¿Qué es un chipset? ¿Cuáles son sus funciones? ¿Cuál es su importancia? ¿Cuál es su influencia en el rendimiento del equipo? En este tutorial vamos a responder a todas estas preguntas y mucho más. "Chipset" es el nombre dado al conjunto de chips (de ahí su nombre) que se utiliza en una placa base. En las primeras PCs, la placa base utilizaba circuitos integrados discretos. Por lo tanto, se necesitaban muchos chips para crear toda la circuitería necesaria para hacer el trabajo de una computadora. En la Figura 1, se puede ver una placa base de un clon de PC XT.





Después de algún tiempo, los fabricantes de chips comenzaron a integrar varios chips en grandes chips. En lugar de requerir docenas de pequeños chips, una placa base ya se podría construir utilizando sólo una media docena de chips grandes. Hacia mediados de la década de 1990, las placas base que utilizaban sólo dos o incluso un chip grande ya se podían construir. En la Figura 2, se puede ver una placa base para un 486-Class CPU Circa 1995 con sólo dos chips grandes, con todas las funciones necesarias para que la placa base trabaje correctamente.





Una placa base para un 486-Class CPU utiliza sólo dos chips grandes. Con el lanzamiento del bus PCI (Pheripheral Component Interconnect), un nuevo concepto que todavía se utiliza hoy en día, se podría implementar por primera vez el uso de "puentes". Por lo general, las placas base tienen dos chips grandes: el North Bridge y el South Bridge. En algunos casos, algunos fabricantes de chips pueden integrar el NB y el SB por medio de "puentes" en un solo chip, en este caso, la placa base tendrá un solo circuito integrado grande. O, dependiendo de la arquitectura del CPU, se puede requerir de un solo chip: el SB. En el pasado, las empresas proporcionaron varios diferentes conjuntos de chips para PC. Hoy en día, sin embargo, sólo Intel, AMD y VIA siguen fabricando chipsets, ya que sólo diseñan productos para las placas base que utilizarán sus CPUs. (VIA también se utiliza para diseñar conjuntos de chips de CPU de Intel y AMD). Otras compañías que se utilizan para la fabricación de conjuntos de chips incluyen ATI, NVIDIA, VIA, SiS, ULi / ALi, UMC, y OPTI. Es muy común la confusión de mezclar el fabricante del chipset con el fabricante de la placa. Por ejemplo, debido a que una placa base utiliza un chipset fabricado por Intel no siempre significa que Intel fabrica esta placa base. ASUS, Gigabyte, MSI, ECS, ASRock, Biostar, y también Intel son sólo algunos de los muchos fabricantes de placas madres presentes en el mercado. Así, el fabricante de la placa base (ASUS, MSI, GIGABYTE, ECS, ASROCK, BIOSTAR, ETC) compra los chips del fabricante del chipset (AMD, INTEL, VIA, SIS, PCCHIPS, ETC) y construye dichas placas base.


El chip NB, también llamado MCH (Memory Controller Hub), se conecta directamente al CPU y tiene básicamente las siguientes funciones: controlador de memoria (si está disponible), controladora PCI Express (si está disponible), controlador del bus AGP (si está disponible), Interfaz para transferencia de datos con el chip SB. Los CPUs de Intel actuales tienen un controlador de memoria integrado (IMC = Integrated Memory Controller) y un sistema integrado controlador de PCI Express, lo que significa que estas CPUs tienen un chip NB integrado, por lo tanto, no requieren de este chip en la placa base. Véase la figura 3.





Los CPUs de AMD tienen un controlador de memoria integrado, pero no tienen un sistema integrado controlador de PCI Express. Por eso, las CPU de AMD todavía requieren de un chip NB externo. AMD dice que sus procesadores tienen un "NB integrado", pero lo que la empresa realmente quiere decir es que las CPUs tienen un controlador de memoria integrado (IMC). Esto crea mucha confusión. Varios usuarios no entienden por qué las placas base para procesadores AMD tienen un chip NB si el fabricante de la CPU, dice que sus CPUs tienen integrado un chip North Bridge. Vease la figura 4.







Con los CPUs que no tienen un controlador de memoria integrado, el sistema seguirá el diagrama presente en la Figura 5. En los CPUs mas viejos en los que se encuentra el controlador de memoria en el interior de un chip NB externo tendrán una importante participación en el rendimiento general del equipo. Por lo que un conjunto de chips puede tener un mejor controlador de memoria y presentar un rendimiento superior que otro. Sin embargo, actualmente desde que el controlador de memoria está incluido dentro del CPU, casi no hay diferencia de rendimiento entre los diferentes chipsets, VOILA!. Se entiende?.





