Chipset norte vs chipset sur: ¿Cómo podemos identificarlos? El concepto de chipset ha cobrado bastante importancia a lo lago de los años, especialmente cuando hablamos de equipos gaming. Los fabricantes lanzan sus nuevas CPU y muchas veces vienen de la mano con nuevos chipset y controladores de memoria. Si no sabes aún de qué hablamos, en este artículo despejaremos todas las dudas acerca de estos conceptos adentrándonos en la principal característica de una placa base: el chipset.
Qué es un chipset y cuál es su importancia
El término de chipset se refiere a un conjunto de chips o un circuito integrado, capaces de realizar una serie de funciones. En términos informáticos éstas funciones están relacionadas con la gestión de distintos dispositivos conectados a la placa base y la intercomunicación entre ellos.
El chipset siempre se diseñó en base a la arquitectura del procesador central, la CPU del ordenador. Es por esto que siempre que hablamos del chipset debemos hablar también de las CPU que son compatibles con él y de las posibilidades que nos ofrece en cuanto a su capacidad y velocidad. Por tanto, el chipset es el control de comunicaciones y el chip o chips que se encargan de controlar el tráfico de datos en la placa base. Hablamos de CPU, RAM, Discos duros, ranuras PCIe y en definitiva todos los dispositivos que se puedan conectar al equipo.
En la actualidad encontramos dos chipset en una placa, o mejor dicho, en placa y procesador, el puente norte o north bridge, y el puente sur o south bridge. La razón de llamarlos de esta forma radica en su situación en la placa, el primero en la parte superior más cerca de la CPU (norte) y el segundo más abajo (sur). Gracias al chipset podemos considerar la placa base como el bus principal del sistema. El eje que es capaz de interconectar elementos de diferentes fabricantes y de diferente naturaleza de forma integrada y sin que existan incompatibilidades entre ellos. Por ejemplo, una placa Asus, con una CPU Intel y una tarjeta gráfica Gigabyte.
Ya desde la aparición de los primeros procesadores basados en transistores electrónicos, 4004, 8008, etc, apareció el concepto de chipset. Con la aparición de los ordenadores personales, se popularizó el uso de chips adicionales en la placa para gestionar la memoria RAM, los gráficos, el sistema de sonido, etc. Su función era clara, la de disminuir la carga de trabajo del procesador principal, derivándolo en otros circuitos que a su vez se conectaban con él.
Puente norte: funciones y características
Veremos el chipset norte vs chipset sur definiendo cuales son y cómo funcionan cada uno de ellos. Comenzaremos con el más importante, que será el north bridge.
El chipset norte es el circuito más importante después de la propia CPU. Anteriormente se situaba en la placa base y justamente debajo de éste, mediante un chip provisto casi siempre de disipador. En la actualidad, el puente norte está directamente integrado en los procesadores, tanto de Intel como de AMD, los principales fabricantes de ordenadores personales.
La función de este chipset es la de controlar todo el flujo de datos que va o viene de la CPU hacia la memoria RAM, el bus AGP (antes) o PCIe (ahora) desde la tarjeta gráfica, y también el del propio chipset sur. Por eso también recibe el nombre de MCH (memory Controller hub) o GMCH (graphic MCH), ya que muchos chipsets norte tenían además gráficos integrados. Así que su cometido es la de controlar el funcionamiento del bus del procesador o FSB (front side bus) y hacer el reparto de datos entre los elementos antes comentados. En la actualidad todos estos elementos están metidos en un solo silicio dentro de la CPU pero no siempre fue así.
Evolución del puente norte
En un principio, tanto las placas de AMD como de Intel e incluso otros fabricantes como IBM contaban con estos chipsets ubicados físicamente en la placa. Frente a la necesidad de crear circuitos integrados que ocuparan poco sitio y redujeran el número de tareas de los procesadores, la única forma era separarlos, y conectar la CPU con éste a través del FSB.
