I/O コントローラー・ハブ

I/Oコントローラー・ハブ は、マザーボード上のチップセット内でサウスブリッジとして使用されるインテルの集積回路の開発コードネームである。正規の製品シリーズ型番はIntel 82801である。インテル・ハブ・アーキテクチャにおいて、他のサウスブリッジと同様に、ICHは周辺デバイスを接続し制御するために使用される。

本項では節の名称に、ICHそれぞれの開発コードネームを用いる。

1. ICH
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ICHの最初のバージョンは、ノースブリッジであるIntel 810とともに用いるサウスブリッジとして1999年6月に発表された。前身のPIIXが、133 MB/sのPCIバスでノースブリッジと接続していたのに対して、ICHは8ビット幅、266 MB/sの独自のインタフェースでノースブリッジと接続した。

ハブ・インタフェースは、マザーボード上の異なる部品を接続するための、ポイント・ツー・ポイント接続であった。もう1つの設計上の決定は、マザーボード上でのノースブリッジ・サウスブリッジの固着した配置を、星型に置き換えることであった。

このICH発表以降、インテルは「ハブ」という用語を他でも使用するようになった。結果として、ノースブリッジのうちICHと組み合わされるものはメモリー・コントローラー・ハブ、統合グラフィックスをもつものはGraphics and Memory Controller Hubとなった。

その他のICHの特徴:

PCI Rev 2.2に準拠し、33 MHzのPCIの動作をサポート
ACPIをサポート
Ultra ATAをサポートする、統合されたIDEコントローラ
I2Cデバイスのサポートを含む、SMBus
AC'97 2.1準拠
LPCバスインタフェース
Audio and Modem RiserのサポートICHは2つのモデルで登場した:

82801AA  - Ultra ATA/66サポート、6 PCIスロット、Alert on LANをサポート
82801AB  - Ultra ATA/33サポート、4 PCIスロット、Alert on LANは非サポート

1.1. 外部リンク
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2. ICH2
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2000年に、インテルはi820MCHでの重大な挫折に苦しんでいた。消費者は高価なRDRAMへの出費を行おうとせず、安価なi810チップセット搭載マザーボードを購入したり、競合他社製チップセット使用品へ移ったりした。PC133 SDRAMのためのMCHが急いで開発され、ICH2とでi815チップセットを構成し、ミドルクラスのマザーボードにおけるインテルのシェアを回復した。

ICH1と新しいICH2は、815MCHと共に使用される。ファストイーサネットチップはサウスブリッジに統合されたが、外部のPHYチップに依存していた。これらをライザーカードとして使用する為にICHではAMRがサポートされたが、ICH2以降ではAMRを発展させたCNRに置き換えられている。

以前のICHに比べて、パラレルATAインタフェースはATA/66からATA/100に性能向上し、USBポートの数は2倍の4となった。サウンドインタフェースは6チャネルとなった。

モバイル向けのICH2-Mも存在した。

このモデルには以下の種類が存在した。

82801BA 
82801BAM  モバイル向け

2.1. 外部リンク
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3. ICH3
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2001年に、インテルは2種類のICH3を出荷した。サーバ用のICH3-Sは、E7501MCHと共に使用された。もう一つのモバイル向けICH3-Mはi830MCH又はi845MCHと共に使用された。デスクトップマザーボード向けのICH3は存在しない。

ICH2と比較しての違いはごく一部である。パラレルATAコントローラの「ネイティブモード」のサポート、最大6つのUSB 1.1デバイス、SMBus 2.0、動作中に省電力対応デバイスの電源を切ることを可能とする最新のSpeedStepが違いである。このチップは421ピンである。

このモデルには以下の種類が存在した。

82801CA  サーバ向け
82801CAM  モバイル向け

3.1. 外部リンク
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[3]

4. ICH4
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ICH4はインテルの2002年のサウスブリッジである。最も重要な革新は6ポート全てがUSB 2.0をサポートしたことである。サウンドのサポートが改善され、最新のAC97仕様である2.3版に対応した。従前のICH3と同様に、ICH4は421ピンである。

このモデルには以下の種類が存在した。

82801DB  基本モデル
82801DBM  モバイル向け基本モデル

4.1. 外部リンク
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[4]
[5]

