Chipset ทำงานอย่างไร

ความสำคัญและการทำงานของ Chipset

Chipset คืออะไร สำคัญขนาดไหน

Bridge ในคอมพิวเตอร์

ตำแหน่งของ Bridge ในคอมพิวเตอร์

หน้าที่ของ Northern Bridge

หน้าที่ของ Southern Bridge

คุณสมบัติโดยย่อของ Chipset รุ่นต่างๆ

ข้อมูลเพิ่มเติม

Chipset คืออะไร สำคัญขนาดไหน

ผมกล่าวถึง Chipset หลายๆ ตัว เมื่อได้เขียนบทความเกี่ยวกับเมนบอร์ด หรือฮาร์ดดิสก์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ แต่ไม่เคยกล่าวถึงรายละเอียดว่าแท้ที่จริงแล้ว Chipset นั้นคืออะไร ใครผลิต และทำหน้าที่อะไร ซึ่งก็จะนำมาแสดงไว้ ณ ที่นี้ว่า Chipset ในคอมพิวเตอร์นั้นมีความเป็นมาอย่างไร และสำคัญขนาดไหน Chipset ทำหน้าที่อะไร คำตอบก็คือ งานทุกอย่างที่ซีพียูไม่ได้กระทำจะถูกทำโดย Chipset ได้แก่ การควบคุมและเป็นทางผ่านของข้อมูลจากอุปกรณ์ต่างๆ เช่น การส่งข้อมูลจากหน่วยความจำหลักไปยังซีพียู การส่งผ่านข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์ จากไดรฟ์ซีดีรอม รวมถึงการส่งข้อมูลของแผงวงจร (Card) ต่างๆ เช่น VGA Card, AGP Card, Sound Card งานเหล่านี้เกิดขึ้นโดยการควบคุมของ Chipset ทั้งสิ้น จะเห็นได้ว่าข้อมูลทั้งหมดที่ผ่านเข้าออกจากซีพียูจะต้องผ่าน Chipset ให้ Chipset เป็นผู้จัดการทั้งสิ้น

ในบทความเรื่อง "เชื่อมประสานเทคโนโลยีเข้าด้วยกัน" ผมได้ชี้ให้เห็นว่า หากปราศจาก Chipset แล้ว บรรดาเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่ถูกสร้างออกมา ได้แก่ AGP USB หรือ Ultra DMA/33 จะไม่เกิดประโยชน์ใดๆ เลย หากคอมพิวเตอร์ปราศจาก Chipset ที่สามารถเชื่อมประสานเทคโนโลยีเข้าด้วยกันได้ นั่นเป็นเหตุผลที่ว่า ทำไมถึงมี Chipset ใหม่ๆ ถูกผลิตออกมาเรื่อย ๆ ที่จริงสาเหตุที่ Chipset ต้องมีการพัฒนาเรื่อยๆ ก็คือ พัฒนาตามซีพียู ทุกครั้งที่มีซีพียูรุ่นใหม่ที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างและสถาปัตยกรรม Chipset ก็ต้องถูกพัฒนาขึ้นเพื่อสนับสนุนซีพียูนั้นด้วย ตัวอย่างเช่น เพนเทียมคลาสสิคกับเพนเทียม II จะใช้ Chipset คนละตัว ทั้งนี้เพราะทั้งสองมีสถาปัตยกรรมแตกต่างกัน เพนเทียมนั้นใช้กับเมนบอร์ดที่มีแคชระดับ 2 บนเมนบอร์ด (L2 Cache หรือ External Cache Level 2) ขณะที่ เพนเทียม II นั้นมีอยู่บน SEC ของตัวซีพียูเอง ซึ่งจะทำให้การโอนย้ายข้อมูลจากแคชเร็วขึ้น ระยะเวลารอน้อยลง ดังนั้น Chipset จึงต้องถูกผลิตออกมาใหม่ เพื่อให้สอดคล้องกับการทำงานของซีพียู

