Jeu de puces

Dans un système informatique, un chipset est un ensemble de composants électroniques sur un ou plusieurs circuits intégrés qui gère le flux de données entre le processeur , la mémoire et les périphériques . Le chipset se trouve généralement sur la carte mère des ordinateurs. Les chipsets sont généralement conçus pour fonctionner avec une famille spécifique de microprocesseurs . Parce qu'il contrôle les communications entre le processeur et les périphériques externes, le chipset joue un rôle crucial dans la détermination des performances du système . Parfois, le terme « chipset » est utilisé pour décrire un système sur puce (SoC) utilisé dans un téléphone mobile.

En informatique , le terme chipset désigne généralement un ensemble de puces spécialisées sur la carte mère d' un ordinateur ou sur une carte d'extension . Dans le domaine des ordinateurs personnels , le premier chipset pour l' IBM PC AT de 1984 était le chipset NEAT développé par Chips and Technologies pour le processeur Intel 80286 .

Dans les ordinateurs personnels , les consoles de jeux et le matériel d'arcade des années 1980 et 1990, le terme chipset était utilisé pour les puces audio et graphiques personnalisées . Les exemples incluent le chipset Amiga original et le chipset System 16 de Sega .

Dans les ordinateurs personnels x86 , le terme chipset désigne souvent une paire spécifique de puces sur la carte mère : le pont nord et le pont sud . Le pont nord relie le processeur à des périphériques à très grande vitesse, en particulier la RAM et les contrôleurs graphiques , et le pont sud se connecte à des bus périphériques à faible vitesse (tels que PCI ou ISA ). Dans de nombreux chipsets modernes, le pont sud contient des périphériques intégrés sur puce , tels que des périphériques Ethernet , USB et audio .

Les cartes mères et leurs chipsets proviennent souvent de fabricants différents. En 2021 , les fabricants de chipsets pour cartes mères x86 incluent AMD , Intel , VIA Technologies et Zhaoxin .

Dans les années 1990, VLSI Technology, basé à Tempe, en Arizona, était un important concepteur et fabricant de chipsets . Parmi ses innovations, on peut citer l'intégration de la logique de pont PCI, l'accélérateur graphique 2D GraphiCore et la prise en charge directe de la DRAM synchrone, précurseur de la mémoire DDR SDRAM .

Les séries Apple Macintosh SE , Macintosh II et plus tard Quadras utilisaient des chipsets de la technologie VLSI , même s'il s'agissait de circuits intégrés ASIC conçus par Apple. Après le passage au PowerPC , Apple a fait appel à divers fournisseurs d'ASIC pour ses chipsets, tels que la technologie VLSI, Texas Instruments , LSI Logic ou Lucent Technologies (plus tard connu sous le nom d' Agere Systems ). Lorsqu'Apple est passé à Intel, ils ont utilisé des chipsets PC traditionnels.

Dans les années 1980, Chips and Technologies a été le pionnier de la fabrication de chipsets pour ordinateurs compatibles PC. Les systèmes informatiques produits depuis lors partagent souvent des chipsets couramment utilisés, même dans des spécialités informatiques très différentes. Par exemple, le NCR 53C9x , un chipset à faible coût implémentant une interface SCSI pour les périphériques de stockage, pouvait être trouvé dans les machines Unix telles que le MIPS Magnum , les périphériques embarqués et les ordinateurs personnels.

Traditionnellement, dans les ordinateurs x86, la connexion principale du processeur au reste de la machine se faisait via le pont nord de la carte mère. Le pont nord était directement responsable des communications avec les périphériques à grande vitesse (la mémoire système et les bus d'extension principaux, tels que les cartes PCIe, AGP et PCI, en sont des exemples courants) et inversement de toute communication système vers le processeur. Cette connexion entre le processeur et le pont nord est communément appelée bus frontal (FSB). Les demandes de ressources non directement contrôlées par le pont nord étaient déchargées sur le pont sud, le pont nord étant un intermédiaire entre le processeur et le pont sud. Le pont sud gérait « tout le reste », généralement les périphériques à faible vitesse et les fonctions de la carte (la plus importante étant la connectivité du disque dur et du stockage) telles que les communications USB, parallèles et série. Dans les années 1990 et au début des années 2000, l'interface entre un pont nord et un pont sud était le bus PCI.

Avant 2003, toute interaction entre un processeur et la mémoire principale ou un périphérique d'extension tel qu'une ou plusieurs cartes graphiques (qu'elles soient AGP , PCI ou intégrées à la carte mère) était directement contrôlée par le circuit intégré du pont nord au nom du processeur. Les performances du processeur dépendaient donc fortement du chipset du système, en particulier des performances de la mémoire du pont nord et de sa capacité à renvoyer ces informations au processeur. En 2003, cependant, l'introduction par AMD de la série de processeurs Athlon 64 a changé la donne. L'Athlon 64 a marqué l'introduction d'un contrôleur de mémoire intégré incorporé au processeur lui-même, permettant ainsi au processeur d'accéder directement à la mémoire et de la gérer, éliminant ainsi le besoin d'un pont nord traditionnel pour le faire. Intel a emboîté le pas en 2008 avec la sortie de ses processeurs de la série Core i et de la plate-forme X58 .

Dans les processeurs plus récents, l'intégration a encore augmenté, principalement grâce à l'inclusion du contrôleur PCIe principal du système et des graphiques intégrés directement sur le processeur lui-même. Comme de moins en moins de fonctions ne sont pas gérées par le processeur, les fournisseurs de chipsets ont condensé les fonctions restantes de pont nord et de pont sud dans une seule puce. La version d'Intel est le « Platform Controller Hub » (PCH) tandis que la version d'AMD s'appelait Fusion Controller Hub (FCH). Le PCH est toujours appelé chipset. Il s'agit d'un pont sud amélioré pour les périphériques restants, car les fonctions traditionnelles du pont nord, telles que le contrôleur de mémoire, l'interface de bus d'extension (PCIe) et même le contrôleur vidéo intégré, sont intégrées dans la matrice du processeur elle-même (le chipset contient souvent des connexions PCIe secondaires). Cependant, le Platform Controller Hub a également été intégré dans le package du processeur en tant que deuxième matrice pour les variantes mobiles des processeurs Skylake .

Le FCH d'AMD a été abandonné depuis la sortie de la série de processeurs Carrizo car il a été intégré dans la même matrice que le reste du processeur. Cependant, depuis la sortie de l'architecture Zen, il existe toujours un composant appelé chipset qui ne gère que les E/S à vitesse relativement faible telles que les ports USB et SATA et se connecte au processeur avec une connexion PCIe. Dans ces systèmes, toutes les connexions PCIe sont acheminées directement vers le processeur. L'interface UMI précédemment utilisée par AMD pour communiquer avec le FCH est remplacée par une connexion PCIe. Techniquement, le processeur peut fonctionner sans chipset ; il continue d'être présent uniquement pour l'interface avec les E/S à faible vitesse. de système sur puce autonome qui ne nécessite pas de chipset.

Les interfaces d'interconnexion de pont nord à pont sud actuellement utilisées sont DMI ( Intel ) et UMI ( AMD ). Elles peuvent également être utilisées pour la connexion d'un processeur à un chipset.