5. ICH5
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2003年に、i865MCHおよびi875MCHに合わせてICH5が作られた。

特徴
シリアルATAホストコントローラが統合された。準拠しているシリアルATAの技術仕様書の版は「シリアルATA 1.0a」で、150MBytes/secの転送速度を持つ。ICH5Rは、シリアルATAポートでのRAID 0のサポートを追加したモデルである。
8ポートのUSB 2.0ポートが使用可能である。
ICH5はACPI 2.0を完全にサポートした。
ICH5は460ピンである。 CSA 1999年以降、266 MB/sのハブインタフェースがボトルネックと考えられた。この新しいチップの世代で、インテルはギガビット・イーサネットコントローラをMCHに直接接続するオプションポートを提供した。そのCSA 技術の目的は、メモリへの直接アクセスによりギガビット･イーサネットの遅延を低減し、ハードディスクやPCIのデータトラフィックのために、ICHとMCHの間のハブインタフェースのバス帯域を開放することである。 不良率増加 2004年の中盤以降、大手のマザーボードメーカーはICH5を備えたマザーボードの不良率が増加していることに気が付いていた。原因は、あるICH5のステッピングで静電気耐性が不十分になっていたことである。特に、PCケースのフロントパネル側でUSBデバイスを接続した場合、USBコネクタを囲む樹脂製ベゼルに蓄積された静電気の放電によってICH5が故障した。インテルは静電気耐性を向上したICH5を出荷することで問題に対応した。未対策ICH5への後付け対策はサージ防護部品をUSBポートに追加することであるが、この電子部品はUSB 2.0の高速信号の波形を歪ませ通信品質を落とす。通信品質低下に加えてコストも掛かるため、多くのマザーボードメーカーはこの後付け対策を省略した。 ラインナップ このモデルには次の種類がある。
82801E  通信機器用
82801EB  基本モデル
82801ER  RAID
82801EBM  モバイル向け基本モデル
6300ESB  エンタープライズ向けサウスブリッジ

5.1. 外部リンク
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[6]
[7] - PDF
[8]

6. ICH6
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ICH6は、インテルによる最初のPCI Expressサウスブリッジである。4つのPCI Express x1ポートが利用可能である。より高速なx16ポートはMCH側に収容された。ボトルネックのハブインタフェースは、1方向につき1 GB/sの新しい「ダイレクト・メディア･インタフェース」に取り替えられた。インテルHigh Definition Audioのサポートが追加された。AC97と、旧いPCI 2.3のサポートは継続された。

2つのSATAポートが追加されたが、PATAポートは2ポート4デバイスから1ポート2デバイスへ半減された。またPATAポートは、最速規格ではなくATA100に留まる。派生のICH6Rは、RAID 0, 1, 0+1 とインテル特有の"Matrix RAID"をサポートした。準拠しているシリアルATAの技術仕様書の版は従前製品であるICH5同様に「シリアルATA 1.0a」で、150MBytes/secの転送速度を持つ。

ICH6RとICH6-Mが内包するSATAコントローラはAHCIに対応した。ICH6RはRAID構成を採らない場合でも、他のモデル同様にAHCIを利用できる。このチップは652ピンである。当初インテルはICH6WとICH6RWという派生のチップを出荷する予定であった。これらは無線LANへのソフトウェアアクセスポイントを含んでいた。これらのチップはロードマップ内で発表されたが販売はされなかった。

このモデルには次の種類がある:

82801FB  基本モデル
82801FR  RAID
82801FBM  モバイル向け基本モデル
631xESB/632xESB  エンタープライズ向けサウスブリッジ

6.1. 外部リンク
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[9] For Intel 82801FB ICH6, 82801FR ICH6R, 82801FBM ICH6-M I/O Controller Hubs
[10]

7. ICH7
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ICH7は2005年の中頃に、インテルの新しいハイエンドのMCHである82995Xと組み合わされ「i955Xチップセット」として出荷を開始した。2つのPCI Express x1ポートが追加され、SATAコントローラのデータ転送性能は300 MB/sに向上した。また、インテルの「アクティブ・マネージメント・テクノロジー」が追加された。基本モデルであるICH7を除いたモデルがAHCIをサポートしている。

ICH7Rは、ICH6Rに比して新たにRAID 5を追加サポートしている。

ICH7は945/955/975シリーズの他にP31/G31/G41チップセットのサウスブリッジとしても構成され、またAtomと共に用いられるNM10もICH7に近い仕様である。

このモデルには次の種類がある:

82801GB  基本モデル
82801GR  RAID
82801GDH  ディジタルホーム
82801GBM  モバイル向け基本モデル
82801GHM  モバイル向けディジタルホーム
82801GU  ウルトラモバイル

7.1. 外部リンク
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[11] For the Intel 82801GB ICH7, 82801GR ICH7R, 82801GDH ICH7DH, 82801GBM ICH7-M, 82801GHM ICH7-M DH, and 82801GU ICH7-U I/O Controller Hubs