La controladora PCI express integrada en el chip NB o en el CPU puede proporcionar varios lanes (pistas, carriles). La configuración más común es la de proporcionar 16 lanes, permitiendo que la placa base pueda tener una ranura PCI Express x16 o dos ranuras PCI Express x16, cada una trabajando a x8. Otros lanes PCI Express necesarios para conectar las otras ranuras y dispositivos disponibles en la placa base son proporcionadas por el chip SB. Lo controladores de alta gama PCI Express suelen ofrecer más de 16 lanes, permitiendo que el fabricante de la placa pueda proporcionar más ranuras PCI Express x16 para tarjetas de video o permitir la conexión de otros slots (zócalos) y otros dispositivos directamente al chip NB o al CPU. La conexión entre NB y el SB se lleva a cabo a través de un autobús...., cuack no mentira de un BUS de DATOS. Inicialmente, se utilizó el bus PCI, pero más tarde fue sustituido por un bus dedicado para tal motivo. Vamos a explicar sobre esto más adelante.


El chip SB, también llamado ICH (I / O Controller Hub) o PCH (Plataform Controller Hub) está conectado con el NB (o al CPU, en el caso de los actuales procesadores Intel) y es el encargado de controlar la Entrada / Salida (I/O=Input / Output) de los dispositivos y aparatos externos, tales como los puertos de almacenamiento ATA=AT Attachment (en paralelo Parallel ATA o PATA y serie Serial ATA o SATA), puertos USB (Universal Serial Bus=Bus Universal en Serie), placa de audio on-board(*), placa LAN on-board (**), Bus PCI (si está disponible), PCI Express Lanes (si están disponibles), Reloj en tiempo real (RTC = Real Time Clock), memoria CMOS (Complementary metal oxide semiconductor=Semiconductor complementario de oxido metalico), dispositivos heredados (esto lo han escuchado o leido por ahi verdad? que carajo sera?: Son todas los puertos paralelos, seriales, ps/2 que quedaron de antiguas placas y que ya estan desapareciendo), tales como el controlador de interrupciones y el controlador DMA (Direct Memory Access= Memoria de Acceso Directo), ranuras ISA en las placas base antiguas.

(*)Si el SB tiene un controlador integrado de audio, se necesita un chip externo llamado "códec" (abreviatura de codificador / decodificador) para operar. Algunas placas base de gama alta utilizan un controlador de audio externo, que está conectado al chip SB a través de un PCI Express x1 lane.

(**) Si el SB tiene un controlador de red integrado, tendrá un chip externo llamado "PHY" ( abreviatura de "Physic"="físico" ) para operar. La mayoría de las placas base utilizan un controlador de red externo conectado al chip del SB a través de un PCI Express x1 lane.

Otros dispositivos integrados que la placa base puede tener, tales como USB adicionales, SATA, y controladores de red, se conectarán al chip SB a través de los distintos carriles PCI Express x1. En cambio, en algunas placas base estos dispositivos se pueden conectar directamente al chip NB, sólo si el controlador PCI Express que esta integrado en el NB tiene un montón de carriles PCI Express a tal efecto. El SB también está conectado a otros dos chips disponibles en la placa base: el chip ROM, también conocido como el chip de la BIOS (BIOS=Basic Input/Output System es uno de los programas escritos en el interior de este chip ROM), y el chip Super I / O, que se encarga de controlar los dispositivos heredados como los puertos serie, puertos paralelos, unidades de discos flexibles y puertos PS/2 para teclado y ratón. En la Figura 6, se puede ver un diagrama que explica el papel del SB en el ordenador.





Cuando el concepto Bridge=Puente comenzó a ser utilizado, la comunicación entre el NB y el SB se realizaba a través del bus PCI, como se muestra en la Figura 7.





El problema con este enfoque es que el ancho de banda disponible para el bus PCI (132 MB/s) se repartiría entre todos los dispositivos PCI en el sistema y todos los dispositivos conectados al SB, especialmente las unidades de disco duro. Cuando la gama alta de tarjetas de video (en ese momento, las tarjetas de video eran PCI) y las unidades de disco duro de alto rendimiento se pusieron en marcha, una situación de cuello de botella se presentó, opa opa! calamardo. Para las tarjetas de vídeo de gama alta, la solución fue la creación de un nuevo autobús magico que conectara directamente al NB, llamado AGP (Accelerated Graphics Port). De esta manera la tarjeta de video no estaba conectada con el bus PCI y el rendimiento no se vería comprometido. La solución final se produjo cuando los fabricantes de chips comenzaron a usar un nuevo enfoque: Con un bus dedicado de alta velocidad para la conexión entre el puente norte y el puente sur y otro bus para la conexión de los dispositivos PCI con el puente sur. Esta es la arquitectura que se utiliza hoy en día. Las ranuras PCI, si están disponibles, se conectan al puente sur. Dando lugar a que los PCI Express lanes pueden estar disponibles en el NB y en el SB. Por lo general, los PCI Express lanes disponibles en el chip del puente norte se utilizan para las tarjetas de vídeo, mientras que los que estan disponibles en el chip del puente sur, se utilizan para conectar slots más lentos y los dispositivos adicionales on-board, tales como USB, SATA, y controladores de red. Vease Figura 8.