Qual é a função do chipset ponte sul?

De maneira simplificada um componente chipset atua como o centro para controle de tráfego e comunicação da placa-mãe, de outra maneira especifica os componentes compatíveis com a placa- mãe como exemplo os modelos de CPU, memória RAM, placas gráficas e unidades de armazenamento. Não apenas isso mas determinando as opções de expansão e seu limite, se existir e por fim a condição de configurar overclock (sobrevelocidade).

São três características muito relevantes na pesquisa por uma nova placa-mãe, seja para substituir uma problemática ou para uma atualização completa, descrevendo a importância delas enquanto colaborar ou enriquecer seus conhecimentos sobre esses componentes.

Os Chipsets por uma pequena história:

Nos primórdios da informática as primeiras placas-mãe consistiam em diversos mas discretos circuitos integrados, necessitando de um a mais chips dispostos separadamente para gerenciar cada componente ou dispositivo como teclado, mouse, gráficos, mouse e assim por diante e nos dias de hoje você possivelmente consegue imaginar, ter tantos chips espalhados pelo circuito podia ser substancialmente ineficiente.

Problemas como esse eram continuamente estudados pelos engenheiros da computação no interesse de criar um sistema melhor, sendo gradativamente integrados e reduzindo a quantidade necessária deles. Dessas evoluções surgiu o Barramento (ou BUS) PCI apresentando uma nova funcionalidade, as Bridges (ou Pontes). Separando em apenas dois chips nomeados como Northbridge (Ponte Norte) e Southbridge (Ponte Sul) com responsabilidades e propósitos muito específicos

O chip Northbridgeou Ponte Norte recebeu este nome por estar situado na parte norte ou superior da placa-mãe, ficando conectado diretamente à CPU e funcionando como elo de comunicação para os componentes do sistema de maior velocidade como controlador PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express – Componente Periférico Expresso de Interconexão) , o AGP (Accelerated Graphics Port – Porta Gráfica Acelerada) nas placas-mãe mais antigas e os controladores de memória (RAM), na comunicação desses componentes com a CPU esse seria o intermediário entre eles.

De maneira similar, o chip Southbridge ou Ponte Sul tem esse nome por estar situado na parte inferior (parte sul) da placa-mãe, aqui com a atribuição de gerenciar componentes denominados de baixo desempenho como as entradas (ou slots) PCI (placas de expansão como som, rede, de captura etc…), entradas SATA e IDE (unidades de armazenamento), portas USB, áudio e rede integrados entre vários outros.

Componentes relacionados a esta ponte precisam passar por ela, depois pela ponte norte e só depois conseguem se comunicar com a CPU, esses chips tiveram sua nomenclatura alterada para chipset pois passaram a ser literalmente um conjunto de dois ou mais chips.

A constante direção rumo à total integração de componentes:

O projeto tradicional e antigo de chipsets northbridge e southbridge poderia naturalmente ser aperfeiçoado e resultar num modernizado chipset, não sendo necessariamente um conjunto de chips mas diferente disso essa já datada arquitetura northbridge/southbridge foi gradativamente substituída por uma solução modernizada de chip único.

Assim, diversos componentes como controladores gráficos e de memória são agora integrados e gerenciados diretamente pela CPU, a cada condição onde essas funções mais prioritárias de controlador se direcionavam para a CPU, um único chip restante no estilo da ponte sul ficava responsável por qualquer tarefa restante sendo elas agrupadas para sua execução.

Nos sistemas mais recentes da Intel, por exemplo, tem incorporado a solução PCH (Platform Controller Hub – Plataforma de Controle de Multiconexão), na verdade um único chip existente na placa-mãe assumindo as responsabilidades anteriormente separadas entre o chip da ponte norte e ponte sul.

Esse PCH fica conectado à CPU por um recurso chamado DMI (Direct Media Interface – Interface de Mídia Direta) porém não é necessariamente uma inovação, esse recurso tem sido utilizado de maneira tradicional pela Intel desde 2004 na integração do northbridge e southbridge.

