¿Qué es exactamente un Chipset y cómo afecta en el rendimiento de tu computadora?

Un chipset son un conjunto de chips que actúan como el centro de comunicaciones y además son el controlador de tráfico de una placa base.

En últimas instancias determina qué componentes son compatibles con la placa base, incluida la CPU, la memoria RAM, las unidades de almacenamiento y las tarjetas gráficas, permitiendo que ambos componentes de hardware se comuniquen entre sí adecuadamente.

También dispone de opciones de expansión futura, y en qué medida si corresponde, el sistema puede ser overclockeado. 

Estos tres criterios son importantes al considerar qué placa base comprar, ya que las versiones más viejas incluían los chips Northbridge y Southbridge por separado, y ahora las versiones más recientes incorporan ambos en un mismo chip.

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Una breve historia del Chipset

En los días de antaño de la informática, las placas base de PC consistían en muchos circuitos integrados discretos. Esto generalmente requería un chip o chips por separado para controlar cada componente del sistema: mouse, teclado, gráficos, sonidos, etc.

Como puedes imaginarte, tener todos esos chips repartidos por todo el circuito impreso fue bastante ineficiente.

Para abordar este problema, los ingenieros informáticos necesitaron diseñar un sistema mejor y comenzaron a integrar estos chips dispares en menor cantidad de chips, lo que finalmente dio paso al chipset.

Con la llegada del bus PCI surgió un nuevo diseño: los Puentes (Bridges). En lugar de un montón de chips dispersos en todo el circuito, las placas base incluían un puente norte (Northbridge) y un puente sur (Southbridge), que consistían en solo dos chips con funciones y objetivos muy específicos.

El Chipset Northbridge, era conocido como tal porque estaba ubicado en la parte superior o en la parte norte de la placa base. Este chipset se conectó directamente a la CPU y actuó como intermediario de comunicación para los componentes con mayor velocidad en el sistema: para las memorias RAM (controladores de memoria), para el controlador PCI Express, y en diseños anteriores de placas bases, como el controlador AGP.

Si estos componentes querían comunicarse de algún modo con la CPU, primero tenían que pasar por el puente norte. El diseño de la placa base se hizo cada vez más eficiente a medida que pasó el tiempo.

Por otro lado, el Chipset Southbridge, estaba ubicado hacia la parte inferior o parte sur de la placa base. El puente sur fue responsable del manejo de componentes con menor rendimiento, como las ranuras del bus PCI (tarjetas de expansión), conectores SATA e IDE (discos duros), puertos USB, audio, redes onboard y mucho más.

Para que estos componentes se comunicasen entre sí con la CPU, primero tuvieron que pasar por el puente sur, que luego se dirigía al puente norte, y desde allí a la CPU. Estos chips, llegaron a ser conocidos como Chipset, porque literalmente entraban en juego un conjunto de chips.

La marcha sigue firme hacia la integración total

Sin embargo, el viejo diseño tradicional de los chipset Northbridge y Southbridge podía mejorarse, y gradualmente dio paso al chipset actual, que en realidad no es un conjunto de chips.

En cambio, la antigua arquitectura northbridge / southbridge, ha cedido a un sistema más moderno en un solo chip. Muchos componentes, como los controladores de memoria y de gráficos, ahora están integrados y gestionados directamente por la CPU.

A medida que estas funciones controladoras de mayor prioridad se trasladaron a la CPU, las tareas restantes se acumularon en un chip al estilo southbridge.

Esquema del chipset X99 de Intel

Por ejemplo, los sistemas de Intel más recientes incorporan un Concentrador Controlador de Plataforma (PCH), que en realidad es un único chip en la placa madre que asume las tareas que había gestionado el antiguo chip southbridge alguna vez.

El PCH se conecta a la CPU a través de algo llamado Interfaz Directa de Medios (DMI). DMI en realidad no es una innovación nueva, y ha sido la forma tradicional de vincular el chip northbridge con southbridge en sistemas Intel desde 2004.

