메인보드는 CPU와 메모리, 확장카드, 저장장치, 외부 I/O를 서로 연결한다. 여기서 중요한 것은 보드 위 커넥터가 모두 같은 경로로 이어지지는 않는다는 점이다. 일부는 CPU에 직접 붙고, 나머지는 칩셋이나 별도 컨트롤러를 거친다. 같은 보드에 꽂아도 장치마다 지연과 대역폭이 달라지는 이유다.
연결 경로
- CPU 직결
- 메모리 채널, 주 PCIe x16, 일부 M.2
- 칩셋 경유
- 추가 PCIe·USB·SATA·네트워크, 업링크 공유
- 저속 제어
- Super I/O(팬·센서·구형 포트), 오디오 Codec
- 주의
- 같은 칩셋이라도 Lane 배분에 따라 슬롯·포트 수가 달라진다
GIGABYTE X870 EAGLE WIFI7 데이터 경로 도해. CPU 직결 PCIe·메모리 경로(빨강·초록), 칩셋 경유 경로(파랑·보라), 전원과 저속 제어(주황·노랑)를 구분한다. 실제 배선과 커넥터 위치는 보드 모델마다 다르다.
CPU 소켓 주위에는 메모리 슬롯과 VRM이 자리한다. 메모리 채널은 CPU 내부의 메모리 컨트롤러로 곧바로 이어지고, 고속 신호의 길이와 토폴로지를 맞추기 위해 슬롯 배치가 정해진다. 주 PCIe x16 슬롯과 일부 M.2 소켓도 CPU Lane을 쓴다. 이 경로는 칩셋과 업링크 공유 구간을 건너뛰지만, 실제 지연 차이는 장치 자체의 처리 시간과 동시 트래픽에 따라 달라진다.
플랫폼 컨트롤러 허브(PCH), 곧 칩셋은 추가 PCIe와 USB, SATA, 오디오, 네트워크, 저속 관리 I/O를 모아 준다. 칩셋에 연결된 장치는 모두 CPU와 칩셋을 잇는 업링크를 나눠 쓴다. 각 장치의 링크 속도를 단순히 더한 값이 업링크보다 크다고 해서 항상 병목이 생기는 것은 아니다. 다만 여러 장치가 동시에 큰 트래픽을 만들면 공유 구간의 한계가 드러난다.
보드에 따로 올린 USB·SATA·네트워크 컨트롤러는 CPU나 칩셋의 PCIe Lane에 연결될 수 있다. 같은 칩셋을 쓰는 보드라도 제조사가 Lane을 어디에 얼마나 배분했는지에 따라 슬롯과 포트 수, 공유 조건이 달라진다. 그래서 사양표만 보지 말고 블록 다이어그램과 슬롯 주석, M.2 표를 함께 읽어야 한다.
Super I/O는 팬과 온도 센서, 구형 직렬 포트나 PS/2, 하드웨어 모니터링 같은 저속 제어를 맡는다. 오디오 Codec은 디지털 오디오 링크와 아날로그 회로를 이어 준다. 이 부품들은 CPU 성능에 직접 영향을 주지 않지만, POST와 주변장치 진단에서는 문제의 출발점이 되곤 한다.
관련: CPU 소켓과 칩셋, CPU Lane과 칩셋 Lane, M.2와 SATA Lane 공유