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Evolución del CHIP SET

Evolución del CHIP SET

LINEA DEL TIEMPO "CHIP SET"

::Componentes de la motherboard::

::Componentes de la motherboard::

La placa base, placa madre, tarjeta madre
o motherboard es una tarjeta de circuito
impreso que da soporte de las demás
partes de la computadora. Tiene instalados
una serie de integrados , entre los que se
encuentra el Chipset que sirve como centro
de conexión entre el procesador, la
memoria RAM, ROM, los buses de
expansión y otros dispositivos. Para que la
placa base cumpla con su cometido, lleva
instalado un software muy básico
denominado BIOS.

Normalización de tamaños

A lo largo de su evolución han surgido distintos estándares de tamaño. La estandarización es

un proceso necesario para que los fabricantes de los diversos componentes no tengan

problemas de compatibilidad, para que exista escalibilidad y sea posible, en el caso del

tamaño) poder montar cualquier motherboard en cualquier gabinete compatible.

A continuación se describen los tipos de placas más usuales.

• XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm) 

• AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm) 

• Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm) 

• ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244 mm) 

• Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm) 

• microATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm) 

Existen muchos mas formatos (como EATX, LPX, Mini-LPX, NLX, Flex-ATX, BTX y sus

derivados) los cuales no son tan comunes en las placas que existen en le mercado minorista.

Toda placa madre consta de los siguientes conectores:

• Socket para uno o más procesadores

• Zócalo de memoria 

• Slots de expansión

• Conector de energía (AT, ATX, AXT extendido)

• ROM BIOS 

• RAM CMOS 

• Conectores para discos duros (IDE, SCSI, SATA)

• Conector de Controladora de disquetes

• Conectores para el panel frontal (LEDs y switches)

• Pila 

• Cristal de cuarzo 

• Conector de teclado y moyse PS/2

• Puertos USB internos y externos.

• Puertos de comunicación (COM, LPT, GAME, FireWire)

• Componentes integrados (NIC, Sonido, Modems, USB, etc)

Integración de componentes:

Hace varios años las placas madre
no contaban con demasiados
componentes integrados. Era
necesario utilizar la mayoría de los
slots de expansión para tener un
equipo básico con soporte para
discos duros, video, sonido e
impresión.
Con el correr de los años se fueron
agregando varios de estos
componentes a la misma placa base
no solo para facilitar el ensamblado
de una computadora sino para bajar
costos. Sin embargo al aumentar la
cantidad de dispositivos en un
mismo soporte se aumenta también
la posibilidad de que uno falle y haga
obsoleto al resto.

Circuito integrado auxiliar (Chipset)

Se denomina Chipset a un conjunto de circuitos integrados montados sobre la tarjeta madre.
El mismo funciona como el eje del sistema de computo, interconectando otros componentes,
como el procesador, las memoria RAM, ROM, las tarjetas de expansión y de video.
El chipset como tal, no incluye a todos los integrados instalados sobre una misma tarjeta
madre, aunque es el lugar de conexión de los sistemas soportados por esos otros integrados,
como puede ser las funciones de red, sonido, alimentación eléctrica y control de las
temperaturas. Es el que determina muchas de las características de una tarjeta madre y por lo
general, la referencia de la misma, esta relacionada con la del Chipset.
A diferencia de un microcontrolador estándar, el procesador no tiene mayor funcionalidad sin el soporte de un chipset: la importancia del mismo ha sido relegada a un segundo plano por las estrategias de marketing.

El funcionamiento de un chipset esta determinado por la arquitectura con la que se diseña el

computador. En el caso de los computadores PC es un esquema de arquitectura abierta que

establece modularidad: el Chipset debe tener interfaces estándar para los demás dispositivos. 

Aun así hay libertad para escoger entre varios estándar y características, por ejemplo en el

caso de los buses de expansión, dos tarjetas madre pueden tener bus PCI-Express, pero

pueden soportar una cantidad muy diferente de tarjetas y de distintos anchos de bus (1x, 8x,

16x). La terminología de los integrados a cambiado desde que se creo 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 hacia y 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 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 podamos imaginar integrados en la placa madre. Es el

encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos. 

Se suele comparar al Chipset con la médula espinal: una persona puede tener un buen
cerebro, pero si la médula falla, todo lo de abajo no sirve para nada.
En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI Technologies (comprada
en 2006 por AMD), Intel, NVIDIA, Silicon Integrated Systems y VIA Technologies.

Puente sur

El Southbridge o puente sur, también conocido como Concentrador de Controladores de
Entrada/Salida - I/O Controller Hub (ICH), es un circuito integrado que se encarga de
coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida y algunas otras funcionalidades de
baja velocidad dentro de la placa base. El southbridge no está conectado a la CPU y se
comunica con ella indirectamente a través del northbridge - Puente Norte.

