North chipset vs south chipset - diferenças entre os dois

Chipset do Norte vs Chipset do Sul: Como podemos identificá-los? O conceito de chipset se tornou bastante importante ao longo dos anos, especialmente quando se trata de equipamentos de jogos. Os fabricantes lançam seus novos CPUs e geralmente acompanham novos chipsets e controladores de memória. Se você ainda não sabe do que estamos falando, neste artigo, esclareceremos todas as dúvidas sobre esses conceitos, investigando a principal característica de uma placa-mãe: o chipset.

O que é um chipset e qual a sua importância

O termo chipset refere-se a um conjunto de chips ou um circuito integrado, capaz de executar várias funções. Em termos de computador, essas funções estão relacionadas ao gerenciamento de diferentes dispositivos conectados à placa-mãe e à intercomunicação entre eles.

O chipset sempre foi projetado com base na arquitetura do processador central, a CPU do computador. É por isso que sempre que falamos sobre o chipset, também devemos falar sobre os CPUs que são compatíveis com ele e as possibilidades que ele oferece em termos de capacidade e velocidade. Portanto, o chipset é o controle de comunicações e o (s) chip (s) responsável (s) por controlar o tráfego de dados na placa-mãe. Estamos falando de CPU, RAM, discos rígidos, slots PCIe e, finalmente, todos os dispositivos que podem ser conectados ao computador.

Atualmente , encontramos dois chipsets em uma placa, ou melhor, a bordo e no processador, a ponte norte ou norte e a ponte sul ou sul. A razão para chamá-los dessa maneira está em sua localização na placa, a primeira no topo mais próxima da CPU (norte) e a segunda abaixo (sul). Graças ao chipset, podemos considerar a placa-mãe como o principal barramento do sistema. O eixo capaz de interconectar elementos de diferentes fabricantes e de diferentes naturezas de forma integrada e sem incompatibilidades entre eles. Por exemplo, uma placa Asus, com uma CPU Intel e uma placa gráfica Gigabyte.

Desde o surgimento dos primeiros processadores eletrônicos baseados em transistor, 4004, 8008 etc., surgiu o conceito de chipset. Com o advento dos computadores pessoais, o uso de chips adicionais na placa-mãe para gerenciar RAM, gráficos, sistema de som etc. se tornou popular. Sua função era clara, a de reduzir a carga de trabalho do processador principal, derivando-o em outros circuitos que por sua vez estavam conectados a ele.

Ponte Norte: funções e recursos

Ponte norte Intel G35

Veremos o chipset norte versus sul definindo o que são e como cada um deles funciona. Começaremos com o mais importante, que será a ponte norte.

O chipset norte é o circuito mais importante depois da própria CPU. Anteriormente, estava localizado na placa-mãe e logo abaixo dela, usando um chip quase sempre equipado com um dissipador de calor. Hoje, a ponte norte está diretamente integrada aos processadores Intel e AMD, os principais fabricantes de computadores pessoais.

A função desse chipset é controlar todo o fluxo de dados que vai da CPU para a RAM, o barramento AGP (antes) ou o PCIe (agora) da placa de vídeo e também o próprio chipset South. É por isso que também é chamado MCH (hub do controlador de memória) ou GMCH (gráfico MCH), já que muitos chipsets do norte também tinham gráficos integrados. Portanto, sua missão é controlar a operação do barramento do processador ou FSB (barramento frontal) e fazer a distribuição dos dados entre os elementos mencionados acima. Atualmente, todos esses elementos estão incorporados em um único silício dentro da CPU, mas esse nem sempre foi o caso.

Evolução da ponte norte

Arquitetura interna da ponte norte integrada ao AMD Ryzen 3000

Inicialmente, as placas AMD e Intel e até outros fabricantes como a IBM tinham esses chipsets localizados fisicamente na placa. Diante da necessidade de criar circuitos integrados que ocupariam pouco espaço e reduzissem o número de tarefas para os processadores, a única maneira era separá-los e conectar a CPU a ela através do FSB.

