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| Dictionnaire informatique PC | MATERIEL INFORMATIQUE |
8. Le chipset pour ordinateur PC.8.1. Introduction - 8.2. Architecture Pentium 8.3. Architecture Pentium II 233 - 450 Mhz, premiers Pentium Pro - premiers Pentium III 450 à 600 Mhz - 8.4. Le Camino Intel i820 - 8.5. VIA Apollo Pro 133 et Apollo VCM133 - 8.6. VIA Apollo KX133 et KT 133 - 8.7. VIA ProSavage PM133 - 8.8. INTEL i840 - 8.9. INTEL i820E - 8.10. Intel i850 - 8.11. AMD-760 - 8.12. NVIDIA pour Athlon et Duron - 8.13. INTEL i845 - 8.14. Intel i865 et i875 - 8.15. En conclusion Dans les systèmes microprocesseurs de base, le processeur est directement relié à la mémoire RAM et aux périphériques d'entrée sortie. Pourtant, les vitesses externes des processeurs sont nettement plus rapides que ces périphériques. En plus, les vitesses de FSB augmentent régulièrement: impossible de synchroniser la Ram et les périphériques qui ont des vitesses plus faible. La solution est d'utiliser un ensemble de composants intermédiaires: le CHIPSET. Si une carte mère 8088 comportait une centaine de circuits électroniques, le nombre se restreint par l'utilisation de Chipset qui reprennent l'ensemble des fonctions de contrôles internes (bus et disques durs) à celui des périphériques 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 circuit intégré, mais de 8 pour les plus anciens et 2 dans les chipsets actuels (le Northbridge et le Southbridge). En gros, le Northbridge sert de lien entre le processeur et la Ram, tandis que le southbridge gère les entrées / sorties (bus PCI et AGP, ...) mais intègre en plus des circuits supplémentaires comme la carte réseau et la carte audio.. Tous les fabricants actuels (VIA, NVIDIA, ULI et INTEL) utilisent le même principe: un northbridge adapté à chaque modèle de processeur lié à des southbridges interchangeables suivant le niveau de périphériques souhaités. Cette solution permet de ne développer qu'un seul circuit lorsque l'on change de caractéristique pour un processeur. De même, cette solution permet de fabriquer des cartes mères de différentes gammes en utilisant différents modèles de southbridges. Pour la liste complète des chipset 8.2. Architecture PentiumVoici la structure d'une carte mère pour processeur PENTIUM, PENTIUM MMX, K5 et K5 MMX (pas K6-2 ou K6-3). Le bus ISA est dérivé du bus PCI.
Selon la vitesse interne du processeur, la vitesse externe peut être différente. Le paramétrage de ces cartes mères permet 50, 60, 66 et 75 Mhz comme FSB. Plus la vitesse externe est importante, plus la vitesse globale du PC est rapide. Les Simm 72 sont limitées à 66 Mhz Les CHIPSET Intel utilisés pour ces processeurs sont la série 430, suivi de 2 lettres pour la version. 8.3. Architecture PENTIUM II 233 – 450 Mhz, Pentium III jusqu'à 600 Mhz, Pentium Pro8.3.1. 440 LX: Pentium II 233 -333 MhzLes CHIPSET utilisés pour les premiers processeurs Pentium II sont la série INTEL 440, suivi de 2 lettres. Le 440 LX est le premier chipsets sorti en grande série. Il est identique au 440 BX ci-dessus mais avec un bus processeur externe de 66 Mhz L'architecture des CELERON est identique, excepté le cache L2 et utilise les mêmes cartes mères. Notons que le 440EX est une version bridée du 440 LX destinée au CELERON 8.3.2. Architecture Pentium II de 350 à 450– premiers Pentium III 450 à 600 MhzL'évolution vient du chipset INTEL 440 BX qui permet des FSB de 100 Mhz mais accepte également 66 Mhz comme vitesse inférieure (donc compatible avec les anciens Pentium II et Celeron). Il utilise toujours le Slot A et accepte l'AGP I et II.
