في نظام الكمبيوتر ، تعتبر مجموعة شرائح التعريف مجموعة من المكونات الإلكترونية في دائرة متكاملة تدير تدفق البيانات بين المعالج والذاكرة والأجهزة الطرفية. عادة ما توجد على اللوحة الأم. عادة ما يتم تصميم مجموعات الشرائح للعمل مع عائلة معينة من المعالجات الدقيقة. نظرًا لأنها تتحكم في الاتصالات بين المعالج والأجهزة الخارجية، تلعب مجموعة الشرائح دورًا مهمًا في تحديد أداء النظام.
تاريخ نشأة شرائح التعريف (Chipset)
في مجال الحوسبة، يشير مصطلح مجموعة الشرائح عادة إلى مجموعة من الشرائح المتخصصة على اللوحة الأم للكمبيوتر أو بطاقة التوسيع. في أجهزة الحاسوب الشخصية، كانت أول مجموعة شرائح لـ IBM PC AT لعام 1984 هي مجموعة شرائح NEAT التي طورتها Chips and Technologies لوحدة المعالجة المركزية Intel 80286.
في أجهزة الكمبيوتر المنزلية ووحدات التحكم في الألعاب وأجهزة ألعاب الأركيد في الثمانينيات والتسعينيات من القرن الماضي، تم استخدام مصطلح مجموعة الشرائح لرقائق الصوت والرسومات المخصصة. تتضمن الأمثلة مجموعة الشرائح الأصلية من Commodore Amiga أو مجموعة شرائح SEGA's System 16.
استنادًا إلى المعالجات الدقيقة من فئة Intel Pentium، يشير مصطلح مجموعة الشرائح غالبًا إلى زوج معين من الرقائق على اللوحة الأم: الجسر الشمالي والجسر الجنوبي. يربط Northbridge وحدة المعالجة المركزية بأجهزة عالية السرعة للغاية، وخاصةً ذاكرة الوصول العشوائي ووحدات التحكم في الرسومات، ويتصل الجسر الجنوبي بالحافلات الطرفية منخفضة السرعة (مثل PCIor ISA). في العديد من الشرائح الحديثة، يحتوي Southbridge على بعض الأجهزة الطرفية المدمجة على الرقاقة، مثل Ethernet و USB وأجهزة الصوت.
غالبًا ما تأتي اللوحات الأم وشرائحها من جهات تصنيع مختلفة. اعتبارًا من عام 2015، تضم الشركات المصنعة لمجموعة الشرائح للوحات الأم x86 AMD و Broadcom و Intel و NVIDIA و SiS و VIA Technologies. تستخدم أجهزة كمبيوتر Apple ومحطات عمل Unix تقليديًا شرائح مصممة خصيصًا. يقوم بعض مصنعي الخوادم أيضًا بتطوير شرائح مخصصة لمنتجاتهم.
في الثمانينيات من القرن الماضي، كانت Chips and Technologies رائدة في تصنيع الشرائح لأجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع الكمبيوتر الشخصي. غالبًا ما تشترك أنظمة الكمبيوتر التي تم إنتاجها منذ ذلك الحين في شرائح شائعة الاستخدام، حتى عبر تخصصات الحوسبة المتباينة على نطاق واسع. على سبيل المثال، يمكن العثور على NCR 53C9x، وهي مجموعة شرائح منخفضة التكلفة تنفذ واجهة SCSI لأجهزة التخزين، في أجهزة Unix مثل MIPS Magnum والأجهزة المضمنة وأجهزة الكمبيوتر الشخصية.
تكامل المعالج في أجهزة الكمبيوتر
تقليديا في أجهزة الحاسوب x86، يكون الاتصال الأساسي للمعالج ببقية الجهاز من خلال Northbridge لمجموعة شرائح اللوحة الأم. يعتبر Northbridge مسؤولاً على نحو مباشر عن الاتصالات بالأجهزة عالية السرعة (ذاكرة النظام وحافلات التوسع الأولية، مثل بطاقات PCIe و AGP و PCI، هي أمثلة شائعة) والعكس بالعكس أي اتصال للنظام يعود إلى المعالج. يُعرف هذا الاتصال بين المعالج ونورثبريدج تقليديًا باسم ناقل الجانب الأمامي (FSB). يتم تفريغ الطلبات إلى الموارد التي لا يسيطر عليها Northbridge على نحو مباشر إلى Southbridge، حيث يكون Northbridge وسيطًا بين المعالج والجسر الجنوبي. يتعامل جسر الجنوب بأسلوب تقليدي مع "كل شيء آخر"، بشكل عام الأجهزة الطرفية ذات السرعة المنخفضة ووظائف اللوحة (أكبرها اتصال القرص الصلب والتخزين) مثل USB، والاتصالات المتوازية والمتسلسلة. الاتصال بين Northbridge و Southbridge ليس له اسم شائع، ولكنه عادة ما يكون ملكية ربط عالية السرعة لمورد مجموعة الشرائح.
قبل عام 2003، كان أي تفاعل بين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الرئيسية أو جهاز توسيع مثل بطاقة (بطاقات) الرسومات - سواء كانت AGP أو PCI أو مدمجة في اللوحة الأم - يتم التحكم فيه بشكل مباشر بواسطة Northbridge IC نيابة عن المعالج. هذا جعل أداء المعالج يعتمد إلى حد بعيد على شرائح النظام، وخاصة أداء ذاكرة Northbridge والقدرة على نقل هذه المعلومات مرة أخرى إلى المعالج. ولكن في عام 2003، أدى إدخال AMD لسلسلة معالجات Athlon 64 بت إلى تغيير هذا الأمر. تميز Athlon64 بإدخال وحدة تحكم ذاكرة مدمجة في المعالج نفسه؛ مما يسمح للمعالج بالوصول المباشر إلى الذاكرة والتعامل معها، مما يلغي الحاجة إلى جسر شمالي تقليدي للقيام بذلك. حذت إنتل حذوها في عام 2008 بإصدار معالجات سلسلة Core i ومنصة X58. في المعالجات الأحدث، زاد التكامل بشكل أكبر، وبشكل أساسي تضمين وحدة تحكم PCIe الأساسية للنظام والرسومات المدمجة مباشرة على وحدة المعالجة المركزية نفسها. نظرًا لترك عدد أقل من الوظائف دون معالجة من قبل المعالج، فقد قام بائعو الشرائح بتكثيف وظائف Northbridge و Southbridge في شريحة واحدة. إصدار Intel من هذا هو "Platform Controller Hub" (PCH)، وهو فعليًا جسر جنوبي محسّن للأجهزة الطرفية المتبقية مثل مهام جسر الشمال التقليدية، مثل وحدة التحكم في الذاكرة وواجهة ناقل التوسيع (PCIe) (على الرغم من أن مجموعة الشرائح غالبًا ما تحتوي على وصلات PCIe ثانوية)، وحتى وحدة التحكم بالفيديو المدمجة في وحدة المعالجة المركزية نفسها. ومع ذلك، تم دمج لوحة تحكم النظام الأساسي في المعالج لنماذج معينة من معالجات Intel Skylake.