Chipset nord vs xipset sud - diferències entre ambdós

Chipset nord vs xipset sud: Com podem identificar-los? El concepte de chipset ha cobrat força importància al llac dels anys, especialment quan parlem d'equips gaming. Els fabricants llancen les seves noves CPU i moltes vegades vénen de la mà amb nous chipset i controladors de memòria. Si no saps encara de què parlem, en aquest article despejaremos tots els dubtes sobre aquests conceptes endinsant-nos en la principal característica d'una placa base: el chipset.

Què és un chipset i quina és la seva importància

El terme de chipset es refereix a un conjunt de xips o un circuit integrat, capaços de realitzar una sèrie de funcions. En termes informàtics aquestes funcions estan relacionades amb la gestió de diferents dispositius connectats a la placa base i la intercomunicació entre ells.

El chipset sempre es va dissenyar en base a l'arquitectura de l'processador central, la CPU de l'ordinador. És per això que sempre que parlem de l'chipset hem de parlar també de les CPU que són compatibles amb ell i de les possibilitats que ens ofereix quant a la seva capacitat i velocitat. Per tant, el chipset és el control de comunicacions i el xip o xips que s'encarreguen de controlar el trànsit de dades a la placa base. Parlem de CPU, RAM, Discos durs, ranures PCIe i en definitiva tots els dispositius que es puguin connectar a l'equip.

En l'actualitat trobem dues chipset en una placa, o millor dit, en placa i processador, el pont nord o north bridge, i el pont sud o south bridge. La raó d'anomenar-los d'aquesta manera rau en la seva situació a la placa, el primer a la part superior més a prop de la CPU (nord) i el segon més baix (sud). Gràcies a l'chipset podem considerar la placa base com el bus principal d'el sistema. L'eix que és capaç d'interconnectar elements de diferents fabricants i de diferent naturalesa de forma integrada i sense que hi hagi incompatibilitats entre ells. Per exemple, una placa Asus, amb una CPU Intel i una targeta gràfica Gigabyte.

Ja des de l'aparició dels primers processadors basats en transistors electrònics, 4004, 8008, etc., va aparèixer el concepte de chipset. Amb l'aparició dels ordinadors personals, es va popularitzar l'ús de xips addicionals a la placa per gestionar la memòria RAM, els gràfics, el sistema de so, etc. La seva funció era clara, la de disminuir la càrrega de treball de l'processador principal, derivant en altres circuits que al seu torn es connectaven amb ell.

Pont nord: funcions i característiques

Pont Nord Intel G35

Veurem el chipset nord vs xipset sud definint quins són i com funcionen cada un d'ells. Començarem amb el més important, que serà el north bridge.

El chipset nord és el circuit més important després de la pròpia CPU. Anteriorment es situava a la placa base i justament sota d'aquest, mitjançant un xip proveït gairebé sempre de dissipador. En l'actualitat, el pont nord està directament integrat en els processadors, tant d'Intel com d'AMD, els principals fabricants d'ordinadors personals.

La funció d'aquest chipset és la de controlar tot el flux de dades que va o ve de la CPU cap a la memòria RAM, el bus AGP (abans) o PCIe (ara) des de la targeta gràfica, i també el de l'propi chipset sud. Per això també rep el nom de MCH (memory Controller hub) o GMCH (graphic MCH), ja que molts chipsets nord tenien a més gràfics integrats. Així que la seva comesa és la de controlar el funcionament de l'autobús de l'processador o FSB (front side bus) i fer el repartiment de dades entre els elements abans comentats. En l'actualitat tots aquests elements estan ficats en un sol silici dins de la CPU però no sempre va ser així.

Evolució de el pont nord

Arquitectura interna de el pont nord integrat en els AMD Ryzen 3000

Al principi, tant les plaques d'AMD com d'Intel i fins i tot altres fabricants com IBM comptaven amb aquests chipsets ubicats físicament a la placa. Davant de la necessitat de crear circuits integrats que ocupessin poc lloc i reduïssin el nombre de tasques dels processadors, l'única manera era separar-los, i connectar la CPU amb aquest a través de l'FSB.

