Download Funcionamiento

QUE ES Y QUE FUNCION TIENE EL CHIPSET DE UNA PLACA BASE.
A menudo hemos oído hablar del Chipset de la placa base. En este tutorial vamos a
tratar de ver qué es el chipset y qué función desempeña dentro de un ordenador.
Podemos definir al Chipset como un conjunto de microprocesadores especialmente
diseñados para funcionar como si fueran una única unidad y para desempeñar una o
varias funciones.
En una placa base actual suele estar formado por varios conjuntos de
microprocesadores, cada uno de los cuales tiene una misión específica, pero que
funcionan en conjunto, ordenando además la comunicación entre el resto de
elementos del ordenador.
Los más habituales son el Northbridge, el Southbridge, el Super I/O, la controladora
IDE, la controladora SATA y en las placas actuales la controladora de sonido y la
controladora Ethernet.
Cada uno de estos elementos que conforman el chipset de la placa base funcionan
independientemente unos de otros, pero estrechamente relacionados.
Vamos a ver qué parte del ordenador controla cada uno de ellos:
Northbridge:
Este componente del chipset es quizás el de mayor importancia. Es de reciente
aparición, ya que no existía hasta la aparición de las placas ATX, y debe su nombre a
su situación dentro de la placa, situado en la parte superior (norte) de estas, cerca del
slot del procesador y de los bancos de memoria.
Es el encargado de gestionar la memoria RAM, los puertos gráficos (AGP) y el acceso
al resto de componentes del chipset, así como la comunicación entre estos y el
procesador. Los primeros Northbridge también gestionaban los accesos a los puertos
PCI, pero esta labor ha pasado con el tiempo a depender del Southbridge. A destacar
en este aspecto la innovación que supuso (y supone) la tecnología utilizada por AMD,
en la que la memoria es gestionada directamente por el procesador, descargando al
Northbridge de esta labor y permitiendo una gestión de la memoria más rápida y
directa.
Del Northbridge depende directamente el tipo de procesador que admitirá nuestra
placa base, la frecuencia FSB, el tipo y frecuencia de las memorias y el tipo de
adaptador gráfico.
Actualmente tienen un bus de datos de 64 bit y unas frecuencias de entre 400 Mhz y 1
Ghz (en las placas para AMD64). Dado este alto rendimiento, generan una alta
temperatura, por lo que suelen tener algún tipo de refrigeración, ya sea activa o
pasiva.
Southbridge:
Conectado al procesador mediante el Northbridge, es el chip encargado de controlar la
práctica totalidad de elementos I/O (Input/Output), por lo que también se le conoce
como Concentrador de controladores de Entrada / Salida o, en inglés, I/O Controller
Hub (ICH).
Este chip es el encargado de controlar una larga serie de dispositivos. Los principales
son:
- Bus PCI.
- Bus ISA.
- SMBus.
- Controlador DMA.
- Controlador de Interrupcciones.
- Controlador IDE (SATA o PATA).
- Puente LPC.
- Reloj en Tiempo Real.
- Administración de potencia eléctrica - Power management (APM y ACPI)
- BIOS.
- Interfaz de sonido AC97.
- Soporte Ethernet.
- Soporte RAID.
- Soporte USB
Muchos de estos elementos son controlados por una serie de chips independientes,
pero de estos pasa el control al Southbridge, por lo que es muy importante para el
rendimiento del ordenador la calidad de este.
Algunos Southbridges incluso controlan el teclado, el ratón y los puertos serie, aunque
lo más normal es que estos se controlen mediante otro chip independiente.
VIA ha desarrollado en colaboración con AMD interfaces mejorados de transmisión de
datos entre el Southbridge y el Northbridge, como el HYPER TRANSPORT, que son
interfaces de alto rendimiento, de entre 200 Mhz y 1400 Mhz (el bus PCI trabaja entre
33 Mhz y 66 Mhz), con bus DDR, lo que permite una doble tasa de transferencia de
datos, es decir, transferir datos por dos canales simultáneamente por cada ciclo de
reloj, evitando con ello el cuello de botella que se forma en este tipo de
comunicaciones, lo que significa disponer de un FSB efectivo de hasta 2.000Mhz.
