Intel I/O Controller Hub

Контроллер (хаб) концентратора ввода-вывода (англ. I/O Controller Hub, ICH) — компонент технологии Intel Hub Architecture.

Также в некоторых источниках называется южный мост (англ. Southbridge).

История появления

В 1999 году, с началом выпуска чипсета i810, было объявлено о запуске хабовой архитектуры (англ. Intel Hub Architecture, IHA) в виде контроллера (хаба) концентратора ввода-вывода (англ. I/O Controller Hub, ICH), через 266 МБ/с скоростную шину подключенного к концентратору (хабу) контроллера памяти (англ. Memory Controller Hub, МСН). Позднее, с выходом чипсетов со встроенной графикой, MCH таких чипсетов был переименован в GMCH (англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub).

Intel Hub Interface 2.0 был объявлен с выпуском чипсетов серверной E7xxx серии.

Начиная с ICH6 хабовый интерфейс был заменён на Direct Media Interface, со скоростью обмена 10 Гбит/с в полнодуплексном режиме.

В совокупности с северными мостами Intel, входили в состав чипсетов:

• ICH: i810, i820, i840, i815
• ICH0: i810, i815
• ICH2: i815, i845, i850, i860
• ICH3: i830
• ICH4: i845, E7205, E7505
• ICH5: i848, i865, i875
• ICH6: i910, i915, i925
• ICH7: i945, i946, i955, i975, G31, G41
• ICH8: G965, P965, Q965, G35
• ICH9: G33, Q33, Q35, X38, P35, X48
• ICH10: P43, P45, X58, G45, Q45

В 2008 году Intel вводит новую концепцию системного контроллера (англ. Platform Controller Hub, PCH), начиная с 5-й серии чипсетов Ibex Peak (BD82P55 - P55, BD82Q57 - Q57, BD82H57 - H57, P55 и BD82H55 - H55 для настольных компьютеров; BD3400, BD3420 и BD3450 для серверов и BD82PM55 - PM55, BD82QM57 - QM57, BD82HM55 - HM55, BD82HM57 - HM57, BD82QS57 - QS57 для мобильных компьютеров) .

• BD3400 (PCH 3400) Server
• BD3420 (PCH 3420) Server
• BD3450 (PCH 3450) Server

• BD82P55 (PCH P55) Desktop Base
• BD82H55 (PCH H55) Desktop Home
• BD82H57 (PCH H57) Desktop Home
• BD82Q57 (PCH Q57) Desktop Office

• BD82PM55 (PCH PM55) Mobile Base
• BD82HM55 (PCH HM55) Mobile Home
• BD82HM57 (PCH HM57) Mobile Home
• BD82QM57 (PCH QM57) Mobile Office
• BD82QS57 (PCH QS57) Mobile SFF

Большая часть функций северного моста и часть южного моста перешла непосредственно в процессор, тем самым удалось сократить чипсет до двух микросхем (включая процессор, который выполняет роль контроллера памяти и прочие функции северного моста).

ICH/ICH0

ICH 82801AA

ICH «первого семейства» i82801AA (ICH) был представлен в июне 1999 года с выходом чипсета i810. В отличие от своего предшественника, PIIX который был связан с северным мостом через внутреннюю шину PCI со скоростью передачи данных 133 МБ/с, ICH с северным мостом связал восьмибитный фирменный интерфейс (так называемый Intel Hub Interface) со скоростью передачи данных в 266 МБ/с.

В отличие от i82801AA, в последующем за ним i82801AB (ICH0), не была реализована функция «Alert on LAN».

ICH Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH 82801AA UDMA 66/33 Нет Нет Rev 1.1, 2 порта Rev 2.2, 6 PCI разъёмов

ICH0 82801AB UDMA 33 Нет Нет Rev 1.1, 2 порта Rev 2.2, 4 PCI разъёма

ICH2

ICH «второго семейства»: i82801BA (ICH2) и i82801BAM (ICH2-M)

В начале 2000 года Intel потерпела значительное поражение на рынке, связанное с запуском чипсета i82820 (i820). Клиенты не были готовы платить настолько высокие цены за RDRAM и покупали материнские платы либо на i810 либо на i440BX. Для восстановления положения на рынке Intel пришлось спешно разрабатывать и запускать чипсет i82815 (i815) который поддерживал память типа PC-133 SDRAM и стал для Intel средством, позволившим восстановить свои позиции в сегменте среднего класса.

Новый ICH1 был выпущен в корпусе с 360 выводами под названием ICH2. Кроме i82815, ICH2 также мог быть использован с чипсетом i82850, который, как и предшествующий i82820, необходим для использования RDRAM и поддержки процессора Pentium 4.

