CHIPSET

Funciones del chipset

La traducción clásica de chipset es juego o conjunto de chips; es decir, un grupo de circuitos integrados que cumplen diversas tareas básicas para el funcionamiento de la placa base. Es por tanto, un componente soldado e inseparable ubicado en la placa base. Las características del chipset determinarán tanto el rendimiento como las capacidades de ampliación o actualización del pc.

Toda placa base está construida alrededor de un determinado tipo de chipset y todo chipset está diseñado para funcionar con un determinado tipo de procesador. Los chipsets son un conjunto de chips controladores soldados a la placa base que manejan todos los buses que funcionan en éste, como el que comunica la CPU con la RAM. Generalmente, cuando hablamos de buses y placas base, estamos hablando de chipsets. Básicamente, un chipset está conformado por dos chips. Uno, el más importante, se denomina northbridge (puente norte) y, muchas veces, se lo identifica con el chipset. Este chip controla el funcionamiento y la frecuencia del bus del procesador, la memoria y el puerto AGP/PCI-E. Generalmente, las grandes innovaciones tecnológicas, como el soporte de memoria DDR o los nuevos FSB, se implementan en este chip.

El segundo chip es el llamado southbridge (puente sur), que controla los buses de entrada y salida de datos para periféricos (I/O). Este puente determina el tipo de soporte IDE (ATA66, ATA100 o ATA133, por ejemplo), o SATA (SATA-I, SATA-II, SATA-III), el bus PCI, y los puertos serie y paralelo. En general, la conexión entre ambos puentes se realiza a través del bus PCI, pero recientemente algunos fabricantes de placas base han empezado a usar buses especiales dedicados que permiten una transferencia de datos directa y sin interferencia entre los dos puentes. Cuando la industria introduce nuevas características tecnológicas (y esto pasa continuamente), éstas van a menudo acompañadas por nuevos chipsets que las implementan. Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de realizar y el chipset apenas influía en el rendimiento del ordenador, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Pero los nuevos y muy complejos micros, junto con un muy amplio abanico de tecnologías en materia de memorias, caché y periféricos que aparecen y desaparecen casi de mes en mes, han hecho que la importancia del chipset crezca enormemente.

Así, los nuevos chipsets permiten velocidades más altas en uno o más buses o la utilización de nuevas tecnologías (nuevos tipos de RAM, buses USB, soporte de múltiples procesadores). De la calidad y características del chipset dependerá obtener o no el máximo rendimiento del microprocesador, las posibilidades de actualización del ordenador y el uso de ciertas tecnologías más avanzadas de memorias y periféricos.

Debe destacarse el hecho de que el uso de un buen chipset no implica que la placa base en conjunto sea de calidad. Como ejemplo, muchas placas con chipsets que darían soporte a enormes cantidades de memoria, 32 GB o más, no incluyen suficientes zócalos de memoria y sólo permite instalar 1 o 2 GB . O bien el caso de los puertos USB 3.0, cuyo soporte está previsto en la casi totalidad de los chipsets del último año pero que hasta fecha reciente no han tenido los conectores necesarios en las placas base.

En el mercado actual, se pueden diferenciar dos tipos principales de chipsets: los que son fabricados para procesadores Intel y los hechos para los AMD.

Actualmente los fabricantes de procesadores, especialmente AMD, están diseñando CPU’s con características integradas propias del chipset, en concreto del North Bridge. De esta forma se prescinde de dicho elemento del chipset simplificando el diseño de las placas base y potenciando la CPU. Este es el caso de la tecnología Fusion de AMD. De esta forma solo tendremos una CPU (con GPU integrada) y un South Bridge.

Algunos de los principales fabricantes de chipsets son:

Intel

Obviamente Intel fabrica chipsets para sacar el máximo rendimiento a sus propias cpu’s. Toda una garantía para equipos de alto rendimiento.

Resumen de chipsets de Intel organizados por sockets.

LGA 1156

DDR4. El northbridge se integra con la CPU. El chipset es solo el southbridge

• • 1ª generación: H57, H55, Q57, P55 (Q para vPro que aporta mayor seguridad a nivel corporativo, el P no tiene gráficos integrados)

LGA 1155

• • 2ª y 3ª gen.: Z68, P67, H67, Q67, Q65, B65, H61 (P gama baja, B gama media, H gama alta, Q corporativo/portátiles)

LGA 1150 (H3)

• • 4ª gen.: H81, B85; H87, Z87, Q85, Q87 (Z es la gama extrema)
  • 5ª gen.: Z97, H97

LGA 1151

• • 6ª gen.: H110, B150, H170, Z170, Q150, Q170 (Z gama alta, B150 y H170 gama media, H110 gama baja, Q corporativo/portátiles)
  • 7ª gen.: Z270, H270, B250, Q250, Q270
  • 8ª y 9ª gen: Z390, Z370, H370, B360, B365, H310, Q370

LGA 1200

• • 10ª gen.: Z490, H410, B460, H470, Q470, W480 (W para servidores)
  • 11ª gen.: Z590, H510, B560, H570, Q570, W580

LGA 1700

DDR5. CPUs con núcleos de alto rendimiento y otros de alta eficiencia.

