Концентратор контроллера ввода-вывода

I/O Controller Hub ( ICH ) — это семейство микросхем южного моста Intel , используемых для управления передачей данных между ЦП и материнской платой , в частности чипсетами Intel на базе архитектуры Intel Hub . Он разработан для работы в паре со второй микросхемой поддержки, известной как северный мост . Как и любой другой южный мост, ICH используется для подключения и управления периферийными устройствами.

По мере того, как скорость ЦП увеличивала передачу данных между ЦП и поддерживающим чипсетом, поддерживающий чипсет в конечном итоге стал узким местом между процессором и материнской платой . Соответственно, начиная с Intel 5 Series 2008 года , использовалась новая архитектура, которая включала некоторые функции традиционных чипов северного и южного моста в сам ЦП, а остальные функции были объединены в единый Platform Controller Hub (PCH) и, следовательно, заменили традиционную двухчиповую установку.

Первая версия ICH была выпущена в июне 1999 года вместе с северным мостом Intel 810. В то время как его предшественник, PIIX , был подключен к северному мосту через внутреннюю шину PCI с пропускной способностью 133 МБ /с, ICH использовал фирменный интерфейс (называемый Intel Hub Interface ), который соединял его с северным мостом через 8- битную шину шириной 266 МБ/с.

Интерфейс Hub представлял собой соединение точка-точка между различными компонентами на материнской плате. Другим конструкторским решением была замена жесткой оси Север-Юг на материнской плате на звездообразную структуру.

Обратите внимание, что вместе с ICH Intel развила и другие способы использования термина «Hub». Таким образом, северный мост стал Memory Controller Hub (MCH) или, если у него была интегрированная графика (например, Intel 810 ), Graphics and Memory Controller Hub (GMCH).

Другие особенности ICH включают в себя:

• Совместимость с PCI Rev 2.2 и поддержка операций PCI на частоте 33 МГц.
• Поддержка расширенного интерфейса конфигурации и питания (ACPI)
• Интегрированный контроллер IDE для поддержки Ultra ATA
• Интегрированный APIC ввода-вывода с поддержкой 24 источников прерываний
• Шина управления системой (SMBus) с поддержкой устройств I²C
• Ссылка, совместимая с AC'97 2.1
• Интерфейс с малым количеством выводов (LPC)

ICH выпускался в двух вариантах:

• 82801AA (ICH) — поддержка Ultra ATA/66, 6 слотов PCI, поддержка Alert on LAN
• 82801AB (ICH0) — поддержка Ultra ATA/33, 4 слота PCI, без оповещения по локальной сети

В начале 2000 года Intel потерпела существенную неудачу с северным мостом i820. Клиенты не хотели платить высокие цены за RDRAM и либо покупали материнские платы i810 или i440BX, либо переходили на продукцию конкурентов. Спешно разработанный северный мост 82815, который поддерживал PC-133 SDRAM, стал методом Intel для восстановления в сегменте среднего диапазона.

ICH1 или новый ICH2 (360 контактов) можно было разместить сбоку от 82815. ICH2 также можно было использовать с чипсетом Intel 82850, который, как и 82820 до него, требовал использования RDRAM и поддерживал процессор Pentium 4. Впервые чип Fast Ethernet (82559) был интегрирован в южный мост, завися от внешнего чипа PHY.

Интерфейс PATA был ускорен до ATA/100, а количество USB- подключений удвоилось до четырех. Интегрированный звуковой контроллер AC'97 получил поддержку до шести каналов звука.

Существовал также мобильный вариант под названием ICH2-M.

Существовали следующие варианты:

• 82801BA (ICH2)
• 82801BAM (ICH2-M) Мобильный

В 2001 году Intel выпустила ICH3, который был доступен в двух версиях: серверная версия ICH3-S, работающая с северным мостом E7501, и мобильная версия ICH3-M, которая работала с северными мостами i830 и i845. Версии для настольных материнских плат нет.

По сравнению с ICH2 изменения были ограничены: поддержка "Native Mode" в контроллере PATA; до шести устройств USB-1.1; SMBus 2.0; и новейшая версия SpeedStep, которая позволяла отключать энергосберегающие устройства во время работы. Чип имел 421 вывод.

Существуют следующие варианты:

• Сервер 82801CA (ICH3-S)
• 82801CAM (ICH3-M) Мобильный

ICH4 был южным мостом Intel в 2002 году. Самым важным нововведением была поддержка USB 2.0 на всех шести портах. Поддержка звука была улучшена и соответствовала новейшей спецификации AC'97 версии 2.3. Как и предыдущее поколение, ICH4 имел 421 контакт.

Существуют следующие варианты:

• 82801DB (ICH4) База
• 82801DBM (ICH4-M) Базовый мобильный

В 2003 году совместно с северными мостами i865 и i875 был создан ICH5. Был интегрирован хост-контроллер SATA . Вариант ICH5R дополнительно поддерживал RAID 0 на портах SATA. Было доступно восемь портов USB-2.0. Чип имел полную поддержку ACPI 2.0. Он имел 460 контактов.

