1aula 4 chipset e placas mãe faculdade ined prof. david silva [email protected]
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Fundamentos
Afinal de contas, o que é um chipset? Quais são suas funções? Qual é a sua importância?
Chipset é o nome dado ao conjunto de chips (set significa “conjunto”, daí o seu nome) usado na placa mãe
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CHIPSET: Evolução
• Nos primeiros PCs, os chips controladores da placa-mãe ficavam espalhados em diversos pontos da placa.
• Não é preciso dizer que este design não era muito eficiente, já que mais componentes significam mais custos.
• Com o avanço da tecnologia, os circuitos passaram a ser integrados em alguns poucos chips. Isso trouxe duas grandes vantagens: a primeira é que, estando mais próximos, os componentes podem se comunicar a uma velocidade maior, permitindo que a placa-mãe seja capaz de operar a freqüências mais altas.
• As segunda é a questão do custo, já que produzir dois chips (mesmo que mais complexos) sai mais barato do que produzir vinte.
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Placa mãe com vários chipsets
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Chipset Evolução
• Após algum tempo os fabricantes de chips começaram a integrar vários chips dentro de chips maiores.
• Como isso, em vez de usar uma dúzia de pequenos chips, uma placa-mãe poderia ser construída usando apenas meia dúzia de chips maiores.
• O processo de integração continuou e em meado dos anos 90 as placa-mãe eram construídas usando apenas dois ou até mesmo um único chip grande.
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486 “Pc Chips”
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O chipset é de longe o componente mais importante da placa-mãe.
Excluindo o chipset, a placa-mãe não passa de um emaranhado de trilhas, conectores, reguladores de tensão e controladores diversos.
Placas que utilizam o mesmo chipset tendem a ser muito semelhantes em recursos, mesmo quando fabricadas por fabricantes diferentes
Placa Mâe : Chipset
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Chipset
• Devido a diferenças no barramento e outras funções, o chipset é sempre atrelado a uma família de processadores específica.
• Não é possível desenvolver uma placa-mãe com um chipset AMD que seja também compatível com processadores Intel, por exemplo.
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Chipset
• Como o chipset é também o componente mais caro da placa-mãe, ele também é um indicador da qualidade geral da placa, já que placas com chipsets baratos, sobretudo as com os modelos mais simples da SiS e VIA tendem a ser "baratas" também em outros aspectos.
• Por outro lado, é raro que um fabricante utilize um chipset mais caro, da Intel ou nVidia, em uma placa de segunda linha.
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Marca
Assim como os demais componentes do micro, placa-mãe também tem marca:
Abit, Asus, Soyo, FIC, PCChips, MSI, Gigabyte, Chaintech, A-Trend, ECS, Tomato/Zida são apenas algumas das inúmeras marcas que você encontrará no mercado.
Entretanto, muitas pessoas acabam chamando a placa-mãe pela marca do chipset, isto é, pela marca dos circuitos integrados na placa.
Chipset X Placa mãe
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Por exemplo, muita gente chama placas-mãe com chipset SiS de “placa-mãe SiS” ou placas-mãe com o chipset Intel de “placa-mãe Intel”, o que está tecnicamente errado.
A não ser, é claro, que a placa-mãe realmente tenha sido produzida pelo fabricante do chipset
Chipset X marca
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Placa mãe Foxconn com chipset Intel 945GC
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Outro equívoco comum no mercado ocorre em relação a determinados nome-código de chipsets. Os chipsets Intel para placas-mãe soquete 7 têm nome-código “Triton”, e muitas pessoas passaram a se referir a placas-mãe com o chipset Intel como “placa-mãe Triton”.
Muita gente acabou achando que Triton era marca de placa-mãe, enquanto era apenas o nome do chipset da placa-mãe.
Você pode descobrir a marca da placa-mãe através do número de série da BIOS. Como cada BIOS é feito sob encomenda para um determinado fabricante de placa-mãe, os fabricantes de BIOS (AMI, Award, etc.) definem um código para o fabricante da placa-mãe.
Chipset X marca
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Esse número de série pode ser observado na parte inferior da tela durante o POST(power on self test) (processo de autoteste que é executado sempre que você liga o micro).
Esse código poder ser decodificado através do programa Crbios ou do Hwinfo, que o lê e automaticamente informa na tela o fabricante da placa-mãe, como você observa na figura abaixo.
Chipset X marca
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Descobrir o fabricante da placa-mãe é de extrema importância por diversos fatores.
Se você quiser fazer um upgrade de BIOS, por exemplo, terá de saber o nome do fabricante e o modelo de sua placa-mãe para poder baixar o arquivo necessário da página do fabricante na Internet.