440 ZX est pratiquement identique au 440 BX. Il ne gère que 2 dimm 8.3.3. Pentium ProLes premiers Pentium Pro (FSB 66) utilisaient des jeux de composants équivalents Le 440 FX équivalents au 430 HX, permet l'utilisation de mémoire RAM ECC (autocorrective). Ce chipset a aussi été utilisé sur les premières cartes mères intégrant un Pentium II. Le 450 KX et le 450 GX peuvent gérer 2 processeurs simultanés. Le 450 GX permet de gérer 2 bus PCI et 2 Bus mémoire, un pour chaque couple de processeur. De plus il gère un bus EISA-VLB (processeurs 486), mais sans réel intérêt technique. 8.4. Le Camino INTEL I820Sorti fin 1999, le Camino permet au processeur d'utiliser une fréquence externe de 133 Mhz (Front Side Bus), pour 100 Mhz pour le 440 BX. Ceci apporte un gain de 33 % de performances. Il est utilisé avec les processeurs INTEL Pentium III de la série B (533B et 600B). Le i820 gère uniquement la Direct Rambus (aussi appelée DRDRam), un type de mémoire Ram qui fonctionne à 300 ou 400 Mhz, mais plus chère que la Dimm PC100. Pour gérer la PC100, Intel commercialise en option un petit circuit d'adaptation, le Memory Translator Hub (ou MTH). Un des principal intérêt de la DRDRam est son taux de transfert suffisant pour l'AGP 4X, intégré dans l'Intel 820. L' i820 utilise l'architecture accelerated I-Iub qui permet des transferts vers le southbridge de 266 MB/s (133 MB/s pour le 440BX). Il est compatible UDMA-66 pour els disques durs.. L'Intel 820 supporte le biprocesseur en mode symétrique SMP (symétrie multiprocessing).
Source PC expert Novembre 1999. 8.5. VIA Apollo Pro 133 et Apollo VCM133. (Pentium III)Ce circuit pour Pentium III est sorti fin 1999 (avant le I820) gère la mémoire PC133 (comme les Intel 810 et 815). C'est une des bases des circuits VIA: un northbridge spécifique suivant le processeur (notamment INTEL ou AMD) et le même southbridge. Les KX133 ci-dessous sont pour les AMD. 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. 8.6. VIA Apollo KX133 et Apollo KT133 (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 462 qu'en slot A (Athlon et Duron).
Sorti courant 2000, le VIA Apollo KT133 est livré en parallèle avec le KX133. Il gère le socket 462 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. 8.7. VIA ProSavage PM133. (Celeron / Pentium II / Pentium III)Le marché des ordinateurs bon marché est probablement l'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. 8.8. INTEL i840 (XEON)Ce chipset est spécifique aux Xeon, il est de structure identique au i820 (mémoire Rambus), mais accepte le multi-processeur 8.9. INTEL i820EAvec le succès mitigé du i820 pour Pentium III (mémoire Rambus), INTEL sort mi-2000 le i815 pour le bas de gamme. Pour garder une certaine supériorité sur VIA, INTEL sort également 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. 8.10. Le I850 (Pentium IV)Le i850 d'Intel est dédié aux premiers Pentium IV avec les mêmes caractéristiques que l'I820 et gère donc la mémoire Rambus. Ses mauvaises performances ont réduit celles du processeurs (ce n'est pas la seule raison, liée aussi à l'architecture Netburst). L´i850 est composé de partie, un MCH (Memory Controller Hub) i82850 comme Northbridge et un southbridge ICHE (I/O Controller Hub) i8201BA (également utilisé avec l'i815E)
Le Northbridge i82850 gère les bus suivants : - Un bus processeur externe à 100 MHz en mode Quad Bumped (4
données transférées par cycle d'horloge) Le southbridge reprend des caractéristiques standards pour l'époque: deux contrôleurs Ultra ATA 100, deux contrôleurs USB 1.1, une carte réseau 10/100 Mbits et une carte audio AC´97 sur 6 canaux. 8.11. 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. Une version spécifique est dédié aux Athlons MP (acceptant de travailler en bi-processeurs. 8.12. NVIDIA nForce pour Athlon et Duron.NVIDIA, initialement constructeur de circuits électroniques pour cartes graphiques, sort en juin 2001 une architecture révolutionnaire pour processeur AMD, suivi par les autres fabricants, le nForce.