Os Chipsets AMD não diferem desse conceito, sendo a antiga ponte sul renomeada para FCH (Fusion Controller Hub – Controlador de Fusão Multiconexão), dessa maneira nos sistemas AMD tem a a CPU e o FCH conectados entre si através do UMI (Unified Media Interface – Interface de Mídia Unificada), simplificadamente a mesma ideia da Intel mas por questões comerciais utilizando nomenclaturas diferentes.

A Intel e AMD passaram a oferecer CPU´s com processamento gráfico integrado, reduzindo a necessidade de adquirir uma placa de vídeo dedicada, por exemplo em ambientes corporativos ou escritórios onde os requisitos de vídeo costuma ser mais moderados e considerando os valores desses periféricos atualmente a economia é certamente memorável, são habitualmente conhecidas como APU´s que você pode conhecer um pouco mais sobre elas visitando o artigo relacionado clicando aqui.

Dessa maneira os controladores de armazenamento (portas SATA ou IDE), de rede ethernet, controladores de som e tantos outros considerados como baixo desempenho podem avançar sua comunicação do PCH ou FCH diretamente para a CPU invés de irem da ponte sul para a ponte norte e somente depois seguir para a CPU consequentemente reduzindo a latência e tornando o sistema mais responsivo, mantendo o chipset para determinar a compatibilidade entre elas.

(1) Os periféricos compatíveis são determinados pelo chipset:

Retomando o assunto no início do conteúdo, apresentando o chipset determinando três condições principais:

1. Compatibilidade de componentes: CPU e RAM compatívels.
2. Potencial para Atualizações: Entradas PCI e PCIexpress, Bancos de Memória
3. Elegível para Overclock: Disponibilidade e configurações possíveis para cada conjunto de processador e memória.

Escolher e montar um computador embora simplificadamente seja encaixar e aparafusar componentes, começa numa pesquisa entre modelos disponíveis, compatibilidades e valor disponível para investimento transformando-se num universo de opções que precisam ser filtradas. O processador precisa ser de última geração ou versões anteriores podem atender sua necessidade ?! O overclock é necessário e qual o máximo pretendido ?! O total e tipo de memória RAM como DDR3, DDR4 e em breve DDR5 são importantes ?! Expansão para diversas unidades de armazenamento são importantes ou a placa-mãe precisa ter entradas NVME / M.2 ?! Pretende utilizar o SLI (Scalable Link Interface – Interface de Comunicação Escalável), modelos topo de linha são importantes ou modelos de entrada são suficientes ?! Pretende utilizar adaptadores de rede Ethernet ou já prefere as versões Wi-Fi ?!

Dessa montanha de perguntas e ofertas não é difícil chegar a configurações com potencial para desempenhos absurdos da mesma maneira que os valores das peças podendo chegar a até facilmente ultrapassar o valor de um automóvel, ainda assim é preciso considerar que o sistema operacional e todos os demais softwares aproveitarão esse recursos caso contrário pode representar um belo prejuízo e frustração ao montar uma configuração onde os sistemas não reconhecem tanta competência.

(2) As aptidões para expansão são determinadas pelo chipset:

As entradas para placas de expansão como controladoras RAID (Redundant Array of Independent Disks – Conjunto Independente Redundante de Discos), sintonia e captura de canais de TV e vários outros periféricos também e delimitado pelo chipset, graças ao Barramento (BUS) utilizado

Diversos periféricos e outros componentes do sistema como CPU, RAM, impressoras e placas de expansão entre alguns conectam-se à placa-mãe através de barramentos. Vários diferentes tipos de BUS existem em praticamente toda placa-mãe moderna, variando em questões de largura de banda e velocidade porém simplificando em apenas dois tipos temos os barramentos externos incluindo USB, paralelo e serial, em seguida os barramentos internos.

O barramento interno primário existente nas placas-mãe modernas é identificado como PCIe, utilizando pistas para permitir aos componentes internos como RAM e as placas de expansão se comunicarem diretamente com a CPU e vice-versa.

Uma pista (track ou lane) é de maneira simples dois pares de conexões por fio – um par enviado dados e outro recebendo dados e dessa maneira uma PCIe 1x consistirá em quatro fios, oito fios para PCIe 2x e assim sucessivamente. Quanto maior o número de fios mais dados poderão ser compartilhados, uma conexão 1x pode gerenciar 250MB em cada direção, 512MB para 2x e assim por diante.

