Chipset North vs chipset South - différences entre les deux

Chipset Northern vs chipset Southern: Comment les identifier? Le concept de chipset est devenu assez important au fil des ans, en particulier en ce qui concerne l'équipement de jeu. Les fabricants lancent leurs nouveaux processeurs et vont souvent de pair avec de nouveaux chipsets et contrôleurs de mémoire. Si vous ne savez toujours pas de quoi nous parlons, dans cet article, nous dissiperons tous les doutes sur ces concepts, en plongeant dans la principale caractéristique d'une carte mère: le chipset.

Qu'est-ce qu'un chipset et quelle est son importance

Le terme chipset désigne un ensemble de puces ou un circuit intégré, capable d'exécuter un certain nombre de fonctions. En termes informatiques, ces fonctions sont liées à la gestion des différents appareils connectés à la carte mère et à l'intercommunication entre eux.

Le chipset a toujours été conçu sur la base de l'architecture du processeur central, le processeur de l'ordinateur. C'est pourquoi chaque fois que nous parlons du chipset, nous devons également parler des CPU qui sont compatibles avec lui et des possibilités qu'il nous offre en termes de capacité et de vitesse. Par conséquent, le chipset est le contrôle des communications et la ou les puces qui sont responsables du contrôle du trafic de données sur la carte mère. Nous parlons de CPU, RAM, disques durs, slots PCIe et finalement tous les périphériques qui peuvent être connectés à l'ordinateur.

À l'heure actuelle, nous trouvons deux chipsets sur une carte, ou plutôt, sur la carte et le processeur, le pont nord ou nord et le pont sud ou sud. La raison de les appeler de cette façon réside dans leur emplacement sur la carte, le premier en haut le plus proche du CPU (nord) et le second en dessous (sud). Grâce au chipset, nous pouvons considérer la carte mère comme le bus principal du système. L'axe qui est capable d'interconnecter des éléments de différents fabricants et de nature différente de manière intégrée et sans incompatibilités entre eux. Par exemple, une carte Asus, avec un processeur Intel et une carte graphique Gigabyte.

Depuis l'apparition des premiers processeurs électroniques à base de transistors, 4004, 8008, etc., le concept de chipset est apparu. Avec l'avènement des ordinateurs personnels, l'utilisation de puces supplémentaires sur la carte mère pour gérer la RAM, les graphiques, le système audio, etc. est devenue populaire. Sa fonction était claire, celle de réduire la charge de travail du processeur principal, de le dériver dans d'autres circuits qui à son tour se connectaient à lui.

Pont nord: fonctions et caractéristiques

Intel G35 North Bridge

Nous verrons le chipset north vs chipset south définir ce qu'ils sont et comment chacun fonctionne. Nous commencerons par le plus important, qui sera le pont nord.

Le chipset nord est le circuit le plus important après le CPU lui-même. Auparavant, il était situé sur la carte mère et juste en dessous, utilisant une puce presque toujours équipée d'un dissipateur thermique. Aujourd'hui, le pont nord est directement intégré aux processeurs d'Intel et d'AMD, les principaux fabricants d'ordinateurs personnels.

La fonction de ce chipset est de contrôler tout le flux de données qui va vers ou depuis le CPU vers la RAM, le bus AGP (avant) ou PCIe (maintenant) depuis la carte graphique, ainsi que celui du chipset South lui-même. C'est pourquoi il est également appelé MCH (hub de contrôleur de mémoire) ou GMCH (graphique MCH), car de nombreux chipsets nordiques avaient également des graphiques intégrés. Sa mission est donc de contrôler le fonctionnement du bus processeur ou FSB (bus frontal) et de faire la répartition des données entre les éléments précités. Actuellement, tous ces éléments sont intégrés dans un seul silicium à l'intérieur du CPU, mais ce n'était pas toujours le cas.

Évolution du pont nord

Architecture interne du pont nord intégrée à l'AMD Ryzen 3000

Initialement, les cartes AMD et Intel et même d'autres fabricants tels qu'IBM avaient ces chipsets physiquement situés sur la carte. Face à la nécessité de créer des circuits intégrés qui prendraient peu de place et réduiraient le nombre de tâches pour les processeurs, le seul moyen était de les séparer et d'y connecter le CPU via le FSB.

