Chipset

Schema eines Chipsatzes auf einer PC-Hauptplatine.

Mit Chipsatz bezeichnet man im Allgemeinen mehrere zusammengehörende integrierte Schaltkreise, die zusammen eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Normalerweise ist es nicht sinnvoll, nur einzelne Chips aus der Gesamtheit eines Chipsatzes zu benutzen. Es sprechen meist lediglich technische Gründe dagegen, sämtliche Funktionalität auf einem Chip unterzubringen – zum Beispiel Beschränkungen der Komplexität eines Chips, der Anzahl der Anschlüsse eines Chip-Gehäuses oder unterschiedliche Anforderungen einzelner Schaltungsteile, die sich durch unterschiedliche Halbleiterherstellungsprozesse realisieren lassen (z. B. HF- und Basisband-Verarbeitung).

Geschichte

PC-XT-kompatible Hauptplatine von 1989. Es gibt keinen Chipsatz, die Platine ist mit den Standard-Peripherie-Bausteinen des Original-IBM-PC-Designs bestückt. Die Steuerlogik ist ausschließlich mit Transistor-Transistor-Logik realisiert, im Fachjargon als "TTL-Grab" bezeichnet

Bei den ersten Heimcomputern und Personal Computern bestand das System neben dem Mikroprozessor typischerweise aus einer Reihe von eigenständigen Schnittstellen-Chips, die alle über Adress-, Daten- und Steuer-Bus direkt am Prozessor hingen; ein einfacher Adressdecoder-Chip selektierte den jeweils gemeinten Chip. Mit fortschreitender Integrationstiefe wurden immer mehr dieser verteilten Funktionen in größeren Chips zusammengefasst. Dabei bildeten sich gewisse Quasi-Standards heraus.

PC-Chipsatz

Im Speziellen ist der Chipsatz auf einer PC-Hauptplatine gemeint, der einen Mikroprozessor bei seiner Aufgabe unterstützt. Grund für die Aufteilung auf mehrere Schaltkreise ist hierbei die Anzahl der benötigten elektrischen Anschlüsse.

Der erste Chipsatz für den IBM-PC/AT war der NEAT-Chipsatz für den Intel 80286 von Chips & Technologies. Heute bestehen Chipsätze üblicher Weise aus der von Intel eingeführten Zwei-Brücken-Architektur, bestehend aus Northbridge und Southbridge. Die Namen leiten sich von der üblichen Lage der Chips auf einer Hauptplatine ab. Die Northbridge liegt meist oberhalb des Hauptprozessors, also im „Norden“ (engl. “north”), während die Southbridge meist unterhalb verbaut wird, also im „Süden“ (engl. “south”).

Die beiden Chips dienen zur Steuerung und zum Datentransfer der einzelnen Komponenten der Hauptplatine und der peripheren Geräte. In der Regel sind im Chip der Northbridge aufwendigere, schnellere Funktionen integriert als in der Southbridge. Daher sind in einigen Chipsätzen in der Southbridge weitere Funktionen integriert, z. B. die der Erzeugung von Sound- oder Grafiksignalen.

Die wichtigsten Hersteller von Chipsätzen für x86-kompatible Architekturen sind heute Intel, VIA Technologies, Nvidia, SiS, AMD, ULi, ALi und ATI, für Serverrechner auch Broadcom.

Die Aufteilung der Funktionalitäten auf die zwei Teilchips North- und Southbridge variiert leicht von Hersteller zu Hersteller. So gibt es auch die Variante, dass die Northbridge auch das PCI-Interface beinhaltet und die PCI-Slots von ihr betrieben werden und auch die Southbridge über dieses Interface an die Northbridge angebunden ist.

Im Zuge der weiter fortschreitenden Miniaturisierung ist die Aufteilung in zwei Chips neuerdings auch schon aufgehoben, siehe bei Southbridge. Immer mehr Hersteller bieten „Ein-Chip-Chipsätze“ an.

Chip-Set des Commodore Amiga

Der Amiga-Computer von Commodore brachte eine etwas abweichende Definition des Chipsatzes mit. Hier waren es vor allem die Multimedia-Fähigkeiten Grafik- und Tonausgabe, die mit Priorität behandelt werden sollten. Der Chipsatz des Amiga war wegen der begrenzten Fertigungsmöglichkeiten Anfang der 1980er Jahre auf drei Chips verteilt, war aber als Einheit zu sehen. Er basierte auf einer mächtigen DMA-Einheit, die den Rest mit Grafik- und Sound-Daten versorgte, daneben aus den üblichen externen Schnittstellen. Details siehe bei Original Chip Set.

Chipsatz des Atari ST

Der Chipsatz des Atari-ST-Computers von Atari bestand aus vier Chips, den sogenannten Custom-Chips. Dies waren: DMA, Shifter, MMU und Glue. Später kam der Blitter als weiterer Chip dazu.

Weblinks

• Chipsatz im Elektronik-Kompendium
• Referat Architektur von Chipsätzen (IBM-PC) von Sebastian Lüth und Thiemo Mättig, vorgetragen am 22. Mai 2001