8. Interface microprocesseur: le chipset

Revendeur informatique à Florenville

YBET, magasin informatique à Pin - Chiny (Belgique)

Aide informatique Formation hardware PC et périphériques Forum d'aide YBET Dictionnaire informatique

8.1. Introduction - 8.2. Architecture Pentium 8.3. Architecture Pentium II 233 - 333 Mhz, Pentium Pro - 8.4. Architecture Pentium II de 350 à 450 - premiers Pentium III 450 à 600 Mhz - 8.5. Le Camino Intel i820 - 8.6. Le chipset INTEL i810 - 8.7. ALI chipset Aladdin TNT2 - 8.8. VIA Apollo Pro 133 et Apollo VCM133 - 8.9. VIA Apollo KX133 - 8.10. VIA Apollo KT 133 - 8.11. Intel i815 / 815E - 8.12. VIA ProSavage PM133 - 8.13. INTEL i840 - 8.14. INTEL i820E - 8.15. Intel i850 - 8.16. AMD-760 - 8.17. NVIDIA pour Athlon et Duron - 8.18. VIA PA-X266 - 8.19. INTEL i845 - 8.20. Pour terminer

8.1. Introduction

Le chipset est le composant principal d'une carte mère PC, il gère les communications entre le microprocesseur et tous les autres composants de l'ordinateur (internes et externes)

L'avancée technologique des processeurs, des fréquences associées (on double la vitesse des processeurs chaque année) est limitée par des goulets externes. Comme les périphériques, mémoires, spécifications des bus sont loin d'atteindre les vitesses des processeurs, en parallèle avec l'évolution processeurs, les fabricants se sont attachés aux circuits de gestion externe d'interfaçage processeur - périphériques, ce que l'on appelle le chipset. Si une carte mère 8088 comportait une centaine de circuit, le nombre se restreint par l'utilisation de Chipset qui reprennent l'ensemble des fonctions de contrôle externe, de celui des bus et des disques durs à celui des ports externes USB, série, parallèle, … Le chipset sert d'interface entre le processeurs et ses périphériques (mémoire, entrées / sorties). C'est le composant essentiel d'une carte mère.

Le chipset n'est généralement pas constitué d'un seul circuit, mais de 8 pour les plus anciens chipsets et 2 dans les circuits modernes (le Northbridge et le Southbridge).

En gros, le Northbridge sert d'interface entre le processeur et la mémoire, tandis que le southbridge gère les entrées / sorties (bus PCI et AGP, clavier, ports USB, série, parralèle, ...).

8.2. Architecture Pentium

Voici la structure d'une carte mère pour processeur PENTIUM, PENTIUM MMX, K5 et K-6 (pas K6-2 ou K6-3). Le bus ISA est dérivé du bus PCI.

Selon la vitesse du processeur en interne, la vitesse externe peut être différente. On trouve sur les cartes mères des vitesses de 50, 60, 66 et 75 Mhz. Plus la vitesse externe sera rapide, plus la vitesse de l'ordinateur sera rapide. Remarquez que les caractéristiques de départ sont données par le fournisseur du processeur et que "overclocker" la vitesse externe peut apporter quelques problèmes. Pour les Pentium INTEL, la vitesse externe, appelée FSB pour Front Side Bus, est de 66 Mhz maximum! Les Simm sont limitées à cette vitesse.

Les CHIPSET utilisés pour ces processeurs sont la série INTEL 430, suivi de 2 lettres.

Il faudra se méfier des cartes mères de type FX et HX. En effet, ces cartes recevaient une mémoire cache externe de 256k ou 512K de type insertion. Même si les circuits sont équivalents de par leur forme, les caches ne sont pas compatibles entre-eux. En cas d'instabilité sur ces cartes, désactivez le cache externe au niveau du Bios.

8.3. Architecture PENTIUM II 233 – 333 Mhz, Pentium Pro: 440 LX

 

L'architecture des CELERON est identique, excepté le cache. Le 440EX est une version bridée du 440 LX pour CELERON.

