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앞에서는 노스브릿지 (인텔에서는 MCH - Memory Controller
Hub 라고부른다)의 기능과 역할에 대해 살펴보았다. 이제부터는 사우스브릿지의 역할과 기능에 대해 살펴보도록 하겠다. 대부분의
사우스브릿지가 기능은 동일하며 여기서는 인텔 ICH4를 기준으로 이야기하도록 하겠다.
사우스브릿지와 노스브릿지 사이에는 두 브릿지를 연결하는 별도의 전용
통로(버스)가 존재한다. 이전에는 PCI버스를 대체하여 사용하였으나 데이터의 양이 급증함으로 인해 그 기술이 발전하였으며, 각각의
칩셋마다 그 기술이 다 다르다. 여기서 잠시 살펴보고 넘어가도록 하자.
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INTEL |
VIA |
SiS |
nVIDIA |
| 기술명 |
Hub Architecture |
V-Link |
MuTIOL |
AMD HyperTransport |
| 대역폭 |
266MB/s |
533MB/s |
533MB/s or 1GB/s |
533MB/s |
SiS의 경우 962까지는 533MB/s를 제공하며 963부터 1GB/s의
대역폭을 제공한다. 기타 회사의 경우 현재 출시되는 모든 제품은 위의 표에 마련된 대역폭을 가지고 있다.
사우스브릿지의 역할
사우스브릿지는 노스브릿지가 처리하는 CPU, MEMORY, AGP외의 모든
장치를 모두 컨트롤한다. 현재의 메인보드는 '온보드화'가 그 흐름의 대상이며, 따라서 이전에 별도로 장착하여 사용하는 장치들이
사우스브릿지 칩셋 안에 내장되는 형식으로 온보드가 된다. 따라서 장치의 수나 가지가 많기는 하지만, 점유율 면에서 AGP, CPU,
MEMORY에 비해 그 용도가 적기 때문에 사우스브릿지에서 컨트롤한다.
1) 노스브릿지와의 연결버스기능이 있다.
가장 먼저 언급되는 것이 바로 이것이겠다. 노스브릿지와 데이터를 통신하기
때문에 노스브릿지와 위에서 언급한 별도의 기술로 만들어진 버스를 통해 데이터를 주고 받는다.
2) IDE / FDD 컨트롤러가 내장되어있다
온보드된 HDD 커넥터. i486까지는 별도의 컨트롤러 카드가 존재했다
486때까지 별도의 컨트롤러로 확장버스에 장착하여 사용되던
HDD/FDD컨트롤러가 Pentium 시절에 들어서면서 사우스브릿지에 통합되면서 메인보드에 온보드 된다. 컨트롤러는 사우스브릿지에
내장되어 있으며, 사우스브릿지가 수행하는 기능 중 가장 큰 역할을 차지하는 부분중에 하나이다.
현재 HDD/FDD컨트롤러는 인텔의 ICH5부터 S-ATA컨트롤러도 내장이
될 것으로 알려져 있고 VIA, SiS에서도 이를 준비중이다. 현재의 ICH4에 장착된 컨트롤러는 ATA-100의 규격을 지원하는
컨트롤러로, 각 채널당 100MB/S의 대역폭을 가지고 있다. 실제로 Hub Architecture를 통해 노스브릿지로 이동하는 거의
대부분의 데이터는 바로 HDD에서 억세스되는 데이터들이다.
3) FWH / BIOS 컨트롤러
인텔은 i820에서 Hub Architecture를 등장시키면서 FWH라는 독립적인 칩셋을 별도로
장착하여 3개의 칩으로 구성된 허브구조를 이루었다. 그러나 Pentium 4시대부터 사용된 i850메인보드부터 FWH가 사우스브릿지에
통합되어 다시 2개의 브릿지 구조로 대체되게 된다.
FWH / BIOS부분은 시스템 바이오스의 컨트롤러 기능을 맏는다.
BIOS란 Basic Input Output System의 약자로, 시스템이 OS를 억세스 하기 전까지의 각 장치를 인식하고 초기화하여
OS의 입력을 받을 준비가 되도록 돕는 일종의 프로그램이다. Firmware로도 불리우는데, 이것의 컨트롤을 사우스브릿지에서 담당하고
있다.
