Northbridge (informática)

En informática, un puente norte (también llamado puente host o concentrador de controlador de memoria ) es un microchip que forma parte de la arquitectura del chipset lógico central de las placas base para gestionar tareas de alto rendimiento, especialmente en ordenadores personales antiguos . Se conecta directamente a la CPU a través del bus frontal (FSB) y suele utilizarse junto con un puente sur más lento para gestionar la comunicación entre la CPU y otras partes de la placa base. ^{[ 1 ]}

Históricamente, la separación de funciones entre los chips de CPU, puente norte y puente sur era necesaria debido a la dificultad de integrar todos los componentes en un solo chip . ^{[ 2 ]} Sin embargo, a medida que las velocidades de la CPU aumentaron con el tiempo, surgió un cuello de botella debido a las limitaciones causadas por la transmisión de datos entre la CPU y su chipset de soporte. ^{[ 3 ]} La tendencia hacia los puentes norte integrados comenzó a finales de la década de 2000 ; por ejemplo, la GPU Nvidia GeForce 320M en la MacBook Air de 2010 era un chip combinado de puente norte/puente sur/GPU. ^{[ 4 ]}

En los PC más antiguos basados ​​en Intel, el northbridge también se denominaba hub de controlador de memoria externa o hub de controlador de gráficos y memoria si estaba equipado con gráficos integrados. Cada vez más, estas funciones se integraron en el propio chip de la CPU, ^{[ 5 ]} comenzando con los controladores de memoria y gráficos. Desde la década de 2010, la miniaturización del chip y la mejora de la densidad de transistores han permitido una mayor integración del chipset, y las funciones que realizaban los northbridges ahora se incorporan con frecuencia en otros componentes, como los southbridges o las propias CPU. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Intel y AMD han lanzado chipsets en los que todas las funciones del puente norte se han integrado en la CPU. ^{[ 6 ]} El puente sur correspondiente fue renombrado por Intel como Platform Controller Hub y por AMD como Fusion controller hub . Las CPU AMD FX continuaron requiriendo chips de puente norte y puente sur externos. Los procesadores Intel Core modernos tienen el puente norte integrado en el chip de la CPU, donde se le conoce como uncore o agente del sistema .

El puente norte generalmente gestiona las comunicaciones entre la CPU , en algunos casos la RAM y las tarjetas de video PCI Express (o AGP ), y el puente sur . ^{[ 7 ] [ 8 ]} Algunos puentes norte también contienen controladores de video integrados, también conocidos como concentrador de controlador de memoria y gráficos en sistemas Intel. Debido a que los diferentes procesadores y la RAM requieren señalización diferente, un puente norte determinado generalmente funcionará solo con una o dos clases de CPU y, por lo general, solo con un tipo de RAM.

Existen algunos conjuntos de chips que admiten dos tipos de RAM; por lo general, estos se lanzan cuando se produce un cambio a un nuevo estándar. Por ejemplo, el puente norte del conjunto de chips Nvidia nForce2 de 2002 solo funcionaba con procesadores Socket A combinados con memoria DDR SDRAM .

El chipset Intel i875 solo funciona con sistemas que utilizan procesadores Pentium 4 o Celeron con una velocidad de reloj superior a 1,3 GHz y que utilizan memoria DDR SDRAM, mientras que el chipset Intel i915G solo funciona con los procesadores Intel Pentium 4 y Celeron, pero puede utilizar memoria  DDR o DDR2 .

PowerPC

Los chips Northbridge se encuentran con mayor frecuencia en PCs con arquitectura X86, pero también pueden encontrarse en otras plataformas, como la plataforma PowerPC . Un ejemplo común de un Northbridge en una plataforma PowerPC se encuentra en las computadoras antiguas de Apple basadas en PowerPC, como el iMac G5 , que utilizaba un chip Northbridge IBM CPC945. Según una nota para desarrolladores de Apple, el chip Northbridge del Power Mac G5 se conectaba a un "Mid Bridge", que a su vez se conectaba a un South Bridge. ^{[ 9 ]}

El nombre deriva de representar la arquitectura como si fuera un mapa. La CPU se ubicaría en la parte superior del mapa, comparable al norte geográfico en la mayoría de los mapas. La CPU estaría conectada al chipset mediante un puente rápido (el puente norte), situado al norte de los demás dispositivos del sistema, tal como se muestra en el diagrama. El puente norte, a su vez, estaría conectado al resto del chipset mediante un puente lento (el puente sur), situado al sur de los demás dispositivos del sistema, también tal como se muestra en el diagrama.

El puente norte juega un papel importante en el grado de overclocking que puede alcanzar un ordenador , ya que su frecuencia se utiliza habitualmente como referencia para que la CPU establezca su propia frecuencia de funcionamiento. Este chip suele calentarse más a medida que aumenta la velocidad del procesador, lo que requiere mayor refrigeración. Existe un límite para el overclocking de la CPU, ya que los circuitos digitales están limitados por factores físicos como los tiempos de subida, bajada, retardo y almacenamiento de los transistores , el producto ancho de banda de ganancia de corriente, la capacitancia parásita y el retardo de propagación , que aumenta con (entre otros factores) la temperatura de funcionamiento ; por consiguiente, la mayoría de las aplicaciones de overclocking tienen límites impuestos por software en el multiplicador y la configuración del reloj externo. Además, el calor es un factor limitante importante, ya que se necesitan voltajes más altos para activar correctamente los transistores de efecto de campo dentro de las CPU y este voltaje más alto produce mayores cantidades de calor, lo que requiere soluciones térmicas más avanzadas en el chip.

• Motor de administración de Intel (ME)