

コンピュータにおいて、サウスブリッジは、マザーボード上の従来型の2部構成チップセットアーキテクチャの構成要素であり、歴史的にパーソナルコンピュータで用いられてきた。ノースブリッジと連携して、中央処理装置(CPU)と低速周辺機器インターフェース間の通信を管理する。通常、ノースブリッジはRAMやGPUインターフェースなどの高速接続を処理し、サウスブリッジは低速機能を管理していた。
サウスブリッジは、USB、オーディオ、ファームウェア(BIOSやUEFIなど)、 SATA、NVMe、レガシーPATAなどのストレージインターフェイス、 PCI、LPC、SPIなどのバスを含む、さまざまな入出力(I/O)機能を制御します。[ 1 ] [ 2 ]
サウスブリッジとノースブリッジのコンポーネントは、相互運用性に関する普遍的な標準はなかったものの、ペアで動作するように設計されることが多かった。[ 3 ] 1990年代から2000年代初頭にかけては、一般的にPCIバスを介して通信していたが、より最近のチップセットでは、Direct Media Interface(Intel)またはPCI Express(AMD)が使用されている。
IntelはサウスブリッジをI/Oコントローラハブ(ICH)と呼んでいましたが、後にプラットフォームコントローラハブ(PCH)に置き換えられ、後のアーキテクチャではCPUに直接接続されるようになりました。2010年代半ば以降、従来の2チップ構成は、サウスブリッジ機能を単一のチップセットまたはCPU自体に統合したシングルチッププラットフォームやシステムオンチップ(SoC)ソリューションにほぼ置き換えられています。
シングルチッププラットフォームでは、マザーボードのチップセットは1つのチップのみで構成されています。これは、ノースブリッジ機能をCPUパッケージまたはCPUダイに統合することで最も一般的に実現されます。例としては、IntelのSandy Bridge [ 4 ]とAMDのFusionプロセッサ[ 5 ]が挙げられます。
2008年に登場したIntel 5シリーズチップセットでは、CPUがノースブリッジの役割を引き継ぎました。マザーボードの残りのタスクは単一のチップに割り当てられ、プラットフォームコントローラハブ(PCH)アーキテクチャを形成しました。Intelプラットフォームでは、すべてのサウスブリッジ機能と残りのI/O機能はPCHによって管理され、PCHはダイレクトメディアインターフェース(DMI)を介してCPUに直接接続されています。[ 6 ] Intelの低消費電力プロセッサ(Haswell-U以降)と超低消費電力プロセッサ(Haswell-Y以降)も、パッケージ上にPCHを統合しています。AMD Ryzenプロセッサも、一部のUSBインターフェースや一部のSATA / NVMeインターフェースなど、一部のサウスブリッジ機能を統合しています。[ 7 ]
AMDは2011年に最初のAPUを発売した際に、ノースブリッジをCPUに統合し、残りの単一チップ(PCHに相当)をフュージョンコントローラハブ(FCH)と名付けました。FCHは2017年までAMDのAPUでのみ使用されました。
モバイル機器などで一般的に見られるシステムオンチップ(SoC)プロセッサは、サウスブリッジとノースブリッジの両方をCPUチップに統合しています。システムインパッケージ(SIP)設計も同様ですが、CPUパッケージは複数のチップで構成されるマルチチップモジュール(MCM)となっています。これにより、集積度は低下するものの、歩留まりが向上します。
AMDは、2015年にExcavator CarrizoコアでデスクトップおよびサーバープロセッサにSoC設計を採用しました。[ 8 ]「チップセット」と呼ばれるものは、実際にはPCIeスイッチ(使用可能なPCIeレーンの数を拡張する)、USBホスト、および/またはSATAホストの機能を組み合わせた特別なPCIeデバイスです。このデバイスは、専用のPCIeリンクを介してCPUに接続されます。[ 9 ] [ Zen 2(2019)以降の非HEDTデスクトッププロセッサは、 CPUとI/Oダイが分離されたMCM設計(システムインパッケージ)を使用しています。] [ 10 ]
技術的には、プロセッサはチップセットなしでも動作できます。チップセットは低速I/Oとのインターフェースのためにのみ存在し続けます。AMDサーバーCPUは、チップセットを必要としない自己完結型のシステムオンチップ設計を採用しています。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
Beginning with ultra-low-power Haswells and continuing with mobile Skylake processors, Intel incorporated the southbridge IO controllers into the CPU package, eliminating the PCH for a system in package (SiP) design with two dies; the larger die being the CPU die, the smaller die being the PCH die.[15] Rather than DMI, these SOPs directly expose PCIe lanes, as well as SATA, USB, and HDA lines from integrated controllers, and SPI/I²C/UART/GPIO lines for sensors. Like PCH-compatible CPUs, they continue to expose DisplayPort, RAM, and SMBus lines. However, a fully integrated voltage regulator will be absent until Cannon Lake.
The name is derived from representing the architecture in the fashion of a map and was first described as such with the introduction of the PCI Local Bus Architecture in 1991. At Intel, the authors of the PCI specification viewed the PCI local bus as being at the very centre of the PC platform architecture (i.e., at the Equator).
The northbridge extends to the north of the PCI bus backbone in support of CPU, memory/cache, and other performance-critical capabilities. Likewise the southbridge extends to the south of the PCI bus backbone and bridges to less performance-critical I/O capabilities such as the disk interface, audio, etc.
The CPU is located at the top of the map at due north. The CPU is connected to the chipset via a fast bridge (the northbridge) located north of other system devices as drawn. The northbridge is connected to the rest of the chipset via a slow bridge (the southbridge) located south of other system devices as drawn.
Although the current PC platform architecture has replaced the PCI bus backbone with faster I/O backbones, the bridge naming convention remains.

The functionality found in a 2000s southbridge includes:[16][2]
オプションとして、サウスブリッジにはイーサネット、Wi-Fi、RAID、Thunderbolt、および帯域外管理のサポート(オンボードのディスクリートチップまたはサウスブリッジ統合)も含まれています。
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