Il est constitué de deux circuits: le northbridge est appelé nForce Integrated Graphics Processor (IGP) et le southbridge est appelé nForce Media and Communications Processor (MCP). L´IGP
L’IGP (Northbridge) utilise deux contrôleurs mémoires indépendants, appelés MC1 et MC2. C'est le Dual Channel (TwinBank) qui permet de gérer deux mémoires simultanément et ainsi de doubler la vitesse en doublant la bande passante. Pour cela, les deux barrettes doivent être de même capacités. Deuxième caractéristique, l'IGP intègre directement un contrôleur graphique GeForce2 qui peut être désactivé pour utiliser une carte graphique en AGP 4X. Les concurrents de l'époque se contentent d'utiliser un contrôleur graphique externe directement installé sur la carte mère. Et en dernier, le northbridge du nForce utilise le DASP (Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor). C'est une mémoire cache L3 intelligente qui récupère des données lorsque toute la mémoire est moins sollicitée. Cette solution permet de gagner de 6 à 30 % de performances selon les applications.
La connexion entre le northbridge et le southbridge utilise le bus hypertransport (ensuite utilisé directement par les processeur AMD). Cette solution permet des taux de transferts de 800 MB/s, à comparer avec les technologies concurrentes de l'époque, l'interlink (Intel) et le V-Link (VIA) dont la bande passante ne fait que 266 MB/s. Les caractéristiques sont plutôt standard pour l'époque: 2 contrôleurs de disques durs ATA-100, bus PCI, USB 1.1. Par contre, il intègre directement un circuit audio et une carte réseau Ethernet 10/100. C'est une des caractéristique de tous les chipsets actuels. 8.13. INTEL i845.Confronté aux prix de la mémoire RAMbus trop chère et sous la concurrence de VIA, INTEL sort fin décembre 2001 l'I845 pour ses Pentium IV. Il est équivalent au i850 mais gére les mémoires Dimm PC133/PC100. Son successeur, l'i845D permet d'utiliser des mémoires DDR. Suivent plusieurs versions équivalentes selon les avancées technologiques. Remarquez que les 845 ne gèrent pas les ATA-133, uniquement les ATA-100.
La version 845G et suivantes sont des versions améliorées du 845E au niveau des fonctions graphiques améliorées dénommées Extreme Graphic. Suivant le Southbridge utilisé, certaines cartes mères (utilisée pour les CELERON) pourraient utiliser des mémoires PC133. © Les schémas sont directement reproduits du site d'INTEL et peuvent évoluer. 8.14. Intel 865 et Intel 875Confrontés aux performances des processeurs, INTEL comme d'autres constructeurs de chipsets s'est lancé dans le DUAL-Channel (aussi appelé Twin Bank). Cette technologie utilise 2 bancs de mémoires DDR333 ou DDR400 en parallèle et augmente de manière significative les performances mémoires du processeur. En même temps, les dernière technologie sont implantées sur la carte mère comme que le SERIAL ATA, l'AGP 8X et une technologie RAID dans certaines versions. Le i875PE accepte les mémoires auto-correctives ECC. Cette version est donc plus spécifiques pour des PC de haut de gamme de type serveur PC par exemple.
8.15. Pour terminer.L'évolution du Chipset va de paire avec celle du microprocesseur. Si les derniers processeurs intègrent directement le contrôleur mémoire (Athlon et Phenom 64, I7 d'Intel), il est l'intermédiaire entre le processeur et tous les autres périphériques internes (y compris le bus PCI-Express et la carte graphique, les plus gourmand en bande passante). Le choix d'un "bon" chipset peut faire gagner jusque 10 % de performance sur un ordinateur. Autre considération, depuis quelques années, les fabricants ont nettement dissocier le northbridge du Sothbridge mais avec le même bus de transport entre les deux pour toute leur gamme. Ca a deux conséquences (avantage) pour les fabricants de cartes mères. La première c'est que le changement de processeur ne fait changer que le Northbridge en gardant les anciens southbridge dans la même série. La deuxième est que n'importe qu'elle carte mère peut intégrer plus ou moins de fonctionnalités au niveau du southbridge, principalement au niveau audio mais aussi sur les derniers modèles intégrer une sortie HDMI. Si vous lisez des revues informatiques, les possibilités de remplacer votre processeur par un nouveau plus puissants sont légions (upgrade). Malheureusement, ce n'est pratiquement jamais le cas sans changer de carte mère, à cause des limitations du chipset de la carte mère au niveau FSB par exemple mais aussi fonctionnalités du processeur (les anciens chipset pour Intel Core n'acceptent par exemple pas les Dual Channel) ou même le socket. Nous le verrons dans le chapitre upgrade PC
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La suite du cours hardware 1 > 9. Mémoire PC |
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Mise à jour 09/07/2009
Matériel informatique 1: PC et périphériques. Matériel informatique 2: réseaux, serveurs et communication. Systèmes d'exploitations Windows
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