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Componentes Básicos
A seguir falaremos dos componentes básicos que a maioria das placas-mãe tem. É claro que há pequenas diferenças, dependendo da marca e o modelo da placa-mãe.
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PLACA-MÃE INTEL D975XBX2 CORE 2 DUO READY ! OFF-BOARD E6600
Placa Mãe com chipset Intel
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O desempenho de uma placa-mãe está intimamente relacionado ao chipset utilizado.
Por esse motivo, muitos técnicos acabam se preocupando mais com o chipset que a placa-mãe tem do que com a sua marca.
Testes de desempenho comprovam que a diferença de desempenho entre placas-mãe tem mais a ver com o chipset usado do que com a marca.
Assim, placas-mãe de marcas diferentes que usam o mesmo chipset em geral têm desempenho similar.
Chipset e desempenho
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Em geral as placas-mãe têm dois circuitos: um chamado Ponte Norte e outro chamado Ponte Sul.
• Ponte Norte: Também chamado controlador de sistema, esse é o circuito mais importante do chipset e o desempenho da placa-mãe está intimamente ligado a ele.
• Temos, integrados dentro do controlador de sistema, o controlador de memória, a ponte barramento local-PCI, a ponte barramento local-AGP e, no caso dos chipsets mais antigos, controlador de memória cache L2.
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Ponte Norte
O chip ponte norte, também chamado de MCH (Memory Controller Hub, Hub Controlador de Memória) é conectado diretamente ao processador e possui basicamente as seguintes funções:
• Controlador de Memória (*) • Controlador do barramento AGP (se disponível) • Controlador do barramento PCI Express x16 (se disponível) • Interface para transferência de dados com a ponte sul
• (*) Exceto para processadores soquete 754, soquete 939 e soquete 940 (processadores da AMD, como é o caso do Athlon 64), já que nesses processadores o controlador de memória está localizado no próprio processador, e não na ponte norte.
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Ponte Norte
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FSB Front Side Bus
• É o barramento que conecta a CPU na ponte norte que por sua vez está conectada a memória principal.
• A banda máxima é determinada pela frequência(externa) vezes o número de dados transferidos(multiplicador).
• Exemplo:FSB operando a 100Mhz e o processador de
32bits(4bytes) que consegue transferir 4 (palavras) por ciclo. A banda do FSB será de 1600MB/s
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Exemplo :Intel® G31 Express Chipset
FSB 1333Mhz com multiplicador de aproximadamente 8 vezes (4 por núcleo) ?
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• Também chamado controlador de periféricos, esse circuito tem a importante função de ponte PCI-ISA, fazer o interfaceamento com os periféricos básicos integrados à placa-mãe (especialmente com as portas IDE), além de barramentos externos de expansão (USB e Firewire).
• O controlador de periféricos tem, integrado ao controlador de interrupções, o controlador de DMA, o relógio de tempo real (RTC) e a memória de configuração (CMOS).
Ponte Sul
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O chip ponte sul, também chamado ICH (I/O Controller Hub, Hub Controlador de Entrada e Saída) é conectado à ponte norte e sua função é basicamente controlar os dispositivos on-board e de entrada e saída tais como:
• Discos Rígidos (Paralelo e Serial ATA) • Portas USB • Som on-board (*) • Rede on-board (**) • Barramento PCI • Barramento PCI Express (se disponível) • Barramento ISA (se disponível) • Relógio de Tempo Real (RTC) • Memória de configuração (CMOS) • Dispositivos antigos, como controladores de interrupção e de DMA
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Ponte Sul x desempenho
Enquanto que a ponte sul pode ter alguma influência no desempenho do HD, este componente não é tão crucial no que se refere ao desempenho geral do micro quanto à ponte norte.
Na verdade, a ponte sul tem mais a ver com as funcionalidades da sua placa-mãe do que com o desempenho.
É a ponte sul que determina a quantidade (e velocidade) das portas USB e a quantidade e tipo (ATA ou Serial ATA) das portas do disco rígido que sua placa-mãe possui, por exemplo.
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Diferenças Entre Chipsets
Temos repetido que os processadores a partir do 386 acessam até 4 GB de memória.
Entretanto, o limite real não será dado pelo processador, mas sim pelo controlador de memória, que é um circuito que está embutido na Ponte Norte ou no hub controlador de memória.
Por exemplo, o chipset 430VX da Intel só acessa até 128 MB de memória, ou seja, é impossível colocarmos mais do que isso em uma placa-mãe que utilize esse chipset.