Sua complexidade estava quase no nível dos processadores, então eles também geravam calor e precisavam de dissipadores de calor. Além disso, era a única maneira de fazer overclock no sistema. Em vez de aumentar o multiplicador da CPU, o que foi feito foi aumentar o multiplicador FSB, que hoje seria o BCLK ou Bus Clock. Graças a isso, o barramento passou de 400 MHz para 800 MHz, fazendo com que a frequência da CPU e a RAM também aumentassem.

A principal razão pela qual os principais fabricantes de CPU começaram a integrar esse chipset em suas CPUs foi devido à latência introduzida. Com os processadores já excedendo a frequência de 2 GHz, a latência entre a RAM e a RAM começou a ser um problema e um grande gargalo. Manter essas funções em um chip separado passou a ser uma desvantagem.

A Intel começou a usar um chipset norte embutido na CPU a partir da arquitetura Sandy Bridge em 2011 e a mudança de nome de suas CPUs para Intel Core ix. As CPUs Nehalem, como o Intel Core 2 Duo e Quad, ainda tinham uma ponte norte separada delas.

E se falarmos da AMD, o fabricante começou a usar essa solução dos primeiros processadores Athlon 64 desde 2003 com a tecnologia HyperTransport para conectar sua ponte norte e sul. Um fabricante que iniciou a arquitetura x86 com 64 bits e que adicionaria um controlador de memória à CPU muito antes de seus rivais.

Ponte sul: funções e recursos

AMD X570

O próximo elemento na comparação do chipset norte versus o chipset sul será a ponte sul ou também chamada ICH (hub do controlador de entrada) no caso da Intel e FCH (fusão do hub do controlador) no caso da AMD.

Poderíamos dizer então que a ponte sul é o chip mais importante localizado em uma placa-mãe desde que a ponte norte foi realocada para a CPU. Essa é sua primeira diferença, pois atualmente ela ainda está instalada e praticamente na mesma posição desde a sua criação. Este conjunto eletrônico é responsável por coordenar os diferentes dispositivos de entrada e saída que podem ser conectados ao computador.

Entendemos por dispositivos de entrada e saída tudo o que é considerado de baixa velocidade em comparação com o barramento de memória RAM. Falamos, por exemplo, de portas USB, portas SATA, placa de rede ou som, o relógio e até o gerenciamento de energia APM e ACPI que também é gerenciado pelo BIOS. Existem muitas conexões com esse chip, e o barramento PCIe 3.0 ou 4.0 também se une a ele, dependendo da geração da CPU.

Atualmente, os chipsets adquiriram uma grande potência com velocidades superiores a 1, 5 GHz e precisam de sistemas de refrigeração ativos, como no caso da nova geração AMD X570. Os mais poderosos, como o AMD mencionado e o Intel Z390, têm até 24 pistas PCIe para distribuir as diferentes conexões de periféricos de alta velocidade, como SSDs M.2 e outros slots PCIe localizados na área de expansão da placa.

Este chip está presente desde o início em 1991 com o conceito de arquitetura de barramento local. Nele, o barramento PCI era representado no centro do diagrama, enquanto que para cima tínhamos a ponte norte e para baixo a ponte sul, encarregada dos dispositivos "mais lentos".

Chipset do Sul atual e sua importância

O chipset não apenas gerencia os dispositivos de entrada / saída na placa, mas também desempenha um papel muito importante na compatibilidade com a CPU. De fato, na maioria dos casos, os chipsets aparecem junto com as novas CPUs lançadas no mercado, associadas à sua arquitetura.

