Conjunto de chips

En un sistema informático, un chipset es un conjunto de componentes electrónicos en uno o más circuitos integrados ULSI conocido como "Sistema de gestión de flujo de datos" que gestiona el flujo de datos entre el procesador, la memoria y los periféricos. Por lo general, se encuentra en la placa base de las computadoras. Los conjuntos de chips generalmente están diseñados para funcionar con una familia específica de microprocesadores. Debido a que controla las comunicaciones entre el procesador y los dispositivos externos, el conjunto de chips juega un papel crucial en la determinación del rendimiento del sistema.

Ordenadores

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

En las computadoras domésticas, las consolas de juegos y el hardware de arcade de las décadas de 1980 y 1990, el término conjunto de chips se usaba para los chips de audio y gráficos personalizados. Los ejemplos incluyen el conjunto de chips Amiga original y el conjunto de chips System 16 de Sega.

En las computadoras personales basadas en x86, el término chipset a menudo se refiere a un par específico de chips en la placa base: el northbridge y el southbridge. El puente norte vincula la CPU a dispositivos de muy alta velocidad, especialmente RAM y controladores de gráficos, y el puente sur se conecta a buses periféricos de menor velocidad (como PCI o ISA). En muchos conjuntos de chips 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 a menudo provienen de diferentes fabricantes. A partir de 2021, los fabricantes de conjuntos de chips para placas base x86 incluyen AMD, Intel, VIA Technologies y Zhaoxin.

En la década de 1990, un importante diseñador y fabricante de conjuntos de chips fue VLSI Technology en Tempe, Arizona. Las primeras PC Apple Power Macintosh (que usaban Motorola 68030 y 68040) tenían conjuntos de chips de tecnología VLSI. Algunas de sus innovaciones incluyeron la integración de la lógica de puente PCI, el acelerador de gráficos 2D GraphiCore y soporte directo para DRAM síncrona, el precursor de la memoria DDR SDRAM.

En la década de 1980, Chips and Technologies fue pionera en la fabricación de conjuntos de chips para computadoras compatibles con PC. Los sistemas informáticos producidos desde entonces a menudo comparten conjuntos de chips de uso común, incluso en especialidades informáticas muy dispares. Por ejemplo, el NCR 53C9x, un conjunto de chips de bajo costo que implementa una interfaz SCSI para dispositivos de almacenamiento, podría encontrarse en máquinas Unix como MIPS Magnum, dispositivos integrados y computadoras personales.

Avanzar hacia la integración de procesadores en PC

Tradicionalmente, en las computadoras x86, la conexión principal del procesador con el resto de la máquina se realizaba a través del puente norte del conjunto de chips 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, por el contrario, cualquier comunicación del sistema con el procesador. Esta conexión entre el procesador y el puente norte se denomina comúnmente bus frontal (FSB). Las solicitudes de recursos no controlados directamente por el puente norte se descargaban en el puente sur, siendo el puente norte un intermediario entre el procesador y el puente sur. El puente sur manejaba 'todo lo demás', generalmente periféricos de baja velocidad y funciones de la placa (las más importantes son el disco duro y la conectividad de almacenamiento), como comunicaciones USB, paralelas y en serie. En la década de 1990 y principios de la de 2000, la interfaz entre un puente norte y un puente sur era el bus PCI.

Antes de 2003, cualquier interacción entre una CPU y la memoria principal o un dispositivo de expansión, como tarjetas gráficas, ya sea AGP, PCI o integradas en la placa base, estaba controlada directamente por el Northbridge IC en nombre del procesador. Esto hizo que el rendimiento del procesador dependiera en gran medida del conjunto de chips del sistema, especialmente el rendimiento de la memoria del puente norte y la capacidad de enviar esta información al procesador. En 2003, sin embargo, la introducción de la serie de procesadores Athlon 64 de AMD cambió esto. El Athlon 64 marcó la introducción de un controlador de memoria integrado que se incorpora al propio procesador, lo que permite que el procesador acceda y maneje directamente la memoria, eliminando la necesidad de un puente norte tradicional para hacerlo. Intel hizo lo mismo 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 mediante la inclusión del controlador PCIe principal del sistema y los gráficos integrados directamente en la propia CPU. Dado que el procesador deja menos funciones sin manejar, los proveedores de conjuntos de chips han condensado las funciones restantes de puente norte y 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 llamó Fusion Controller Hub (FCH; este nombre dejó de usarse con el lanzamiento de la arquitectura Zen), efectivamente un puente sur mejorado para los periféricos restantes, como tareas tradicionales del puente norte, como controlador de memoria., la interfaz de bus de expansión (PCIe) e incluso el controlador de video incorporado, están integrados en la matriz de la CPU (aunque el conjunto de chips a menudo contiene conexiones PCIe secundarias). Sin embargo, Platform Controller Hub también se integró en el paquete del procesador como un segundo dado para las variantes móviles de los procesadores Skylake. Las interfaces de interconexión de puente norte a puente sur que se utilizan ahora son DMI (Intel) y UMI (AMD).