• • 12ª gen.: Z690, H610, B660, H670, Q670, W680
  • 13ª gen.: Z790, H770, B760

LGA 2011

Para CPUs denominadas Extreme Edition.

• • 3ª y 4ª gen.: X79
  • 5ª y 6ª gen.: X99

LGA 2066

Para CPUs Core X, la continuación de los Extreme Edition.

• • 7ª a 10ª gen.: X299

AMD/ATi

Al igual que Intel, está pensado para obtener los mejores resultados de las cpu’s de amd y sistemas gráficos Radeon. Antiguamente ATi, como fabricante de tarjetas gráficas, también produjo chipsets para los Pentium 4 aunque no tuvo demasiado éxito. La mayoría de ellos tenía una velocidad en el bus, el Alink, de 266 Mbps lo que lo dejaba muy por debajo de la media. Los últimos northbridge alcanzaron los 800 Mbps contando con el bus Hyper Transport. Si bien su experiencia en las tarjetas gráficas hizo que consiguiera algo decente respecto a esto, en uno de los modelos podías llegar a tener tres pantallas con la ayuda de una tarjeta gráfica, no fue suficiente para entrar en el mercado de una forma seria.

La abolición de la arquitectura norte y sur fue inmediata. Principalmente porque al tener el controlador de memoria en el procesador ya no se consideraba apropiado llamarlo chip norte. Así AMD lo nombró AGP Graphics Tunnel chip. A parte de los usuales buses y carecterísticas de AMD implementó soporte para PCI-X con un chip dedicado a esto llamado HyperTransport PCI-X tunnel

Resumen de chipsets de AMD organizados por sockets

AM2 / AM2+ (2006)

PGA de 940pines. Memoria DDR2. CPUs tipo Athlon 64, Opteron, Sempron, Phenom

• • 580X, 570X, 480X
  • 690 (incluía chip gráfico R420)

AM3 / AM3+

DDR3

• • 790FX, 790X, 790GX (la G indica chip gráfico HD3xxx) – Gama alta
  • 785G, 785E, 780G, 780V, 780E – Gama media
  • 770, 760G, 740 – Gama baja
  • 890FX, 890GX, 880G, 870 (la G indica chip gráfico HD4xxx)
  • 990FX, 990X, 970 (iguales a la serie 800 pero compatibles con AM3+)

FM1 / FM2 / FM2+ / AM1 (2011-2016)

Para APUs (Unidad de Procesamiento Acelerado, CPU con gráfica integrada) usando FCH (Fusion Controller Hub) en lugar del tradicional chipset (northbridge+southbridge).

DDR3

• • A45, A55, A58, A68H, A75, A78, A85X, A88X (terminados con 5 para FM2, con 8 para FM2+. La X determina gama alta)

AM4 / AM4+ (2016)

FCH para arquitectura Zen

• • A320, B350, X370 (en la serie 300, la A indica gama baja, B gama media, X gama alta)
  • A420, B450, X470 (serie 400)
  • A520, B550, X570 (serie 500)

AM5

LGA. Zen4 Chip gráfico incluido en todas la CPUs

• • A620, B650, B650E, X670, X670E (la serie 600, la E indica Extreme: más carriles PCIe 5.0 para gráficos)

NVIDIA

•  Dual Channel.
•  Video intregado con soporte para 2 pantallas.
•  Predicción de los datos que se van a solicitar para reducir la espera por ellos.
•  La arquitectura StreamThru la transferencia asíncrona entre la red y el chipset.
•  Soporte para IEEE 1394.

Contando con más de catorce chipsets distintos NVIDIA obtuvo una gran experiencia en este mercado y así lo demuestran sus resultados. Lo primero a destacar es que gran parte de sus chipsets estaban condensado en un sólo chip al que llamó Media and Communications processors (MCPs). El rendimiento no era muy elevado en sus primeras versiones pero con los nForce 3 ya soportaba casi todo lo usual en sus competidoras. Quizás lo que hizo más especial a este chipset fue su firewall a nivel de hardware que permitía una seguridad exhaustiva nada más arrancar el equipo y con unas  grandes posibilidades de configuración.

