリッジがCPU寄りのマザーボードの上部に配置され、サウスブリッジが下部に配置されることが多いことからきているようです。

ノースブリッジはCPUバスとメモリバスとPCIバスのブリッジチップが本来の役割で、高速に動作するために高速なコントロールが必要なAGPポートなどもコントロールしたりします。CPUバスやメモリバスのコントロールに使われるために、このノースブリッジによって使用できるCPUやメモリのタイプが決まります。

サウスブリッジはもともとPCI-ISAブリッジが本来の役割でしたがIDEコントローラが統合された関係で現在ではノースブリッジにPCIか専用バスで接続されIDEやUSBなどのI/Oをコントロールするチップになっています。以前はBIOSやキーボード他パラレルポートなどもコントロールしていましたが現在は専用の別チップが受け持つようになりました。IDEやUSBコントローラも内臓するのでこれらの仕様はこのサウスブリッジによって決定します。

チップセットの仕組み

チップセットはノースブリッジとサウスブリッジに別れていて、ノースブリッジはCPU・メモリ周りを、サウスブリッジはIDEやISA周りをコントロールします。

CPUとノースブリッジがCPUバスとメモリバスのブリッジが基本です。以前はこれにPCIバスコントローラを内臓したものがほとんどでPCIバスにサウスブリッジが搭載されていました。サウスブリッジの機能が高機能で多機能化するにつれてPCIバスでは役不足になったため現在では多くのチップセットでノースブリッジとサウスブリッジは専用の高速なバスで接続されています。

サウスブリッジはそもそもPCI-ISAブリッジでしたが、だいぶ前からこの機能は省略されてあとから内臓されたIDEやUSBなどのコントローラが主体になっています。ノースブリッジとサウスブリッジが高速なバスで接続された今はPCIバスコントローラもサウスブリッジが搭載しています。

パソコンではノースブリッジを中心にCPUとメモリ及び周辺機器の三つの機能がそれぞれにアクセスしてデータのやり取りをする構造になっています。AGPポートに接続された機能やサウスブリッジそのものも周辺機器に分類されノースブリッジ経由でCPUやメモリとやり取りをするのです。サウスブリッジの搭載機能はサウスブリッジを経由して最終的にはノースブリッジに経由されあとはAGPなどと同様にCPUやメモリとやりとりをします。