I/Oコントローラハブ（ICH ）は、 CPUとマザーボード（特にIntel Hub Architectureに基づくIntelチップセット）間のデータ通信を管理するために使用されるIntel サウスブリッジマイクロチップファミリーです。ノースブリッジと呼ばれる2つ目のサポートチップとペアで使用されます。他のサウスブリッジと同様に、ICHは周辺機器の接続と制御に使用されます。
CPU速度の向上に伴い、CPUとサポートチップセット間のデータ転送速度が速くなるにつれ、サポートチップセットがプロセッサとマザーボード間のボトルネックとして浮上しました。そのため、2008年のIntel 5シリーズ以降、従来のノースブリッジチップとサウスブリッジチップの一部の機能をCPU自体に組み込み、残りの機能を単一のプラットフォームコントローラハブ（PCH）に統合する新しいアーキテクチャが採用され、従来の2チップ構成が置き換えられました。
無形文化遺産
ICHの最初のバージョンは、1999年6月にIntel 810 ノースブリッジとともにリリースされました。前身のPIIXは、133 MB /秒の帯域幅を持つ内部PCIバスを介してノースブリッジに接続されていましたが、ICHは独自のインターフェース（Intel Hub Interfaceと呼ばれる）を採用し、8ビット幅、266 MB/秒のバスを介してノースブリッジに接続していました。
ハブインターフェースは、マザーボード上の異なるコンポーネント間のポイントツーポイント接続です。もう一つの設計上の決定は、マザーボード上の固定された南北軸をスター構造に置き換えることでした。
ICHの進化に伴い、Intelは「ハブ」という用語の用法も進化させてきました。例えば、ノースブリッジはメモリコントローラハブ（MCH）となり、統合グラフィックス（ Intel 810など）を搭載している場合はグラフィックス＆メモリコントローラハブ（GMCH）と呼ばれるようになりました。
その他の ICH 機能は次のとおりです。
- PCI Rev 2.2 に準拠し、33 MHz PCI 操作をサポートします。
- 高度な構成および電源インターフェイス(ACPI) のサポート
- Ultra ATAをサポートする統合IDEコントローラ
- 24個の割り込みソースをサポートする統合I/O APIC
- I²Cデバイスをサポートするシステム管理バス（SMBus）
- AC'97 2.1 準拠リンク
- 低ピン数（LPC）インターフェース
ICH には 2 つの種類があります。
- 82801AA (ICH) – Ultra ATA/66 サポート、6 つの PCI スロット、Alert on LANサポート
- 82801AB (ICH0) – Ultra ATA/33 サポート、4 つの PCI スロット、Alert on LAN なし
ICH2
2000年初頭、Intelはi820ノースブリッジで大きな挫折を経験しました。顧客はRDRAMの高額な価格を支払いたがらず、i810またはi440BXマザーボードを購入するか、競合製品に乗り換えるかのどちらかでした。PC-133 SDRAMをサポートする急遽開発された82815ノースブリッジは、ミドルレンジ市場におけるIntelの挽回策となりました。
ICH1または新しいICH2（360ピン）は、82815の側面に配置できました。ICH2は、Intelの82850チップセットでも使用可能でした。このチップセットは、以前の82820と同様にRDRAMを使用し、Pentium 4 CPUをサポートしていました。また、初めてファストイーサネットチップ（82559）がサウスブリッジに統合され、外付けPHYチップに依存していました。
PATAインターフェースはATA/100に高速化され、 USB接続数は4つに倍増しました。内蔵のAC'97サウンドコントローラは、最大6チャンネルのサウンドをサポートしました。
ICH2-Mと呼ばれるモバイル版もありました。
以下の亜種が存在しました:
- 82801BA (ICH2)
- 82801BAM (ICH2-M) モバイル
ICH3
2001年、IntelはICH3を発表しました。ICH3には2つのバージョンがありました。E7501ノースブリッジで動作するサーバーバージョンのICH3-Sと、i830およびi845ノースブリッジで動作するモバイルバージョンのICH3-Mです。デスクトップマザーボード用のバージョンはありません。