Su complejidad estaba casi al nivel de los procesadores, así que también generaban calor y necesitaba disipadores. Además, era la única forma de realizar overclocking al sistema. En lugar de subir el multiplicador de las CPU, lo que se hacía era subir el del FSB, lo que hoy sería el BCLK o Bus Clock. Gracias a esto, el bus en última instancia de entre 400 MHz a 800 MHz se subía, provocando la subida también de la frecuencia de la CPU y de la memoria RAM.
La razón principal por la que los principales fabricantes de CPU empezaron a integrar este chipset dentro de sus CPU era debido a la latencia que introducía. Con procesadores superando ya los 2 GHz de frecuencia, la latencia entre la RAM y este comenzó a ser un problema y un gran cuello de botella. Mantener estas funciones en un chip separado comenzó entonces a ser una desventaja.
Intel comenzó a utilizar un chipset norte integrado en la CPU a partir de la arquitectura Sandy Bridge en 2011 y el cambio de nomenclatura de sus CPU a Intel Core ix. Todavía las CPU Nehalem como los Intel Core 2 Duo y Quad contaban con un puente norte separado de ellos.
Y si hablamos de AMD, el fabricante comenzó a utilizar esta solución a partir de los primeros procesadores Athlon 64 ya en 2003 con la tecnología HyperTransport para conectar su puente norte y sur. Un fabricante que inició la andadura de la arquitectura x86 con 64 bits y que añadiría un controlador de memoria sobre su CPU mucho antes que sus rivales.
Puente sur: funciones y características
El siguiente elemento en la comparativa del chipset norte vs chipset sur será el puente sur o también denominado ICH (input Controller hub) en el caso de Intel y FCH (fusión controller hub) para el caso de AMD.
Podríamos decir entonces que el puente sur es el chip más importante ubicado en una placa base desde que el puente norte se reubicara en la CPU. Es esta su primera diferencia, ya que en la actualidad sigue estando instalado sobre ella y prácticamente en la misma posición desde sus inicios. Este conjunto electrónico se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida que se puede conectar al ordenador.
Entendemos por dispositivos de entrada salida todo lo que se consideran de baja velocidad en comparación con el bus de la memoria RAM. Hablamos por ejemplo de puertos USB, puertos SATA, tarjeta de red o de sonido, el reloj, e incluso la administración de potencia eléctrica APM y ACPI que también la gestiona la BIOS. Son muchas las conexiones de este chip, y a ello se le une también el bus PCIe 3.0 o 4.0 en función de la generación de CPU.
Los chipsets han adquirido una gran potencia en la actualidad dotado de velocidades que superan los 1,5 GHz, y necesitando sistemas de refrigeración activa como en el caso de los AMD X570 de nueva generación. Los más potentes como el AMD mencionado y el Intel Z390, cuenta con hasta 24 carriles PCIe en los que distribuir las distintas conexiones de periféricos de alta velocidad como SSD M.2 y otras ranuras PCIe ubicadas en la zona de expansión de la placa.
Este chip se encuentra presente desde los inicios en 1991 con el concepto de arquitectura de bus local. En ella, el bus PCI se representaba en el centro del esquema, mientras que hacia arriba teníamos el puente norte, y hacia abajo el puente sur, encargado de los dispositivos “más lentos”.
Chipset sur actuales y su importancia
El chipset no solamente se encarga de gestionar los dispositivos de entrada/salida de la placa, sino que cobra un papel muy importante en la compatibilidad con la CPU. De hecho, en la mayoría de casos, los chipset van apareciendo junto a las nuevas CPU lanzadas al mercado, asociándose con su arquitectura.
No siempre es así, ya que, tanto AMD como Intel disponen de chipsets que son compatibles con distintas generaciones de CPU aunque según los casos determinadas funciones estarán o no disponibles. Por ejemplo, el chipset AMD X570 soporta PCIe 4.0 junto a los nuevos AMD Ryzen 3000. Pero si en una placa colocamos en Ryzen 2000, que también es compatible, el bus pasará a ser PCIe 3.0. Lo mismo ocurrirá con la velocidad de la memoria RAM y sus perfiles JEDEC de fábrica. Esta compatibilidad depende en gran medida de la BIOS y de su firmware, ya que en definitiva, es la encargada de gestionar los parámetros básicos de los distintos elementos de la placa.