También ha desarrollado, esta vez en colaboración con INTEL, el sistema V-Link, que
permite la transmisión de datos entre el Southbridge y el Northbridge hasta un máximo
(actual) de 1.333 Mhz.
Controladora IDE (ATA/ATAPI/PATA/SATA):
Unida generalmente al Southbridge, es la encargada de controlar los medios de
almacenamiento de nuestro ordenador. De esta va a depender el tipo de discos que
admita, así como su velocidad y hasta su capacidad.
Controladora de sonido:
La controladora de sonido estaba incluida en un principio en el Southbridge (AC'97),
pero con el desarrollo de sistemas de sonido más sofisticados y de mayor rendimiento
estas controladoras han pasado a formar un núcleo independiente, aunque para su
comunicación con el resto del sistema pasan por el Southbridge.
Controladoras Ethernet:
Con las controladoras Ethernet (controladoras de tarjetas de red) ha pasado algo
similar a lo que ha ocurrido con las controladoras de sonido. Se trata de una serie de
chips independientes, pero que necesitan del Southbridge para comunicarse con el
resto del sistema.
Al igual de lo que ocurre con los microprocesadores, el mercado de los chipset está
limitado a unos pocos fabricantes, entre los que destacan:
- Intel (Integrated Electronics Corporation).
- Via (Via Technologies Inc.).
- NVidia (NVidia Corporation).
- AMD (Advanced Micro Devices).
- SiS (Silicon Integrated Systems Corp.).
- ITE (ITE Tech. Inc.).
- Maxwell (Maxwell technologies Inc.).
Dentro de este cerrado grupo (sobre todo si tenemos en cuenta la gran cantidad de
fabricantes de placas base que hay) es además cada ven más habitual que, sobre
todo en las placas de gama alta, se tienda a montar los mejores componentes de cada
marca, abandonando en parte la costumbre de montar todo el chipset de la misma
marca, estando incluso algunos de estos fabricantes especializados en un chip
concreto o para un determinado tipo de ordenadores, como es el caso de AMD, muy
centrada en el desarrollo de chipset para portátiles.
Cabe destacar entre ellos a ITE, que es un gran especialesta en chipset Super I/O
(teclados, ratones e IDE) o a Maxwell, muy centrados en la producción de chipset
controladores de Ethernet y de RAID.
Por otro lado, mientras que Intel se ha centrado en el desarrollo de chipset para sus
propios procesadores, Via desarrolla chipset tanto para Intel como para AMD, lo que
unido a la calidad de sus productos ha hecho que se convierta en el primer fabricante
de chipsets.
En definitiva, dado que son los microprocesadores encargados de comunicar al resto
de componentes de la placa base con el procesador, hace que su importancia sea
muy alta para el funcionamiento y prestaciones de nuestro ordenador, porque al fin y al
cabo ¿de que nos sirve tener el mejor procesador del mercado, la memoria más
rápida, la mejor tarjeta gráfica y el mejor disco duro si luego no tenemos un chipset
capaz de comunicar estos elementos con la suficiente calidad y rapidez?. Sería como
tener el último modelo de Ferrari... para ponerle las ruedas de un Seat Panda e irse
con él al campo.
Historia
Desde los comienzos de la fabricación de los primeros procesadores, se pensó en un
conjunto de integrados de soporte, de hecho el primer microprocesador de la historia,
el Intel 4004 formaba parte de un conjunto de integrados numerados 4001,4002 y
4003 que tenían todos una apariencia física similar y que formaban la base de un
sistema de cómputo cualquiera.
Mientras que otras plataformas usaban muy variadas combinaciones de chips de
propósito general, los empleados en el Commodore 64 y la Familia Atari de 8 bits,
incluso sus CPUs, solían ser diseños especializados para la plataforma, que no se
encontraban en otros equipos electrónicos, por lo que se les comenzó a llamar
chipsets.