La funcionalidad encontrada en los southbridges actuales incluye soporte para:

• Bus PCI 

• Bus ISA 

• Bus SPI 

• System Management Bus ( SMBus ) 

• Controlador DMA 

• Controlador de Interrupcciones 

• Controlador IDE (SATA o PATA) 

• Puente LPC 

• Reloj en Tiempo Real - Real Time Clock 

• Administración de potencia eléctrica APM y ACPI 

• BIOS 

• Interfaz de sonido AC97 o HD Audio. 

Adicionalmente el southbridge puede incluir soporte para Ethernet, RAID, USB y Codec de
Audio. Algunas veces incluye soporte para el teclado, el ratón y los puertos seriales, sin
embargo, aún en el 2007 los computadores personales (PC) gestionaban esos recursos por
medio de otro dispositivo conocido como Super I/O.
En los últimos modelos de placas el Southbridge integra cada vez mayor número de
dispositivos a conectar y comunicar por lo que fabricantes como AMD o VIA Technologies han
desarrollado tecnologías como HyperTransport o Ultra V-Link respectivamente para evitar el
efecto cuello de botella que se producía al usar como puente el bus PCI.

Puente norte

El Northbridge es el circuito integrado más importante del conjunto de chips (Chipset) que
constituye el corazón de la placa madre. Recibe el nombre por situarse en la parte superior de
las placas madres con formato ATX y por tanto no es un término utilizado antes de la aparición
de este formato para ordenadores de sobremesa. También es conocido como MCH
(concentrador controlador de memoria) en sistemas Intel y GMCH si incluye el controlador del
sistema gráfico.
Es el chip que controla las funciones de acceso desde y hasta microprocesador, AGP o PCIExpress, memoria RAM, vídeo integrado (dependiendo de la placa) y Southbridge. Su función
principal es la de controlar el funcionamiento del bus del procesador, la memoria y el puerto
AGP o PCI-Express. De esa forma, sirve de conexión (de ahí su denominación de "puente")
entre la placa madre y los principales componentes de la PC: microprocesador, memoria RAM y
tarjeta de vídeo AGP o PCI Express. Generalmente, las grandes innovaciones tecnológicas,
como el soporte de memoria DDR o nuevos FSB, se implementan en este chip. Es decir, el
soporte que tenga una placa madre para determinado tipo de microprocesadores, memorias
RAM o placas AGP estará limitado por las capacidades del Northbridge de que disponga.



La tecnología de fabricación de un Northbridge es
muy avanzada, y su complejidad, comparable a la de
un microprocesador moderno. Por ejemplo, en un
Chipset, el Northbridge debe encargarse de sostener
el bus frontal de alta velocidad que lo conecta con el
procesador. 
Si pensamos en el bus de 400 MHz utilizado por
ejemplo en un Athlon XP, y el de 800 MHz del Intel
Prescott, nos damos cuenta de que es una tarea
bastante exigente. Además en algunas placas tienen
un adaptador de vídeo integrado lo que le añade
trabajo al sistema. Debido a esto, la mayoría de los
fabricantes de placas madres colocan un disipador (aveces con un ventilador) encima del Northbridge para mantenerlo bien refrigerado. Antiguamente, el Northbridge estaba compuesto por tres controladores principales: memoria RAM, puerto AGP o PCI Express y bus PCI. Hoy en día, el controlador PCI se inserta directamente en el Southbridge ("puente sur"), y en algunas arquitecturas más nuevas el controlador de memoria se encuentra integrado en el procesador; este es el caso de los Athlon 64 de AMD.


Los Northbridges tienen un bus de datos de 64 bit en la arquitectura X86 y funcionan en
frecuencias que van desde los 66MHz de las primeras placas que lo integraban en 1998 hasta
1GHz de los modelos actuales de SiS para procesadores AMD64

Buses de datos

Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía, entre dos
puntos de la computadora. Los Buses Generales son los siguientes:


• Bus de datos: Son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e
internos del microprocesador 
• Bus de dirección: Línea de comunicación por donde viaja la información especifica sobre
la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace
referencia. 
• Bus de control: Línea de comunicación por donde se controla el intercambio de
información con un módulo de la unidad central y los periféricos. 
• Bus de expansión: Conjunto de líneas de comunicación encargada de llevar el bus de
datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se
agrega a la tarjeta principal. 
• Bus del sistema:Todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de
sistema, mediante distintos tipos de datos el microprocesador y la memoria principal
que también involucra a la memoria cache de nivel 2. La velocidad de transferencia del
bus de sistema esta determinada por la frecuencia del clock del bus y el ancho del
mínimo.

Evolución del Microprocesador Intel hasta ahora es el fabricante líder de microprocesadores para la PC. Intel ha fijadocon firmeza el estándar por el cual se miden todos los procesadores.Intel 8086 y 8088En 1978 Intel introdujo el microprocesador 8086, el cual tenía una velocidad de reloj de477 Mhz. Una computadora con 5 Mhz tiene 5 millones de ciclos de procesamiento por segundo. El procesador 8088 estaba empacado en un circuito integrado de paquete enlínea dual de 40 pines.