Tal vez han sido de los mejores chipsets para Intel/AMD pero tras problemas legales con Intel que acusó a Nvidia de fabricar chipsets para cpu’s de Intel a los que no tenía derecho por contrato provocaron la rabieta de Nvidia que abandonó la fabricación de chipsets perjudicando de rebote a AMD.

Actualmente ya no fabrica chipsets. ¿Volverá algún día?

VIA

Este se puede decir que fue el auténtico competidor de Intel. El FSB llegó a 1066 MHZ como los de Intel y el resto de componentes eran bastante parecidos. En el campo de las estaciones de trabajo se puede decir que incluso la superó debido a su soporte para 32

GB de RAM con corrección de errores. Además, la conexión entre los distintos chips se hizo mediante el Ultra Vlink que llegó a alcanzar la velocidad de 1066 MHZ. El diseño de los pin de los chip norte y sur fue compatible entre ellos, permitiendo a los fabricantes de placas base una mayor flexibilidad, con mayor soporte de los chips norte hacia los sur.

Contando con lo usual en Intel, supera considerablemente a lo ofrecido por AMD. Soporte para audio integrado, gráficos, Ethernet 10/100, RAID, memoria DDR y el bus V-Link alcanzado velocidades de hasta los 1066 Mbps. Además desarrolló el FastStream 64 que ofrecía velocidades en la memoria iguales a las de un Dual Channel sin tener que invertir el coste de tener ambas memorias. Más adelante, implemento el Dual Channel incluyendo esa tecnología.

Una de las ventajas que ofrecía VIA a los fabricantes de placas base consistía en que todos sus chips eran compatibles en la colocación de los pines y la alineación con los anteriores. Esto permitía una mayor flexibilidad a los fabricantes a la hora de la fabricación de los chipsets. Al estar también el mercado de Intel es bastante probable que dicha flexibilidad permitiese un recorte en los costes considerable. VIA ha conseguido un gran éxito en el mundo de los chipsets, especialmente en el de los AMD siendo la líder en su fabricación. Moviéndose entre lo usual, destaca el hecho de la habilidad para realizar operaciones asíncronas entre el puerto PCI y el AGP, permitiendo realizar cambios en las frecuencias sin modificar la del bus del procesador y dando lugar a una mayor confianza en el overclocking. Contando con gráficos integrados, algo no tan usual, llega a soportar la HDTV.

Actualmente ya no fabrica chipsets para otras marcas, centrandose en la fabricación de sus propias cps, placas base y en definitiva, sus minipc’s

SIS (Silicon Integrated System)

Estos chipsets fueron bastante útiles a los ensambladores para ofrecer equipos a un precio reducido que incorporasen video integrado y sonido. En las características no se puede apreciar gran diferencia con los chipsets de Intel pero supongo que siempre darían un menor rendimiento. Entre las características que se pueden nombrar por ser diferentes se encuentran: el soporte para Quad Channel, la mayor aparición de las redes GigabitEthernet, la salida de televisión incluida con el video integrado, el bus MultiOL, un sustitutivo del Hub de Intel que alcanza velocidades de 1 Gb y la inclusión del soporte para el IEEE1394 (el cual era claramente superior al USB y su exclusión se debió principalmente a las empresas dominantes en el mercado).

Fabricaba Chipsets para procesadores AMD Athlon, Athlon XP y Duron Los primeros modelos para estos procesadores tenían todo integrado en un sólo chip. Esto realmente no parece muy eficiente y quizás lo  emuestre el hecho de que en modelos siguientes se pasaron a la conocida y aceptada arquitectura de Norte y Sur. Los cambios con respecto a sus buenas competidoras, no son muchos. Incluía la mayor parte de lo que incluía VIA.

Lo único a diferenciar es la existencia del soporte para IEEE 1394 y su bus

HyperStreaming que tenía algunas técnicas interesantes para mejorar el rendimiento como la prioridad al streaming.

ULI/ALI (Acer Laboratories Incorporated)

ALI, subsidiaria de Acer, se convirtió en ULI que fue adquirida por NVIDIA en el 2006, fue al igual que SIS, un fabricante económico en la época de los AMD Athlon, Pentium II y III

Uli Electronics (normalmente conocida como Ali fue bastante inferior a las otras. Su primer modelo de chipset para esta generación carecía de un bus exterior al PCI para la transferencia entre datos del chip norte y el chip sur. Esto era una clara desventaja frente a sus competidores. No tardo en remediarlo, en sus siguientes versiones sacó algo parecido que llamó Hyper Transport, sin embargo, alcanzado velocidad de 800 Mbps seguía sin llegar a ser un igual a los chips de Intel o SiS y la falta de conexiones SATA no fue algo que le ayudará. Excepto por la inexistencia de video integrado y todo lo comentado anteriormente. En el resto de aspecto no era muy distinta que sus competidoras.