¿Qué es el chipset en mi placa base?

El chipset es un conjunto de componentes que gestiona las comunicaciones entre el procesador y los componentes conectados a la placa base de la computadora (RAM, tarjeta gráfica, disco duro, etc.) así como los periféricos externos. En otras palabras, el chipset actúa como un puente entre el procesador y otros componentes. Esta aquí plataforma central de la placa base ! Como verá, el chipset juega un papel crucial en el rendimiento de su sistema.

los conjuntos de chips están generalmente diseñados para trabajar con un familia especifica de procesadores. De hecho, una nueva generación de procesadores casi siempre viene con una nueva generación de chipset. De hecho, los chipsets deben seguir el ritmo del desarrollo de componentes (procesador, RAM, etc.) que utilizan tecnologías cada vez más eficientes. Por ejemplo, en 2017, el chipset AMD B350 llegó al mismo tiempo que los procesadores AMD Zen; en 2013, el chipset Intel Z87 llegó al mismo tiempo que los procesadores Intel Haswell.

¿Qué diferencias se pueden encontrar entre dos conjuntos de chips de la misma familia?

Por ejemplo, para Chipsets de la familia Intel serie 6 lanzados al mismo tiempo que los procesadores Intel Sandy Bridge, hay modelos que incorporan un procesador gráfico pero que no permiten overclockear el procesador (Intel H67), otros sin procesador gráfico pero que permiten overclocking (Intel P67) o modelos que tienen funciones adicionales como SSD Caching o USB 3.0 (Intel Z68).

Durante mucho tiempo, el chipset se basó en la arquitectura Puente norte/Southbridge, dos chips instalados en la placa base.

Un conjunto de chips Northbridge y Southbridge de dos chips – Fuente: karbosguide.com

Arquitectura de Northbridge / Southbridge

El chip Puente norte gestiona las comunicaciones entre el procesador y los periféricos rápidos como el RAM (a través del bus de memoria), el Carta gráfica (a través del bus de gráficos PCI Express) y el Southbridge (a través de un bus interno). Northbridge se conecta directamente al procesador a través del bus frontal (FSB).

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El Northbridge se asoció generalmente con un Southbridge. Southbridge gestionaba las comunicaciones con dispositivos de entrada / salida (IDE, SATA, USB, Ethernet, etc.). Aparte del monitor, todos los periféricos que conectó a su PC pasaron por este chip.

Fuente: bbc.co.uk

En aras de la integridad, aquí están todas las funciones del Northbridge y las del Southbridge:

  • Puente norte : bus de sistema (FSB), bus de memoria, bus de gráficos (AGP o PCI Express), búfer de reloj, generador de reloj y Southbridge.
  • Southbridge : Bus PCI, ISA, SATA, IDE, USB, PS / 2, audio, generador de red y reloj.

Arquitectura de concentrador Intel (IHA)

En 1999 y comenzando con el chipset Intel 810, el Northbridge y Southbridge fueron reemplazados respectivamente por el Concentrador de controlador de memoria (MCH) – o el concentrador de controlador de memoria y gráficos (GMCH) cuando incluía un procesador de gráficos – y el Concentrador de controlador de E / S (ICH). Estos dos controladores están conectados por un bus interno y forman elArquitectura de concentrador Intel (IHA).

MCH es similar a Puente norte y permite controlar la tarjeta gráfica en AGP y la RAM; el ICH es similar al Southbridge y permite el control de dispositivos de entrada / salida.

Arquitectura Intel Hub (IHA) – Fuente: Ars Technica

Gracias a un bus de alta velocidad de 266 MB / s que conecta el ICH al MCH, la Arquitectura Intel Hub (IHA) es mucho mas rápido que la antigua arquitectura Northbridge / Southbridge, que conectaba sus dos chips a través de un bus PCI con un ancho de banda de 133 MB / s. Mucho más tarde, en 2008, la ICH versión 10 implementará una nueva interfaz bidireccional – DMI (Direct Media Interface) – de 10 Gb / s, acelerando los intercambios entre el MCH y el ICH.

Concentrador de controlador de plataforma (PCH)

A lo largo de los años, esta arquitectura de sistema ha terminado muestra tus límites. De hecho, la velocidad de los procesadores siguió aumentando mientras que el ancho de banda del FSB no progresó, lo que provocó una embotellamiento. En pocas palabras, era como si estuviéramos en un cadena de trabajo con un trabajador (el procesador) y un transportador (el FSB): el trabajador realiza sus tareas muy rápido pero el transportador es tan lento que lleva tiempo enviarle otros nuevos. Durante este tiempo, el procesador poirote y la cadena de trabajo (el sistema) se vuelve más lento.