Sa complexité était presque au niveau des processeurs, ils produisaient donc également de la chaleur et avaient besoin de dissipateurs thermiques. De plus, c'était le seul moyen d'overclocker le système. Au lieu d'augmenter le multiplicateur CPU, ce qui a été fait a été d'augmenter le multiplicateur FSB, qui serait aujourd'hui le BCLK ou Bus Clock. Grâce à cela, le bus est finalement passé de 400 MHz à 800 MHz, entraînant également une augmentation de la fréquence du processeur et de la RAM.

La principale raison pour laquelle les principaux fabricants de processeurs ont commencé à intégrer ce chipset dans leurs processeurs est due à la latence qu'il a introduite. Avec des processeurs dépassant déjà la fréquence de 2 GHz, la latence entre RAM et RAM a commencé à être un problème et un goulot d'étranglement majeur. Garder ces fonctions sur une puce séparée a alors commencé à être un inconvénient.

Intel a commencé à utiliser un chipset North intégré dans le CPU à partir de l'architecture Sandy Bridge en 2011 et le changement de nom de ses CPU en Intel Core ix. Les processeurs Nehalem comme Intel Core 2 Duo et Quad avaient toujours un pont nord distinct d'eux.

Et si nous parlons d' AMD, le fabricant a commencé à utiliser cette solution des premiers processeurs Athlon 64 dès 2003 avec la technologie HyperTransport pour connecter son pont nord et sud. Un fabricant qui a commencé l'architecture x86 avec 64 bits et qui ajouterait un contrôleur de mémoire à son processeur bien avant ses rivaux.

Pont sud: fonctions et caractéristiques

AMD X570

Le prochain élément dans la comparaison du chipset nord par rapport au chipset sud sera le pont sud ou aussi appelé ICH (hub du contrôleur d'entrée) dans le cas d'Intel et FCH (fusion du hub du contrôleur) dans le cas d'AMD.

Nous pourrions alors dire que le pont sud est la puce la plus importante située sur une carte mère depuis que le pont nord a été déplacé vers le CPU. C'est sa première différence, car à l'heure actuelle, il est toujours installé dessus et pratiquement dans la même position depuis sa création. Cet ensemble électronique est chargé de coordonner les différents dispositifs d'entrée et de sortie pouvant être connectés à l'ordinateur.

Nous comprenons par les périphériques d'entrée-sortie tout ce qui est considéré comme étant à faible vitesse par rapport au bus mémoire RAM. On parle par exemple de ports USB, ports SATA, réseau ou carte son, de l'horloge, et même de la gestion de l'alimentation APM et ACPI qui est également gérée par le BIOS. Il existe de nombreuses connexions à cette puce et le bus PCIe 3.0 ou 4.0 la rejoint également, en fonction de la génération du processeur.

Les chipsets ont acquis une grande puissance à l'heure actuelle, avec des vitesses supérieures à 1, 5 GHz, et nécessitent des systèmes de refroidissement actifs comme dans le cas de la nouvelle génération AMD X570. Les plus puissants tels que l'AMD susmentionné et l'Intel Z390, ont jusqu'à 24 voies PCIe dans lesquelles distribuer les différentes connexions de périphériques haut débit tels que les SSD M.2 et autres emplacements PCIe situés dans la zone d'extension de la carte.

Cette puce est présente depuis le début en 1991 avec le concept d' architecture de bus local. Dans celui-ci, le bus PCI était représenté au centre du diagramme, tandis que vers le haut nous avions le pont nord, et vers le bas le pont sud, en charge des appareils "plus lents".

Chipset South actuel et son importance

Le chipset gère non seulement les périphériques d'entrée / sortie sur la carte, mais joue également un rôle très important dans la compatibilité avec le CPU. En fait, dans la plupart des cas, les chipsets apparaissent avec les nouveaux processeurs mis sur le marché, associés à leur architecture.

Ce n'est pas toujours le cas, car AMD et Intel ont des chipsets compatibles avec différentes générations de CPU, bien que selon le cas, certaines fonctions soient disponibles ou non. Par exemple, le chipset AMD X570 prend en charge PCIe 4.0 avec le nouveau AMD Ryzen 3000. Mais si nous mettons Ryzen 2000 sur une carte, qui est également compatible, le bus deviendra PCIe 3.0. La même chose se produira avec la vitesse de la RAM et ses profils JEDEC d'usine. Cette compatibilité dépend en grande partie du BIOS et de son firmware, car il est ultimement responsable de la gestion des paramètres de base des différents éléments de la carte.