Chipsets Intel actuales
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Chipset |
MultiGPU | Bus | Carriles PCIe |
Información |
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Para procesadores Intel Core de 8ª y 9ª generación socket LGA 1151 |
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| B360 | No | DMI 3.0 a 7,9 GB/s | 12x 3.0 | Chipset de gama media actual. No soporta overclocking pero admite hasta 4x USB 3.1 gen2 |
| Z390 | CrossFireX y SLI | DMI 3.0 a 7,9 GB/s | 24x 3.0 | Chipset Intel más potente actualmente, usado para gaming y overclocking. Gran número de carriles PCIe soportando +6 USB 3.1 Gen2 y +3 M.2 PCIe 3.0 |
| HM370 | No (chipset de portátiles) | DMI 3.0 a 7,9 GB/s | 16x 3.0 | El chipset más utilizado actualmente en portátil gaming. Existe las variante QM370 con 20 carriles PCIe, aunque es poco utilizada. |
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Para procesadores Intel Core X y XE en socket LGA 2066 |
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| X299 | CrossFireX y SLI | DMI 3.0 a 7,9 GB/s | 24x 3.0 | El chipset usado para los procesadores de gama entusiasta de Intel |
Chipsets AMD actuales
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Chipset |
MultiGPU | Bus | Carriles PCIe efectivos |
Información |
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Para procesadores AMD Ryzen y Athlon de 1ª y 2ª generación en socket AMD |
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| A320 | No | PCIe 3.0 | 4x PCI 3.0 | Es el chipset más básico de la gama, orientado a equipos básicos con APU Athlon. Soporta USB 3.1 Gen2 pero no overclocking |
| B450 | CrossFireX | PCIe 3.0 | 6x PCI 3.0 | El chipset de gama media para AMD, que soporta overclocking y también los nuevos Ryzen 3000 |
| X470 | CrossFireX y SLI | PCIe 3.0 | 8x PCI 3.0 | El más utilizado para equipos gaming hasta la llegada del X570. Sus placas están a buen precio y soportan también Ryzen 3000 |
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Para procesadores AMD Athlon de 2ª Gen y Ryzen de 2ª y 3ª Gen en socket AM4 |
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| X570 | CrossFireX y SLI | PCIe 4.0 x4 | 16x PCI 4.0 | Tan solo se excluyen los Ryzen de 1ª gen. Es el chipset más portante de AMD en la actualidad soportando PCI 4.0. |
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Para procesadores AMD Threadripper con socket TR4 |
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| X399 | CrossFireX y SLI | PCIe 3.0 x4 | 4x PCI 3.0 | El único chipset disponible para los AMD Threadripper. Sorprende sus pocos lanes PCI ya que todo el peso lo lleva la CPU. |
Resumen de diferencias chipset norte vs chipset sur
A modo de síntesis, vamos a desgranar todas las funciones de los dos chipsets para que quede aún más claro a qué se dedica cada uno de ellos.
Funciones actuales del chipset norte
Con el paso de tiempo, las funciones del chipset norte vs chipset sur han ido aumentando de una forma bastante sorprendente. Mientras que las primeras versiones integradas en CPU solamente se encargaran de controlar el bus de la memoria RAM, ahora se han ampliado sus opciones con la llegada del bus PCI-Express. Veamos cuáles son todas ellas:
- Controlador de memoria y bus interno: estas siguen siendo las funciones principales. Por parte de AMD tener el bus Infinity Fabric y por parte de Intel tenemos el bus Ring y Mesh. Un bus de 64 bits capaz de direccionar hasta 128 GB de memoria RAM en Dual Channel o Quad Channel (cadenas de 128 o 256 bits simultáneamente) con hasta 5100 MHz en el caso de los nuevos AMD Ryzen 3000.
- Comunicación entre CPU y puente sur: por supuesto tenemos el bus de comunicación entre la CPU y el puente sur que hemos visto. En caso de Intel, se denomina DMI y está en su versión 3.0 con velocidades de transferencia de 7,9 GB/s. Por parte de AMD, utilizar 4 carriles PCIe 4.0 en sus nueva CPU llegando también a los 7,9 GB/s.