Los conjuntos de chips AMD no difieren del antiguo puente sur ahora denominado Concentrador Controlador de Fusión (FCH). La CPU y el FCH en los sistemas AMD se conectan entre sí a través de la Interfaz de Medios Unificados (UMI). Básicamente es la misma arquitectura de Intel, pero con diferentes nombres.

Muchos microprocesadores de Intel y AMD también vienen con gráficos integrados, por lo que no necesitas una tarjeta gráfica dedicada (a menos que estés trabajando con tareas más intensivas como los juegos o la edición de videos)

AMD se refiere a estos chips como Unidades de Procesamiento Acelerado (APU), en lugar de la CPU, pero eso es un término más de marketing que de ayuda a los usuarios para distinguir entre una CPU AMD con gráficos integrados y los que no lo son.

Entonces, todo esto significa que características como los controladores de almacenamiento (puertos SATA), los controladores de red (puertos LAN) y todos aquellos componentes que antes eran de menor rendimiento, ahora han pegado un salto.

En lugar de estar incorporados en el puente norte y sur de la CPU, pueden saltar del PCH o FCH a la CPU. En consecuencia, la latencia se reduce y el sistema es más receptivo.

El chipset determina qué partes son compatibles

Entonces, ahora tienes una idea básica de lo que es un chipset, pero ¿Por qué debería importarte?

Como se explicó al principio, el conjunto de chips de la computadora determina tres cosas principales: compatibilidad de los componentes ¿Qué CPU y RAM pueden utilizar?, opciones de expansión ¿Cuántas tarjetas PCI puede utilizar?, y  la posibilidad de overclocking. Repasemos cada uno de estos puntos con un poco más de detalle, empezando por la compatibilidad.

La elección del componente es sumamente importante en la mayoría de los casos.

¿Tu nuevo sistema será la última generación de los procesadores Intel Core i7, o estás dispuesto a conformarte con algo más viejo o más barato?

¿Quieres mayor capacidad de RAM DDR4, o está bien con una DDR3?

¿Cuántos discos duros estás conectando y de qué tipo?

¿Necesitas Wi-Fi incorporado, o vas a utilizar Ethernet?

¿Vas a ejecutar varias tarjetas gráficas, o solo una con otras tarjetas de expansión?

La mente se queda bloqueda ante todas las posibles consideraciones que existen, y los mejores conjuntos de chips ofrecerán más y más nuevas opciones.

El precio también será un gran factor determinante aquí. No es necesario comentar que cuanto más grande y más malo sea el sistema, más costará, tanto en términos de componentes como de placas base que los soporte.

Si estás montando una computadora, probablemente expondrás tus necesidades en función de lo que quieres aportar en materia de presupuesto.

El chipset y las opciones de expansión

El chipset también dicta cuánto espacio para tarjetas de expansión (como tarjetas de video, sintonizadores de TV, tarjetas RAID, etc.) tienes en tu equipo, gracias a los buses que utilizan.

Los componentes del sistema y los periféricos (CPU, RAM, tarjetas de expansión, impresoras, etc.) se conectan a la placa base a través de buses. Cada placa base contiene varios tipos diferentes de buses, que pueden variar en términos de velocidad y ancho de banda, pero por simplicidad, se pueden dividir en dos: buses externos (incluidos USB, serie y paralelo) y buses internos.

El bus interno principal que se encuentra en las placas bases modernas, se conoce como PCI Express (PCIe). Este bus utiliza pistas, que permiten que los componentes internos como la memoria RAM y las tarjetas de expansión se comuniquen entre sí con la CPU y viceversa.

Una pista es simplemente dos pares de conexiones cableadas: un par envía datos y el otro recibe datos. Por lo tanto, una pista PCIe 1x constará de cuatro cables, 2x tiene ocho cables, y así sucesivamente. Cuantos más cables, más datos se pueden intercambiar. Una conexión 1x puede manejar 250 MB en cada dirección, 2x puede manejar 512 MB, etc.

Buses PCI Express

La cantidad de pistas disponibles dependerá de la cantidad de pistas que tenga la placa madre, así como de la capacidad de ancho de banda (número de pistas) que la CPU pueda ofrecer.