Intel 80286Para adoptar el Intel 80286 el procesador como se le conocía comúnmente se introdujoa comienzos de 1982 con una velocidad de reloj de 6 MhzIntel 80386, 80386DX y 80386SXEn 1995 Intel saco el 80386 de 16 Mhz, comúnmente llamado 386. El microprocesador 386 fue un procesador de 32 bits ensamblado en un paquete PGA de 132 pines, tenia275000 transistores y su velocidad de reloj soportaba mas de 5 MIPSTenía un modo de 32 bits, lo que significa que podía mover datos en bytes palabrasDe 16 bits, o palabras dobles de 32 bits el 386X se saco al mercado para suplir lanecesidad de un procesador de precio reducido con la potencia del 386DX al costo deun 286.386SLProcesador de 20 Mhz. La versión SL, era semejante al 386SX, pero estaba diseñadoespecíficamente para computadoras portátilesIntel 80486DX y SXEste procesador tenia mas de 12 millones de transistores y generaba 20 MIPS. Esta procesador también introdujo algunas innovaciones como la inclusión de la cache del procesador en el chip del procesador.Intel 80486 DX2/DX4Fue presentado en 1992 como 80486DX2. La designación “2” se refería a una técnicallamada overclocking, que permitía que la velocidad de reloj e un procesador seduplicaranEl 486DX4 también era un producto de overclocking. Alos procesadores 486 de 25 Mhzy 33 Mhz se les aplicaba la técnica de overclocking para triplicar sus velocidadesnormales de reloj.

 

AMD 5x 86Los procesadores AMD 5x 86 eran compatibles con las tarjetas madre del 486 perotenia la capacidad semejante a los primeros procesadores Pentium.Cyrix 5x 86También conocido como el MISE estaba demasiado a competir con el Intel 486 con elcual era compatible con el zócaloPentiumEste nuevo procesador incluía muchas características nuevas, dentro de las que seencontraban caches independientes de 8 bits para datos e instrucciones y una FPU muyrápida. Pentium mantuvo el bus de direcciones de 32 bits del 486 paro agrego un bus dedatos de 64 bits. Tecnología MMXLa tecnología MMX es un conjunto de instrucciones que utiliza la matemática matricial, para soportar los algoritmos de comprensión y decomprensión de gráficos y presentaciones graficas en 3D permite que el FPU actué en varias piezas de datossimultáneamente a través de un proceso llamado SIMD.Procesadores Cyrix 6x86Indicaba que el procesador cyrix con ese numero de modelo tenis un rendimientoequivalente al procesador Pentium de 200 Mhz.Cyrix produjo modelos que oscilaban entre 6x86-P120 y 6x86-P200.Pentium IISe le denomina comúnmente esta disponible con velocidades de reloj de 233 Mhz, 266y 300 Mhz. Es excelente para reproducción de multimedia que requiera soporte paravideos con movimiento total e imágenes 3D.CeleronSe desarrollo para ser utilizado en computadoras de escritorio y portátiles, suvelocidades entre 333 Mhz y 500 Mhz.XeonPresenta un ramo de opciones de tamaño cache, N2 es capaz de direccionar y atrapar,hasta 64 Gb de memoria con su bus de direcciones de memoria de 36 bits.

 

AMD K6Fue desarrollado para competir con el Pentium MMX, el AMD K6, lo supera enrendimiento, velocidad y precio.Cyrix 6x86MX y Cyrix IIIContiene un conjunto de instrucciones MMX tiene una velocidad de rendimiento P-166a P-366El cyrix III funciona a velocidades de reloj de 433, 466, 500 y 533 MhzProcesadores AMD K5-2 y K 6-111Se encuentran disponibles con velocidades de reloj entre 266 y 550 Mhz.El procesador K6-III contiene 256 K de cache N2 y velocidades de reloj entre 400 y600 Mhz.Intel Pentium IIIContiene 9.5 millones de transistores un cache N1 de 32K y 512 K de cache N2. Seencuentra disponible con velocidades de reloj entre 450 Mhz y 1 Ghz y esta ensambladoen un paquete de conectores laterales de borde único de segunda generacióndenominada SECC2La mayoría de las tarjetas madre que soportan un procesador Pentium II que puedenactualizarse a Pentium III; sin embargo, pueden requerir una actualización Flash BIOSAMD ATHLONSe enorgullece de contener 22 millones de transistores que soportan el MMX de Intel yel 3DNow de AMD y funciones FPU mejoradas. Tiene la capacidad de decodificar masinstrucciones simultáneamente que el Pentium II, con 256 Kb de cache N2 y 128Kb decache N1 en el chip.Intel Pentium 4Disponible con velocidades de procesador de 1.3 a 1.5 Ghz. Utiliza una nueva microarquitectura llamada NET-BURST, la cual contiene un bus de sistema de 400 Mhz,cache avanzado integrada en la tarje, matemáticas mejoradas de punto flotante y soportede multimedia y tecnología de hipercanalizacion. Soporta el uso del RDRAM de canaldual.