Assim, na placa-mãe vai estar definida o total de faixas disponíveis para utilização assim como a largura de banda que a CPU poderá fornecer, como exemplo em muitas CPU´s da Intel possuindo 16 faixas onde nas versões mais atuais já chegam até 40, nos chipsets Z170 as placas-mãe fornecem outras 20 faixas que somadas às tradicionais 16 totalizam 36 faixas.

Os chipsets modelo X99 fornecem 8 faixas PCI Express 2.0 e até 40 faixas na versão PCI Express 3.0, dependendo da CPU adotada e dessa maneira numa placa-mãe Z170 uma placa gráfica PCI Express 16x utilizará por si só 16 faixas. Dessa forma você poderá utilizar dois deles juntos a toda velocidade numa placa Z710 ficando quatro faixas reservadas para componentes adicionais. Em outras configurações pode-se adotar uma placa PCI Express 3.0 16x (16 faixas) e duas placas em 8x (oito faixas) obviamente adquirindo uma placa-mãe compatível com tantas placas.

(3) A capacidade para Overclock é determinada pelo chipset:

O termo Overclock significa simplesmente aumentar a taxa de multiplicação de um componente, você pode conhecer um pouco mais visitando o conteúdo relacionado [aqui], elevando a capacidade de processamento significativamente acima do que foi projetado. Muitos tweakers – como são conhecidos – do sistema praticam o overclock em sua CPU ou GPU para elevar o desempenho nos jogos outras aplicações sem investir em periféricos mais potentes. Ainda que pareça óbvio, ao incrementar a velocidade de processamento nominal será maior o consumo elétrico além do calor dissipado, podendo afetar a estabilidade e reduzir a vida útil das peças mas ao menos o calor elevado pode ser controlado adotando dissipadores ou ventiladores mais eficientes senão adotar outras soluções como o resfriamento líquido mas essas sugestões são apenas contextos simples já que uma aplicação confiável de overclock requer uma dose maior de conhecimento.

A Intel por muito tempo foi muito resistente a esse conceito, eram bem poucos os processadores que os aficionados conseguiam superar essa limitação enquanto a AMD nunca fez questão de implementar esses bloqueios em suas linhas de processadores. Vencida essa resistência temos agora ambas as empresas oferecendo modelos de processadores compatíveis (ou totalmente desbloqueados) para overclocking com seus códigos de identificação geralmente terminados em K.

Mas lembre-se que a CPU sozinha não faz milagre, a placa-mãe também precisa estar habilitada para o overclocking sendo reduzida a alguns modelos com chipset compatível, se não for suficiente há aquelas onde até mesmo um firmware especial é requisito para ativá-lo, como pode ver apesar de atrativamente quase irresistível não é fácil aplicar um overclock literalmente profissional.

Os chipsets compatíveis para overclocking oferecerão os controles necessários para sua configuração como ajuste de tensão, multiplicadores personalizáveis … etc e quando esses controles não existirem ao visitar sua UEFI ou BIOS costuma significar que o chipset não é compatível com overclock, isso de maneira mais configurável pois as opções existentes vão permitir reduzir o desempenho ou no máximo elevar apenas de maneira segura sem comprometer a estabilidade do sistema.

Conclusão:

Apesar de parecer um componente simples e amontoado com diversos outros na placa-mãe, tema abordado em informática nesse conteúdo, após essa pequena leitura o chipset certamente elevou sua importância a partir de agora descrevendo a real dimensão de suas competências.

De termo genérico utilizado para descrever literalmente qualquer componente eletrônico, retrata um elemento praticamente crucial para gerenciar uma generosa parcela do computador permitindo a comunicação entre inúmeros outros componentes enquanto é ainda responsável pelo que o computador pode ou não aceitar em sua configuração ou atualização.

Explicando as características do CHIPSET e qual sua importância:
October 30, 2021

Qual a finalidade do chipset ponte sul?

Qual a função do chipset norte e sul?

Qual é a função do chipset?

O que é o chipset southbridge ponte sul e qual sua função *?