As primeiras placas para Pentium II foram baseadas no chipset Intel 440FX (ou i440FX), que era o mesmo chipset encontrado em placas soquete 8 para o Pentium Pro. Ele era um chipset antigo, que possuía muitas limitações, incluindo a falta de suporte ao AGP e a memórias SDRAM.
Não demorou para que o Pentium II ganhasse um chipset próprio, o i440LX. Ele incorporou suporte ao AGP e memórias SDRAM, mas ainda incluía interfaces IDE ATA/33 (que logo passaram a limitar o desempenho dos HDs) e trabalhava a apenas 66 MHz. As placas baseadas nele suportam somente a primeira safra de processadores Pentium II e Celeron, que ainda utilizavam bus de 66 MHz. Assim como na maioria dos chipsets da época, ele podia trabalhar a 75 ou 83 MHz, frequências que, embora não fossem utilizadas por nenhum processador Intel, podiam ser usadas para fazer overclock.
O i440LX foi sucedido pelo i440BX, que se tornou rapidamente um dos chipsets mais usados. Além do suporte ao AGP 2x, ele introduziu o suporte ao bus de 100 MHz, utilizado pelos processadores Pentium II Deschutes de 350, 400, 450 e 500 MHz, assim como pelas versões do Pentium III que utilizam barramento de 100 MHz. Muitas placas baseadas no BX são capazes de trabalhar a 133 MHz (em overclock), o que permite rodar as versões do Pentium III que utilizam barramento de 133 MHz.
O problema em utilizar os 133 “não-oficiais” do BX é que apesar do chipset se manter estável, os demais periféricos do micro podem vir a apresentar falhas. Nos chipsets que oficialmente suportam bus de 133 MHz, temos a frequência do barramento PCI dividida por 4 e a do AGP dividida por 2, chegando aos 33 e 66 MHz ideais.
No caso do BX a frequência era dividida por apenas 3 e 1.5, o que dá 33 e 66 MHz com bus de 100 MHz, porém 44 e 89 MHz com bus de 133. Isso fazia com que todas as demais interfaces do PC, incluindo os barramentos PCI e AGP e as interfaces IDE fossem obrigadas a trabalhar em frequências mais altas. Quem mais sofria eram as placas de vídeo AGP; muitas não funcionam estavelmente a 89 MHz.
As placas-mãe que oferecem os 133 MHz não-oficiais do BX eram popularmente chamadas de “BX133”. Um bom exemplo de placa desta safra foi a Abit BX133-RAID, lançada no início do ano 2000.
Ela era uma placa soquete 370, que usava um slot AGP 2x e ainda oferecia um slot ISA solitário. Assim como em muitas placas atuais, o suporte a RAID era incluído através de um controlador adicional, que oferecia duas portas ATA/66, em complemento às duas portas ATA/33 do chipset. Essa configuração permitia que você utilizasse até quatro HDs em RAID 0, RAID 1 ou RAID 10 e ainda ficasse com duas portas IDE vagas para ligar o CD-ROM e outros periféricos, uma configuração comum em outras placas da época:
Abit BX133-RAID
A maior limitação do i440BX (assim como do LX) é que, pelo menos oficialmente, o chipset suporta apenas 512 MB de memória RAM (2 módulos de 256 MB). Apesar disso, diversos fabricantes ofereceram placas com 3 soquetes de memória, que permitiam o uso de até 768 MB.
Pensando no mercado de servidores e estações de trabalho, a Intel lançou o i440GX, um chipset mais caro, que suportava até 2 GB de memória e até 4 processadores Pentium II Xeon em SMP. Existiu ainda o i440ZX, uma versão de baixo custo do i440BX, que foi pouco usada. Os dois são praticamente idênticos, incluindo a limitação de 512 MB de memória. A principal diferença é que o ZX suportava o uso de apenas dois módulos de memória.
Todos estes chipsets compartilhavam da mesma limitação, que era o uso do barramento PCI para a comunicação entre todos os componentes da placa-mãe, o que saturava o barramento, reduzindo a performance geral.
A partir do i810, a Intel inaugurou o uso da hub architecture, que passou a utilizar um barramento rápido para a ligação entre a ponte norte e ponte sul do chipset, o AHA. Ele era um barramento de 8 bits, que operava a 66 MHz e realizava quatro transferências por ciclo, resultando em taxas de transferência de até 266 MB/s.