В состав ICH2 впервые вошёл чип Fast Ethernet (i82559), который был интегрирован в южный мост и зависел от внешнего чипа PHY.

Для интерфейса PATA удалось поднять скорость обмена до ATA/100; вдвое (до четырех) увеличилось количество подключений по USB.

Интегрированный звуковой контроллер AC'97 получил поддержку шестиканального звука.

ICH 2 семейства Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH2 82801BA UDMA 100/66/33 Нет Нет Rev 1.1, 4 порта Rev 2.2, 6 PCI разъёмов

82801BA (ICH2)

ICH2-M 82801BAM UDMA 100/66/33 Нет Нет Rev 1.1, 2 порта Rev 2.2, 2 PCI разъёма

ICH3

ICH «третьего семейства»: i82801CA (ICH3 или ICH3-S) и i82801CAM (ICH3-M).

В 2001 году Intel начала выпуск ICH3 (в корпусе с 421 выводом), который был доступен в двух версиях:

1. версия для создания сервера, ICH3-S (Server), который был предназначен для совместной работы с северным мостом E7501,
2. мобильная версия, ICH3-М (Mobile), которая работал с чипсетами i830 и i845.

Версия для настольных материнских плат (англ. desktop motherboards) не выпускалась.

По сравнению с ICH2, изменения ограничились:

• PATA контроллер поддерживал «собственный режим» (англ. Native Mode)
• была реализована поддержка до шести устройств USB версии 1.1;
• была реализована поддержка шины SMBus 2.0
• была реализована поддержка новейшей на тот момент версии SpeedStep, что позволило выключать во время работы энергосберегающие устройства.

ICH 3 семейства Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH3-S 82801CA UDMA 100/66/33 Нет Нет Rev 1.1, 6 портов Rev 2.2, 6 PCI разъёмов

ICH3-M 82801CAM UDMA 100/66/33 Нет Нет Rev 1.1, 2 порта Rev 2.2, 2 PCI разъёма

ICH4

ICH «четвёртого семейства»: i82801DB (ICH4 Base) и i82801DBM (ICH4-M Base Mobile).

Выпущен в 2002 году. Самым важным нововведением стала поддержка USB 2.0 на всех шести портах. Поддержка звука был улучшена и соответствовала новейшей версии 2.3 спецификации AC'97. Как и в предыдущем поколении, чип ICH4 выпускался в корпусе с 421 выводом.

ICH 4 семейства Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH4 82801DB UDMA 100/66/33 Нет Нет Rev 2.0, 6 портов Rev 2.2, 6 PCI разъёмов

82801DB (ICH4)

ICH4-M 82801DBM UDMA 100/66/33 Нет Нет Rev 2.0, 4 порта Rev 2.2, 3 PCI разъёма

82801DBM (ICH4-M)

ICH5

ICH «пятого семейства»: i82801E (C-ICH Communications), i82801EB (ICH5 Base), i82801ER (ICH5R RAID), i82801EBM (ICH5-M Base Mobile) и i6300ESB (ESB Enterprise Southbridge).

Выпущенный в 2003 году, ICH5 (корпус чипа имел 460 выводов) позволял создать вычислительную систему в сочетании с южными мостами чипсетов i865 и i875. В чип был интегрирован хост-контроллер SATA. Вариант ICH5R дополнительно поддерживается RAID 0 на портах SATA. Стали доступны восемь портов USB версии 2.0. Чип имел полную поддержку ACPI 2.0.

Существующий без изменений еще с 1999 года интерфейс концентратора со скоростью обмена 266 МБ/с мог стать узким местом. В новом поколении чипов, Intel предложила дополнительный порт для контроллера Gigabit Ethernet, непосредственно подключаемый к MCH.

Цель этой технологии, CSA, заключалась в том, чтобы уменьшить задержки для Gigabit Ethernet путём организации прямого доступа к памяти, чтобы освободить полосу пропускания хабового интерфейса для обмена между ICH и MCH для трафика жесткого диска и устройств подключенных к шине PCI.

С середины 2004 года ряд крупных производителей материнских плат отметил повышенный уровень жалоб клиентов на платы, оснащенные ICH5. Причиной стали проблемы с устойчивостью к электростатическому разряду ICH5 некоторых степпингов.

В частности, при подключении к шине USB устройств через разъёмы на передний панели корпуса, чип ICH «убивался» разрядами статического электричества. Intel оперативно отреагировала на создавшуюся проблему путём отгрузки ICH5 с повышенной устойчивостью. Эффективные превентивные меры защиты по портам USB являются трудными и дорогостоящим, так как они могут ухудшить качество сигнала сигналов высокоскоростного USB 2.0. Многие производители материнских плат по экономическим соображениям самостоятельно предприняли необходимые меры безопасности высокого качества для разъемов на передней панели.