ปัจจุบันมีผู้ผลิต Chipset หลายรายด้วยกัน รายใหญ่ที่สุดคือ Intel รายย่อยๆลงไปได้แก่ VIA , SiS , Winbond, Acer ผู้ผลิตแต่ละรายต่างก็พยายามพัฒนาให้ Chipset ของตัวเองทำงานได้ดีที่สุด ผนวกเอาเทคโนโลยีใหม่เข้าไว้มากที่สุด

Chipset ทำงานอย่างไร

ดูตัวอย่างการทำงานของ Chipset VIA MVP3 จากแผนภาพต่อไปนี้ ลองตั้งคำถามว่า แล้ว Chipset ทำหน้าที่อะไร ที่ผมไม่ได้เขียนอธิบายไว้ตรงนี้ก็เนื่องจาก จะมีอธิบายไว้ข้างล่างอีก

จากภาพแสดงโครงสร้างการทำงานของ Chipset VIA MVAP3 ซึ่งการทำงานทั้งชุดประกอบด้วย Chipset 2 ตัว Chipset หลัก VT82C589AT หรือชื่อที่เรียกก็คือ MVP3 และ Chipset รอง VT82C586B ซึ่งทั้งสองทำหน้าที่แตกต่างกัน ภายใน Chipset จะประกอบด้วยวงจรลอจิก ทำหน้าที่แยกประสาน,จัดการงานของระบบคอมพิวเตอร์ วงจรลอจิกดังกล่าว ยังแบ่งออกเป็น 2 วงจรย่อย เรียกกันว่า Northern Bridge หรือ Chipset หลัก ทำหน้าที่หลักๆในคอมพิวเตอร์ ขณะที่ Southern Bridge หรือ Chipset รองทำหน้าที่ที่มีความสำคัญฯต่อการประมวลลงไป

สำหรับเมนบอร์ด การจะทราบว่าเมนบอร์ดรุ่นหนึ่งนั้นมีคุณสมบัติอย่างไร เช่น ใช้กับซีพียูรุ่นไหนได้บ้าง ใช้หน่วยความจำประเภทใด มีคุณสมบัติเพิ่มเติมอย่างไร วิธีการตรวจสอบอย่างง่ายๆ ก็คือ ดูว่าเมนบอร์ดนั้นใช้ Chipset อะไร Chipset เป็นส่วนประกอบที่ไม่สามารถอัปเกรดได้ เมื่อซื้อมาก็จะมาพร้อมกับเมนบอร์ดเลยทีเดียว

Bridge ในคอมพิวเตอร์

สำหรับคอมพิวเตอร์ Bridge ถูกใช้อ้างอิงสำหรับระบบเครือข่ายมาก่อน เป็นลักษณะของการต่ออุปกรณ์คนละชนิด มีควมเร็วในการทำงานไม่เท่ากัน เช่น อุปกรณ์ที่มีความเร็ว 100 mbp/s กับความเร็ว 10 mbp/s เข้าด้วยกัน แต่เนื่องจากภายในอุปกรณ์แต่ละตัวก็มีการประมวลเช่นกัน ดังนั้นหากนำมาต่อกันแล้วลดความเร็วของอุปกรณ์ลง โดยให้เหลือความเร็วเท่ากับความเร็วต่ำสุดของอุปกรณ์ที่มี ซึ่งในตัวอย่างนี้ได้แก่ ลดความเร็วให้เหลือเพียง 10 mbps/s ก็สามารถทำได้ แต่ผลจากการลดก็คือ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ต่ำลงเนื่องจากต้องรอให้อุปกรณ์ที่ความเร็วช้าทำงานเสร็จก่อน ดังนั้น Bridge จึงถูกออกแบบมาแก้ปัญหาดังกล่าว โดยสร้างสะพานหรือ Bridge ขึ้นมา เพื่อให้อุปกรณ์ต่างๆยังคงทำงานได้อย่างอิสระได้ด้วยความเร็วสูงสุดของอุปกรณ์แต่ละชนิด คอมพิวเตอร์ก็เช่นกัน เนื่องจากมีอุปกรณ์หลายชนิดทำงานร่วมกัน เช่น หน่วยความจำ ซีพียู การ์ดแสดงผล ฮาร์ดดิสก์ แต่ละชนิดจะทำงานด้วยความเร็วแตกต่างกัน วิธีการที่จะทำให้แต่ละตัวยังคงทำงานที่ประสิทธิภาพสูงสุดก็คือใช้ Bridge มาช่วย