No diagrama abaixo temos um exemplo de chipset baseado na nova arquitetura. Este já é um layout bem similar ao dos chipsets atuais, onde os slots de memória e o barramento AGP (hoje em dia substituído pelo PCI Express) são ligados à ponte norte e as demais interfaces à ponte sul, com o barramento AHA interligando os dois chips:
Na hub architecture a ponte norte do chipset passa a ser chamada de MCH (Memory Controller Hub) ou GMCH (nos chipsets com vídeo onboard) e a ponte sul passa a se chamar “I/O Controller Hub”, ou ICH. Embora continue sendo um chip separado, o BIOS passa a ser considerado parte do chipset e recebe o nome de “Firmware Hub”, passando a armazenar também o BIOS da placa de vídeo onboard. Esta designação continua sendo usada pela Intel até os dias de hoje.
Apesar da nova terminologia, as funções dos chips continuam fundamentalmente as mesmas. O MCH inclui o controlador de memória, o barramento AGP e o vídeo integrado, enquanto o ICH inclui o barramento PCI, portas IDE e USB, som, rede e outros periféricos integrados e também o chip super I/O, que inclui as portas seriais, porta paralela, portas PS/2 (teclado e mouse) e outras interfaces de legado.
A nova arquitetura deu origem aos chipsets i810, i810E, i815, i815E e i820, que podem ser considerados os primeiros chipsets da era moderna dentro da linha da Intel.
O i810 foi um chipset com vídeo onboard, destinado a placas de baixo custo. Ele incluía um chipset de vídeo i752, que embora oferecesse um desempenho muito fraco (mesmo para a época) oferecia um design simples e um consumo elétrico bastante baixo, que fez com que a Intel continuasse aperfeiçoando o projeto, dando origem aos chipsets de vídeo integrados atuais.
A partir do i810 foi eliminada a ponte PCI-ISA, removendo o suporte nativo ao barramento ISA. Os fabricantes ainda tinham a opção de adicionar um chip externo, mas, como isso representava um custo adicional, a grande maioria aproveitou a deixa para eliminar de vez os slots ISA. Eles ainda sobreviveram durante algum tempo na última safra de placas super 7, que utilizavam chipsets VIA ou SiS, até que desapareceram definitivamente.
A principal limitação do i810 é que ele não oferecia suporte a slots AGP, já que o barramento era utilizado pelo chipset de vídeo onboard. Além disso, ele era capaz de operar a apenas 100 MHz (o que eliminava a compatibilidade com as versões do Pentium III com bus de 133 MHz), por isso foi rapidamente substituído pelo i810E (com suporte a bus de 133 MHz) e em seguida pelo i815, que trouxe de volta a possibilidade de utilizar uma placa AGP externa (através de um slot AGP 4x), nesse caso desabilitando o vídeo onboard.
Como em outras opções de vídeo onboard, o i752 utiliza memória compartilhada. Para melhorar o desempenho, existia a opção de instalar uma placa com 4 MB de memória de vídeo dedicada no slot AGP, mas, como era vendida separadamente, ela nunca foi um acessório comum. A partir daí as placas de vídeo onboard da Intel passaram a usar unicamente memória compartilhada.
Pouco depois foi lançado o i815E, que incluiu uma versão melhorada do chip ICH, com suporte a interfaces ATA/100 e 4 portas USB (ao invés de apenas duas, como nos anteriores). Chegou a ser lançada ainda uma versão sem vídeo integrado, o i815EP, que era comum em placas de alto desempenho, onde o vídeo onboard seria desativado e substituído por uma placa AGP dedicada de qualquer maneira.
A principal limitação do i815 era que ele suportava o uso de apenas 512 MB de memória, uma limitação que se tornava cada vez mais evidente. Apesar disso, ele acabou sendo um chipset de grande sucesso, usado desde em placas de baixo custo, até em placas mais caras, destinadas ao público entusiasta.
O i815E acabou sendo o ponto alto dos chipsets Intel para o Pentium III. Depois dele a Intel andou para trás, embarcando na aventura das memórias Rambus (veja mais detalhes no tópico sobre o Pentium 4), deixando de produzir chipsets competitivos e enfraquecendo a plataforma frente à concorrência dos processadores da AMD.
Em teoria, o sucessor do i815E deveria ter sido o i820, mas ele acabou se revelando um grande fracasso. Em tese, o i820 seria um chipset destinado a máquinas de alto desempenho, que não trazia o vídeo integrado (presumindo que o usuário estaria mais interessado em utilizar uma placa dedicada) e abandonava a compatibilidade com os Celerons que utilizavam bus de 66 MHz.