Chipsets Intel actuels

Chipset	MultiGPU	Bus	Voies PCIe	Info
Pour les processeurs Intel Core de 8e et 9e génération socket LGA 1151
B360	Non	DMI 3, 0 à 7, 9 Go / s	12x 3.0	Jeu de puces de milieu de gamme actuel. Ne prend pas en charge l'overclocking mais prend en charge jusqu'à 4x USB 3.1 gen2
Z390	CrossFireX et SLI	DMI 3, 0 à 7, 9 Go / s	24x 3.0	Jeu de puces Intel actuellement plus puissant, utilisé pour les jeux et l'overclocking. Grand nombre de voies PCIe prenant en charge +6 USB 3.1 Gen2 et +3 M.2 PCIe 3.0
HM370	Non (chipset pour ordinateur portable)	DMI 3, 0 à 7, 9 Go / s	16x 3.0	Le chipset le plus utilisé actuellement dans les ordinateurs portables de jeu. Il existe la variante QM370 avec 20 voies PCIe, bien qu'elle soit peu utilisée.
Pour les processeurs Intel Core X et XE dans le socket LGA 2066
X299	CrossFireX et SLI	DMI 3, 0 à 7, 9 Go / s	24x 3.0	Le chipset utilisé pour les processeurs Intel enthousiastes

Chipsets AMD actuels

Chipset	MultiGPU	Bus	Voies PCIe efficaces	Info
Pour processeurs AMD Ryzen et Athlon de 1ère et 2ème génération en socket AMD
A320	Non	PCIe 3.0	4x PCI 3.0	Il s'agit du chipset le plus basique de la gamme, destiné aux équipements d'entrée de gamme avec l'APH Athlon. Prend en charge USB 3.1 Gen2 mais pas l'overclocking
B450	CrossFireX	PCIe 3.0	6x PCI 3.0	Le chipset milieu de gamme pour AMD, qui prend en charge l'overclocking ainsi que le nouveau Ryzen 3000
X470	CrossFireX et SLI	PCIe 3.0	8x PCI 3.0	Le plus utilisé pour les équipements de jeu jusqu'à l'arrivée du X570. Ses cartes sont à un bon prix et prennent également en charge Ryzen 3000
Pour les processeurs AMD Athlon de 2e génération et Ryzen de 2e et 3e génération dans le socket AM4
X570	CrossFireX et SLI	PCIe 4.0 x4	16x PCI 4.0	Seuls les Ryzen de 1ère génération sont exclus. Il s'agit du chipset AMD le plus puissant prenant actuellement en charge PCI 4.0.
Pour les processeurs AMD Threadripper avec socket TR4
X399	CrossFireX et SLI	PCIe 3.0 x4	4x PCI 3.0	Le seul chipset disponible pour les Threadrippers AMD. Ses quelques voies PCI sont surprenantes car tout le poids est porté par le CPU.

Résumé des différences chipset nord vs chipset sud

En guise de synthèse, nous allons décomposer toutes les fonctions des deux chipsets pour rendre encore plus clair à quoi chacun est dédié.

AMD Ryzen 3000 - Architecture X570

Fonctions actuelles du chipset Nord

Avec le temps, les fonctions du chipset nord contre le chipset sud ont augmenté de façon assez surprenante. Alors que les premières versions intégrées dans les CPU ne traitaient que du contrôle du bus mémoire RAM, elles ont désormais élargi leurs options avec l'arrivée du bus PCI-Express. Voyons ce que tous sont:

• Contrôleur de mémoire et bus interne: ce sont toujours les fonctions principales. Pour AMD, nous avons le bus Infinity Fabric et pour Intel, nous avons le bus Ring and Mesh. Un bus 64 bits capable d'adresser jusqu'à 128 Go de RAM en Dual Channel ou Quad Channel (chaînes de 128 ou 256 bits simultanément) avec jusqu'à 5100 MHz dans le cas du nouvel AMD Ryzen 3000. Communication entre CPU et pont sud: bien sûr, nous avons le bus de communication entre le CPU et le pont sud que nous avons vu. Dans le cas d'Intel, il s'appelle DMI et c'est dans sa version 3.0 avec des vitesses de transfert de 7, 9 Go / s. Pour AMD, utilisez 4 voies PCIe 4.0 dans ses nouveaux processeurs, atteignant également 7, 9 Go / s. Une partie des voies PCIe: les processeurs actuels, ou plutôt les ponts nord, ont la possibilité d'acheminer les données directement à partir des emplacements PCIe. La capacité est mesurée en voies et peut avoir de 8 à 48 Threadrippers. Ceux-ci vont directement dans les emplacements PCIe x16 pour les cartes graphiques et même les SSD M.2. Périphériques de stockage à haute vitesse: En fait, c'est l'une des fonctions du chipset North maintenant. Il gère une partie du stockage selon le design de l'assiette et sa gamme. AMD connecte toujours un slot M.2 PCIe x4 à son CPU, tandis qu'Intel fait de même pour ses mémoires Intel Optane. Ports USB 3.1 Gen2: nous pouvons même trouver des ports USB connectés au processeur, en particulier l'interface Thunderbolt 3.0 d'Intel. Graphiques intégrés: De même, de nombreux processeurs actuels ont des graphiques intégrés ou IGP, et la façon de les obtenir sur le panneau d'E / S de la carte est via le contrôleur interne avec un port HDMI ou DisplayPort. De cette façon, nous avons la possibilité de lire du contenu en 4K 4096 × 2160 @ 60 FPS sans problème. Wi-Fi 6: De plus, les nouveaux processeurs intégreront des fonctions de mise en réseau sans fil directement dans leurs nouvelles puces, ajoutant encore plus de fonctionnalités avec la nouvelle norme Wi-Fi fonctionnant avec le protocole IEEE 802.11ax.

Architecture Intel Core 8e génération et Intel Z390

Fonctions actuelles du chipset sud

Sur la partie du pont sud, nous aurons actuellement toutes ces fonctions:

• Bus direct vers le CPU: Comme nous l'avons mentionné précédemment, les chipsets nord et sud seront connectés via un bus pour envoyer les données pertinentes au CPU. Intel et AMD fonctionnent aujourd'hui à une vitesse proche de 8 Go / s. Une partie des voies PCIe: l'autre partie des voies PCI que le CPU ne possède pas est le pont sud, en fait, elles seront comprises entre 8 et 24 selon les performances du chipset. Dans ceux-ci, des emplacements M.2 PCIe x4, des emplacements d'extension PCIe et différents ports haut débit tels que U.2 ou SATA Express sont connectés. Ports USB: la plupart des ports USB iront directement à ce chipset, sauf dans certains cas comme nous l'avons mentionné précédemment. Actuellement, nous parlons de ports USB 2.0, 3.1 Gen1 (5 Gbps) et 3.1 Gen2 (10 Gbps). Réseau et carte son: deux autres composants d'extension essentiels seront les cartes réseau Ethernet et son, toujours connectées à ce chipset. Ports SATA et prise en charge RAID: De même, le stockage lent sera également toujours connecté au pont sud. La capacité varie de 4 à 8 ports SATA. En outre, il offre la possibilité de créer des RAID 0, 1, 5 et 10. Bus ISA ou LPC: ce bus est toujours valide sur les cartes mères actuelles. Nous y avons connecté les ports parallèle et série, en plus de la souris et du clavier PS / 2. SPI et bus BIOS: de même, ce bus est maintenu, donnant accès au stockage flash du BIOS. SMBus pour capteurs: les capteurs de température et de RPM ont également besoin d'un bus pour envoyer les données, et ce sera en charge de le faire. Contrôleur DMA: ce bus fournit un accès direct à la mémoire RAM pour les périphériques ISA. Gestion de l'alimentation ACPI et APM: Enfin, le chipset gère une partie de la gestion de l'alimentation, en particulier comment fonctionne le mode d'économie d'énergie pour éteindre ou suspendre le système.

Conclusion sur le chipset North vs le chipset South

Eh bien, cet article arrive à ce point où nous détaillons en détail en quoi consistent le pont nord et le pont sud. De plus, nous avons vu son évolution et toutes les fonctions de chacune d'entre elles sur les cartes mères actuelles.

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