ICH2と比較すると、変更点は限定的でした。PATAコントローラの「ネイティブモード」サポート、最大6台のUSB 1.1デバイス、SMBus 2.0、そして動作中に省電力デバイスの電源をオフにできる最新のSpeedStepバージョンなどです。このチップは421ピンでした。
これには次のバリエーションがあります:
- 82801CA (ICH3-S) サーバー
- 82801CAM (ICH3-M) モバイル
ICH4
ICH4は、2002年に発売されたIntelのサウスブリッジです。最も重要な革新は、6つのポートすべてでUSB 2.0をサポートしたことです。サウンド機能も強化され、最新のAC'97仕様バージョン2.3に準拠しました。前世代と同様に、ICH4は421ピンを搭載していました。
これには次のバリエーションがあります:
- 82801DB (ICH4) ベース
- 82801DBM (ICH4-M) ベースモバイル
ICH5
2003年、i865およびi875ノースブリッジと組み合わせてICH5が開発されました。SATAホストコントローラが統合され、ICH5RバリアントはSATAポートでRAID 0をサポートしました。USB 2.0ポートは8基搭載されていました。このチップはACPI 2.0をフルサポートし、460ピンを搭載していました 。
1999年以来、266MB/秒のハブインターフェースがボトルネックになると考えられていました。そのため、Intelは新世代チップにおいて、MCHに直接接続するギガビットイーサネットコントローラー用のオプションポートを提供しました。
このCSAテクノロジの目的は、直接メモリ アクセスによってギガビット LAN の待ち時間を削減し、非リムーバブル ディスクと PCI データ トラフィック用に ICH と MCH 間のハブ インターフェイスの帯域幅を解放することでした。
2004年半ば以降、大手マザーボードメーカーは、ICH5搭載マザーボードに対する苦情率の増加に気づきました。その原因の一つは、特定のICH5ステッピングにおけるESD耐性の不足でした。
特に、フロントパネルからUSBデバイスを接続すると、静電気放電によってチップが故障するケースがありました。Intelはこの問題に対処するため、ESD耐性を強化したICH5を出荷しました。USBポートに効果的なESD対策を施すことは、USB 2.0高速信号の品質を損なう可能性があるため、困難でコストもかかります。多くのマザーボードメーカーは、コスト面の理由から、フロントパネルコネクタに必要な高品質の安全装置を省略していました。
これには次のバリエーションがあります:
- 82801E (C-ICH) コミュニケーション
- 82801EB (ICH5) ベース
- 82801ER (ICH5R) RAID
- 82801EBM (ICH5-M) ベースモバイル
- 6300ESB (ESB) エンタープライズ サウスブリッジ
ICH6
ICH6はIntel初のPCI Expressサウスブリッジで、i910およびi915 MCHとペアで使用されました。PCI Express ×1スロットを4つ備え、×16スロットはMCHによって提供されました。ボトルネックとなっていたハブインターフェースは、片方向1GB /秒の帯域幅を持つ新しいダイレクトメディアインターフェース（実際にはPCI Express ×4リンク）に置き換えられました。Intel High Definition Audioのサポートも含まれていました。さらに、AC'97と従来のPCI 2.3も引き続きサポートされていました。
SATAポートが2つ追加され、PATAチャネルが1つ削除されました。ICH6Rバリアントは、RAIDモード0、1、0+1、およびIntel固有の「Matrix RAID」をサポートしました。
ICH6RとICH6-Mは、AHCI SATAコントローラを初めて実装しました。チップは652ピンでした。当初、IntelはICH6WとICH6RWという名称で、無線LAN用のソフトウェアアクセスポイントを搭載した2つの派生モデルを市場に投入する予定でした。これらのチップは既に公開されています。
これには次のバリエーションがあります:
- 82801FB (ICH6) ベース
- 82801FR (ICH6R) RAID
- 82801FBM (ICH6M) ベースモバイル
- 6311ESB (ESB2) エンタープライズ サウスブリッジ
- 6321ESB (ESB2) 組み込み向けLAN内蔵エンタープライズサウスブリッジ
ICH7
