Chipsets: o que é e por que entendê-los?

Olá amigos. Até agora já falamos sobre microarquitetura de processadores e como selecionar um processador para desktops. Desta vez, gostaria de explicar – para o pessoal não muito técnico – um outro fator que influencia no desempenho do seu computador, o tal do chipset. Se você não sabe o que é um chipset, não quer ser bombardeado de informações técnicas mas gostaria de entender um pouco como as coisas se juntam dentro do PC, boa leitura.

Se você já teve a curiosidade de abrir um computador, deve ter tomado um susto. Tem um monte de cabos, fios e uma placa grande onde tudo se conecta. Esta placa grande é chamada de placa mãe. Esta placa irá receber o processador, a memória, eventuais placas de expansão, etc. É nela também que os dados circulam quando os programas estão sendo executados. Dentro desta estrutura há dois elementos que são responsáveis por determinar a que velocidade os dados irão se mover dentro da placa e quais são os dispositivos que poderão ser conectados à placa. Estes dois componentes formam o que chamamos de chipset. Pode ser surpresa para algumas pessoas o fato de eu dizer que o chipset se refere a um par de componentes e não somente um elemento. Estes dois elementos são chamados de Ponte Norte e Ponte Sul. Como tenho feito nos últimos artigos, estarei usando analogias para explicar a função do chipset. Não entrarei em detalhes técnicos de como o componente funciona. Além disso, não irei incluir tecnologias muito antigas nos exemplos que venha a mencionar, para facilitar o processo de explicação. Para explicar os componentes, vamos fazer de contas que estamos montando uma placa mãe imaginária, do zero. Para isso, vamos pegar um retângulo, que será à base da placa. Coloque neste retângulo dois quadrados, um mais acima e outro mais embaixo. Eles representarão os elementos do nosso chipset. O elemento do chipset que fica na parte de cima terá o nome de Ponte Norte (North Bridge) e o da parte de baixo terá o nome de Ponte Sul (South Bridge). Estes dois pontos estarão conectados entre si por um barramento (linhas que permitem a transmissão de sinal elétrico) que permite aos dados se mover entre as duas Pontes. Associado a todo barramento há uma métrica, comunicada em MHz (Megahertz) ou GHz (Gigahertz). Quanto maior este número (sabendo que 1 Gigahertz é igual a 1000 Mhz), maior a quantidade de dados que passar por ele em um determinado periodo de tempo (geralmente o segundo). Imagine o barramento como uma grande estrada e que o número associado a ela irá dizer quantos carros por segundo conseguem trafegar nesta estrada. Veja a figura abaixo:

Como o grande produto da Intel são os processadores para computadores, vamos localizá-lo primeiro na nossa placa virtual. O processador se conecta ao chipset pela Ponte Norte, através do chamado Barramento Frontal, ou FSB (Front Side Bus). O FSB pode transportar diferentes quantidades de dados por segundo. Os valores mais comuns nos equipamentos de hoje são: 533 Mhz, 800 Mhz, 1066 Mhz (ou 1.06 Ghz), etc. Quanto maior este número, maior a quantidade de dados sendo movimentada por segundo. Tanto o processador quanto o componente do chipset na Ponte Norte devem ter sido feitos para trabalhar com a mesma quantidade de dados a ser transmitido. Como saber qual o tamanho do FSB em um computador? A Intel pede aos fabricantes de PCs que ao descrever qual é o processador que está dentro de um computador seja dito qual o FSB que ele trabalha. Exemplo: processador Core™ 2 Duo E6400 (Clock de 2.13 Ghz, FSB 1066 Mhz, Cache L2 de 2 MB). Este é um exemplo de descritivo. Agora, você já sabe ler e entender o que isso significa. Veja como está o desenho da nossa placa.