ICH 5 семейства Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH5 82801EB UDMA 100/66/33 SATA 1.5 ГБ/с, 2 порта Нет Rev 2.0, 6 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

82801EB (ICH5)

ICH5R 82801ER UDMA 100/66/33 SATA 1.5 ГБ/с, 2 порта RAID0, RAID1 Rev 2.0, 6 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH5-M 82801EBM UDMA 100/66/33 Нет Нет Rev 2.0, 4 порта Rev 2.3, 4 PCI разъёмов

6300ESB 6300ESB UDMA 100/66/33 SATA 1.5 ГБ/с, 2 порта RAID0, RAID1 Rev 2.0, 4 порта Rev 2.2, 4 PCI разъёма, Rev 1.0, 2 PCI-X разъёма + 2 PCI-X устройства

ICH6

ICH «шестого семейства»: 82801FB (ICH6 Base), 82801FR (ICH6R RAID), 82801FBM (ICH6M Base Mobile), 6311ESB (ESB2 Enterprise Southbridge), 6321ESB (ESB2 Enterprise Southbridge with integrated LAN for embedded).

ICH6 вошёл в первый чипсет с поддержкой PCI Express.

Хабовый интерфейс был заменён на Direct Media Interface, со скоростью обмена 10 Гбит/с в полнодуплексном режиме.

Звуковая подсистема чипсета теперь соответствовала новому стандарту, Intel High Definition Audio. Тем не менее, AC'97 и шина PCI (спецификации 2.3) продолжали поддерживаться чипсетом штатно.

Сетевой интерфейс, интегрированный в чип — Ethernet 10/100.

Количество портов SATA в серверных версиях увеличено на два; количество портов PATA сокращено до единственного.

Вариант ICH6R поддерживал RAID в режимах 0, 1, 0+1 и поддерживался специально разрабатываемой Intel технологией «Matrix RAID».

Версии ICH6R и ICH6-M имели поддержку AHCI SATA со стороны контроллера чипсета.

Первоначально, Intel планировала вывести на рынок дополнительные два варианта, под названиями ICH6W и ICH6RW, которые должны были содержать программно реализованную точку доступа для беспроводной локальной сети. Информация о выпуске этих чипов была опубликована, но из документации ссылки были убраны с января 2005 года.

Поддержка шести портов для устройств шины USB версии 2.0 реализована посредством интегрированного контроллера (англ. Enhanced Host Controller Interface, EHCI); также ICH6 содержит (англ. Universal Host Controller Interface, UHCI)

Корпус размером 31×31 мм — mBGA со 609 выводами.

ICH 6 семейства Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH6 Base 82801FB UDMA 100/66/33 SATA 1,5 ГБ/с, 4 порта RAID0, RAID1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 4 PCI разъёма

ICH6R RAID 82801FR UDMA 100/66/33 SATA 1,5 ГБ/с, 4 порта Да Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3,

ICH6M Base Mobile 82801FBM UDMA 100/66/33 SATA 1.5 ГБ/с, 2 порта Нет Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 7 PCI разъёмов

82801FBM (ICH6M)

ESB2 Enterprise Southbridge 6311ESB UDMA 100/66/33 SATA 1.5 ГБ/с, 2 порта   Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3,

ESB2 Enterprise Southbridge with integrated LAN for embedded 6321ESB UDMA 100/66/33 SATA 1.5 ГБ/с, 2 порта   Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3,

ICH7

ICH «седьмого семейства»: 82801GB (ICH7 Base), 82801GR (ICH7R RAID), 82801GDH (ICH7DH Digital Home), 82801GBM (ICH7M Mobile), 82801GHM (ICH7M DH Mobile Digital Home) и PC82801GU (ICH7-U Ultra-mobile).

ICH7 начали выпускаться с середины 2005 года вместе с новым чипсетом высокого класса MCH Intel i955X. Два дополнительных порта PCI Express х 1, ускоренный контроллер SATA скоростью передачи данных до 300 МБ/с (в мобильной версии эта возможность отключена), а также была добавлена поддержка технологии Intel «Active Management Technology».

Только версии ICH7DH, ICH7R, ICH7-M и ICH7-M DH имеют поддержку AHCI. Версии ICH7 (Base) и ICH7-U (Ultra-mobile) не поддерживают AHCI.