С 1999 года интерфейс концентратора 266 МБ/с считался узким местом. Поэтому в новом поколении чипов Intel предложила опциональный порт для контроллера Gigabit Ethernet, напрямую подключенного к MCH.

Целью технологии CSA было сокращение задержек для гигабитной локальной сети за счет прямого доступа к памяти и освобождение полосы пропускания на интерфейсе концентратора между ICH и MCH для трафика данных несъемных дисков и PCI.

С середины 2004 года крупные производители материнских плат заметили возросшее количество жалоб на материнские платы, оснащенные ICH5. Причиной стала недостаточная устойчивость к электростатическому разряду некоторых степпингов ICH5.

В частности, при подключении USB-устройств через передние панели чипы выходили из строя из-за разрядов статического электричества. Intel отреагировала на проблему, выпустив ICH5 с повышенной устойчивостью к ESD. Эффективные меры по предотвращению ESD на USB-портах сложны и дороги, поскольку они могут ухудшить качество высокоскоростных сигналов USB-2.0. Многие производители материнских плат из соображений стоимости исключили необходимые высококачественные устройства безопасности для разъемов передней панели.

Существуют следующие варианты:

• 82801E (C-ICH) Связь
• 82801EB (ICH5) База
• 82801ER (ICH5R) RAID
• 82801EBM (ICH5-M) Базовый мобильный
• 6300ESB (ESB) Южный мост предприятия

ICH6 был первым южным мостом PCI Express от Intel , работавшим в паре с MCH i910 и i915. Он обеспечивал четыре слота PCI Express ×1. Слот ×16 обеспечивался MCH. Узкое место интерфейса Hub было заменено новым Direct Media Interface (на самом деле соединением PCI Express ×4) с пропускной способностью 1 ГБ /с на направление. Была включена поддержка Intel High Definition Audio . Кроме того, по-прежнему поддерживались AC'97 и классический PCI 2.3.

Были добавлены два дополнительных порта SATA и удален один канал PATA. Вариант ICH6R поддерживал режимы RAID 0, 1, 0+1 и специфический для Intel "Matrix RAID".

ICH6R и ICH6-M впервые реализовали контроллеры AHCI SATA. Чипы имели 652 контакта. Первоначально Intel планировала вывести на рынок еще два варианта под названиями ICH6W и ICH6RW, которые должны были содержать программную точку доступа для беспроводной локальной сети . Эти чипы опубликованы.

Существуют следующие варианты:

• 82801FB (ICH6) База
• 82801FR (ICH6R) RAID
• 82801FBM (ICH6M) Базовый мобильный
• 6311ESB (ESB2) Южный мост предприятия
• 6321ESB (ESB2) Южный мост Enterprise с интегрированной локальной сетью для встроенных

ICH7 начал поставляться в середине 2005 года вместе с новым высокопроизводительным MCH от Intel, i955X. Были добавлены два дополнительных слота PCIe ×1, контроллер SATA 2.0 для скорости передачи данных до 300 МБ/с (в мобильной версии эта возможность отключена), а также поддержка "Active Management Technology" от Intel. Только чипы ICH7DH, ICH7R, ICH7-M, ICH7-M DH поддерживают AHCI. Чипы ICH7 (Base) и ICH7-U (Ultra-mobile) не поддерживают AHCI.

ICH7R дополнительно поддерживает RAID 5.

Существуют следующие варианты:

• 82801GB (ICH7) База
• 82801GR (ICH7R) RAID
• 82801GDH (ICH7DH) Цифровой дом
• 82801GBM (ICH7M) Мобильный
• 82801GHM (ICH7M DH) Мобильный цифровой дом
• PC82801GU (ICH7-U) Ультрамобильный

ICH8 предлагается в нескольких различных версиях и является дополнением к чипам MCH класса 965. Немобильный ICH8 не имеет традиционного интерфейса PATA, а только один AC'97. На практике большинство производителей плат все еще предлагали соответствующие типы соединений PATA, используя дополнительные чипы от таких производителей, как JMicron или Marvell .

ICH8 была первой моделью ICH, которая управляла eSATA и Gigabit Ethernet, которые ранее были размещены в MCH. Базовая версия включает только четыре порта SATA 2.0.

Чипы ICH8R (RAID) и выше поддерживают шесть устройств SATA. Кроме того, ICH8DH (Digital Home) имеет функцию быстрого возобновления и может использоваться вместе с P965 и/или G965 в сертифицированных Intel Viiv системах.

Аналогом ICH8DO (Digital Office) является Q965 MCH, которые вместе обеспечивают совместимость с Intel vPro .

Существуют следующие варианты:

• 82801HB (ICH8) База
• 82801HR (ICH8R) RAID
• 82801HH (ICH8DH) Цифровой дом
• 82801HO (ICH8DO) Цифровой офис
• 82801HM (ICH8M) Мобильный
• 82801HBM (ICH8BM) Базовый мобильный
• 82801HEM (ICH8EM) Улучшенный мобильный

ICH9 появился в мае 2007 года в чипсете P35 (Bearlake). Он полностью убирает поддержку PATA. На практике многие производители материнских плат продолжают обеспечивать поддержку PATA с помощью сторонних чипов. Официально только чипы ICH9R, ICH9DH, ICH9DO имеют поддержку AHCI.