4) I/O 컨트롤러 인식부분
Winbond사의 I/O 컨트롤러
I/O컨트롤러와 데이터를 교환하고 그 흐름을 돕는 인식부분이 사우스브릿지에
탑재되어 있다. 대부분의 메인보드가 현재는 별도의 I/O 컨트롤러를 장착하고 있으며, 이 컨트롤러마다 기능이 약간씩 달라 통합되지는 않고
있다.
이 I/O컨트롤러는 단순한 기능을 담당하는 '키보드', '마우스',
'Serial', 'Parallel' 등의 컨트롤을 담당하며, 현재는 이 외의 MS / SD / CF 메모리 리더 기능이나 별도의 기능을
장착하여 다양한 장비와의 연결을 돕는다. 주로 데이터의 처리 속도가 느린 제품들이 주로 포함된다.
5) PCI Host Controller 내장
사우스 브릿지가 담당하는 기능중 2번째로 중요한 기능인 확장 버스 컨트롤러가
사우스브릿지에 내장되어 있다. 현재 PCI 2.2로 일컫어지는 이것은, 사용자가 별도의 기능을 장착하고자 할때 이용하는 기능으로, 현재
PCI버스가 그 대표적인 예이다.
PCI는 133MB/s의 대역폭을 가지고 있으며, 시스템 확장의 가장 중요한
역할을 담당한다. 몇번 버스에 어떤 장치들이 장착되는지를 인식하고 모아진 데이터는 자체에서 처리되거나 Hub Architecture를
통해 노스브릿지로 이동한다.
6) Ethernet 기능 내장
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| 칩 컨트롤러 Realtek 8101L |
PHY칩셋 8201BL |
대부분의 칩셋들이 현재 랜카드(Ethernet Port)가 온보드 되어
출시되는데, 보통 Realtek컨트롤러를 사용하거나 사우스브릿지에 내장된 Ethernet Controller를 사용하는 경우로 구분된다.
내장 Ethernet Controller를 사용하는 경우는 별도의 PHY칩이
필요하며, 이 칩이 포트 (RJ-45포트)와 컨트롤러를 연결하는 구조로 구성되어 있다. 별도의 컨트롤러를 장착하는 것 보다 가격이
저렴하기 때문에 주로 저가형 메인보드에서 사우스브릿지에 내장된 Ethernet Controller를 많이 사용하며, 일반적으로는 별도의
컨트롤러 (주로 Realtek제품)을 많이 사용하고 있다.
7) AC97 Sound Controller 내장
또하나의 중요한 기능인 AC97 사운드 컨트롤러가 역시 사우스 브릿지에
내장되어 있다. 이 컨트롤러는 사운드 프로세스의 처리부분만 내장되어 있으며, Digital <-> Analog 부분은 내장하지 않고
있다. 따라서 별도의 Codec칩셋이 필요하며 현재 주로 사용되는 AD1981, ALC650등이 이런 Codec류에 해당된다.
내장된 컨트롤러는 하드웨어 컨트롤러가 아니라 CPU에 의존하는
Software컨트롤러의 형태로 구성되어 있기 때문에 프로세서의 처리 능력은 하드웨어 칩셋보다 떨어지는 것이 정상이다. 그러나 현재
CPU가 그정도의 점유율로 전체적인 성능저하를 보이지 않는 구성을 갖추고 있어 별 문제가 되지 않으며, 더욱 가격을 낮추는 구성으로
사용되기도 한다.
인텔의 AC97코덱을 비롯한 대부분의 Codec은 AC97규격에 맞추어
제작되어 있으며, 6채널 서라운드의 구성이 가능하도록 되어 있다. 물론 Codec이 6채널용인지 2채널용인지에 따라 지원할 수 있는
채널이 다르다. 내장 사운드 컨트롤러의 경우 현재 분야를 막론하고 광범위하게 채택되어 사용되어지고 있다. 일부 고급형 메인보드의 경우에는
CMI-8738등의 별도의 하드웨어 프로세서를 장착하고 있다.
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