Chipset nord vs chipset sud - differenze tra i due

Chipset settentrionale e chipset meridionale: come possiamo identificarli? Il concetto di chipset è diventato piuttosto importante nel corso degli anni, soprattutto quando si tratta di apparecchiature di gioco. I produttori lanciano le loro nuove CPU e spesso vanno di pari passo con nuovi chipset e controller di memoria. Se ancora non sai di cosa stiamo parlando, in questo articolo chiariremo tutti i dubbi su questi concetti, approfondendo la caratteristica principale di una scheda madre: il chipset.

Che cos'è un chipset e qual è la sua importanza

Il termine chipset si riferisce a una serie di chip o a un circuito integrato, in grado di eseguire una serie di funzioni. In termini informatici, queste funzioni sono correlate alla gestione di diversi dispositivi collegati alla scheda madre e all'intercomunicazione tra di essi.

Il chipset è sempre stato progettato in base all'architettura del processore centrale, la CPU del computer. Questo è il motivo per cui ogni volta che parliamo del chipset dovremmo anche parlare delle CPU compatibili con esso e delle possibilità che ci offre in termini di capacità e velocità. Pertanto, il chipset è il controllo delle comunicazioni e il chip oi chip responsabili del controllo del traffico di dati sulla scheda madre. Stiamo parlando di CPU, RAM, dischi rigidi, slot PCIe e in definitiva tutti i dispositivi che possono essere collegati al computer.

Al momento troviamo due chipset su una scheda, o meglio, su scheda e processore, il ponte nord o nord e il ponte sud o sud. Il motivo per chiamarli in questo modo risiede nella loro posizione sul tabellone, il primo in alto più vicino alla CPU (nord) e il secondo in basso (sud). Grazie al chipset possiamo considerare la scheda madre come il bus principale del sistema. L'asse in grado di interconnettere elementi di produttori diversi e di diversa natura in modo integrato e senza incompatibilità tra di loro. Ad esempio, una scheda Asus, con una CPU Intel e una scheda grafica Gigabyte.

Dall'apparizione dei primi processori elettronici a transistor, 4004, 8008, ecc., È apparso il concetto di chipset. Con l'avvento dei personal computer, è diventato popolare l'uso di chip aggiuntivi sulla scheda madre per gestire RAM, grafica, sistema audio, ecc. La sua funzione era chiara, quella di ridurre il carico di lavoro del processore principale, derivandolo in altri circuiti che a loro volta si collegavano ad esso.

North bridge: funzioni e caratteristiche

Intel G35 North Bridge

Vedremo il chipset nord e il chipset sud che definiscono cosa sono e come funzionano ciascuno. Inizieremo con il più importante, che sarà il ponte nord.

Il chipset nord è il circuito più importante dopo la CPU stessa. In precedenza, si trovava sulla scheda madre e appena sotto di essa, usando un chip quasi sempre dotato di un dissipatore di calore. Oggi il ponte nord è direttamente integrato nei processori di Intel e AMD, i principali produttori di personal computer.

La funzione di questo chipset è di controllare tutto il flusso di dati che va dalla CPU alla RAM, dal bus AGP (prima) o PCIe (ora) dalla scheda grafica e anche quello del chipset Sud stesso. Questo è il motivo per cui è anche chiamato MCH (hub controller di memoria) o GMCH (MCH grafico), poiché molti chipset settentrionali avevano anche una grafica integrata. Quindi la sua missione è controllare il funzionamento del bus del processore o FSB (front side bus) e fare la distribuzione dei dati tra gli elementi di cui sopra. Attualmente tutti questi elementi sono integrati in un singolo silicio all'interno della CPU, ma non è sempre stato così.

Evoluzione del ponte nord

Architettura interna del ponte nord integrata nell'AMD Ryzen 3000

Inizialmente, entrambe le schede AMD e Intel e persino altri produttori come IBM avevano questi chipset posizionati fisicamente sulla scheda. Di fronte alla necessità di creare circuiti integrati che occupassero poco spazio e riducessero il numero di compiti per i processori, l'unico modo era separarli e collegare la CPU ad esso tramite l'FSB.

