チップセットとは

理想的なマザーボードのウィッシュリストに他にどんな機能があったとしても、常に 1 つの特定の機能を確認する必要があります。これがチップセットです。チップセットは、特定のブランドの 1 つ以上の世代の CPU とのマザーボードの互換性を定義します。CPU が技術的にソケットに収まっていても、チップセットに互換性がない場合があります。しかし、チップセットとは何であり、なぜそんなに制御するのでしょうか?

マザーボードと CPU アーキテクチャ

2003 年以前は、すべてのマザーボードに 2 つの部分からなるチップセットが搭載されていました。これらの 2 つの部分は、ノースブリッジとサウスブリッジと呼ばれていました。ご想像のとおり、サウスブリッジはノースブリッジよりもマザーボードの奥にあります。CPU は、高速接続へのアクセスを提供するノースブリッジにフロントサイドバスを介して接続されました。ノースブリッジは、RAM とプライマリ拡張バス (PCIe、AGP、および PCI) への接続を提供します。

ノースブリッジは、マザーボード機能を含む他のすべてを処理し、低速の接続を提供するサウスブリッジにも接続されていました。サウスブリッジは、USB デバイス、SATA ハードドライブ、イーサネット、オーディオデバイス、フロッピーディスクドライブ、および CD ドライブへの接続を提供しました。

このアーキテクチャでは、RAM へのリクエストはすべて CPU を離れ、ノースブリッジを経由する必要があり、レイテンシが追加されました。2003 年に、AMD は Athlon 64 ビット CPU をリリースしました。これは、メモリコントローラーを CPU ダイに直接統合することでこれを変更しました。2003 年から 2011 年にかけて、ほとんどの CPU は徐々にノースブリッジ機能を CPU ダイに直接統合し、パフォーマンスを向上させました。

最終的に、ノースブリッジ全体が CPU ダイに統合されると、命名スキームは意味をなさなくなりました。Intel と AMD は、サウスブリッジの名前をそれぞれ Platform Controller Hub と Fusion Controller Hub に変更しました。しかし、マザーボードはチップをチップセットとして販売し続けました。

最新のチップセット機能

最新のマザーボードのチップセットは基本的に、元のサウスブリッジと同じ機能を提供します。ただし、一部のテクノロジーが消滅したため、正確な詳細は変更されました。チップセットは引き続きマザーボードの操作を管理します。また、SATA 接続とオーディオ機能も引き続き提供します。このチップセットは、一部の USB 接続と一部の PCIe レーンも提供します。通常、マザーボードの右下隅、多くの場合ヒートシンクの下にあります。

CPU とチップセット間の接続が更新されました。正確な接続はさまざまですが、通常、CPU がサポートする最高速度の PCIe 接続の 8 レーンと同等の帯域幅を提供します。この総帯域幅は、チップセットが提供するすべての接続で共有されます。チップセットには、完全なリンクを飽和させる可能性のある単一の接続がない傾向がありますが、2 つ以上の接続されたデバイスが帯域幅の制限につながる可能性があります。

最新の CPU は、チップセットを CPU ダイに統合する傾向を続けており、一部の USB および PCIe レーンはチップセットから移動され、CPU から直接提供されています。この接続は通常、マザーボードが提供する最高速度の接続です。接続されたデバイスは、CPU に直接アクセスできるため、帯域幅を共有する必要もありません。

注意事項

各チップセットがサポートする CPU の世代数は限られています。Intel のチップセットは、2 世代をサポートする傾向があります。対照的に、AMD はそれを 3 つに拡張する傾向がありますが、必ずしも製品リリースではありません。見方によっては、これにより、将来の CPU ドロップイン交換のオプションが開かれたり、制限されたりします。

CPU とマザーボードを見るときは、宿題をすることが不可欠です。通常、1 つの CPU は複数のチップセットをサポートし、ハイエンドおよびバジェット層といくつかの中間層があります。入手したい CPU がわかったら、それがサポートするチップセットを調べてから、必要なティアを決定します。

たとえば、Intel の現在の第 12 世代 Core CPU は 600 シリーズのチップセットを使用しています。オプションはH610、B660、H670、Z690の4種類。命名方式は少しわかりにくいですが、600 番台が必要であり、より重要な数字が優れていることを覚えている限り、それは十分に単純です。

ここで潜在的な問題が発生する可能性があります。AMD の現在の Ryzen 5000 シリーズ CPU は、X570、B550、および A520 チップセットと、古い X470 および B450 チップセットをサポートしています。AMD には B550 と呼ばれるチップセットがあり、Intel には B660 と呼ばれるチップセットがあり、その前の世代はさらに悪く、B560 と呼ばれていました。注意しないと、これらの類似した命名スキームが混乱を招く可能性があります。

チップセットは、マザーボードが提供できる PCIe レーンと USB ポートの数と、それらの動作速度を正確に制限します。厄介なことに、マザーボードの製造元は、たとえば、すべての USB ポートを利用可能な最高速度にしないことを選択できます。そのため、チップセットがそうする必要があることを意味している場合でも、マザーボードが必要な接続を提供することを確認してください。

結論

チップセットは、比較的低速な通信バス用の通信コントローラーです。これには、SATA、USB、さらには PCIe が含まれます。ケースと一部のマザーボード接続デバイスへの接続を提供するように設計されています。チップセットに接続されたすべてのデバイスは、限られた帯域幅を CPU に共有します。

ほとんどの場合、この帯域幅で十分です。それでも、大量のワークロードで飽和状態になり、デバイスのパフォーマンスが低下する可能性があります。ほとんどの CPU でサポートされているチップセットにはさまざまな層があります。必要な、または希望する接続機能を提供する層を必ず選択してください。以下のコメントにあなたの考えを残すことを忘れないでください。