Chipset

Chipset

Chipset คืออะไร และมีความสำคัญอย่างไร

ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันทั่วไปแล้วว่า เรากำลังก้าวสู่ยุคใหม่ เรียกว่า ยุคของข้อมูลข่าวสาร ไม่ว่าจะเป็นประเทศที่เจริญแล้ว หรือประเทศที่กำลังพัฒนา ไม่ว่าจะเป็นผู้นำในด้านการเมืองหรือผู้ดำเนินงานด้านเศรษฐกิจสังคม ไม่ว่าจะเป็นนักบริหารอาวุโส หรือหัวหน้าแผนกงานขนาดเล็กวงการสังคมของเราทุกวันนี้ถือได้ว่าเป็นสังคมแห่งข่าวสารข้อมูล และนับวันก็จะมีแนวโน้มไปในทางนี้มากขึ้น

หากจะกล่าวถึงเครื่องมือที่ช่วยในการเข้าถึงข้อมูลที่แพร่หลายมากที่สุดคงหนีไม่พ้น เครื่องคอมพิวเตอร์ ทั้ง PC และ Notebook การที่จะได้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ไม่ได้หมายความว่าต้องเป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซีพียูความเร็วสูงเท่านั้น แต่ เทคโนโลยีและส่วนประกอบ อื่นๆด้วย ดังนั้น เทคโนโลยีที่จะใช้ต้องมีประสิทธิภาพสูง และสามารถรองรับความสามารถของซีพียูนั้นๆได้ ซึ่งส่วนที่จะทำหน้าที่เชื่อมเทคโนโลยีเหล่านั้นเข้าด้วยกันให้คอมพิวเตอร์สามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเหล่านั้น นั่นคือ Chipset ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมประสานส่วนต่างๆของเทคโนโลยีในเมนบอร์ดเข้าด้วยกัน

ความหมายของ Chipset Chip Set

เป็นคำผสมระหว่าง Chip และ Set ดังนี้

• Chip คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็คทรอนิกส์ ที่มีลักษณะทางกายภาพเป็นวัตถุรูปร่างสี่เหลี่ยม มีขาโลหะ ที่เป็นระยางออกมารอบๆ ตัว จำนวนขาโลหะที่ยื่นออกมาก็ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนในการออกแบบ และ หน้าที่ที่ถูกกำหนดในการใช้งาน

• Set หมายถึง กลุ่ม, หมวดหมู่, หรือสิ่งที่จัดมารวมกัน ดังนั้น ความหมายโดยรวมของ Chipset คือ กลุ่มของชิ้นส่วนอิเล็กทรอกนิกส์ที่ได้รับการออกแบบให้ทำงานเป็นหน่วย สำหรับควบคุมการทำงานต่างๆ ของเมนบอร์ด ซึ่งเปรียบเสมือนเป็นผู้จัดการของซีพียูและเป็นหัวใจในการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ทั้งหมดบน Mainboard พร้อมทั้งเป็นจุดศูนย์รวมของเทคโนโลยีอันทันสมัยทั้งหลาย หรือให้คำนิยามได้ดังนี้ “Chipset is Heart of the Mainboard”

หลักการทำงานและโครงสร้างของ Chipset

หลักการทำงานของ Chipset

โดยทั่วไป ชุดChipset จะประกอบด้วย Chip มากกว่า 1 Chip และ chipset แต่ละตัวจะมี transistor มากกว่า 1 ล้านตัว ซึ่งมีหลากหลายหน้าที่ โดยสรุปได้ดังนี้

1. หลักการทำงานหลักของ Chipset คือควบคุมการทำงานและการเชื่อมต่อของการรับส่งข้อมูลระหว่างหน่วยความจำหลัก หรือ อุปกรณ์รับเข้า-ส่งออก (input/output device) หรือ อุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ

2. ทำหน้าที่ควบคุมและเป็นทางผ่านของข้อมูลจากอุปกรณ์ต่าง ๆทุกอย่างที่ซีพียูไม่ได้ทำ เช่น การส่งข้อมูลจากหน่วยความจำหลักไปยังซีพียู การส่งผ่านข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์ จากไดรฟ์ซีดีรอม รวมถึงการส่งข้อมูลของแผงวงจร (Card) ต่าง ๆ

3. ทำหน้าที่เป็นตัวกำหนดจัดการไม่ว่าจะเป็นเรื่องของการกำหนดความถี่ ให้แก่บัสทั้งระบบ หรือจะเป็นการจำกัดสิทธิในการให้ใช้ ซีพียู กำหนดให้เมนบอร์ดนั้นต้องมี Slot แบบใดบ้าง