Isso nem sempre é o caso, pois a AMD e a Intel possuem chipsets compatíveis com diferentes gerações de CPUs, embora , dependendo do caso, certas funções estejam disponíveis ou não. Por exemplo, o chipset AMD X570 suporta o PCIe 4.0 junto com o novo AMD Ryzen 3000. Mas se colocarmos o Ryzen 2000 em uma placa, que também é compatível, o barramento se tornará o PCIe 3.0. O mesmo acontecerá com a velocidade da RAM e seus perfis JEDEC de fábrica. Essa compatibilidade depende em grande parte do BIOS e do firmware, pois é responsável por gerenciar os parâmetros básicos dos diferentes elementos da placa.

Chipsets Intel atuais

Chipset	MultiGPU	Ônibus	Pistas PCIe	Info
Para os processadores Intel Core de 8ª e 9ª geração, soquete LGA 1151
B360	Não	DMI 3.0 a 7.9 GB / s	12x 3.0	Chipset de gama média atual. Não suporta overclock, mas suporta até 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX e SLI	DMI 3.0 a 7.9 GB / s	24x 3, 0	Atualmente, o chipset Intel mais poderoso, usado para jogos e overclocking. Grande número de pistas PCIe compatíveis com +6 USB 3.1 Gen2 e +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Não (chipset para laptop)	DMI 3.0 a 7.9 GB / s	16x 3, 0	O chipset mais usado atualmente no notebook para jogos. Existe a variante QM370 com 20 pistas PCIe, embora seja pouco usada.
Para processadores Intel Core X e XE no soquete LGA 2066
X299	CrossFireX e SLI	DMI 3.0 a 7.9 GB / s	24x 3, 0	O chipset usado para os entusiasmados processadores de alcance da Intel

Chipsets AMD atuais

Chipset	MultiGPU	Ônibus	Pistas PCIe eficazes	Info
Para processadores AMD Ryzen e Athlon de 1ª e 2ª geração no soquete AMD
A320	Não	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	É o chipset mais básico da linha, voltado para equipamentos de nível básico com a APU Athlon. Suporta USB 3.1 Gen2, mas não overclock
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	O chipset de gama média para AMD, que suporta overclock e também o novo Ryzen 3000
X470	CrossFireX e SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	O mais usado para equipamentos de jogos até a chegada do X570. Suas placas estão a um bom preço e também suportam Ryzen 3000
Para processadores AMD Athlon de segunda geração e Ryzen de segunda e terceira geração no soquete AM4
X570	CrossFireX e SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Apenas Ryzen de 1ª geração são excluídos. É o chipset AMD mais poderoso atualmente compatível com PCI 4.0.
Para processadores AMD Threadripper com soquete TR4
X399	CrossFireX e SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	O único chipset disponível para AMD Threadrippers. Suas poucas pistas PCI são surpreendentes, pois todo o peso é suportado pela CPU.

Resumo das diferenças chipset norte vs chipset sul

Como síntese, vamos dividir todas as funções dos dois chipsets para tornar ainda mais claro o que cada um deles se dedica.

Arquitetura AMD Ryzen 3000 - X570

Funções atuais do chipset norte

Com o passar do tempo, as funções do chipset norte versus sul foram aumentando de uma maneira bastante surpreendente. Enquanto as primeiras versões integradas em CPUs lidavam apenas com o controle do barramento de memória RAM, agora eles expandiram suas opções com a chegada do barramento PCI-Express. Vamos ver o que todos eles são:

• Controlador de memória e barramento interno: essas ainda são as principais funções. Para a AMD, temos o barramento Infinity Fabric e, para a Intel, o barramento Ring and Mesh. Um barramento de 64 bits capaz de endereçar até 128 GB de RAM em Dual Channel ou Quad Channel (cadeias de 128 ou 256 bits simultaneamente) com até 5100 MHz no caso do novo AMD Ryzen 3000. Comunicação entre CPU e ponte sul: é claro que temos o barramento de comunicação entre a CPU e a ponte sul que vimos. No caso da Intel, é chamado DMI e está em sua versão 3.0 com velocidades de transferência de 7, 9 GB / s. Para a AMD, use 4 pistas PCIe 4.0 em suas novas CPUs, atingindo também 7, 9 GB / s. Parte das pistas PCIe: Os processadores atuais, ou melhor, as pontes norte, têm a capacidade de rotear dados diretamente dos slots PCIe. A capacidade é medida em faixas e pode ter de 8 a 48 roscadores. Eles vão direto para os slots PCIe x16 para placas gráficas e até SSDs M.2. Dispositivos de armazenamento de alta velocidade: De fato, essa é uma das funções do chipset norte agora. Ele lida com parte do armazenamento de acordo com o design da placa e seu alcance. A AMD sempre conecta um slot M.2 PCIe x4 à sua CPU, enquanto a Intel faz o mesmo com as memórias Intel Optane. Portas USB 3.1 Gen2: Podemos até encontrar portas USB conectadas à CPU, especialmente a interface Thunderbolt 3.0 da Intel. Gráficos integrados: Da mesma forma, muitas CPUs atuais possuem gráficos integrados ou IGP, e a maneira de levá-los ao painel de E / S da placa é através do controlador interno com uma porta HDMI ou DisplayPort. Dessa forma, temos a capacidade de reproduzir conteúdo em 4K 4096 × 2160 a 60 FPS sem problemas. Wi-Fi 6: Além disso, as novas CPUs integrarão funções de rede sem fio diretamente em seus novos chips, adicionando ainda mais funcionalidade ao novo padrão Wi-Fi que trabalha com o protocolo IEEE 802.11ax.

Arquitetura Intel Core 8a geração e Intel Z390

Funções atuais do chipset sul

Na parte da ponte sul, atualmente teremos todas essas funções:

• Barramento direto para a CPU: Como mencionamos anteriormente, os chipsets norte e sul serão conectados através de um barramento para enviar os dados relevantes à CPU. Tanto a Intel quanto a AMD operam a uma velocidade próxima a 8 GB / s hoje. Parte das pistas PCIe: a outra parte das pistas PCI que a CPU não possui é a ponte sul; na verdade, elas estarão entre 8 e 24, dependendo do desempenho do chipset. Neles, conectores M.2 PCIe x4, slots PCIe de expansão e diferentes portas de alta velocidade, como U.2 ou SATA Express, estão conectados. Portas USB: A maioria das portas USB vai diretamente para este chipset, exceto em alguns casos, como mencionamos anteriormente. Atualmente, estamos falando das portas USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) e 3.1 Gen2 (10 Gbps). Rede e placa de som: dois outros componentes essenciais de expansão serão as placas de rede ethernet e sound, sempre conectadas a esse chipset. Portas SATA e suporte a RAID: Da mesma forma, o armazenamento lento também sempre será conectado à ponte sul. A capacidade varia de 4 a 8 portas SATA. Além disso, oferece a capacidade de criar RAID 0, 1, 5 e 10. Barramento ISA ou LPC: esse barramento ainda é válido nas placas-mãe atuais. Para isso, conectamos as portas paralela e serial, além do mouse e teclado PS / 2. Barramento SPI e BIOS: da mesma forma, esse barramento é mantido, fornecendo acesso ao armazenamento flash do BIOS. SMBus para sensores: sensores de temperatura e RPM também precisam de um barramento para enviar os dados, e isso ficará encarregado de fazê-lo. Controlador DMA: Este barramento fornece acesso direto à memória RAM para dispositivos ISA. Gerenciamento de energia ACPI e APM: Por fim, o chipset gerencia parte do gerenciamento de energia, especificamente como o modo de economia de energia funciona para desligar ou suspender o sistema.

Conclusão sobre chipset norte vs chipset sul

Bem, este artigo chega a um ponto em que detalhamos detalhadamente em que consiste a ponte norte e a ponte sul. Além disso, vimos sua evolução e todas as funções de cada uma delas nas placas-mãe atuais.

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