Эта часть имеет следующие варианты:

• 82801IB (ICH9) Base официально не имеет поддержки AHCI или RAID , но с помощью простой модификации BIOS можно добавить поддержку AHCI. ^[1]
• 82801IR (ICH9R) RAID с поддержкой AHCI и RAID
• 82801IH (ICH9DH) Цифровой дом с AHCI и без поддержки RAID
• 82801IO (ICH9DO) Цифровой офис с поддержкой AHCI и RAID
• 82801IBM (ICH9M) Базовый мобильный
• 82801IEM (ICH9EM) Улучшенный мобильный
• 82801IUX (ICH9M-SFF) Ультрамобильный

В июне 2008 года компания Intel выпустила южный мост ICH10 вместе с чипсетами P45 и P43 (Eaglelake).

ICH10 реализует двунаправленный интерфейс DMI 1 ГБ/с для устройства «северный мост». Он поддерживает различные интерфейсы для «низкоскоростных» периферийных устройств и поддерживает набор функций обслуживания.

ICH10 также обеспечивает снижение нагрузки на ЦП и снижение энергопотребления.

ICH10 не предлагает прямой поддержки PATA или LPT. В частности, есть поддержка функции «горячей замены».

Вариант RAID также поддерживает новую технологию под названием « Turbo Memory ». Она позволяет использовать флэш-память на материнской плате для быстрого кэширования.

Поддержка периферийных устройств включает:

• Шесть слотов PCIe версии 1.1, которые можно сконфигурировать как 2 + (4 × 1) или 2 + (1 × 4).
• PCI-шина
• Шесть портов SATA 3 Гбит/с в режиме IDE или AHCI. Может поддерживать внешний eSATA
• Intel® High Definition Audio
• Интегрированная гигабитная локальная сеть
• Поддержка AHCI
• Два хост-контроллера EHCI (поддерживающие до двенадцати подключений USB 2.0) с сопутствующими контроллерами UHCI для управления низкоскоростными и полноскоростными USB-устройствами

Эта часть имеет следующие варианты:

• 82801JB (ICH10) База
• 82801JR (ICH10R) RAID
• 82801JH (ICH10D) Цифровой дом
• 82801JO (ICH10DO) Цифровой офис

По мере увеличения скорости ЦП в конечном итоге возникло узкое место между процессором и материнской платой из-за ограничений, вызванных передачей данных между ЦП и южным мостом. Соответственно, начиная с Intel 5 Series , использовалась новая архитектура, в которой некоторые функции чипов северного и южного мостов были перемещены в ЦП, а другие были объединены в Platform Controller Hub (PCH).

• Некоторые функции северного моста, включая контроллер памяти, интегрированный графический процессор ( Intel HD Graphics ), интерфейс графической карты ( PCIe x16), были интегрированы в центральный процессор, в то время как PCH взял на себя оставшиеся функции в дополнение к традиционным ролям южного моста . Поэтому северный мост был ликвидирован.
• Другие функции северного моста и все функции южного моста были перенесены в новый Platform Controller Hub . Они включали тактирование ( системные часы ), гибкий интерфейс дисплея (FDI) и прямой медиа-интерфейс (DMI). FDI используется только тогда, когда чипсет требует поддержки ЦП со встроенной графикой.

• Список чипсетов Intel
• Платформенный контроллер-концентратор (PCH)
• Системный контроллер-концентратор (SCH)
• PCI IDE ISA Xcelerator (PIIX)
• Северный мост (вычислительный)
• Южный мост (вычислительный)

• Контроллер-концентратор ввода-вывода Intel 82801AA (ICH) и Intel 82801AB (ICH0)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801BA 2 (ICH2) и контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801BAM 2 Mobile (ICH2-M)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801CA 3 (ICH3-S)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801CAM 3 (ICH3-M)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801DB 4 (ICH4)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801DBM 4 Mobile (ICH4-M)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801E Communications (C-ICH)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801EB 5 (ICH5) и контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 82801ER 5 R (ICH5R)
• Техническое описание контроллера ввода-вывода Intel 6300ESB
• Техническое описание семейства контроллеров Intel I/O Hub 6 (ICH6)
• Технические характеристики контроллера-концентратора ввода-вывода Intel 631xESB/632xESB
• Техническое описание семейства контроллеров Intel I/O Hub 7 (ICH7)
• Техническое описание семейства контроллеров Intel I/O Hub 8 (ICH8)
• Техническое описание семейства контроллеров Intel I/O Hub 9 (ICH9)
• Техническое описание семейства контроллеров Intel I/O Hub 10 (ICH10)
• Обновление спецификаций семейства контроллеров ввода-вывода Intel I/O Hub 10 (ICH10)