Southbridge

Το southbridge, (επίσης γνωστό και ως Κεντρικός Ελεγκτής Εισόδου/Εξόδου - Input/Output Controler Hub (ICH) στα συστήματα της Intel) είναι το τσιπ το οποίο υλοποιεί τις πιο «αργές» λειτουργίες της μητρικής πλακέτας (σε αρχιτεκτονική υπολογιστών βασισμένων σε τσίπσετ northbridge/southbridge). Το southbridge συνήθως δεν συνδέεται απευθείας με την ΚΜΕ. Αντιθέτως, επικοινωνεί με αυτήν μέσω του northbridge. Επίσης μπορεί να συνδέει τα σήματα από τις συσκευές εισόδου/εξόδου απευθείας με τον επεξεργαστή, μέσω ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος ελέγχου των διαύλων, για την πρόσβαση και τον έλεγχο των δεδομένων.

 Το southbridge είναι πιο «απομακρυσμένο» από την ΚΜΕ. Για αυτόν ακριβώς τον λόγο του έχει δοθεί η ευθύνη για τις πιο αργές συσκευές του υπολογιστή. Ένα τσιπ southbridge μπορεί να δουλεύει με πλήθος διαφορετικών northbridge, με την προϋπόθεση όμως πως έχουν κατασκευαστεί για να συνεργάζονται. Δεν υπάρχει, δηλαδή, ένα παγκόσμιο βιομηχανικό πρότυπο ώστε αυτά τα δυο τσιπ να μπορούν να λειτουργούν και να επικοινωνούν μεταξύ τους ανεξάρτητα από την κατασκευή τους(τρόπος κατασκευής,εταιρεία κλπ). Παραδοσιακά ο τρόπος επικοινωνίας του northbridge με το southbridge ήταν ο δίαυλος PCI. Επειδή όμως δημιουργήθηκε μεγάλη συμφόρηση ως προς τις επιδόσεις, με την πάροδο των χρόνων, τα σύγχρονα τσίπσετ χρησιμοποιούν διαφορετικές διεπαφές έτσι ώστε να εξασφαλίζονται οι απαιτούμενες επιδόσεις (εξαρτώμενες από την κατασκευάστρια εταιρεία). Σχεδιάζοντας ένα διάγραμμα της αρχιτεκτονικής αυτής (όπως φαίνεται στην εικόνα), το τσιπ βρίσκεται «νοτιότερα». Κάπως έτσι προήλθε το όνομα του συγκεκριμένου τσιπ (southbridge από το south=νότος), ενώ πρώτη φορά έγινε αναφορά σε αυτό ως southbridge με την εισαγωγή της αρχιτεκτονικής διαύλου PCI στους υπολογιστές το 1991. Οι εισηγητές της προδιαγραφής του PCI της Intel, σχεδίασαν το δίαυλο PCI έτσι ώστε να αποτελεί το επίκεντρο στην αρχιτεκτονική πλατφόρμα ενός υπολογιστή. Το λεγόμενο northbridge είναι τοποθετημένο στα βόρεια του PCI για την υποστήριξη της ΚΜΕ, της μνήμης/cache(λανθάνουσα μνήμη) κλπ. Ομοίως το southbridge εκτείνεται βόρεια της μονάδας PCI και συνδέεται με λιγότερο κρίσιμες δυνατότητες Εισόδου/Εξόδου. Η ΚΜΕ θα συνδέεται με το τσίπσετ μέσω μιας ταχύτερης γέφυρας (συνδέσμου, δηλ. του northbridge), το οποίο είναι τοποθετημένο βόρεια από άλλες συσκευές του συστήματος (βλ. εικόνα). Το northbridge, στη συνέχεια, θα συνδέεται με το υπόλοιπο τσίπσετ μέσω μιας πιο αργής γέφυρας (δηλ. το southbridge) το οποίο είναι τοποθετημένο νότια από άλλες συσκευές του συστήματος. Παρόλο που η σύγχρονη αρχιτεκτονική πλατφόρμα των υπολογιστών έχει αντικαταστήσει πλήρως το κέντρο διαύλου PCI με μια ταχύτερη κεντρική μονάδα Εισόδου/Εξόδου, οι ονομασίες παραμένουν ως είχαν. Ένα σύγχρονο southbridge περιλαμβάνει τα εξής: Δίαυλος PCI: η υποστήριξη διαύλου PCI περιλαμβάνει την παραδοσιακή προδιαγραφή PCI, αλλά μπορεί επίσης να περιλαμβάνει υποστήριξη για PCI-X και PCI-Express. Δίαυλος ISA ή γέφυρα LPC: παρόλο που η υποστήριξη ISA σπανίζει στους σημερινούς υπολογιστές, είναι ενδιαφέρον το ότι έχει καταφέρει να παραμείνει αναπόσπαστο μέρος του σύγχρονου southbridge. Δίαυλος SPI: ο δίαυλος SPI είναι ένας απλός σειριακός δίαυλος που χρησιμοποιείται περισσότερο για πρόσβαση σε αποθηκευτικά μέσα. Δίαυλος SMB: ο δίαυλος SMB χρησιμοποιείται για την επικοινωνία με τις άλλες συσκευές επάνω στην μητρική πλακέτα. Ελεγκτής DMA: ο ελεγκτής DMA επιτρέπει στη συσκευή ISA την απευθείας πρόσβαση στην κύρια μνήμη χωρίς επιπλέον βοήθεια από τον επεξεργαστή. Ελεγκτές διακοπής: ο ελεγκτής διακοπής παρέχει ένα μηχανισμό έτσι ώστε οι αφαιρούμενες συσκευές να τραβούν άμεσα την προσοχή της ΚΜΕ. Ελεγκτές μαζικής αποθήκευσης(PATA ή SATA): αυτός ο ελεγκτής επιτρέπει την άμεση σύνδεση σκληρών δίσκων επάνω στο σύστημα. Ρολόι πραγματικού χρόνου: παρέχει συνεχή καταγραφή της ώρας. Διαχειριστές ενέργειας (APM και ACPI): αυτές οι λειτουργίες παρέχουν ορισμένες σηματοδοσίες μέσα από συγκεκριμένες μεθόδους έτσι ώστε ο υπολογιστής να τίθεται σε κατάσταση αδράνειας ή να τερματίζει την λειτουργία του για εξοικονόμηση ενέργειας. Μη-πτητική μνήμη BIOS: το σύστημα CMOS, συνοδευόμενο από μια μπαταρία για συμπληρωματική δύναμη, δημιουργεί ένα περιορισμένο μη πτητικό χώρο αποθήκευσης για τα δεδομένα διαμόρφωσης του συστήματος. AC'97 ή Intel High Definition Audio.Συμπληρωματικά, το southbridge περιλαμβάνει επίσης υποστήριξη για Ethernet, RAID, USB, κωδικοποιητές ήχου και FireWire. Σπανίως, το southbridge μπορεί να περιέχει υποστήριξη για το πληκτρολόγιο, το ποντίκι και τις σειριακές θύρες αλλά στους σημερινούς υπολογιστές τα παραπάνω εμπεριέχονται σε μια ενιαία συσκευή που ονομάζεται Super I/O. Northbridge