Les Pentium Pro utilisaient des jeux de composants équivalents

Le 440 FX équivalents au 430 HX, apporte la gestion de la mémoire ECC, c'est à dire de la mémoire auto-corrective. Ce chipset a aussi été utilisé sur les premières cartes mères intégrant un Pentium II.

Le 450 KX et le 450 GX (spécifiques Pentium Pro) ont eux, apportés une gestion particulière du bus PCI. Le 450 GX permet de gérer 2 bus PCI et 2 Bus mémoire, un pour chaque couple de processeur. De plus il offre la possibilité de gérer un bus EISA (processeurs 486), principalement pour conserver une compatibilité avec les anciens serveurs, mais sans réel intérêt technique. 

8.4. Architecture Pentium II de 350 à 450– premiers Pentium III 450 à 600 Mhz

La grande évolution ici vient du chipset INTEL 440 BX. Ce circuit d'interface gère les entrées sorties à 100 Mhz. Remarquez que vous pouvez toujours utiliser une carte 440 BX  pour des Pentium II inférieurs ou des CELERON (attention au nouveau socket 370 pour les CELERON).

440 ZX est pratiquement identique au 440 BX. Il ne gère que 2 dimm

8.5. Le Camino INTEL I820

Sorti fin 1999, le Camino permet au bus de donnée externe du processeur (aussi appelé Front Side) de fonctionner à une fréquence de 133 Mhz, pour 100 Mhz pour le 440 BX. Ceci apporte un gain de 33 % de performances. Il devraient être utilisés avec les processeurs INTEL Pentium III de la série B (533B et 600B). Le i820 gère également la Direct Rambus (aussi appelée DRDRam), un nouveau type de mémoire vive qui tourne à 300 ou 400 Mhz. L'Intel 820 n'est pas prévu pour gérer la SDRam. Toutefois, Intel commercialise en option le composant Memory Translator Hub (ou MTH), lequel permet - s'il est associé avec l'Intel 820 - de gérer la SDRam PC 1OO. L'augmentation de la bande passante apportée par la DRDRam est censée améliorer les performances des applications les plus stressantes, en particulier celles qui accèdent souvent à la Ram. En revanche, les applications bureautiques devraient bénéficier d'un gain de performances négligeable. En fait, l'un des principaux intérêts de la DRDRam réside dans le fait qu'elle offre un débit suffisant pour l'AGP 4X, l'une des autres nouveautés de l'Intel 820. L'AGP 4X offre une bande passante supérieure à 1 GB/s - contre 528 MB/s pour L'AGP 2X- L'objectif est  de faire transiter plus d'informations, d'où des graphismes 3D avec un réalisme accru et/ou une résolution supérieure. Bref, le chipset i820 est une vraie révolution par rapport au 440BX. Il apporte d'autres améliorations, comme l'architecture accelerated I-Iub. Cette dernière fournit des connexions directes à un débit de 266 MBs (133 MBs pour le 440BX) entre le chipset et les sous-systèmes contrôleurs IDE, USB et PCI. En même temps, l'interface Ultra DMA/66 double le débit en mode rafale des disques durs: 66 Mols contre 33 Mo /s pour l'Ultra DMA/33.

En ce qui concerne les stations de travail, l'Intel 820 supporte le traitement biprocesseur en mode symétrique SMP (symétrie multiprocessing). Enfin, il dispose d'un générateur de nombres aléatoires qui contribue, selon lntel, à améliorer les opérations de cryptage, de sécurité et d'authentification.

Source PC expert Novembre 1999.

8.6. Le chipset INTEL I810

Sorti fin 1999, ce circuit incorpore quelques spécificités du I820 comme l'UDMA-66 en mode rafale, l'AGP 2X (mais n'inclue pas de slot AGP, d'où impossible de remplacer la carte écran intégrée), mais pas la gestion de la DRDRam. Incluant un circuit graphique de type I740 (un processeur graphique Intel 8MB 3D), il est réservé pour les CELERON. Il est remplacé en septembre 2000 par le i815.

8.7. ALI chipset Aladdin TNT2.

Issu de la collaboration avec la firme nVIDIA, spécialisée dans les processeurs graphiques, ce circuit devrait concurrencer le I810. Reprenant les fonctionnalités du chipset P6ALI, il intègre le processeur graphique RIVA TNT2 de nVIDIA.