4. สนับสนุนการทำงานของ Processor หลายตัว (Multi Processor) โดยที่วงจรควบคุมของ Chip Set จะทำหน้าที่ประสานงานการทำงานของ Processor ทั้งสอง ไม่ให้แต่ละ Processor รบกวนการทำงานของกันและกัน โดยทำงานร่วมกับระบบปฏิบัติการโดยเรียกการทำงานในลักษณะนี้เรียกว่า SMP ( Symmetric Multiprocessing )

โครงสร้างของ Chipset

โดยปกติอุปกรณ์ต่างๆ และส่วนประกอบของเมนบอร์ด มักจะทำงานร่วมกันในลักษณะที่เรียกว่า "สอดประสานไปด้วยกัน (Synchronous)" โดยใช้ความถี่สัญญาณนาฬิกาเป็นหลัก และบนเมนบอร์ดจะมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนหนึ่งที่คอยทำหน้าที่ให้กำเนิดสัญญาณนาฬิกา ชิปเซตจะทำหน้าที่ช่วยจัดการ ในการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ที่ต่อพ่วงกับเมนบอร์ด โดยแบ่งออกเป็น 2 โครงสร้าง คือ

1.โครงสร้าง North Bridge และ South Bridge

2.โครงสร้าง Accelerated Hub Architecture

หน้าที่ของ Chipset ในส่วนของโครงสร้าง North Bridge

Chipset ที่ทำหน้าที่ในฝั่ง North Bridge คือ จะทำการควบคุมอุปกรณ์ RAM และ AGP ทำการเชื่อมต่อโดยตรงกับ CPU และ VGA Card หรือ AGP Card หน่วยความจำหลัก และหน่วยความจำแคช (Static RAM) และ Slot สำหรับต่ออุปกรณ์ต่างๆ ที่ต่อผ่าน PCI Bus ทั้งหมด ซึ่งถูกควบคุมผ่านสะพานทิศเหนือ จะเห็นว่า Chipset ในฝั่ง North Bridge เป็นอุปกรณ์หลัก ที่ทำหน้าที่ควบคุมของคอมพิวเตอร์

หน้าที่ของ Chipset ในส่วนของโครงสร้าง Southern Bridge

หน้าที่อื่นๆ ที่เหลือของ Chipset เป็นงานของ Southern Bridge ได้แก่ การควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripheral Devices) Hard disk, CD-ROM Drive , Slot IDE, USB, ACPI Controller และ Flash BIOS รวมทั้งควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ที่ต่อเชื่อมกับ ISA Bus ด้วย หน้าที่เพิ่มอีกอย่างหนึ่งของ Southern Bridge คือเป็นตัวควบคุม Power Management Controllers

หน้าที่ของ Chipset ในส่วนของโครงสร้าง Accelerated Hub Architecture

หน้าที่ของชิปเซ็ตแบบ Accelerated Hub Architecture (AHA)คือเป็นสถาปัตยกรรมที่ผนวกตัวประมวลผลภาพและเสียงเข้าด้วยกัน รวมทั้งการแบ่งหน่วยความจำของระบบแบ่งปันไปให้ชิปประมวลผลกราฟิกใช้ ซึ่งจะมีโครงสร้างที่ คล้ายกับแบบ North Bridge , South Bridge แต่จะมี Firmware Hub ที่เป็นส่วน ที่ใช้เป็นระบบรักษาความปลอดภัย(Security) ให้แก่เครื่องคอมพิวเตอร์เพิ่มเข้ามาด้วย ชิปเซ็ตที่มีโครงสร้างแบบนี้จะมีระบบบัสแบบ PCI ที่เชื่อมต่อระหว่าง Graphics กับ I/O Controller นั้น ที่มีความกว้างของบัส 32 บิต ความเร็ว 66 MHz ทำให้มีความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างกันถึง 264 MB./Sec ซึ่งถือว่าเร็วกว่าแบบ North Bridge , South Bridge ในปัจจุบันผุ้ผลิตส่วนใหย่นิยมออกแบบ Chipset ด้วยโครงสร้างของ AHA มากขึ้น เนื่องจาก AHA ช่วยลดปัญหาคอขวดของ PCI และเพิ่ม bandwidth ในการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเท่าตัว และ เพิ่มขีดความสามารถในการโต้ตอบข้อมูลได้เร็วยิ่งขึ้น จะมี Chip หลักคือ GMCH : Graphic & Memory Controller Hub, ICH : I/O Controller Hub และ FWH : Firmware Hub