Sự phát triển của Chipset

Khi IBM sáng tạo ra những bo mạch chủ PC đầu tiên, họ đã cho ra mắt vài con chip riêng biệt để hoàn tất thiết kế của mình, gọi là chipset.

Ngoài bộ xử lý và bộ hợp xử lý tính toán tùy chọn, nhiều thành phần khác được yêu cầu để hoàn tất hệ thống. Những thành phần khác này bao gồm những mục như máy phát xung, bộ điều khiển bus, đồng hồ đo hệ thống, bộ điều khiển ngắt và DMA, CMOS RAM và đồng hồ, bộ điều khiển bàn phím. Thêm nữa nhiều chip logic đơn giản khác được dùng để hoàn tất toàn bộ mạch vòng bo mạch chủ, bộ xử lý thực sự, bộ hợp xử lý tính toán (dấu chấm động), bộ nhớ và những phần khác.

Những bộ chip thực thi bo bạch chủ đầu tiên của PC

Thêm vào bộ xử lý/bộ hợp xử lý, bộ sáu chip được dùng để thực thi mạch vòng bo mạch chủ đầu tiên trong hệ thống PC và XT cơ bản. IBM sau đó nâng cấp nó lên thiết kế chín chip trong hệ thống AT và hệ thống sau này, chủ yếu thêm vào nhiều chip ngắt và chip điều khiển DMA, chip CMOS RAM/Đồng hồ tính thời gian thực dễ thay đổi. Tất cả thành phần chip bo mạch chủ xuất phát từ Intel hay nhà sản xuất được phép của Intel, trừ chip CMOS/Đồng hồ từ Motorola. Để hình thành một bản nhái hay sao chép của một trong những hệ thống IBM này đòi hỏi tất cả những chip này và nhiều chip logic riêng biệt nhỏ hơn phải gắn cùng nhau trong thiết kế, tổng cộng có 100 hay nhiều hơn chip riêng biệt. Điều này khiến cho giá bo mạch chủ cao và chỉ còn ít khoảng trống trên bo để tích hợp những chức năng khác.

Năm 1986, công ty Chips and Technologies giới thiệu một thành phần phát triển được gọi là S2C206 – là thành phần chính của chipset bo mạch chủ PC đầu tiên. Đây là chip đơn đã tích hợp vào nó tất cả nhiệm vụ của chip bo mạch chủ trong hệ thống tương thích AT. Chip này bao gồm những chức năng của 82284 máy phát xung, 82288 bộ điều khiển bus, 8254 đồng hồ đo hệ thống, hai bộ điều khiển ngắt 8259, hai bộ điều khiển DMA 8237, chip MCI46818 CMOS/đồng hồ. Ngoài bộ xử lý, hầu như tất cả thành phần chip chính trên bo mạch chủ PC có thể được thay thế bởi chip riêng biệt. Bốn chip khác làm 82C206 thực hiện như những bộ nhớ đệm và những bộ điều khiển bộ nhớ, do vậy hoàn tất thực sự toàn bộ mạch vòng bo mạch chủ với tổng năm chip. Chips and Technologies gọi chipset đầu tiên này là chipset CS8220. Không thừa để nói đây là tư tưởng cách mạng trong sản xuất bo mạch chủ PC. Không chỉ làm giảm lớn giá thành sản xuất bo mạch chủ mà còn làm thiết kế bo mạch chủ dễ dàng hơn. Số thành phần được giảm nghĩa là bo mạch chủ có nhiều chỗ trống cho tích hợp những mục mà trước kia được tìm thấy trong những card mở rộng. Sau này bốn chip làm tăng hoạt động 82C206 được thay thế bởi bộ mới chỉ có ba chip được gọi là chipset New Enhanced AT (NEAT) CS8221. Chipset 82C836 Single Chip AT (SCAT) theo sau kết hợp tất cả chip trong một bộ.

Ý tưởng về chipset nhanh chóng được sao chép bởi những nhà sản xuất chip khác. Những công ty như Acer, Erso, Opti, Suntac, Symphony, UMC và VLSI mỗi người chiếm một thị phần quan trọng trong thị trường. Thật đáng tiếc cho nhiều người trong số họ, thị trường chipset là thị trường không ổn định và nhiều người trong số họ bị loại khỏi kinh doanh. Năm 1993. VLSI trở thành nhà thống trị trong thị trường chipset và nắm thị phần chủ yếu. Năm sau VLSI (sau đó được nhập vào Philips Semiconductors) song hành bất cứ ai trong thị trường chipset để tồn tại. Đó là do một nhà sản xuất chipset mới tham dự và trong vòng một năm hay lâu hơn, họ hoàn toàn thống trị thị trường chipset. Công ty đó chính là Intel, sau năm 1994, có chân đứng trong thị trường chipset. Nếu bạn có bo mạch chủ từ năm 1994 sử dụng và chấp nhận bộ xử lý Intel, chắc chắn có chipset Intel.