ตำแหน่งของ Bridge ในคอมพิวเตอร์

จากตัวอย่างข้างบนใช้ VIA MVP3 เป็นตัวอย่างการแสดง Bridge ในคอมพิวเตอร์ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่า MVP3 ประกอบด้วย Chipset 2 ตัวChipset หลัก VT82C589AT หรือชื่อที่เรียกก็คือ MVP3 และ Chipset รอง VT82C586B ทั้งสองตัวทำหน้าที่เป็น Bridge ในคอมพิวเตอร์ โดยแยกเป็น 2 ชื่อด้วยกัน เรียก Chip หลัก (main Chip หรือ VT82C589AT) ว่าสะพานทางด้านทิศเหนือ (Northern Bridge) และเรียก Chip รอง (Minor Chipset) หรือ VT82C586B ว่า สะพานทางด้านทิศใต้ หรือ Southern Bridge

หน้าที่ของ Northern Bridge

จากแผนภาพข้างบนจะเห็นว่า อุปกรณ์ที่เข้ามาต่อกับ VT82C589AT โดยตรงได้แก่ Host Master หรือซีพียู (ในคอมพิวเตอร์ ถือว่าตัวที่ทำหน้าที่เป็นตัวหลักในการควบคุมการประมวลผลคือซีพียู) และ VGA Card หรือ AGP Card หน่วยความจำหลัก และหน่วยความจำแคช (Static RAM) และ Slot สำหรับต่ออุปกรณ์ต่างๆ ที่ต่อผ่าน PCI Bus ทั้งหมดนั้นต้องถูกควบคุมผ่านสะพานทิศเหนือ สังเกตได้ว่า Northern Bridge นั้นเป็น Chipset หลัก ที่ทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์หลักๆ ของคอมพิวเตอร์ การเรียกชื่อ Chipset นี้จะเรียกเป็นชื่อที่ผู้ผลิตตั้งขึ้นมาเอง อย่างเช่น VIA เรียก Chipset ข้างบนว่า MVP3 แต่ถ้าเป็นกรณีของ Intel จะเรียกเฉพาะชื่อย่อ ถ้าหากสังเกตที่ตัว Chipset จะมีโค๊ดหรือรหัสยาวหลายตัว เช่น FW82443LX แต่ Intel เรียกว่า 440LX เท่านั้น

หน้าที่ของ Southern Bridge

หน้าที่อื่นๆ ที่เหลือของ Chipset เป็นงานของ Southern Bridge ได้แก่ ควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripheral Devices) Harddisk, CD-ROM Drive , USB และ ACPI Controller (ดูแผนภาพประกอบ) รวมทั้งควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ที่ต่อเชื่อมกับ ISA Bus ด้วย หน้าที่เพิ่มอีกอย่างหนึ่งของ Southern Bridge คือเป็นตัวควบคุม Power Management Controllers

คุณสมบัติโดยย่อของ Chipset รุ่นต่างๆ

Socket 7 CPU	Slot 1 CPU
430TX PCIset	440LX AGPset
VIA VP3 Chipset (AGP)
VIA MVP3 Chipset (AGP)

BUS Mastering เพิ่มประสิทธิภาพให้คอมพิวเตอร์หรือไม่

เชื่อมเทคโนโลยีด้วย 440LX 430TX Chipset

What is Chipset อธิบายอย่างละเอียด

Anand Chipset Guide อธิบายคุณสมบัติของ Chipset รุ่นใหม่

พิมพ์ครั้งแรก 12 พฤษภาคม 2541

แก้ไขครั้งล่าสุด 4 กรกฎาคม 2541