La seva complexitat estava gairebé a el nivell dels processadors, així que també generaven calor i necessitava dissipadors. A més, era l'única forma de realitzar overclocking a el sistema. En lloc de pujar el multiplicador de les CPU, el que es feia era pujar el de l'FSB, el que avui seria el BCLK o Bus Clock. Gràcies a això, el bus en última instància d'entre 400 MHz a 800 MHz es pujava, provocant la pujada també de la freqüència de la CPU i de la memòria RAM.

La raó principal per la qual els principals fabricants de CPU van començar a integrar aquest chipset dins de les seves CPU era a causa de la latència que introduïa. Amb processadors superant i als 2 GHz de freqüència, la latència entre la RAM i aquest va començar a ser un problema i un gran coll d'ampolla. Mantenir aquestes funcions en un xip separat començar llavors a ser un desavantatge.

Intel començar a utilitzar un chipset nord integrat en la CPU a partir de l'arquitectura Sandy Bridge en 2011 i el canvi de nomenclatura dels seus CPU Intel Core ix. Encara les CPU Nehalem com els Intel Core 2 Duo i Quad comptaven amb un pont nord separat d'ells.

I si parlem d'AMD, el fabricant va començar a utilitzar aquesta solució a partir dels primers processadors Athlon 64 ja el 2003 amb la tecnologia HyperTransport per connectar el seu pont nord i sud. Un fabricant que va iniciar la marxa de l'arquitectura x86 amb 64 ​​bits i que afegiria un controlador de memòria sobre la seva CPU molt abans que els seus rivals.

Pont sud: funcions i característiques

AMD X570

El següent element en la comparativa de l'chipset nord vs xipset sud serà el pont sud o també denominat ICH (input Controller hub) en el cas d'Intel i FCH (fusió controller hub) per al cas d'AMD.

Podríem dir llavors que el pont sud és el xip més important ubicat en una placa base des que el pont nord es reubicarà a la CPU. És aquesta la seva primera diferència, ja que en l'actualitat segueix estant instal·lat sobre ella i pràcticament en la mateixa posició des dels seus inicis. Aquest conjunt electrònic s'encarrega de coordinar els diferents dispositius d'entrada i sortida que es pot connectar a l'ordinador.

Entenem per dispositius d'entrada sortida tot el que es consideren de baixa velocitat en comparació amb el bus de la memòria RAM. Parlem per exemple de ports USB, ports SATA, targeta de xarxa o de so, el rellotge, i fins i tot l'administració de potència elèctrica APM i ACPI que també la gestiona la BIOS. Són moltes les connexions d'aquest xip, ia això se li uneix també el bus PCIe 3.0 o 4.0 en funció de la generació de CPU.

Els chipsets han adquirit una gran potència en l'actualitat dotat de velocitats que superen els 1, 5 GHz, i necessitant sistemes de refrigeració activa com en el cas dels AMD X570 de nova generació. Els més potents com el AMD esmentat i l'Intel Z390, compta amb fins a 24 carrils PCIe en què distribuir les diferents connexions de perifèrics d'alta velocitat com SSD M.2 i altres ranures PCIe ubicades a la zona d'expansió de la placa.

Aquest xip es troba present des dels inicis en 1991 amb el concepte d'arquitectura de bus local. En ella, el bus PCI es representava al centre de l'esquema, mentre que cap amunt teníem el pont nord, i cap avall el pont sud, encarregat dels dispositius "més lents".

Chipset sud actuals i la seva importància

El chipset no solament s'encarrega de gestionar els dispositius d'entrada / sortida de la placa, sinó que cobra un paper molt important en la compatibilitat amb la CPU. De fet, en la majoria de casos, els chipset van apareixent al costat de les noves CPU llançades a mercat, associant-se amb la seva arquitectura.