La sua complessità era quasi a livello dei processori, quindi generavano anche calore e avevano bisogno di dissipatori di calore. Inoltre, era l'unico modo per overcloccare il sistema. Invece di aumentare il moltiplicatore della CPU, ciò che è stato fatto è stato aumentare il moltiplicatore FSB, che oggi sarebbe il BCLK o Bus Clock. Grazie a ciò, il bus alla fine è passato da 400 MHz a 800 MHz, causando un aumento anche della frequenza della CPU e della RAM.

Il motivo principale per cui i principali produttori di CPU hanno iniziato a integrare questo chipset nelle loro CPU era dovuto alla latenza che ha introdotto. Con i processori che superano già la frequenza di 2 GHz, la latenza tra RAM e RAM ha iniziato a rappresentare un problema e un grosso collo di bottiglia. Mantenere queste funzioni su un chip separato ha quindi iniziato a essere uno svantaggio.

Intel ha iniziato a utilizzare un chipset nord integrato nella CPU dall'architettura Sandy Bridge nel 2011 e il cambiamento di denominazione delle sue CPU in Intel Core ix. Le CPU Nehalem come Intel Core 2 Duo e Quad avevano ancora un ponte nord separato da esse.

E se parliamo di AMD, il produttore ha iniziato a utilizzare questa soluzione dai primi processori Athlon 64 già dal 2003 con la tecnologia HyperTransport per collegare il suo ponte nord e sud. Un produttore che ha iniziato l'architettura x86 con 64 bit e che avrebbe aggiunto un controller di memoria alla sua CPU molto prima dei suoi concorrenti.

Ponte sud: funzioni e caratteristiche

AMD X570

L'elemento successivo nel confronto del chipset nord rispetto al chipset sud sarà il ponte sud o anche chiamato ICH (input Controller hub) nel caso di Intel e FCH (controller hub fusion) nel caso di AMD.

Potremmo quindi dire che il ponte sud è il chip più importante situato su una scheda madre da quando il ponte nord è stato trasferito nella CPU. Questa è la sua prima differenza, poiché al momento è ancora installato su di esso e praticamente nella stessa posizione sin dal suo inizio. Questo set elettronico ha il compito di coordinare i diversi dispositivi di input e output che possono essere collegati al computer.

Comprendiamo dai dispositivi di input-output tutto ciò che è considerato a bassa velocità rispetto al bus di memoria RAM. Parliamo ad esempio di porte USB, porte SATA, scheda di rete o audio, orologio e persino della gestione dell'alimentazione APM e ACPI, anch'essa gestita dal BIOS. Esistono molte connessioni a questo chip e anche il bus PCIe 3.0 o 4.0 lo unisce, a seconda della generazione della CPU.

I chipset hanno acquisito una grande potenza al momento, con velocità che superano 1, 5 GHz e necessitano di sistemi di raffreddamento attivi come nel caso della nuova generazione AMD X570. I più potenti come il suddetto AMD e Intel Z390, hanno fino a 24 corsie PCIe in cui distribuire le diverse connessioni di periferiche ad alta velocità come SSD M.2 e altri slot PCIe situati nell'area di espansione della scheda.

Questo chip è presente sin dall'inizio nel 1991 con il concetto di architettura di bus locale. In esso, il bus PCI era rappresentato al centro del diagramma, mentre verso l'alto avevamo il ponte nord e verso il basso il ponte sud, responsabile dei dispositivi "più lenti".

Chipset sud attuale e sua importanza

Il chipset non solo gestisce i dispositivi di input / output sulla scheda, ma svolge anche un ruolo molto importante nella compatibilità con la CPU. In effetti, nella maggior parte dei casi, i chipset compaiono insieme alle nuove CPU rilasciate sul mercato, associandole alla loro architettura.

