Põhjasild

Põhjasild on üks kahest põhilisest loogika kiibist PC-tüüpi arvuti emaplaadil, teiseks oluliseks kiibiks on lõunasild, sealjuures põhjasild võib koosneda mitmest diskreetsest kiibist. Nende kiipide kõik funktsioonid on seotud arvuti protsessoriga, alustades mälu (RAM) ja graafika kontrolleritega. Intel ja AMD tutvustasid 2011 aastal uusi mikroarhitektuure, mille puhul on põhjasilla funktsioonid integreeritud protsessorisse. AMD puhul kannab selline mikroarhitektuur nimetust AMD Fusion, Inteli puhul Intel Sandy Bridge. Eraldi seisev põhjasild kandis Inteli süsteemides nime "Memory Controller Hub (MCH)" või "Integrated Memory Controller Hub" siis, kui põhjasild oli varustatud sisseehitatud graafika valmidusega.
Ülevaade.
Põhjasilla peamiseks ülesandeks on ühendada arvuti protsessoriga muutmälu, PCI Express või AGP siinil olevad videokaardid ja lõunasild. Põhjasild suhtleb protsessoriga kasutades esisiini (FSB). Osade emaplaatide puhul on põhjasilda sisse ehitatud ka videokaart, mida Inteli süsteemide puhul tuntakse tihti ka nimega "Graphics and Memory Controller Hub (GMCH)". Kuna erinevad protsessorid ja mälud vajavad töötamiseks erinevaid signaale, siis tavaliselt antud põhjasild on ühilduv vaid ühe või kahe eri klassi protsessoriga ning üldjuhul vaid ühte tüüpi mäludega.
Leidub ka tugikiibistikke, mis toetavad kahte eri tüüpi mälusid (üldjuhul on antud kiibistikud saadaval, kui toimub üleminek mõnele uuele standardile. Näiteks Nvidia nForce 2 tugikiibistiku põhjasild töötab ainult Socket A ühenduspesaga protsessoritega ning DDR SDRAM mäludega. Inteli tugikiibistik i875 töötab ainult Pentium 4 või Celeron protsessoritega, mille taktsagedus on kõrgem kui 1,3 GHz ning DDR SDRAM mäludega. Inteli i915g tugikiibistikus saab samas kasutada nii DDR- kui ka DDR2-mälusid, kuna tegemist on DDR-standardilt DDR2-standardile üleminekuperioodil valmistatud kiibistikuga.
Nime algupära.
Nimi tuleneb sellest, et arhitektuuri joonis on võrreldav (maa)kaardiga. Protsessor asub kaardi ülaosas põhja suunal, nagu geograafilistel kaartidel. CPU on kiibistikuga ühendatud läbi nn "kiire silla" (põhjasild), mis asub põhja pool teistest süsteemi seadmetest, nagu näha ka joonisel "Põhja- ja lõunasild". Põhjasild on ülejäänud kiibistikuga ühendatud mööda nn "aeglast silda" (lõunasild) mis on ülejäänud süsteemi seadetest lõuna pool, nagu ka joonisel "Põhja- ja lõunasild" on näidatud.
Uuendused.
Peamiseks eesmärgiks protsessorite väljatöötamisel on võetud üha enamate funktsioonide integreeririmine protsessorisse ning sellega emaplaadi hinna alandamine, samal ajal jõudlust tõstes. Mälukontroller, mis korraldas protsessori ja mälude vahelise suhtlust, viidi protsessorisse siis, kui AMD alustas AMD64 arhitektuuriga protsessorite tootmist, Inteli puhul kadus eraldiseisev mälukontroller Nehalemi protsessoritega. Protsessorisse integreeritud mälukontrolleri eeliseks on, et protsessor saab suhelda mäluga otse, tänu millele lüheneb latentsusaeg.
Inteli Sandy Bridge'i ja AMD Fusioni arhitektuuriga protsessoreid iseloomustab kõikide põhjasilla funktsioonide integreeritus protsessorisse, milleks on mälukontroller ja ka graafikaprotsessor (GPU).
Ülekiirendamine.
Põhjasillal on oluline roll ka selles, kui palju on võimalik arvutit ülekiirendada, sest põhjasilla taktsagedust kasutab algväärtusena protsessor, et luua enda töösagedus. Protsessori kõrgema takti korral tuleb ka põhjasillale anda suurem takt. Ülekellamise korral suureneb põhjasilla töötemperatuur märgatavalt. AMD protsessorite korral on ülekellamise võimaldamiseks tavaliselt kasutatud paremat füüsilist põhjasilla jahutust (igaks juhuks suurem jahutus). Mõnede teiste süsteemide korral on aga kasutatud ka tarkvaralisi taktsageduse piiranguid.
Põhjasilla jahutus on oluline, sest kui suureneb protsessori kiirus, suureneb ka põhjasilla soojuseraldus. Põhjasillal kasutatakse peamiselt kolme tüüpi jahutust: passiivjahutus, radiaator koos ventilaatoriga või siis suurema jõudlusega süsteemide puhul põhjasillale paigaldatud vesijahutus.