ICH 7 семейства Part Number ATA SATA RAID USB PCI

ICH7 Base 82801GB UDMA 100/66/33 SATA 3,0 ГБ/с, 4 порта Нет Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, шесть разъёмов

ICH7R RAID 82801GR UDMA 100/66/33 SATA 3,0 ГБ/с, 4 порта RAID0/1/5/10, Matrix Storage Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, шесть разъёмов

ICH7DH Digital Home 82801GDH UDMA 100/66/33 SATA 3,0 ГБ/с, 2 порта RAID0/1/5/10, Matrix Storage Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, шесть разъёмов

ICH7M Mobile 82801GBM UDMA 100/66/33 SATA 1,5 ГБ/с, 2 порта Нет Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, шесть разъёмов

ICH7M DH Mobile Digital Home 82801GHM UDMA 100/66/33 SATA 1,5 ГБ/с, 4 порта RAID0/1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, шесть разъёмов

ICH7-U Ultra-mobile PC82801GU UDMA 100/66/33 Нет   Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, три разъёма

ICH8

ICH «восьмого семейства»: 82801HB (ICH8 Base), 82801HR (ICH8R RAID), 82801HH (ICH8DH Digital Home), 82801HO (ICH8DO Digital Office), 82801HM (ICH8M Mobile) и 82801HEM (ICH8EM Enhanced Mobile).

ICH8 выпускается в нескольких модификациях и является дополнением к MCH чипсета класса i965.

В ICH8 появилась поддержка гигабитного Ethernet и eSATA, зато отсутствует поддержка PATA (что не помешало производителям материнских плат реализовать поддержку PATA на своей продукции при помощи контроллеров сторонних фирм, таких как JMicron или Marvell).

В связи со значительными изменениями в процессе производства (внесено 25 исправлений) чипы получили множественные степпинги:

ICH8 Stepping	S-Spec	Маркировка на чипе	Примечание
B0	SL9MN	NH82801HB	82801HB ICH8 Base
B0	SL9MK	NH82801HR	82801HR ICH8R
B0	SL9ML	NH82801HH	82801HH ICH8DH
BO	SL9MM	NH82801HO	82801HO ICH8DO
B1	SLA5Q	NH82801HBM	82801HBM ICH8M Base
B1	SLA5R	NH82801HEM	82801HME ICH8M-E Enhanced
B2	SLB9A	NH82801HBM	82801HBM ICH8M Base
B2	SLB9B	NH82801HEM	82801HEM ICH8M-E Enhanced

ICH 8 семейства Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH8 Base 82801HB Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов RAID0, RAID1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH8R RAID 82801HR Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов RAID0, RAID1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH8DH Digital Home 82801HH Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов RAID0, RAID1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

(ICH8DO Digital Office 82801HO Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов RAID0, RAID1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH8M Mobile 82801HM Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов RAID0, RAID1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH8EM Enhanced Mobile 82801HEM Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов RAID0, RAID1 Rev 2.0, 8 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH9

ICH «девятого семейства»: 82801IB (ICH9 Base официально не поддерживает ни AHCI ни RAID), 82801IR (ICH9R RAID с AHCI и поддержкой RAID), 82801IH (ICH9DH Digital Home с AHCI и без поддержки RAID), 82801IO (ICH9DO Digital Office с AHCI и поддержкой RAID), 82801IBM (ICH9M Base Mobile), 82801IEM (ICH9EM Enhanced Mobile), 82801IUX (ICH9M-SFF Ultra Mobile).

Выпуск начат в мае 2007 года в составе чипсета P35 (Bearlake).

ICH 9 семейства Part Number ATA SATA RAID Level USB PCI

ICH9 82 Нет SATA 3,0 ГБ/с, 4 порта RAID0, RAID1 Rev 2.0, 12 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH10

ICH «десятого семейства»: 82801JB (ICH10 Base), 82801JR (ICH10R RAID), 82801JH (ICH10D Digital Home) и 82801JO (ICH10DO Digital Office).

Выпуск начат в июне 2008 года совместно с чипсетом P45 (Eaglelake).

ICH 10 семейства Part Number ATA SATA RAID USB PCI

ICH10 Base 82801JB Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов, AHCI Нет Rev 2.0, 12 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH10 RAID 82801JR Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов, AHCI RAID0/1/5/10 Rev 2.0, 12 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH10 Digital Home 82801JH Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов, AHCI Нет Rev 2.0, 12 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

ICH10 Digital Office 82801JO Нет SATA 3,0 ГБ/с, 6 портов, AHCI RAID0/1/5/10 Rev 2.0, 12 портов Rev 2.3, 6 PCI разъёмов

См. также

• PCI IDE ISA Xcelerator
• System Controller Hub