No sempre és així, ja que, tant AMD com Intel disposen de chipsets que són compatibles amb diferents generacions de CPU tot i que segons els casos determinades funcions estaran o no disponibles. Per exemple, el chipset AMD X570 suporta PCIe 4.0 al costat dels nous AMD Ryzen 3000. Però si en una placa col·loquem en Ryzen 2000, que també és compatible, el bus passarà a ser PCIe 3.0. El mateix passarà amb la velocitat de la memòria RAM i els seus perfils JEDEC de fàbrica. Aquesta compatibilitat depèn en gran mesura de la BIOS i del seu firmware, ja que en definitiva, és l'encarregada de gestionar els paràmetres bàsics dels diferents elements de la placa.

Chipsets Intel actuals

chipset	MultiGPU	Bus	carrils PCIe	informació
Per processadors Intel Core de 8a i 9a generació socket LGA 1151
B360	no	DMI 3.0 a 7, 9 GB / s	12x 3.0	Chipset de gamma mitjana actual. No suporta overclocking però admet fins 4x USB 3.1 Gen2
Z390	CrossFireX i SLI	DMI 3.0 a 7, 9 GB / s	24x 3.0	Chipset Intel més potent actualment, usat per gaming i overclocking. Gran nombre de carrils PCIe suportant + 6 USB 3.1 Gen2 i +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	No (chipset de portàtils)	DMI 3.0 a 7, 9 GB / s	16x 3.0	El chipset més utilitzat actualment en portàtil gaming. Hi les variant QM370 amb 20 carrils PCIe, encara que és poc utilitzada.
Per processadors Intel Core X i XE en socket LGA 2066
X299	CrossFireX i SLI	DMI 3.0 a 7, 9 GB / s	24x 3.0	El chipset usat per als processadors de gamma entusiasta d'Intel

Chipsets AMD actuals

chipset	MultiGPU	Bus	Carrils PCIe efectius	informació
Per processadors AMD Ryzen i Athlon de 1ª i 2ª generació en sòcol AMD
A320	no	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	És el chipset més bàsic de la gamma, orientat a equips bàsics amb APU Athlon. Suporta USB 3.1 Gen2 però no overclocking
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	El chipset de gamma mitjana per AMD, que suporta overclocking i també els nous Ryzen 3000
X470	CrossFireX i SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	El més utilitzat per equips gaming fins a l'arribada de l'X570. Les seves plaques estan a bon preu i suporten també Ryzen 3000
Per processadors AMD Athlon de 2a Gen i Ryzen de 2a i 3a Gen a sòcol AM4
X570	CrossFireX i SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Tan sols s'exclouen els Ryzen de 1a gen. És el chipset més portant d'AMD en l'actualitat suportant PCI 4.0.
Per processadors AMD Threadripper amb sòcol TR4
X399	CrossFireX i SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	L'únic chipset disponible per als AMD Threadripper. Sorprèn seus pocs lans PCI ja que tot el pes el porta la CPU.

Resum de diferències chipset nord vs xipset sud

A manera de síntesi, anem a desgranar totes les funcions dels dos chipsets perquè quedi encara més clar a què es dedica cada un d'ells.

Arquitectura AMD Ryzen 3000 - X570

Funcions actuals de l'chipset nord

Amb el pas de temps, les funcions de l'chipset nord vs xipset sud han anat augmentant d'una forma bastant sorprenent. Mentre que les primeres versions integrades en CPU només s'encarreguessin de controlar el bus de la memòria RAM, ara s'han ampliat les seves opcions amb l'arribada de l'autobús PCI-Express. Vegem quines són totes elles:

