El enfoque que muestra es una topología bastante antigua para las placas base: es anterior a PCIe, lo que realmente lo ubica en algún lugar de los años '00. La razón se debe principalmente a las dificultades de integración.
Básicamente, hace 15 años, la tecnología para integrar todo en un solo dado era prácticamente inexistente desde un punto de vista comercial, y hacerlo era increíblemente difícil. Integrar todo daría como resultado tamaños de matriz de silicio muy grandes que a su vez conducen a un rendimiento mucho menor. El rendimiento es esencialmente la cantidad de dados que pierde en una oblea debido a defectos: cuanto mayor es el dado, mayor es la probabilidad de un defecto.
Para combatir esto, simplemente divide el diseño en múltiples chips; en el caso de las placas base, esto terminó siendo CPU, North Bridge y South Bridge. La CPU está limitada solo al procesador con una interconexión de alta velocidad (referido como el bus frontal por lo que recuerdo). Luego tiene el North Bridge que integra el controlador de memoria, la conexión de gráficos (por ejemplo, AGP, una tecnología antigua en términos de computación) y otro enlace más lento al South Bridge. South Bridge se utilizó para manejar tarjetas de expansión, discos duros, unidades de CD, audio, etc.
En los últimos 20 años, la capacidad de fabricar semiconductores en nodos de proceso cada vez más pequeños con una fiabilidad cada vez mayor significa que es posible integrar todo en un solo chip. Los transistores más pequeños significan una mayor densidad para que pueda caber más, y los procesos mejorados en la fabricación significan un mayor rendimiento. De hecho, no solo es más rentable, sino que también se ha vuelto vital mantener el aumento de la velocidad en las computadoras modernas.
Como señala correctamente, tener una interconexión a un puente norte se convierte en un cuello de botella. Si puede integrar todo en la CPU, incluido el PCIe Root Complex y el controlador de memoria del sistema, de repente tiene un enlace de velocidad extremadamente alta entre dispositivos clave para gráficos y computación: en la PCB puede estar hablando de velocidades del orden de Gbps, en ¡el dado puede alcanzar velocidades del orden de Tbps!
Esta nueva topología se refleja en este diagrama:
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En este caso, como puede ver, los gráficos y los controladores de memoria están integrados en la matriz de la CPU. Si bien todavía tiene un enlace a lo que efectivamente es un conjunto de chips hecho de algunos bits del puente norte y el puente sur (el conjunto de chips en el diagrama), esto en la actualidad es una interconexión increíblemente rápida, tal vez 100 + Gbps. Todavía más lento que en el dado, pero mucho más rápido que los viejos autobuses frontales.
¿Por qué no simplemente integrar absolutamente todo? Bueno, los fabricantes de placas base todavía quieren personalización: cuántas ranuras PCIe, cuántas conexiones SATA, qué controlador de audio, etc.
De hecho, algunos procesadores móviles se integran aún más en la matriz de la CPU; piense en las computadoras de placa única que utilizan variantes de procesador ARM. En este caso, debido a que ARM alquila el diseño de la CPU, los fabricantes aún pueden personalizar sus troqueles como mejor les parezca e integrar los controladores / interfaces que deseen.