8.8. VIA Apollo Pro 133 et Apollo VCM133.(Pentium III)

Ce circuit sorti fin 1999 (avant le I820) gère la mémoire PC133 et est utilise pour les PENTIUM III. Ses performances par rapport à une configuration identique à base de 440BX sont de 4 à 7 % supérieures. Selon le type de mémoire (PC133 ou VCM133), le chipset est différent.

8.9. VIA Apollo KX133 (Athlon et Duron)

VIA a sorti avant AMD le premier circuit d’interface spécifique Athlon, l’Apollo KX133. Celui-ci gère le bus EV6 200/266 Mhz développé par alpha, ainsi que l’AGP 4X, la SDRam PC 133 et PC100 et l’UDMA 66. Il est utilisé autant en socket 370 qu'en slot A (Athlon et Duron).

Le schémas ci-dessus est un peu plus complet puisqu'il intègre une carte son "Audio Codec".

8.10. VIA Apollo KT133

Sorti courant 2000, le VIA Apollo KT133 est livré en parallèle avec le KX133. Il gère le socket 370 pour les Duron et Tunderbird. Identique au KX sur bien des points, il ne gère plus les bus ISA, et peut être vu comme une version allégée du KX.

8.11. Intel i815 / 815E (Celeron / Pentium II / Pentium III)

Avec le succès mitigé du i810, INTEL sort en septembre 2000 le i815. Ce chipset gère l'UDMA 66, le bus AGP 4X, mais à la différence du i820, il n'accepte pas les mémoires RamBus, mais bien les SDRam PC100/PC133.

8.12. VIA ProSavage PM133. (Celeron / Pentium II / Pentium III)

Le marché des PC à "moins de 1000 dollards" est probablement le marché d'avenir. Pour concurrencer le i815 d'INTEL, VIA sort le ProSavage PM133. Ce chipset inclue un contrôleur Apollo Pro133 (donc CELERON et PENTIUM II / Pentium III), un contrôleur réseau Ethernet 10/100, un processeur graphique S3 Savage 4 (3D) et S3 Savage 2000 (2D). Il accepte la SDRAM 133. Il est également compatible avec les VIA Cyrix III.

8.13. INTEL i840 (XEON)

Ce chipset est spécifique aux Xeon, il est de structure identique au i820, mais accepte le multi-processeur

8.14. INTEL i820E

Avec le succès mitigé du i820, INTEL sort mi-2000 le i815 pour le bas de gamme. Pour garder une certaine supériorité sur VIA (ou pour le croire), INTEL sort le i820E. Celui-ci est identique au i820, mais accepte deux canaux (séparés) USB, une interface réseau, un double contrôleur ATA / 100 et un contrôleur audio 6 canaux.

De plus, il inclut un slot CNR incompatible avec le slot AMR. Ces techniques permettent de connecter des systèmes audio / modem. Dans ce dernier cas, celui-ci permet de redémarrer complètement le PC suivant un signal modem.

8.15. Le I850 (Pentium IV)

Le i850 d'Intel est associé avec le Pentium IV. C'est une évolution du i820. Il autorise uniquement la RamBus. Apparemment, c'est lui qui est responsable des mauvaises performances des Pentium IV.

L´i850 est composé de deux chips, à savoir un MCH (Memory Controller Hub) i82850 et un ICH (I/O Controller Hub) i8201BA. Les plus attentifs d´entre vous connaissent ce dernier chip, qui porte également le nom plus parlant d´ICH2 et que l´on retrouve sur l´i815E par exemple.

Le Northbridge i82850 gère les bus suivants :

- Un bus processeur 100 MHz Quad Bumped pour Pentium 4
- Un bus mémoire doté de deux canaux de RDRAM
- Un bus AGP 4x
- Un bus Interlink pour le Southbridge

Au niveau de la mémoire, l´i82850 ne gère que la RDRAM. L'i82850 dispose de deux canaux RDRAM (tout comme l´i840), et peut donc accéder à deux barrettes de Rambus simultanément pour en cumuler la bande passante. Ainsi, avec deux barrettes de RDRAM PC800 on arrive à une bande passante de 2.98 Go /s. Malheureusement, le prix de la RDRAM PC800 est 3 X plus chères que la DDR. C'est le principal défaut de ce chipset.