Vamos continuar colocando componentes que se conectam à Ponte Norte. Vamos agora posicionar a memória. Os pentes de memória (placas que contém os chips de memória) são colocados na placa mãe em conectores chamados de slots de memória. Estes slots são conectados à Ponte Norte por um ou dois barramentos. Quando a conexão for feita por um barramento, dizemos que o computador trabalha com Single Channel (Canal Único). Da outra forma, dizemos que o computador trabalha com Dual Channel (Canal Duplo). Como a configuração de memória com Canal Duplo se mostrou mais eficiente e fornecendo o melhor desempenho, é raro encontrar um computador que venha hoje com a configuração de Single Channel. DICA: quando se trabalha com configuração em Canal Duplo, deve-se utilizar pelo menos 2 pentes de memória. Sem isso, não se obtém o melhor desempenho deste design. Os maiores fabricantes de computadores já fazem isso. Se você for montar o seu computador, consulte os manuais para ver onde colocar os seus pentes de memória. Para terminar este assunto, dentro da Ponte Norte existe um componente que controla o acesso dos dados que ficam armazenados nos pentes de memória. O nome deste componente é difícil de ser lembrado, mas vale à pena escrever: é Controlador de Memória !!

Vamos agora colocar o video. Para que você veja as imagens bonitas na sua tela, existe um processador especial para o video, chamado de Controlador de Video. Este controlador utiliza memória para mostrar o que você vê na tela. Esta memória é chamada de memória de video. O controlador e a memória de video se organizam de 2 formas: Video OnBoard: Aqui, o controlador de video está dentro da Ponte Norte. A memória que ele irá utilizar é a mesma memória que descrevemos anteriormente. O que acontece é que o sistema reserva uma porção da memória principal para que ela seja utilizada como video. Video OffBoard: neste caso, será necessário comprar uma placa de video e conectá-la à placa mãe. A conexão ocorre em um slot e a comunicação entre o slot e a Ponte Norte se dá por um barramento. Existem dois tipos de conexões mais famosas (que definem o slot e o tipo de barramento a ser usado), o AGP e o PCI-X, ou PCI Express. Atualmente, as pessoas que decidem ter uma placa de video externa optam pelo padrão PCI Express. Isso porque o barramento de comunicação do PCI Express é mais rápido. Com isso, as imagens de video serão geradas mais rapidamente e com maior qualidade. A memória de video fica dentro da própria placa de video externa. A maioria das placas permite que você decida quanta memória irá querer. Abaixo temos a figura da nossa placa com a memória e o video.

Resumo da Ponte Norte: os elementos principais que são conectados à Ponte Norte foram apresentados. Ao revisar, observa-se que os principais componentes do computador estão conectados lá: processador, memória e video. Lembra que no início deste texto eu disse que alguns poderiam se surpreender com o fato do chipset definir 2 componentes e não 1? Pois é. A Ponte Norte é tão importante que costumamos chamar o chipset pelo nome da Ponte Norte. Mas, quais são estes nomes? Veja a tabela logo abaixo com alguns chipsets da familia anterior e da atual. Se quiser ter mais informações sobre chipsets, com a descrição das funcionalidades, dê uma olhada em no site da intel.

Escolher um chipset que utilize o maior valor de FSB e a melhor tecnologia de memória contribui para o melhor desempenho do computador. Às vezes, compra-se um processador de grande desempenho e coloca-o com um chipset que força o processador a trabalhar com um FSB na menor taxa de transferência de dados. Isso fará com que menos dados / instruções cheguem e saiam do processador, fazendo com que ele fique ocioso. É por isso que, em alguns casos, apesar de um processador potente, o computador pode ficar lento.