8. ICH8
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ICH8はいくつかのバージョンで提供され、965クラスのMCHチップと共に使用される。モバイル向け以外のICH8は従来のPATAインタフェースを持たず、一つのAC97しか持たない。実際には、ほとんどのマザーボードメーカーは、JMicronやマーベルによるチップを追加し、PATA接続をサポートしている。

ICHは、ICH8 eSATAとギガビットイーサーネットを制御した。基本モデルは4つのSATA 2.0ポートだけをサポートしている。またモバイル向け製品でもSATA 3 Gbpsをサポートするようになった。

他のチップと同じく、ICH8R は6台のSATAデバイスを接続することが出来る。さらにICH8DHはクイックリジュームが可能でP965MCHやG965MCHと合わせてIntel Viiv適合システムで使用される。

ICH8DOはQ965MCHに対応し、これらを合わせることでIntel vProに対応する。

このモデルには次の種類がある:

82801HB  基本モデル
82801HR  RAID
82801HDH  ディジタルホーム
82801HDO  ディジタルオフィス
82801HBM  モバイル向け基本モデル
82801HEM  モバイル向け拡張モデル

8.1. 外部リンク
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[12] For the Intel I82801HB ICH8, 82801HR ICH8R, 82801HH ICH8DH, 82801HO ICH8DO, 82801HBM ICH8M and 82801HEM ICH8M-E I/O Controller Hubs

9. ICH9
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ICH9は2007年5月にIntel P35のMCHとあわせて発表された。ICH8と同様PATAをサポートしないが、実際には、多くのマザーボードメーカーは、追加のチップを使うことでPATAの提供を継続した。ICH9R, ICH9DH, ICH9DOチップだけがAHCIをサポートしている。最大4レーンに構成できる6つのPCI Expressポートを装備するがそのレビジョンは1.1であり、組み合わせて用いられることが多かったIntel 3 Series MCHが持つ、16レーンPCI Expressポートのレビジョン2.0とは乖離があった。Intel 3 Seriesを搭載した製品のなかには、ICH9を含む構成であってもPCI Expressポートのレビジョンを「2.0」と一種しか表記しないものが多く、全てのポートがGEN2であるとの誤解を招く場合があった。この乖離は後継製品ICH10で解消された。

このモデルには次の種類がある:

82801IB ICH9 基本モデル  AHCIもRAIDもサポートしない
82801IR ICH9 RAID  AHCIとRAIDをサポートする
82801IH ICH9 ディジタルホーム  AHCIをサポートし、RAIDをサポートしない
82801IO ICH9 ディジタルオフィス  AHCIとRAIDをサポートする

9.1. 外部リンク
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[13] For the Intel 82801IB ICH9, 82801IR ICH9R, 82801IH ICH9DH, 82801IO ICH9DO I/O Controller Hubs

10. ICH10
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2008年6月、インテルはICH10を、開発コードネームがEaglelakeであったMCHと組み合わせ「Intel P45チップセット」として出荷した。データーシートとエラッタ情報が利用可能である。 ICH10はMCHとのインタフェースとして、10Gbit/sの双方向DMIを実装している。ICH10は各種の「低速」周辺機器をサポートすると同時に、ハウスキーピング機能をサポートしている。

ICH10はインテルにおけるI/O コントローラー・ハブの最終製品である。インテル チップセット#Intel 5 Seriesでは一部にこのICH10が用いられたが、後継であるインテル チップセット#Intel 6 Seriesでは「ノースブリッジ+サウスブリッジ」という構成が完全に廃され、したがってサウスブリッジであるI/O コントローラー・ハブも廃された。

10.1. 周辺機器のサポート
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PCI Express 2.0を6ポート、内4ポートは4つの1xとしても、1つの4xとしても設定できる
PCIバス
レガシーIDEやAHCIモードを持つ、3 Gbit/s SATAを6ポート。外部のeSATAもサポート可能
インテル High Definition Audio
ギガビットLANを統合
6つのUSB 2.0コントローラICH10は、PATAやLPTを直接サポートしていない。SATAポートはAHCIモードを使用することでホットスワップ機能をサポートしている。ICH10は、CPUの負荷を低減し消費電力を減らす機能も提供する。

ICH10RはRAID対応版であり、「Turbo Memory」と呼ばれる新しい機能をサポートする。これは、マザーボード上のフラッシュメモリを使用してキャッシングを高速化する。

11. RAIDシステム
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ICH5RとICH6RのRAIDシステムはインテル Matrix RAIDである。ICH7RからICH10RのRAIDシステムは、左記Matrix RAIDから改名した[14] によってサポートされる。

12. 脚注
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13. 関連項目
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インテル チップセット
プラットフォーム・コントローラー・ハブ
ノースブリッジ
サウスブリッジ

14. 外部リンク
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