Este término se generalizó en la siguiente generación de ordenadores domésticos : el
Commodore Amiga y el Atari ST son los equipos más potentes de los años 90, y
ambos tenían multitud de chips auxiliares que se encargaban del manejo de la
memoria, el sonido, los gráficos o el control de unidades de almacenamiento masivo
dejando a la CPU libre para otras tareas. En el Amiga sobre todo se diferenciaban las
generaciones por el chipset utilizado en cada una.
Tanto los chips de los Atari de 8 bits como los del Amiga tenían como diseñador a Jay
Miner, por lo que algunos lo consideran el precursor de la moderna arquitectura
utilizada en la actualidad.
Apple Computer comienza a utilizar chips diseñados por la compañía o comisionados
expresamente a otras en su gama Apple Macintosh, pero pese a que irá integrando
chips procedentes del campo PC, nunca se usa el término chipset para referirse al
juego de chips empleado en cada nueva versión de los Mac, hasta la llegada de los
equipos G4.
Mientras tanto el IBM PC ha optado por usar chips de propósito general (IBM nunca
pretendió obtener el éxito que tuvo) y sólo el subsistema gráfico tiene una ligera
independencia de la CPU. Hasta la aparición de los IBM Personal System/2 no se
producen cambios significativos, y el término chipset se reserva para los conjuntos de
chips de una placa de ampliación (o integrada en placa madre, pero con el mismo bus
de comunicaciones) dedicada a un único propósito como el sonido o el subsistema
SCSI. Pero la necesidad de ahorrar espacio en la placa y abaratar costes trae primero
la integración de todos los chips de control de periféricos (las llamadas placas multi-IO
pasan de tener hasta 5 chips a integrar más funciones en uno sólo) y con la llegada
del bus PCI y las especificaciones ATX de los primeros chipsets tal y como los
conocemos ahora. edwin
Funcionamiento
El Chipset es el que hace posible que la placa base funcione como eje del
sistema, dando soporte a varios componentes e interconectándolos de forma
que se comuniquen entre ellos haciendo uso de diversos buses. Es uno de los
pocos elementos que tiene conexión directa con el procesador, gestiona la
mayor parte de la información que entra y sale por el bus principal del
procesador, del sistema de vídeo y muchas veces de la memoria RAM.
En el caso de los computadores PC, es un esquema de arquitectura abierta
que establece modularidad: el Chipset debe tener interfaces estándar para los
demás dispositivos. Esto permite escoger entre varios dispositivos estándar,
por ejemplo en el caso de los buses de expansión, algunas tarjetas madre
pueden tener bus PCI-Express y soportar diversos tipos de tarjetas con de
distintos anchos de bus (1x, 8x, 16x).
En el caso de equipos portátiles o de marca, el chipset puede ser diseñado a la
medida y aunque no soporte gran variedad de tecnologías, presentará alguna
interfaz de dispositivo.
La terminología de los integrados ha cambiado desde que se creó el concepto
del chipset a principio de los años 90, pero todavía existe equivalencia
haciendo algunas aclaraciones:
El NorthBridge, puente norte, MCH (Memory Controller Hub), GMCH (Graphic
MCH), se usa como puente de enlace entre el microprocesador y la memoria.
Controla las funciones de acceso hacia y entre el microprocesador, la memoria
RAM, el puerto gráfico AGP o el PCI-Express de gráficos, y las comunicaciones
con el puente sur. Al principio tenía también el control de PCI, pero esa
funcionalidad ha pasado al puente sur.
El SouthBridge o puente sur, ICH (Input Controller Hub), controla los
dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, puertos USB,
FireWire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, puertos
infrarrojos, disquetera, LAN, PCI-Express 1x y una larga lista de todos los
elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. Es el
encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.
En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI
Technologies (comprada en 2006 por AMD), Intel, NVIDIA, Silicon Integrated
Systems y VIA Technologies