Intel đã nỗ lực với chipset từ 1999 đến 2001 bởi vì sự tín nhiệm của họ trên bộ nhớ -DRAM. Intel đầu tiên ký một hợp đồng với Rambus năm 1996 thể hiện họ sẽ hỗ trợ bộ nhớ này như trọng tâm đầu tiên cho những chipset PC để bàn suốt năm 2001. Tôi ngờ rằng điều này đã làm Intel hối tiếc. Bộ nhớ RDRAM có giá cao hơn đáng kể so với bộ nhớ DDR SDRAM. Cho nên, Intel giới thiệu chipset 845 (mà code Brookdale) hỗ trợ DDR SDRAM với Pentium 4. Từ đó, tất cả những chipset Pentium của Intel hỗ trợ bộ nhớ DDR hoặc DDR2.

Ngày nay Intel không đơn độc trong kinh doanh chipset: ATI (hiện nay là thành viên AMD), NVIDIA, VIA Technologies và Silic Integrated Systems (SiS) tất cả đều chế tạo hay có những chipset được làm cho những hệ thống được dựa trên Intel.

Mặc dù AMD và ATI (hiện nay là thành viên AMD) phát triển những chipset của chính họ, NVIDIA và SIS cũng sản xuất những chipset cho các hệ thống dựa trên AMD.

Thật thú vị để nhận xét rằng người tạo chipset PC đầu tiên. Chips and Technologies, sống sót nhờ thay đổi chiều hướng để thiết kế và sản xuất những chip video và tìm thấy chỗ thích hợp trong thị trường đặc biệt cho những chipset video máy tính xách tay và máy tính xách tay nhỏ gọn. Chips and Technologies sau đó được Intel mua năm 1998 như một phần chiến lược video của Intel.

Những chipset AMD

AMD đã đánh cuộc với họ bộ xử lý Athlon. Với những bộ xử lý này, AMD quyết định cho thời điểm đầu tiên tạo ra con chip tương thích Intel liên quan đến phần mềm nhưng không trực tiếp tương thích với phần cứng hoặc chân chốt. Trong khi lớp K6 cắm vào cùng socket 7 mà Intel thiết kế cho dòng bộ xử lý Pentium, AMD Athlon và Duron không có chân chốt tương thích với chip Pentium II/III và Celeron. Điều này có nghĩa là AMD không tận dụng những thuận lợi của những chipset và bo mạch chủ tồn tại trước khi Athlon và Duron được giới thiệu; thay vì đó, AMD tạo ra chipset và bo mạch chủ của riêng họ hay tìm những công ty khác làm việc đó.

Sự đánh cuộc thành công, AMD hết sức nỗ lực đẩy thị trường bằng cách quảng cáo chipset của họ, được kể tới như chipset AMD-750 (mà tên Irongate). Chipset AMD 750 bao gồm 751 bộ điều khiển hệ thống (North Bridge) và 756 bộ điều khiển bus ngoại vi (South Bridge). AMD dùng chipset AMD-760 chipset cho bộ xử lý Athlon/Duron, là chipset chủ yếu đầu tiên trên thị trường hỗ trợ bộ nhớ DDR SDRAM. Nó bao gồm hai chip: chip điều khiển bus hệ thống AMD-761 (North Bridge) và chip điều khiển bus ngoại vi AMD-766 (South Bridge). Tương tự, AMD thiết lập kiến trúc chipset tiêu chuẩn mới cho dòng những bộ xử lý 64 bit Athlon 64 và Opteron bằng cách phát triển chipset AMD-8000. AMD gây cảm hứng cho những công ty khác như VIA Technologies. NVIDIA. Ali và SiS phát triển những chipset được thiết kế một cách đặc biệt cho giao diện với bộ xử lý AMD. Năm 2007, AMD mua ATI, về cơ bàn mang cả chipset bo mạch chủ và bộ xử lý video về nội bộ. Điều này đưa AMD vào vị trí khá ngang bằng với Intel do khả năng sản xuất phần lớn chip cần thiết để xây dựng hệ thống với các bộ xử lý của họ. Từ đó AMD và NVIDIA sản xuất chủ yếu chipset cho các hệ thống laptop và máy tính trên nền AMD.