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

مجله خبری-سبک زندگی نگار: 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 ما 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.

همانطور که قابل تصور است وجود این همه چیپ‌های 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 چیپ‌های پراکنده در داخل چیپ‌های 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 چیپ‌ها به عنوان چیپست شناخته شدند که از نظر لفظی به معنای مجموعه‌ای از چیپ‌ها می‌باشند.

پیشروی مداوم به سمت یکپارچه سازی کلی

طراحی چیپست‌های Northbridge و Southbridge قدیمی، ارتقا پیدا کرد و به طور پیوسته این ارتقا ادامه پیدا کرد تا به چیپست‌های امروزی رسید که دیگر در واقع یک مجموعه از چیپ‌ها 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.

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.

چیپست‌های 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 CPU ها، 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 چیپ‌ها 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.

انتخاب اجزاء بسیار مهم است. باید دید سیستم مورد نظر شما آخرین تولید اینتل، پردازنده Core i۷ است یا به یک سیستم پایین‌تر و ارزان‌تر نیاز دارید؟ آیا یک کلاک بالاتر در حد رم DDR۴ می‌خواهید، یا DDR۳ 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 چیپست‌های 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 ... 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 ۱x شامل ۴ سیم است و ۲ x شامل ۸ سیم و به همین ترتیب ادامه دارد.

با سیم‌های بیشتر داده‌های بیشتری می‌توانند جابه‌جا شوند. یک اتصال ۱ x می‌تواند ۲۵۰ MB را در هر انتقال هدایت کند. ۲ x می‌تواند ۵۱۲ MB 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).

به طور مثال تعداد زیادی از CPU‌های دسکتاپ اینتل ۱۶ مسیر دارند (CPU‌های تولید جدید ۲۸ یا حتی ۴۰ مسیر دارند). مادربرد‌های با چیپست Z۱۷۰، ۲۰ مسیر دیگر را اضافه می‌کنند که در مجموع شامل ۳۶ مسیر می‌شود. چیپست X۹۹ هشت مسیر PCI-e ۲.۰ ارائه می‌دهد و بسته به نیاز CPU تا ۴۰ مسیر PCI-e ۳.۰ نیز می‌تواند ارائه کند؛ بنابراین در مادربرد Z۱۷۰ یک کارت گرافیک PCI-e ۱۶x 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 ۳.۰ بر ۱۶ مسیر (۱۶ x) و دو کارت را بر ۸ مسیر (۸ x) یا ۴ کارت را بر ۸ x 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 ۸ x به جای یک ۱۶ x عملکرد را تنها به اندازه چند فریم در ثانیه کاهش می‌دهد و همینطور در اکثر موارد متاسفانه نمی‌توانید تفاوت چندانی بین PCI-e ۲.۰ و PCI-e ۳.۰ 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.

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. چیپست‌هایی 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 چیپست‌ها 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.

مثلا اگر در سایت newegg یک مادربرد Z۱۷۰ MSI و یک مادربرد X۹۹ MSI را انتخاب کنید، در پنجره‌ای مانند شکل زیر شاهد مقایسه اجزای آن خواهیم بود.

می‌توان برخی تفاوت‌ها را مثل ویژگی‌های چیپست در آن مشاهده کرد. برد Z۱۷۰ می‌تواند تا ۶۴ GB رم DDR۴ را پشتیبانی کند، در حالی که برد X۹۹ تا ۱۲۸ GB را می‌تواند. برد Z۱۷۰ چهار شیار PCI-e ۳.۰، ۱۶ x دارد و ماکزیمم پردازنده‌ای که پشتیبانی می‌کند Core i۷، ۶۷۰۰ K است که حداکثر تا ۱۶ مسیر و به طور کل ۳۶ مسیر را می‌تواند استفاده کند. اگر یک پردازنده گران قیمت مثل Core i۷، ۶۸۵۰ داشته باشید، برد X۹۹ می‌تواند تا ۴۰ مسیر PCI-e ۳.۰ 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 X۹۹ قدرتمندتر است، اما همانطور که در جدول مقایسه قابل مشاهده است، باید از خود بپرسید که در واقع به چه ویژگی‌هایی نیاز دارید.

چیپست Z۱۷۰ 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 ۶۴ GB و کارت‌های توسعه بیشتر نیاز داشته باشید، چیپست X۹۹ مناسب‌تر است.

در هنگام مقایسه ممکن است یک مادربردی پیدا کنید که مشخصات پایین تری داشته و در حد متوسط باشد، مثل سیستم Z۹۷ که تا ۳۲ GB رم DDR۳ را پشتیبانی کرده و قابلیت ۱۶ مسیر در پردازنده Core i۷، ۴۷۹۰K را داشته و کارت گرافیک PCI-e ۳.۰ را بتواند اجرا کند. در مقایسه بین این چیپست‌ها 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.