ICH7は、Intelの新しいハイエンドMCHであるi955Xと同時に2005年半ばに出荷を開始しました。2つのPCIe ×1スロット、最大300 MB/秒のデータ転送速度を実現するSATA 2.0コントローラ（モバイル版ではこの機能は無効）、そしてIntelの「Active Management Technology」のサポートが追加されました。ICH7DH、ICH7R、ICH7-M、ICH7-M DHチップのみがAHCIをサポートしています。ICH7（ベース）およびICH7-U（ウルトラモバイル）チップはAHCIをサポートしていません。
ICH7R はさらに RAID 5 をサポートします。
これには次のバリエーションがあります:
- 82801GB (ICH7) ベース
- 82801GR (ICH7R) RAID
- 82801GDH (ICH7DH) デジタルホーム
- 82801GBM (ICH7M) モバイル
- 82801GHM (ICH7M DH) モバイルデジタルホーム
- PC82801GU (ICH7-U) ウルトラモバイル
ICH8
ICH8には複数のバージョンがあり、965クラスのMCHチップを補完するものです。非モバイル型のICH8には従来のPATAインターフェースがなく、AC'97は1つだけです。実際には、ほとんどのベースボードメーカーは、JMicronやMarvellなどのメーカーの追加チップを使用することで、PATA対応の接続タイプを提供していました。
ICH8は、 以前はMCHでサポートされていた eSATAとギガビットイーサネットを制御できる最初のICHモデルです。基本バージョンにはSATA 2.0ポートが4つのみ搭載されています。
ICH8R（RAID）以上のチップは、6台のSATAデバイスをサポートします。さらに、ICH8DH（Digital Home）はクイックレジューム機能を搭載しており、 Intel Viiv認定システムでP965およびG965と組み合わせて使用できます。
ICH8DO (Digital Office) の対応製品は Q965 MCH であり、これらを組み合わせることでIntel vPro互換性が実現します。
これには次のバリエーションがあります:
- 82801HB (ICH8) ベース
- 82801HR (ICH8R) RAID
- 82801HH (ICH8DH) デジタルホーム
- 82801HO (ICH8DO) デジタルオフィス
- 82801HM (ICH8M) モバイル
- 82801HBM (ICH8BM) ベースモバイル
- 82801HEM (ICH8EM) 拡張モバイル
ICH9
ICH9は2007年5月にP35（Bearlake）チップセットで発売されました。PATAサポートは完全に削除されました。実際には、多くのマザーボードメーカーがサードパーティ製チップを使用してPATAサポートを継続しています。公式にはICH9R、ICH9DH、ICH9DOチップのみがAHCIをサポートしています。
この部品には次のバリエーションがあります。
- 82801IB（ICH9）ベースは公式にはAHCIもRAIDもサポートしていませんが、簡単なBIOS変更でAHCIのサポートを追加できます。[1]
- 82801IR (ICH9R) RAID（AHCIおよびRAIDサポート付き）
- 82801IH (ICH9DH) AHCIおよびRAIDサポートなしのデジタル ホーム
- 82801IO (ICH9DO) AHCIおよびRAIDサポート付きデジタルオフィス
- 82801IBM (ICH9M) ベースモバイル
- 82801IEM (ICH9EM) 拡張モバイル
- 82801IUX (ICH9M-SFF) ウルトラモバイル
ICH10
Intel は、2008 年 6 月にP45および P43 (Eaglelake) チップセット とともに ICH10 サウスブリッジを発売しました。
ICH10は、「ノースブリッジ」デバイスへの1GB/秒双方向DMIインターフェースを実装しています。また、「低速」周辺機器への様々なインターフェースをサポートし、一連のハウスキーピング機能も備えています。
ICH10 は CPU の負荷を軽減し、消費電力も削減します。
ICH10はPATAやLPTを直接サポートしていません。ただし、「ホットスワップ」機能はサポートされています。
RAIDバリアントは、「Turbo Memory」と呼ばれる新しいテクノロジーもサポートしています。これにより、マザーボード上のフラッシュメモリを使用して高速キャッシュが可能になります。
周辺機器サポートには以下が含まれます:
- 6 つの PCIe バージョン 1.1 スロット。2 + (4 ×1) または 2 + (1 ×4) として構成できます。
- PCIバス
- レガシーIDEまたはAHCIモードのSATA 3 Gbit/sポート6個。外部eSATAをサポート可能
- インテル ハイデフィニション オーディオ
- 統合ギガビットLAN
- AHCIサポート
- 2 つのEHCIホスト コントローラ (最大 12 個の USB 2.0 接続をサポート) と、低速および全速 USB デバイスを処理するためのUHCIコントローラを搭載
この部品には次のバリエーションがあります。
- 82801JB (ICH10) ベース
- 82801JR (ICH10R) RAID
- 82801JH (ICH10D) デジタルホーム
- 82801JO (ICH10DO) デジタルオフィス
PCHアーキテクチャ
CPU速度の向上に伴い、 CPUとサウスブリッジ間のデータ転送の制約により、プロセッサとマザーボードの間にボトルネックが発生しました。そのため、 Intel 5シリーズ以降では、ノースブリッジチップとサウスブリッジチップの一部の機能をCPUに移し、残りの機能をプラットフォーム・コントローラー・ハブ（PCH）に統合する新しいアーキテクチャが採用されました。
- メモリコントローラ、統合GPU（Intel HD Graphics）、グラフィックスカードインターフェース（PCIe x16）など、ノースブリッジの一部機能はCPUに統合され、PCHはサウスブリッジの従来の役割に加えて残りの機能も担うようになりました。これにより、ノースブリッジは廃止されました。
- その他のノースブリッジ機能とサウスブリッジ機能はすべて、新しいプラットフォーム・コントローラ・ハブに移行されました。これには、クロッキング（システムクロック）、フレキシブル・ディスプレイ・インターフェース（FDI）、ダイレクト・メディア・インターフェース（DMI）が含まれます。FDIは、チップセットが統合グラフィックスCPUのサポートを必要とする場合にのみ使用されます。
参照
- Intelチップセットのリスト
- プラットフォーム コントローラ ハブ(PCH)
- システム コントローラー ハブ(SCH)
- PCI IDE ISA アクセラレータ(PIIX)
- ノースブリッジ（コンピューティング）
- サウスブリッジ（コンピューティング）
参考文献
- ^ 「[解決済み] ASUS「P5K SE」BIOSにEPUではなくAHCI modを追加する方法」www.bios-mods.com . 2016年10月22日閲覧。
- Intel 82801AA (ICH) および Intel 82801AB (ICH0) I/O コントローラ ハブ
- Intel 82801BA I/O コントローラー ハブ 2 (ICH2) および Intel 82801BAM I/O コントローラー ハブ 2 モバイル (ICH2-M) のデータシート
- Intel 82801CA I/O コントローラー ハブ 3 (ICH3-S) データシート
- Intel 82801CAM I/O コントローラー ハブ 3 (ICH3-M) データシート
- Intel 82801DB I/O コントローラ ハブ 4 (ICH4) データシート
- Intel 82801DBM I/O コントローラー ハブ 4 モバイル (ICH4-M) データシート
- Intel 82801E 通信 I/O コントローラ ハブ (C-ICH) データシート
- Intel 82801EB I/O コントローラー ハブ 5 (ICH5) および Intel 82801ER I/O コントローラー ハブ 5 R (ICH5R) のデータシート
- Intel 6300ESB I/O コントローラ データシート
- Intel I/O コントローラー ハブ 6 (ICH6) ファミリー データシート
- Intel 631xESB/632xESB I/O コントローラ ハブ データシート
- Intel I/O コントローラー ハブ 7 (ICH7) ファミリー データシート
- Intel I/O コントローラー ハブ 8 (ICH8) ファミリー データシート
- Intel I/O コントローラー ハブ 9 (ICH9) ファミリー データシート
- Intel I/O コントローラー ハブ 10 (ICH10) ファミリー データシート
- Intel I/O コントローラー ハブ 10 (ICH10) ファミリーの仕様アップデート