Pour faire bref, l´ICH2 gère pour sa part deux canaux Ultra ATA 100, intègre deux contrôleurs USB 1.1 lui permettant de gérer 2x2 Ports avec une bande passante de 2x12 Mb /s, un support réseau 10/100 Mbits et le son AC´97 sur 6 canaux.

Le 82850 est intégré dans un package de type OLGA (Organic Land Grid Array). Ce package, plus petit et qui permet une meilleure dissipation thermique, avait été introduit par Intel avec le Pentium III. Il est également à noter que le 82850 chauffe assez, c´est pourquoi il est surplombé d´un radiateur.

8.16. AMD-760 (Athlon et Duron)

AMD annonce en décembre 2000 la sortie de ce chipset qui gère la mémoire SDRAM DDR (Double Data Rate) en flancs montants et descendants. AMD a sorti des processeurs Athlon 1 GHz, 1,1 et 1,2 Ghz répondant à cette technologie.

8.17. NVIDIA nForce pour Athlon et Duron.

NVIDIA, initialement constructeur de Chipset pour cartes graphiques sort en juin 2001 une nouvelle architecture qui sera intégrée dans les prochains chipset de la marque.

Il est clair que NVIDIA a mis le paquet pour faire une entrée foudroyante sur le marché des chipsets, tant les caractéristiques du nForce sont impressionnantes.

Comme la plupart des chipsets récents, le nForce est composé de deux chips : Le nForce Integrated Graphics Processor (IGP) et le nForce Media and Communications Processor (MCP). Détaillons un peu les caractéristiques de ces deux ‘processeurs'.

IGP

Le  Northbridge, appelé IGP, intègre deux contrôleurs mémoires indépendants, MC1 et MC2, ce qui permet de doubler la bande passante disponible lorsque l’on dispose de deux barrettes de mémoires. Ainsi, avec 2 barrettes de PC2100, on peut disposer de 3.96 Go /s grâce à cette architecture TwinBank (les mémoires sont mises par 2 en parallèle -de même capacité, ce qui double la vitesse de transfert effective), contre 2.98 Go /s pour les deux canaux de RDRAM PC800 gérés par les chipsets i840, i850 et i860. Cette bande passante sera très utile pour le GeForce2 intégré à l’IGP. Proche du GeForce2 MX, ce GPU offre un fillrate (vitesse d'affichage des points à l'écran) de 350 Mpixels /s et dispose d’une interface interne de type AGP 8x. Il est à noter qu’il est possible de désactiver ce GPU pour le remplacer par une carte additionnelle sur le port AGP 4x géré par l’IGP.

Autre technologie intégrée dans l’IGP, le DASP (Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor). Il s’agit en fait d’un cache intelligent intégré à l’IGP qui profite de la bande passante mémoire inutilisée pour charger des données qui devraient êtres requises plus tard par le processeur. Les résultats sont flagrants, puisque l’activation du DASP sur une plateforme de type Athlon 1.2 GHz + DDR permet de gagner de 20 à 30% de performances dans des benchs mémoires et de 6 à 8% dans les applications.

Le MCP

 IGP et MCP sont reliées via un bus utilisant la technologie HyperTransport d’AMD. La bande passante offerte par ce bus est de 800 Mo /s, contre ‘seulement’ 266 Mo /s pour le V-Link de VIA et l’Interlink d’Intel. NVIDIA justifie cette débauche de bande passante par le total de la bande passante requise dans le pire des cas par les différents éléments du MCP : 513 Mo /s. Bien entendu, dans une utilisation normale du PC ce chiffre sera très loin d’être atteint.

Le MCP fait office de Southbridge. Pour ce qui est des caractéristiques standards, on notera bien entendu la gestion d’un bus PCI 32 bits, de deux canaux Ultra ATA 100 ainsi que de deux contrôleurs USB 1.1. Mais le MCP ne s’arrête pas là.