Questo non è sempre il caso, poiché sia AMD che Intel hanno chipset compatibili con diverse generazioni di CPU, anche se a seconda del caso, alcune funzioni saranno disponibili o meno. Ad esempio, il chipset AMD X570 supporta PCIe 4.0 insieme al nuovo AMD Ryzen 3000. Ma se mettiamo Ryzen 2000 su una scheda, che è anche compatibile, il bus diventerà PCIe 3.0. Lo stesso accadrà con la velocità della RAM e dei suoi profili JEDEC di fabbrica. Questa compatibilità dipende in gran parte dal BIOS e dal suo firmware, poiché è in definitiva responsabile della gestione dei parametri di base dei diversi elementi sulla scheda.

Chipset Intel attuali

chipset	MultiGPU	autobus	Corsie PCIe	informazioni
Per processori Intel Core di ottava e nona generazione socket LGA 1151
B360	non	DMI da 3, 0 a 7, 9 GB / s	12x 3.0	Chipset di fascia media attuale. Non supporta l'overclocking ma supporta fino a 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX e SLI	DMI da 3, 0 a 7, 9 GB / s	24x 3.0	Chipset Intel attualmente più potente, utilizzato per i giochi e l'overclocking. Gran numero di corsie PCIe che supportano +6 USB 3.1 Gen2 e +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	No (chipset per laptop)	DMI da 3, 0 a 7, 9 GB / s	16x 3.0	Il chipset più utilizzato attualmente nei notebook da gioco. Esiste la variante QM370 con 20 corsie PCIe, sebbene sia poco utilizzata.
Per processori Intel Core X e XE nel socket LGA 2066
x299	CrossFireX e SLI	DMI da 3, 0 a 7, 9 GB / s	24x 3.0	Il chipset utilizzato per i processori della gamma Intel entusiasti

Chipset AMD attuali

chipset	MultiGPU	autobus	Corsie PCIe efficaci	informazioni
Per processori AMD Ryzen e Athlon di 1a e 2a generazione con socket AMD
A320	non	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	È il chipset più semplice della gamma, orientato verso apparecchiature entry-level con l'APU Athlon. Supporta USB 3.1 Gen2 ma non overclocking
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Il chipset di fascia media per AMD, che supporta l'overclocking e anche il nuovo Ryzen 3000
X470	CrossFireX e SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Il più utilizzato per le apparecchiature da gioco fino all'arrivo dell'X570. Le sue schede sono a buon prezzo e supportano anche Ryzen 3000
Per processori AMD Athlon di seconda generazione e Ryzen di seconda e terza generazione in presa AM4
X570	CrossFireX e SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Sono esclusi solo i Ryzen di prima generazione. È il chipset AMD più potente che attualmente supporta PCI 4.0.
Per processori AMD Threadripper con presa TR4
X399	CrossFireX e SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	L'unico chipset disponibile per AMD Threadrippers. Le sue poche corsie PCI sono sorprendenti poiché tutto il peso è trasportato dalla CPU.

Riepilogo delle differenze chipset nord vs chipset sud

A titolo di sintesi, analizzeremo tutte le funzioni dei due chipset per rendere ancora più chiaro ciò a cui ognuno è dedicato.

Architettura AMD Ryzen 3000 - X570

Funzioni correnti del chipset nord

Con il passare del tempo, le funzioni del chipset nord rispetto al chipset sud sono aumentate in modo piuttosto sorprendente. Mentre le prime versioni integrate nelle CPU si occupavano solo di controllare il bus di memoria RAM, ora hanno ampliato le loro opzioni con l'arrivo del bus PCI-Express. Vediamo cosa sono tutti:

