Conjunto de chips

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En un sistema informático, un chipset es un conjunto de componentes electrónicos en uno o más circuitos integrados que gestiona el flujo de datos entre el procesador , la memoria y los periféricos . El chipset se encuentra habitualmente en la placa base de los ordenadores. Los chipsets suelen estar diseñados para funcionar con una familia específica de microprocesadores . Debido a que controla las comunicaciones entre el procesador y los dispositivos externos, el chipset desempeña un papel crucial a la hora de determinar el rendimiento del sistema . A veces se utiliza el término "chipset" para describir un sistema en chip (SoC) utilizado en un teléfono móvil. ^{[1] [2]}

En informática , el término chipset se refiere comúnmente a un conjunto de chips especializados en la placa base de un ordenador o en una tarjeta de expansión . En el ámbito de los ordenadores personales , el primer chipset para el IBM PC AT de 1984 fue el chipset NEAT desarrollado por Chips and Technologies para la CPU Intel 80286 .

En los ordenadores domésticos , las consolas de juegos y el hardware de arcade de los años 1980 y 1990, el término chipset se utilizaba para los chips de audio y gráficos personalizados. Algunos ejemplos incluyen el chipset original de Amiga y el chipset System 16 de Sega .

En los ordenadores personales basados ​​en x86 , el término chipset suele referirse a un par específico de chips en la placa base: el puente norte y el puente sur . El puente norte conecta la CPU a dispositivos de muy alta velocidad, especialmente la RAM y los controladores gráficos , y el puente sur se conecta a buses periféricos de menor velocidad (como PCI o ISA ). En muchos chipsets modernos, el puente sur contiene algunos periféricos integrados en el chip , como Ethernet , USB y dispositivos de audio .

Las placas base y sus conjuntos de chips suelen proceder de distintos fabricantes. A partir de 2021 ^[actualizar], los fabricantes de conjuntos de chips para placas base x86 incluyen AMD , Intel , VIA Technologies y Zhaoxin .

En la década de 1990, VLSI Technology, de Tempe (Arizona), fue uno de los principales diseñadores y fabricantes de chipsets . Entre sus innovaciones se encontraban la integración de la lógica de puente PCI, el acelerador gráfico GraphiCore 2D y la compatibilidad directa con DRAM síncrona, la precursora de la memoria DDR SDRAM .

Los Apple Macintosh SE , Macintosh II y posteriormente la serie Quadras utilizaban chipsets de VLSI Technology , aunque eran ASIC diseñados por Apple. Tras el cambio a PowerPC , Apple utilizó varios proveedores de ASIC para sus chipsets como VLSI Technology, Texas Instruments , LSI Logic o Lucent Technologies (más tarde conocida como Agere Systems ). Cuando Apple cambió a Intel utilizó chipsets tradicionales de PC.

En la década de 1980, Chips and Technologies fue pionera en la fabricación de chipsets para computadoras compatibles con PC. Los sistemas informáticos producidos desde entonces suelen compartir chipsets de uso común, incluso entre especialidades informáticas muy dispares. Por ejemplo, el NCR 53C9x , un chipset de bajo costo que implementa una interfaz SCSI para dispositivos de almacenamiento, se podía encontrar en máquinas Unix como el MIPS Magnum , dispositivos integrados y computadoras personales.

Tradicionalmente, en los ordenadores x86, la conexión principal del procesador con el resto de la máquina se realizaba a través del puente norte del chipset de la placa base. El puente norte era directamente responsable de las comunicaciones con dispositivos de alta velocidad (la memoria del sistema y los buses de expansión primarios, como las tarjetas PCIe, AGP y PCI, son ejemplos comunes) y, a la inversa, cualquier comunicación del sistema con el procesador. Esta conexión entre el procesador y el puente norte se denomina comúnmente bus frontal (FSB). Las solicitudes a recursos no controlados directamente por el puente norte se descargaban al puente sur, que era un intermediario entre el procesador y el puente sur. El puente sur se encargaba de "todo lo demás", generalmente periféricos de menor velocidad y funciones de la placa (las más importantes eran la conectividad del disco duro y el almacenamiento), como las comunicaciones USB, paralelas y seriales. En los años 1990 y principios de los años 2000, la interfaz entre un puente norte y un puente sur era el bus PCI. ^[3]

Antes de 2003, cualquier interacción entre una CPU y la memoria principal o un dispositivo de expansión como una o más tarjetas gráficas (ya sean AGP , PCI o integradas en la placa base) estaba controlada directamente por el CI del puente norte en nombre del procesador. Esto hacía que el rendimiento del procesador dependiera en gran medida del chipset del sistema, especialmente del rendimiento de la memoria del puente norte y de la capacidad de enviar esta información de vuelta al procesador. Sin embargo, en 2003, la introducción de la serie de procesadores Athlon 64 de AMD ^[4] cambió esto. El Athlon 64 marcó la introducción de un controlador de memoria integrado que se incorporaba al propio procesador, lo que permitía al procesador acceder y manejar directamente la memoria, eliminando la necesidad de un puente norte tradicional para hacerlo. Intel siguió su ejemplo en 2008 con el lanzamiento de sus CPU de la serie Core i y la plataforma X58 .

En los procesadores más nuevos, la integración ha aumentado aún más, principalmente a través de la inclusión del controlador PCIe principal del sistema y gráficos integrados directamente en la propia CPU. Como quedan menos funciones sin gestionar por el procesador, los proveedores de chipsets han condensado las funciones restantes del puente norte y del puente sur en un solo chip. La versión de Intel de esto es el " Platform Controller Hub " (PCH), mientras que la versión de AMD se llamaba Fusion Controller Hub (FCH). El PCH todavía se llama chipset. ^[5] Este es un puente sur mejorado para los periféricos restantes, ya que las funciones tradicionales del puente norte, como el controlador de memoria, la interfaz de bus de expansión (PCIe) e incluso el controlador de vídeo integrado, están integradas en la propia matriz de la CPU (aunque el chipset a menudo contiene conexiones PCIe secundarias). Sin embargo, el Platform Controller Hub también se integró en el paquete del procesador como una segunda matriz para las variantes móviles de los procesadores Skylake . ^[6]

El FCH de AMD ha sido descontinuado desde el lanzamiento de la serie de CPU Carrizo, ya que se ha integrado en el mismo chip que el resto de la CPU. ^[7] Sin embargo, desde el lanzamiento de la arquitectura Zen, todavía hay un componente llamado chipset que solo maneja E/S de velocidad relativamente baja, como puertos USB y SATA, y se conecta a la CPU con una conexión PCIe. En estos sistemas, todas las conexiones PCIe se enrutan directamente a la CPU. ^[8] La interfaz UMI utilizada anteriormente por AMD para comunicarse con el FCH se reemplaza con una conexión PCIe. Técnicamente, el procesador puede funcionar sin un chipset; solo continúa estando presente para interactuar con E/S de baja velocidad. ^[9] Las CPU de servidor AMD adoptan un diseño de sistema autónomo en chip que no requiere un chipset. ^{[10] [11] [12]}

Las interfaces de interconexión de puente norte a puente sur que se utilizan actualmente son DMI ( Intel ) y UMI ( AMD ). También se pueden utilizar para conectar un procesador a un chipset.

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