Il chipset - Sistemi e reti di computer

Il chipset
Il chipset
Tutte le potenzialità che una scheda madre può esprimere
sono legate al chipset, formato da una serie di integrati
che controllano tutte le funzioni: senza di loro una scheda
madre sarebbe sarebbe inutilizzabile. Un problema o
limitazione sul chipset si ripercuote su tutto il computer.
Qualche produttore sostiene che la scheda madre è il
chipset stesso e che per conoscerne le potenzialità basta
sapere le caratteristiche di quello installato.
Che cosa fa esattamente un chipset? Controlla tutti i flussi
di informazioni che avvengono tra i diversi elementi
collegati alla scheda madre. In termini informatici,
controlla tutti i canali di comunicazione, detti anche bus. I
bus di comunicazione più importanti sono:
FSB(Front Side Bus)- Il canale di comunicazione tra i
componenti Northbridge del chipset e il processore.
PCI Express- Il canale di comunicazione tra il chipset e
gli slot PCI Express. Possono esserci due tipi di bus PCI
Express secondo l’ampiezza di banda che consentono.
Tipicamente la scheda madre ha un bus 16x dedicato alla
scheda video e uno opiù bus a velocità normale per le
altre schede di espansione.
IDE(Integrated Drive Electronics)Il canele di comunicazione tra il chipset e i dispositivi di
memoria di massa, come dischi rigidi e lettori ottici.
SATA(Serial Advanced Technology Attachment)-Il
canale tra il chipset e i dispositivi di memorizzazione più
moderni. Questo bus sostituirà completamente IDE in un
breve periodo di tempo.
Ci sono anche bus di minore importanza, come quelli che
controllano il lettore floppy, la porta parallela, le porte
seriali, le porte USB, le porte FireWire, le porte audio e
così via.
Bus della memoria- Il canale di comunicazione tra il
chipset e la memoria RAM.
AGP(Accelerated Graphic Port)-Il canale di
comunicazione tra il chipset e lo slot video AGP. Questo
tipo di bus sta gradualmente sparendo, sostituito da PCI
Express.
PCI(Peripheral Component Interconnect)- Il canale di
comunicazione tra il chipset e gli slot PCI. Praticamente
tutte le schede di espansione sono installate negli slot
PCI, incluse le schede di rete e le schede dei
sintonizzatori TV. Le uniche schede che non sono
installate in questi slot sono le schede videi, dato che per
loro è stato previsto uno slot dedicato, l’AGP appunto.
Come per lo slot AGP, anche gli slot PCI stanno
gradualmente lasciando il passo al più moderno slot PCI
Express.
Intel Pentium 4
8.5 GB/s
PCI Express
8.0
X16 Graphics
GB/s
82925XE
MCH
DDR2
8.5 GB/s
DDR2
2 GB/s
4 PCI Express
500
MB/s
150
ICH6R
Hi-Speed USB 2
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60
MB/s
132
4 Serial ATA
6 PCI
Il chipset
Larghezze di banda dei diversi bus
Non tutti i bus sono uguali, anzi sono molto diversi tra loro. Hanno differente velocità e
“ampiezza”. Ad esempio il bus AGP standard (1x) ha una frequenza di 66.6 MHz(abbreviata a 66
MHz). In un secondo possono passare 66 milioni di bit tra il chipset e la scheda video attraverso il
bus AGP. Il bus AGP ha una ampiezza di 32 bit, quindi il numero totale di bit al secondo è 32 volte
il valore appena menzionato. La velocità totale di un bus non è data solo dalla sua frequenza, ma
anche dalla sua ampiezza. Questo dato è più comunemente noto come larghezza di
banda.Nell’esempio 32 bit e quindi 4 byte, passano attraverso il bus AGP 66 milioni di volte al
secondo: si ottiene una larghezza di banda di 266 milioni di byte al secondo, indicato spesso nella
forma 266 MB/s.
Il bus AGP può essere spinto fino ad un’accelerazione pari a 8 volte questa velocità, con una
larghezza di banda di circa 2 GB/s. Questa è una velocità utile per i giochi su un computer.