• Controlador de memòria i bus intern: aquestes continuen sent les funcions principals. Per part d'AMD tenir el bus Infinity Fabric i per part d'Intel tenim el bus Ring i Mesh. Un bus de 64 bits capaç d'adreçar fins a 128 GB de memòria RAM en Dual Channel o Quad Channel (cadenes de 128 o 256 bits simultàniament) amb fins 5100 MHz en el cas dels nous AMD Ryzen 3000. Comunicació entre CPU i pont sud: per descomptat tenim el bus de comunicació entre la CPU i el pont sud que hem vist. En cas d'Intel, s'anomena DMI i està en la seva versió 3.0 amb velocitats de transferència de 7, 9 GB / s. Per part d'AMD, utilitzar 4 carrils PCIe 4.0 en les seves nova CPU arribant també als 7, 9 GB / s. Part dels carrils PCIe: els processadors actuals, o millor dit els ponts nord, compten amb capacitat per adreçar dades directament de les ranures PCIe. La capacitat es mesura en carrils, podent tenir des de 8 fins als 48 dels Threadripper. Aquests van directes cap a les ranures PCIe x16 per a les targetes gràfiques i fins i tot SSD M.2. Dispositius d'emmagatzematge d'alta velocitat: de fet, aquesta és una de les funcions, de l'chipset nord ara. S'encarrega de part de l'emmagatzematge segons el disseny de la placa i la seva gamma. AMD sempre connecta una ranura M.2 PCIe x4 a la seva UPC, mentre que Intel fa el mateix per les seves memòries Intel Optane. Ports USB 3.1 Gen2: fins i tot podem trobar ports USB connectats a la CPU, especialment la interfície Thunderbolt 3.0 d'Intel. Gràfics integrats: de la mateixa manera, moltes CPU actuals tenen gràfics integrats o IGP, i la forma de treure'ls a el panell E / S de la placa és mitjançant el controlador intern amb un port HDMI o DisplayPort. D'aquesta manera tenim capacitat per reproduir contingut en 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS sense problemes. Wi-Fi 6: a més, les noves CPU integraran les funcions de xarxa sense fils directament en els seus nous xips, afegint encara més funcionalitat amb el nou estàndard Wi-Fi treballant amb el protocol IEEE 802.11ax.

Arquitectura Intel Core 8a generació i Intel Z390

Funcions actuals de l'chipset sud

Per part de el pont sud, tindrem actualment totes aquestes funcions:

• Bus directe a la CPU: com hem comentat anteriorment, chipset nord i sud estaran connectats a través d'un bus per enviar les dades pertinents a la CPU. Tant en Intel com AMD actuen a una velocitat propera a 8 GB / s en l'actualitat. Part dels carrils PCIe: l'altra part dels carrils PCI que no té la CPU els té el pont sud, de fet, seran entre 8 i 24 en funció de les prestacions de l'chipset. En ells, es connecten ranures M.2 PCIe x4, ranures PCIe d'expansió i diferents ports d'alta velocitat com U.2 o SATA Express. Ports USB: la majoria dels ports USB aniran directes a aquest chipset, excepte en determinats casos com abans hem comentat. Actualment parlem de ports USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) i 3.1 Gen2 (10 Gbps). Targeta de xarxa i de so: altres dos components d'expansió indispensables seran la targeta de xarxa ethernet i de so, sempre connectades a aquest chipset. Ports SATA i suport RAID: de la mateixa manera, l'emmagatzematge lent també anirà sempre connectat a el pont sud. La capacitat oscil·la entre els 4 i 8 ports SATA. A més, ofereix la capacitat de crear RAID 0, 1, 5 i 10. Bus ISA o LPC: encara té vigència aquest bus a les plaques base actuals. A l'tenim connectats els ports paral·lels i sèrie, a més dels PS / 2 de ratolí i teclat. Bus SPI i BIOS: de la mateixa manera, es manté aquest bus permet accedir a l'emmagatzematge flaix de la BIOS. SMBus per a sensors: els sensors de temperatura i RPM també necessiten un bus pel qual enviar les dades, i aquest serà l'encarregat de fer-ho. Controlador DMA: aquest bus proporciona accés directe a la memòria RAM als dispositius ISA. Administració d'energia ACPI i APM: finalment el chipset gestiona part de la gestió d'energia, concretament la forma en què actua el mode d'estalvi d'energia per apagar o suspendre el sistema.

Conclusió sobre chipset nord vs xipset sud

Doncs fins aquí arriba aquest article en el qual desgranem de forma prou detallada en què consisteix el pont nord i el pont sud. A més, hem vist la seva evolució i totes les funcions de cada un d'ells en les plaques base actuals.

Ara us deixem amb uns quants articles de maquinari per seguir aprenent:

Si tens algun dubte o vols fer alguna esmena sobre el contingut, deixa'ns un comentari a la caixa. Esperem que us hagi estat d'utilitat.