Vamos falar um pouco da Ponte Sul e terminar o nosso desenho da placa-mãe. A Ponte Sul é responsável por “fazer o meio de campo” entre a Ponte Norte e dispositivos de entrada e saída (para fora do computador) de dados e/ou de armazenamento. Será a Ponte Sul quem irá definir quais são os tipos de conexões que o computador irá suportar e o tipo de Disco Duro (Hard Disk). Vamos lá para o desenho dos componentes da Parte Sul. Um dos itens que a maioria das pessoas procura nos computadores de hoje são as chamadas portas USB. Elas permitem a conexão simples e rápida de equipamentos como impressores, câmeras, filmadoras, scanners, etc ao seu computador. Do lado de fora do computador, nós enxergamos o terminal da conexão USB, onde o equipamento será conectado. Esta terminação está conectada à Ponte Sul por um barramento (olha ele aqui de novo). O padrão USB está hoje na versão 2.0, que permite a transferência de até 480 Mbps (Megabits por segundo – Se não sabe o que isso significa, não se preocupe. Só tente comparar este valor com outros que apresentarei e tenha em mente que quanto maior, melhor). Por isso que vocês irão encontrar na descrição do equipamento que ele possui X portas USB 2.0. Outros elementos que se conectam à Ponte Sul são os famosos slots PCI. Estes slots permitem que outras placas, tais como placas de som, placas de capture de TV, etc se conectem no seu computador. Para colocar estas placas, geralmente, você terá que abrir o seu desktop. Os slots PCI também se conectam à Ponte Sul através de um barramento. Um outro tipo de slot, para conexão de placas, é chamado de PCI-Express. É o mesmo tipo de slot usado para conectar placas de videos ao PC. O motivo de termos a placa de video conectada à Ponte Norte, ao invés da sul, é para que ela fique mais próxima do processador, causando um maior desempenho na exibição de imagens. Veja a figura abaixo com as nossas conexões.

Muitas placas mãe possuem hoje os recursos de som implementados onboard, ou seja, sem a necessidade de conectar uma placa externa ao PC. Os componentes de audio também se conectam à Ponte Sul. O último elemento, que aparece em todos os computadores, e é super importante, é o Disco Duro (ou Hard Disk, HD). Ele também se conecta à Ponte Sul. Hoje, a maioria dos componentes sul do chipset suporta mais de um disco duro. Isso é super importante para termos a possibilidade de armazenar um conjunto muito grande de dados, como músicas e filmes digitais. O tipo de conexão mais comum para os HDs, hoje em dia, e o de melhor velocidade, é o padrão Serial ATA. Sempre vale à pena verificar se o computador que você está comprando tem o HD Serial ATA. O padrão anterior, que ainda aparece em alguns computadores, era chamado de IDE. Abaixo temos a figura final da nossa placa-mãe virtual.

Espero que tenham entendido como tudo se conectam dentro do computador e a importância que o chipset tem. Todos os dados sendo trabalhados pelo computador passam e são orquestrados pelo chipset. Toda vez que você comprar uma placa-mãe (se você decidir montar um PC), pergunte qual é o chipset sendo usado. Se for um chipset Intel, você pode ir ao site e verificar se ele é recomendado para um PC de baixo custo, mainstream ou alto desempenho. Aí, basta colocar um processador que caia nesta categoria para poder ter um computador no desempenho apropriado.

Abraços e até a próxima.

Mauricio Ruiz

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7 comentários sobre “Chipsets: o que é e por que entendê-los?

  1. gostei d+ desse artigo sobre as pontes. muito explicativo, numa linguagem bem facil de entender. obrigado

  2. Ola! Parabéns, muito bem explicado. Estou estudando hardware e foi muito útil. Tenho uma dúvida se alguém puder responder: Numa placa mãe o barramento PCI é padrão e já vem com o clock e largura de banda determinado de fábrica pelo chipset????

  3. pci não podde ser mudado pq esta nas camadas da placa, barramentos uma vez determinado nao ha mais como mudar :

    obs:
    Tipo de barramento – Largura do barramento – Velocidade do barramento -MB/s
    ISA – 16 bits – 8 MHz – 16 MBps
    EISA -32 bits – 8 MHz -32 MBps
    VL-bus – 32 bits – 25 MHz- 100 MBps
    VL-bus – 32 bits – 33 MHz – 132 MBps
    PCI – 32 bits – 33 MHz – 132 MBps
    PCI- 64 bits – 33 MHz -264 MBps
    PCI – 64 bits – 66 MHz – 512 MBps
    PCI – 64 bits -133 MHz -1 GBps

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