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Arquitectura antigua con MCH y FSB (chipsets Intel serie 4) – Fuente: Dr Dobb’s

Para solucionar el problema y mejorar el rendimiento del sistema, el FSB ha sido reemplazado por elHyperTransport en AMD y por Interconexión QuickPath (QPI) en Intel. Por lo tanto, el trabajador (el procesador) ya no trabaja con el antiguo transportador (el FSB), sino con un nuevo ultrarrápido (el QPI o el HyperTransport) que le da las nuevas tareas para realizar mucho más rápido. Las primeras implementaciones de QPI con procesadores Intel Nehalem ofrecerán un ancho de banda de 25,6 Gb / s, es decir el doble de lo que ofrece un FSB clásico con un procesador Intel Core 2 Extreme (12,8 Gb / s).

Pero los fabricantes de procesadores no se detienen ahí: deciden retirar el controlador de memoria del Northbridge e integrarlo directamente en el procesador. Este cambio ha dado sus frutos ya que ha permitido reducir la latencia entre el procesador y la RAM. En esta nueva arquitectura, el MCH da paso a Concentrador de E / S (IOH) con chipsets Intel “Tylersburg” serie 5 (Intel X58).

Nueva arquitectura con IOH y bus QPI (chipsets Intel “Tylersburg” serie 5) – Fuente: Dr Dobb’s

¡Y no ha terminado! Paralelamente, el Controlador de gráficos PCI Express, que gestiona la comunicación entre la CPU y la tarjeta gráfica, también se traslada al procesador con los chipsets “Ibex Peak” de la serie Intel 5.

Estas implementaciones firmaron el muerte del Northbridge tradicional que desaparecerá. Está surgiendo una nueva arquitectura de sistema, que todavía está vigente en la actualidad: a medida que las funciones principales del Northbridge se integran en el procesador, todas las funciones del Southbridge y algunas restantes del Northbridge (por ejemplo, el búfer de reloj) se consolidan en un nuevo chip único: el Concentrador de controlador de plataforma (PCH), conectado a la CPU a través de Direct Media Interface (DMI).

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A la izquierda, la arquitectura antigua (chipsets Intel serie 4); a la derecha, el nuevo (chipsets Intel serie 5 “Ibex Peak”) – Fuente: National Instruments

Las principales funciones del antiguo Northbridge son ahora integrado en el procesador : además de los núcleos de la CPU, está el controlador de memoria y el controlador de gráficos PCI Express.

Muere de un procesador Intel Lynnfield, hay un controlador de memoria y un controlador de gráficos PCI Express

Por lo tanto, el chipset evoluciona de una arquitectura IHA a dos fichas (GMCH e ICH) a una arquitectura PCH con Una papa. Esta nueva arquitectura reduce el tamaño de la placa base y hace felices a los dispositivos pequeños.

El chipset Intel X99 PCH (chipset Intel serie 9) de un solo chip con su disipador de calor – Fuente: ocdrift.com
El chipset Intel X99 PCH (chipset Intel serie 9) de un solo chip sin su disipador de calor – Fuente: ocdrift.com

Cómo funciona ?

El siguiente diagrama le permitirá ver con mayor claridad:

A la derecha, la nueva arquitectura del sistema con chipsets Intel serie 5 – Fuente: DailyTech

los procesador (Procesador) integra un controlador de memoria (IMC) para comunicarse con el RAM (DDR 3) y un controlador de gráficos (iGFX) para comunicarse con el Carta gráfica en PCI Express (Gráficos PCIe). El procesador está conectado a la PCH (Chipset Intel serie 5), que se comunica con los dispositivos de entrada y salida, a través de una interfaz específica de Intel, denominada DMI (Interfaz de medios directa). Solo el controlador de gráficos (iGFX), integrado en el procesador, utiliza una interfaz específica, denominada IED (Interfaz de pantalla flexible), de modo que las imágenes generadas por el Carta gráfica (Gráficos PCIe) se envían al PCH que los enviará al monitor (Monitor).

Aún vivo ? 😛

En 2010, utilizando procesadores Intel de la generación Westmere, se dio un nuevo paso: el procesador de gráficos, que se puede encontrar como una opción en el PCH, se traslada al paquete del procesador. El chipset, en su forma PCH, vuelve a perder una función importante, después del controlador de memoria y el controlador de gráficos PCI Express.

Procesador Intel Westmere (derecha) que integra un procesador central, un procesador de gráficos y un controlador de memoria en dos chips y en el mismo paquete

Verá, a lo largo de los años, el papel de chipset ha cambiado mucho. Y aunque perdió algunas plumas, todavía hay un componente esencial de su sistema: es de nuevo quien gestiona los puertos USB, SATA, PCI Express, LAN y HD Audio! Por el momento … 😉

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