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• Máximo de memória RAM que o chipset é capaz de acessar utilizando a memória cache, no caso de chipsets para placas-mãe com cache L2 externo.
• Tipos de memória RAM que o chipset é capaz de acessar.
• Tipos de memória cache que o chipset é capaz de reconhecer, no caso de chipset para placas-mãe com cache L2 externo.
• Freqüência de operação máxima do chipset.• Modo de operação do barramento AGP.• Capacidade ou não de multiprocessamento.• Barramentos que o chipset é capaz de acessar, em
especial o USB, o Firewire e o AGP.
Características a serem observadas sobre o chipset
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Outras características de I/O, como os padrões de disco rígido UDMA/33, UDMA/66 e UDMA/100.
Tudo isso significa uma coisa importantíssima: quem define as capacidades de uma placa-mãe é o chipset!
Assim, se você quiser saber o quanto de uma memória uma placa-mãe aceita, os tipos de memória que uma placa-mãe aceita, em qual modo o barramento AGP trabalha ou quais novas tecnologias de disco rígido a placa-mãe aceita, basta ler as especificações técnicas do chipset.
Características a serem observadas sobre o chipset
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Nomenclatura
Há várias maneiras de nos referirmos aos chipsets, por isso você deve tomar cuidado para não se confundir. Chipset quer dizer “conjunto de circuitos”.
Isso significa que normalmente o nome de um chipset engloba mais de um circuito.
Por exemplo, o chipset Intel 430TX é formado por dois circuitos, 82439TX e 82371AB. Como você pode perceber, nenhum desses circuitos tem a marcação “430TX”. Nesse caso, 430TX representa o conjunto, e não um circuito em particular.
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Tradicionalmente, a nomenclatura dos chipsets é dada através de números (82439TX, como vimos).
Alguns fabricantes, no entanto, utilizam nomes comerciais ou então nomes-código para designar os seus chipsets, a fim de facilitar. O chipset Apollo Pro133A da VIA, por exemplo, utiliza os circuitos VT82C694X e VT82C686A. Em nenhum desses dois circuitos você encontrará escrito “Apollo Pro133A”!
No caso dos números, alguns fabricantes de placas-mãe podem simplesmente suprimir alguns números a fim de facilitar a leitura.
Nomeclatura
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Conexão Entre as Pontes
• Quando o conceito de pontes começou ser usado, a comunicação entre a ponte norte e a ponte sul era feita através do barramento PCI.
• O problema é que a taxa de transferência máxima do barramento PCI, 132 MB/s, era compartilhada por todos dispositivos PCI conectados à ponte sul, em especial os
HDs
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• A solução final veio quando os fabricantes de chipsets começaram a usar uma nova abordagem: eles criaram um barramento dedicado de alto desempenho entre a ponte norte e a ponte sul e conectaram os dispositivos PCI na ponte sul.
Conexão Entre as Pontes
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Barramento HyperTransport Usado Pelos
Processadores da AMD
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Barramento HyperTransport
• O site oficial do HyperTransport, você verá que a taxa de transferência máxima do barramento HyperTransport 1.x é de 12,8 GB/s.
• Esta taxa de transferência máxima é obtida usando links de 32 bits – como explicamos os processadores AMD usam links de 16 bits. Mas se você fizer as contas achará 6.400 MB/s (32 bits x 800 MHx 2 / 8 ) x 2.
• Aqui o consórcio HyperTransport dobrou a taxa de transferência máxima por existirem dois caminhos de dados disponíveis (uma para transmissão e outro para recepção).
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O que nunca podemos nos esquecer é que o fabricante do chipset normalmente não é o mesmo fabricante da placa-mãe.
Chamar uma placa-mãe de “placa-mãe SiS” só porque ela usa um chipset da SiS está errado, porque não foi a SiS que fabricou a placa-mãe.
Conclusões
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Exercícios1- O que é e como são usados os chipsets?
2 - Sobre os chipsets, marque V ou F: a) atualmente, existe a possibilidade das pontes encontradas em
placas-mãe serem substituídas por um único chipset. b) o chipset de um computador é considerado o cérebro da placa-mãe,
sendo constituído de até cinco pontes. c) a chamada ponte sul é responsável pela comunicação do
processador com as memórias. d) a chamada ponte norte abriga os controladores de HDs e as portas
USB, paralela, PS2 e serial. e) por questões de compatibilidade tecnológica, os fabricantes de
placas-mãe constróem seus próprios chipsets.
3-Explique como normalmente é realizado o cálculo da taxa de transferência do FSB;