- Parte de los carriles PCIe: los procesadores actuales, o mejor dicho los puentes norte, cuentan con capacidad para direccionar datos directamente de las ranuras PCIe. La capacidad se mide en carriles, pudiendo tener desde 8 hasta los 48 de los Threadripper. Estos van directos hacia las ranuras PCIe x16 para las tarjetas gráficas e incluso SSD M.2.
- Dispositivos de almacenamiento de alta velocidad: de hecho, esta es una de las funciones, del chipset norte ahora. Se encarga de parte del almacenamiento según el diseño de la placa y su gama. AMD siempre conecta una ranura M.2 PCIe x4 a su CPU, mientras que Intel hace lo propio para sus memorias Intel Optane.
- Puertos USB 3.1 Gen2: incluso podemos encontrar puertos USB conectados a la CPU, especialmente la interfaz Thunderbolt 3.0 de Intel.
- Gráficos integrados: de igual forma, muchas CPU actuales tienen gráficos integrados o IGP, y la forma de sacarlos al panel E/S de la placa es mediante el controlador interno con un puerto HDMI o DisplayPort. De esta forma tenemos capacidad para reproducir contenido en 4K 4096×2160@60 FPS sin problemas.
- Wi-Fi 6: además, las nuevas CPU integrarán las funciones de red inalámbrica directamente en sus nuevos chips, añadiendo aún más funcionalidad con el nuevo estándar Wi-Fi trabajando con el protocolo IEEE 802.11ax.
Funciones actuales del chipset sur
Por parte del puente sur, tendremos actualmente todas estas funciones:
- Bus directo a la CPU: como hemos comentado anteriormente, chipset norte y sur estarán conectados a través de un bus para enviar los datos pertinentes a la CPU. Tanto en Intel como AMD actúan a una velocidad cercana a 8 GB/s en la actualidad.
- Parte de los carriles PCIe: la otra parte de los carriles PCI que no tiene la CPU los tiene el puente sur, de hecho, serán entre 8 y 24 en función de las prestaciones del chipset. En ellos, se conectan ranuras M.2 PCIe x4, ranuras PCIe de expansión y distintos puertos de alta velocidad como U.2 o SATA Express.
- Puertos USB: la mayoría de los puertos USB irán directos a este chipset, excepto en determinados casos como antes hemos comentado. Actualmente hablamos de puertos USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) y 3.1 Gen2 (10 Gbps).
- Tarjeta de red y de sonido: otros dos componentes de expansión indispensables serán las tarjetas de red ethernet y de sonido, siempre conectadas a este chipset.
- Puertos SATA y soporte RAID: de igual forma, el almacenamiento lento también irá siempre conectado al puente sur. La capacidad oscila entre los 4 y 8 puertos SATA. Además, ofrece la capacidad de crear RAID 0, 1, 5 y 10.
- Bus ISA o LPC: todavía tiene vigencia este bus en las placas base actuales. A el tenemos conectados los puertos paralelos y serie, además de los PS/2 de mouse y teclado.
- Bus SPI y BIOS: de igual forma, se mantiene este bus proporciona acceso al almacenamiento flash de la BIOS.
- SMBus para sensores: los sensores de temperatura y RPM también necesitan un bus por el que enviar los datos, y éste será el encargado de hacerlo.
- Controlador DMA: este bus proporciona acceso directo a la memoria RAM a los dispositivos ISA.
- Administración de energía ACPI y APM: finalmente el chipset gestiona parte de la gestión de energía, concretamente la forma en que actúa el modo de ahorro de energía para apagar o suspender el sistema.
Conclusión acerca de chipset norte vs chipset sur
Pues hasta aquí llega este artículo en el que desgranamos de forma bastante detallada en qué consiste el puente norte y el puente sur. Además, hemos visto su evolución y todas las funciones de cada uno de ellos en las placas base actuales.
Ahora os dejamos con unos cuantos artículos de hardware para seguir aprendiendo:
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