jueves, 7 de julio de 2011

Motherboards - Chipsets

Es conjunto de varios chips ensamblados en la mother. Los circuitos integrados están diseñados con base a la arquitectura de un procesador (en algunos casos diseñados como parte integrada de esa arquitectura), permitiendo que ese tipo de procesadores funcionen en una placa base. Sirven de puente de comunicación con el resto de componentes de la placa, como son la memoria, las tarjetas de expansión, los puertos USB, ratón, teclado, etc. Las placas bases suelen incluir dos integrados, denominados Norte y Sur, y son los circuitos integrados más grandes después del microprocesador. 

El chipset determina muchas de las características de una placa base y por lo general la referencia de la misma está relacionada con la del Chipset. En particular, el puente sur suele venir acompañado de otros chips que reemplazan a placas genuinas, a este tipo se los denomina “placas on-board”. Estos dos chips son vitales, son parte del sistema elemental de la PC. 

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.

Su concepto original es que el puente norte administre la memoria y el puente sur el bus de datos (zócalos, serial y paralelo), el puente sur se comunica con el CPU por medio del puente norte. Sus funciones con el tiempo sufrieron algunas modificaciones que se describirán más adelante. En el caso de las computadoras 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 de distintos anchos de bus (1x, 8x, 16x). En el caso de equipos portátiles o de marca, el chipset puede diseñarse a medida y aunque no soporte gran variedad de tecnologías, presentara 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 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 (Imput 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 se puedan imaginar integrados en la mother. Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.
En particular, el puente norte se conecta con el CPU por medio de un bus de datos muy especial, el FSB, el cual es sinónimo de velocidad de la placa madre. Este chipset es el encargado de mantener la sincronización entre los distintos buses del sistema y el FSB, obviamente. El puente norte se conecta por medio de otro bus de datos (su nombre depende del fabricante) con el chip denominado puente sur. 

Por otra parte, la función del puente sur es algo básica, simplemente determina que placa hace solicitud del bus (por medio de una IRQ) e informa al procesador. No solo están estos 2 únicos chips, también se ofrecen algunos chips adicionales que se encargan de gestionar otros servicios de la PC, tales como audio, video, controladora IDE, serial, PS/2, USB, entre otros. Estos chips, no son más que “placas”, a excepción que están montadas sobre la misma tarjeta madre. Su ventaja es la economía y comodidad de tener todo en una sola unidad, además de facilitar la circulación de aire. 

Su desventaja es el rendimiento que no es comparable a los de una placa genuina. Aunque en la mayoría de los casos (sonido, red, módem) no hay diferencias vs. a una placa PCI, en otros como placas de video la diferencia puede ser gigantesca. En el diagrama de bloques de la página 6 pueden apreciarse los chips norte y sur, y cómo interactúan los chips auxiliares de red y audio por ejemplo, con el puente sur. Otro tipo de chipset más económico son los puentes norte y sur juntos. 

Por ejemplo es el caso del chip SiS 735 que logró un aumento de rendimiento con respecto a su competencia y un ahorro en el costo de fabricación. Otra innovación la hizo AMD en el 2003 cuando lanzó al mercado una arquitectura denominada AMD-x64, siendo el procesador de nombre Athlon 64. Este tipo de procesadores trae incorporado un administrador de memoria, por lo que el puente norte queda relegado únicamente a administrar el puerto AGP y de interface con el puente sur.