Il bus PCI ha una velocità massima di soli 133 MB/s, sufficiente per quasi tutte le applicazioni, ma
insufficiente per le applicazioni video 3D.
Se si considera la larghezza di banda del Front Side Bus di un Pentium 4 con capacità di 64 bit e
frequenza di 800 MHz, si ottiene una larghezza di banda di 6400 MB/s. In pratica è come scrivere
più di un DVD pieno di dati ogni secondo.
Alcuni bus sono strutturati in modo da trasferire i dati più volte per ogni ciclo, ad esempio due,
quattro o otto volte che equivale a raddoppiare, quadruplicare ottuplicare la larghezza di banda a
disposizione. Il nuovo bus PCI Express è dotato di diversi canali paralleli ed è capace di trasferire i
dati in diversi processi simultanei.
Alcune larghezze di banda dei bus dati
Tipo di bus
Larghezza di banda
400 MHz
3200 MB/s
533 MHz
4266 MB/s
800 MHz
6400 MB/s
1066 MHz
8500 MB/s
_______________________________________________________________________________________________
Slot di espansione
PCI
133 MB/s
AGP
266 MB/s
AGP 2x
533 MB/s
AGP 4x
1066 MB/s
AGP 8x
2133 MB/s
PCI Express 1x
500 MB/s
PCI Express 2x
1000 MB/s
PCI Express 4x
2000 MB/s
PCI Express 8x
4000 MB/s
PCI Express 16x
8000 MB/s
Interfacce disco
IDE/ATA 33
33 MB/s
IDE/ATA 66
66 MB/s
IDE/ATA 100
100 MB/s
IDE/ATA 133
133 MB/s
SATA I
150 MB/s
SATA II
300 MB/s
FSB (Pentium 4)
Architettura del chipset
 Northbridge è il componente principale del chipset e si occupa di controllare la
comunicazione tra processore, la memoria e il bus della scheda video.
 Southbridge racchiude il bus PCI, l’interfaccia IDE/SATA e le porte USB.
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Da sottolineare che Intel chiama il chipset Northbridge con il nome “Memory Controller Hub” e il
southbridge “I/O controller Hub” . AMD, concorrente diretto di Intel, chiama il Northbridge
“System Controller” e il Southbridge “Peripheral Bus Controller”. Un fatto importante è che i
processori AMD Athlon 64 incorporano al loro interno il controller della memoria, relegando il chip
Northbridge a compiti meno pesanti.
Memoria Ram
La RAM è la memoria volatile del computer in cui risiedono i dati utilizzati durante il normale
utilizzo del software. Quanto più è grande la memoria Ram di un computer tanto più saranno veloci
i software installati, i quali non dovranno memorizzare i dati temporanei su disco fisso. Essendo una
memoria volatile il contenuto della Ram è temporaneo e si resetta ad ogni nuova accensione del
computer.
Le memorie SDRAM (synchronous dinamic ram) vengono catalogate a seconda della loro velocità
e per esempio una SDRAM PC 133 supporta 133 MHz come anche frequenze più basse di 100 o 66
MHz. Con un funzionamento a 100 MHz il tempo di accesso è di 10 nanosecondi.
La tecnologia Double Data Rate (DDR) permette una doppia trasmissione dei dati per ogni ciclo di
clock. Quindi le SDRAM DDR con un clock di 200 MHz hanno un tasso di trasferimento di 400
MHz e vengono chiamate DDR 400. Il nome convenzionale per i moduli è dato dalla loro banda;
considerato un parallelismo di 64 bit (8 byte) per trasferimento si ottiene una banda di 400*8=3200
MB/s , da cui deriva il nome PC3200 da 512, 1024, 2048 MB.
Dopo la tecnologia DDR è arrivata la tecnologia DDR2 Dual Double Data Rate (successivamente
DDR3) in moduli a 240 pin al posto dei moduli da 184 pin chiamati DIMM (Dual InLine Memory
Module).
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