Première chose, il intègre un APU, autrement dit un Audio Processing Unit. Il gère en hardware 256 voix en 2D et 64 en 3D, et est compatible EAX2, I3DL2, HRTF et DSL2. Il gère également de 2 à 6 enceintes, et dispose d’un encodeur Dolby Digital afin d’envoyer le son en AC-3 à un système Home Theater via un SPDIF. Il semble donc que les ingénieurs d’Aureal débauchés par NVIDIA se soient bien débrouillés !

De plus, le MCP dispose d’un contrôleur Ethernet 10/100 Base-T hardware et d’un modem 56K software (win modem). Le gros avantage de contrôleur réseau 10/100 est d’être interfacé avec l’HyperTransport, qui gère les flux de données isochrones, ce qui permet aux données d’êtres délivrées avec une bande passante et un temps de latence garantis (NVIDIA appelle ça l’architecture StreamThru).

8.18. Le PA-X266 (Pentium IV)

VIA tente depuis mi-2001 d'introduire un chipset pour Pentium IV. Peu de constructeurs l'utilisent pour des raisons plus judiciaires que techniques. Le P4X266 reprend l'architecture utilisé par les chipsets DDR actuels de VIA,à savoir les Apollo Pro266 et Apollo Pro KT266. Le Northbridge est donc le VT8753 qui se distingue par un bus spécifique Pentium IV Quad Pumped (4 mots de 64 bits envoyés par cycle d'horloge au lieu de 32) à 100 Mhz (soit l'équivalent de 800 Mhz. Le contrôleur mémoire est similaire à ceux utilisés par VIA pour les AMD, soit jusqu'à 4 GB de mémoire de type DDR ou SDRam PC100/PC133. Il gère également l'AGP 2.0 (4 X).

Le SouthBridge VT8233 lui est relié via un bus V-Link (méthode de gestion intelligente des bus) avec une bande passante de 266MB/s qui prend en charge le bus PCI

8.19. INTEL i845.

Confronté aux prix de la RAMbus, INTEL sort fin décembre 2001 un chipset équivalent au 850 mais gérant les mémoires Dimm PC133/PC100. La version i845D, sortie ensuite, est identique mais gère les mémoires DDR.

8.20. Evolution.

L'évolution des Chipset (et donc des cartes mères) va de paire avec celle des processeurs. Comme les bus internes, périphériques et mémoires ne sont pas assez performants pour suivre les vitesses frénétiques d'un microprocesseur, le CHIPSET est le composant principal d'une carte mère pour augmenter les performances d'un PC. Depuis les Pentium, ils intègrent la majorité des interfaces (bus, contrôleurs disques durs et disquettes, ports série et parallèle, USB, …).

Dans une même famille de microprocesseur, il est toujours possibles d'utiliser un chipset supérieur. Il faut néanmoins se méfier des multiplicateurs de fréquence puisque généralement, les nouvelles cartes mères ne gèrent que les fréquences de base supérieures. Parfois un flashage de BIOS permet de résoudre ce problèmes, du moins à partir des Pentium II (les anciens BIOS étaient en Eprom)

Et aux vues des annonces des fabricants de cartes mères, ce n'est pas fini ...

Dépannage, réparation

Procédures de dépannage en ligne pour le dépannage des problèmes informatiques

Les processeurs socket 7 Cours: Comparaison de quelques chipsets Cours: installation carte mère Cours: protections électriques
Pentium, Pentium MMX, K6, K6-2, K6-3 Pentium II, Athlon et duron en 2001 L'installation d'une carte mère, processeur, ventilateur, mémoire, ... Alimentations à découpages, UPS, ...

La suite du cours matériels informatiques PC et périphériques > 9. Les mémoires PC


La formation hardware: ordinateur et périphériques. La formation Hardware: réseaux, serveurs et communications

Les activités d'YBET informatique à Pin - Chiny

infos et trucs et astuces informatiques, formations logiciels, ...

YBET informatique à Florenville

La formation matériel informatique