• Controller di memoria e bus interno: queste sono ancora le funzioni principali. Per AMD abbiamo il bus Infinity Fabric e per Intel abbiamo il bus Ring e Mesh. Un bus a 64 bit in grado di indirizzare fino a 128 GB di RAM in Dual Channel o Quad Channel (catene da 128 o 256 bit contemporaneamente) fino a 5100 MHz nel caso del nuovo AMD Ryzen 3000. Comunicazione tra CPU e south bridge: ovviamente abbiamo il bus di comunicazione tra la CPU e il ponte sud che abbiamo visto. Nel caso di Intel, si chiama DMI ed è nella sua versione 3.0 con velocità di trasferimento di 7, 9 GB / s. Per AMD, utilizzare 4 corsie PCIe 4.0 nelle sue nuove CPU, raggiungendo anche 7, 9 GB / s. Parte delle corsie PCIe: gli attuali processori, o meglio i ponti nord, hanno la capacità di instradare i dati direttamente dagli slot PCIe. La capacità è misurata in corsia e può avere da 8 a 48 Threadripper. Questi vanno direttamente negli slot PCIe x16 per schede grafiche e persino SSD M.2. Dispositivi di archiviazione ad alta velocità: questa è infatti una delle funzioni del chipset nord. Gestisce parte dello stoccaggio in base al design della piastra e alla sua gamma. AMD collega sempre uno slot M.2 PCIe x4 alla sua CPU, mentre Intel fa lo stesso per le sue memorie Intel Optane. Porte USB 3.1 Gen2: possiamo persino trovare porte USB collegate alla CPU, in particolare l'interfaccia Intel Thunderbolt 3.0. Grafica integrata: allo stesso modo, molte CPU attuali hanno una grafica integrata o IGP e il modo per portarli al pannello I / O della scheda è attraverso il controller interno con una porta HDMI o DisplayPort. In questo modo abbiamo la possibilità di riprodurre contenuti in 4K 4096 × 2160 a 60 FPS senza problemi. Wi-Fi 6: Inoltre, le nuove CPU integreranno le funzioni di rete wireless direttamente nei loro nuovi chip, aggiungendo ancora più funzionalità con il nuovo standard Wi-Fi che funziona con il protocollo IEEE 802.11ax.

Architettura Intel Core di ottava generazione e Intel Z390

Funzioni correnti del chipset sud

Da parte del ponte meridionale, avremo attualmente tutte queste funzioni:

• Bus diretto alla CPU: Come abbiamo già accennato, i chipset nord e sud saranno collegati tramite un bus per inviare i dati rilevanti alla CPU. Sia Intel che AMD funzionano oggi a una velocità vicina a 8 GB / s. Parte delle corsie PCIe: l'altra parte delle corsie PCI che la CPU non ha sono il ponte sud, infatti saranno tra 8 e 24 a seconda delle prestazioni del chipset. In essi sono collegati slot PCIe x4 M.2, slot PCIe di espansione e diverse porte ad alta velocità come U.2 o SATA Express. Porte USB: la maggior parte delle porte USB passerà direttamente a questo chipset, tranne in alcuni casi, come abbiamo menzionato prima. Attualmente stiamo parlando di porte USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) e 3.1 Gen2 (10 Gbps). Rete e scheda audio: altri due componenti di espansione essenziali saranno le schede di rete ethernet e audio, sempre connesse a questo chipset. Porte SATA e supporto RAID: allo stesso modo, anche l'archiviazione lenta sarà sempre connessa al ponte sud. La capacità varia da 4 a 8 porte SATA. Inoltre, offre la possibilità di creare RAID 0, 1, 5 e 10. Bus ISA o LPC: questo bus è ancora valido sulle attuali schede madri. Ad esso abbiamo collegato le porte parallele e seriali, oltre al mouse e alla tastiera PS / 2. Bus SPI e BIOS: allo stesso modo, questo bus viene mantenuto, fornendo accesso alla memoria flash del BIOS. SMBus per sensori: anche i sensori di temperatura e RPM necessitano di un bus per inviare i dati, e questo sarà incaricato di farlo. Controller DMA: questo bus fornisce l'accesso diretto alla memoria RAM per i dispositivi ISA. Gestione dell'alimentazione ACPI e APM: infine, il chipset gestisce parte della gestione dell'alimentazione, in particolare il modo in cui la modalità di risparmio energetico funziona per spegnere o sospendere il sistema.

Conclusione sul chipset nord vs chipset sud

Bene, questo articolo raggiunge questo punto in cui dettagliamo in dettaglio in cosa consistono il ponte nord e il ponte sud. Inoltre, abbiamo visto la sua evoluzione e tutte le funzioni di ciascuna di esse sulle attuali schede madri.

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