Por ejemplo, muchas CPU para PC de escritorio Intel tienen 16 pistas (las CPU de una generación más reciente tienen 28 o incluso 40). Las placas bases con chipset Z170 proporcionan otras 20, para un total de 36 pistas.

El chipset X99 proporciona 8 pistas PCI Express 2.0 y hasta 40 pistas PCI Express 3.0, dependiendo del microprocesador que utilices.

Por lo tanto, en una placa base Z170, una tarjeta gráfica PCI Express 16x utilizará 16 pistas o carriles por sí misma. Como resultado, puede utilizar dos de ellas juntas en una placa Z170 a toda velocidad, dejándola con cuatro pistas para componentes adicionales.

Alternativamente, puede ejecutar una tarjeta PCI Express 3.0 en 16 pistas (16x) y dos tarjetas en 8 pistas (8x), o cuatro tarjetas en 8x (si compras una placa base donde puedes incorporar más)

Al final después de todo, esto no importará para la mayoría de los usuarios. Ejecutar múltiples tarjetas a 8x en vez de a 16x, solo disminuye el rendimiento en algunos fotogramas por segundo, si es que lo hace. Del mismo modo, es poco probable que veas una diferencia entre una PCIe 3.0 y PCIe 2.0, en la mayoría de los casos menos del 10%.

Ahora si planeas tener muchas tarjetas de expansión, como por ejemplo dos tarjetas gráficas, un sintonizador de TV y una tarjeta Wi-Fi, puedes llenar el espacio de una placa base bastante rápido. En la mayoría de los casos, te quedarás sin ranuras antes de agotar todo su ancho de banda PCIe.

Pero en otros casos, tendrás que asegurarte de que la CPU y la placa madre tengan suficientes pistas para admitir todas las tarjetas que quieras agregar posteriormente (o te quedas sin pistas y es posible que algunas tarjetas no funcionen)

El chipset y la capacidad de overclocking

Por lo tanto, el conjunto de chips determina qué partes son compatibles con el sistema y cuántas tarjetas de expansión podrás utilizar. Pero hay otra cosa principal que determina: el overclocking.

Overclockear simplemente significa exigir más alto la velocidad del reloj de un componente, de lo que fue diseñado para funcionar desde fábrica. Muchos tweakers del sistema optan por overclockear su CPU o GPU para impulsar al máximo un juego favorito u otro rendimiento visual sin gastar más dinero.

Esto puede parecer obvio, pero junto a ese aumento de velocidad viene un mayor uso de la energía y una mayor salida de calor, lo que puede causar problemas de estabilidad y disminuir la vida útil de los componentes.

También significa que necesitarás disipadores de calor y ventiladores más grandes (o refrigeración líquida) para asegurarte de que todo se mantenga más refrigerado. Definitivamente esta práctica avezada, no es apto para cardíacos.

Sin embargo esa es la cuestión: solo ciertas CPU son ideales para el overclocking (un buen modo para comenzar es con los modelos Intel y AMD con la letra K en sus modelos).

Además, solo ciertos chipsets pueden permitir overclocking, y algunos pueden requerir un firmware especial para habilitarlo. Por lo tanto, si deseas realizar overclocking, tendrás que tener en cuenta el chipset al comprar las placas bases.

Los tipos de chipset que permiten la práctica del overclocking tendrán los controles necesarios (voltaje, multiplicador, reloj base, etc.) en su UEFI o BIOS para aumentar la velocidad de reloj de una CPU.

Si el chipset no maneja el overclocking, entonces esos controles no estarán allí (o si lo están, serán prácticamente inútiles) y es posible que hayas gastado tu dinero ganado con tanto esfuerzo en una CPU que básicamente está bloqueada en su velocidad anunciada.

Entonces, si el overclocking es una consideración seria, vale la pena saber de antemano qué tipo de chipsets se adecuan mejor desde el primer momento. Si necesitas más instrucciones, existe una gran cantidad de guías para compradores que te informarán en términos inequívocos qué tipo de placas base Z170 o X99 (o cualquier otro chipset overclockeable) funcionará mejor para ti.


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