O maior problema é que ele era nativamente compatível apenas com as memórias Rambus. Para utilizar memórias SDRAM era necessário incluir um chip adicional, o MTH (Memory Translator Hub), um bridge (ponte) que fazia a conversão dos sinais. Ao utilizar o MTH o desempenho de acesso à memória caía, fazendo com que as placas baseadas no i820 acabassem sendo mais caras e mais lentas que as placas de baixo custo baseadas no i815.
Estas placas acabaram tendo um triste fim, pois poucos meses depois do lançamento foi descoberto um bug no chip MTH, que causava instabilidade e corrupção dos dados gravados na memória, um problema perigoso, considerando que os micros baseados no i820 eram predominantemente destinados a estações de trabalho e outras aplicações “sérias”.
A Intel acabou sendo obrigada a descontinuar o i820 e fazer um recall de todas as placas vendidas, substituindo-as por placas i820 sem o MTH, acompanhadas de um módulo de 128 MB de memória Rambus, o que representou um prejuízo de mais de 250 milhões.
A saga continuou com o i840, um chipset destinado a estações de trabalho que utilizava dois canais separados de acesso à memória (similar às placas dual-channel atuais), onde eram acessados dois RIMM simultaneamente, o que resultava em um barramento teórico de 3.2 GB/s.
Ao contrário do que seria de se esperar, o barramento mais largo de acesso à memória não resultava num ganho considerável de desempenho. Apesar do barramento mais largo, o tempo de latência dos módulos de memória Rambus era maior, o que acabava equilibrando as coisas. Por ser um chipset caro, o i840 foi utilizado em um número muito pequeno de placas. Além de gastar mais com a placa-mãe, era necessário pagar 3, ou até 4 vezes mais caro pelos módulos de memória Rambus, tudo isso em troca de um ganho marginal de desempenho.
Com o recall do i820 e o fracasso de vendas do i840, a Intel acabou ficando numa posição muito vulnerável, já que o único chipset “utilizável” continuava sendo o antigo i815E, com a pesada limitação dos 512 MB de memória. Isso abriu espaço para o crescimento da VIA, que oferecia os chipsets Apollo Pro 133 e 133A.
Como o nome sugere, o Apollo Pro 133 oferecia suporte oficial aos processadores Pentium III com bus de 133 MHz. Ele oferecia também suporte a 1.5 GB de memória RAM, quesito em que ele estava bem à frente dos chipsets da Intel.
Comparado ao i815, ele oferecia vários recursos interessantes, como a possibilidade de ajustar a frequência da memória RAM de forma independente do FSB. Isso permitia que a memória trabalhasse a 133 MHz mesmo ao utilizar um processador antigo, ou que módulos módulos PC-66 de um upgrade anterior fossem usados em conjunto com processadores com bus 100 MHz. Este recurso era configurado através das opções “FSB + 33MHz” e “FSB – 33MHz” encontradas no setup das placas.
Esta é uma Soyo 6BA133, uma placa mini-ATX bastante popular na época, baseada no Apollo Pro 133. Ela possui 5 slots PCI, dois slots ISA e um slot AGP 2x, sem nenhum periférico integrado. O quinto slot PCI tem o espaço compartilhado com o primeiro ISA, de forma de você pode utilizar apenas um dos dois. Embora seja uma placa slot 1, esta placa permite o uso de processadores Celeron e Pentium III Coppermine soquete 370 usando um adaptador. Com um BIOS atualizado, ela suporta toda a família Pentium III:
Soyo 6VBA133, baseada no VIA Apollo Pro 133
Considerando que ela suporta até 1.5 GB de memória SDRAM (3 módulos de 512 MB), um PC baseado nela poderia ser usado para tarefas leves mesmo nos dias de hoje. O principal desafio seria encontrar alguma placa 3D que fosse compatível com o antiquado slot AGP 2x e que pudesse funcionar dentro das limitações de alimentação elétrica da placa.
Na época, era comum utilizar um Celeron 600 em overclock para 900 MHz (aumentando a frequência do FSB de 66 para 100 MHz através do setup). Por ser baseado no core Coppermine, o Celeron 600 suportava overclocks muito grandes, por isso era bastante popular entre o público entusiasta.
Assim como outras placas da Soyo e da Abit fabricadas na época, a 6VBA133 possuía problemas de durabilidade relacionados aos capacitores eletrolíticos, de forma que é relativamente raro encontrar uma que ainda funcione hoje em dia. Esta placa da foto, por exemplo, apresentou problemas e foi consertada com a substituição dos capacitores.
Voltando ao tema principal, as únicas diferenças entre o Apollo Pro 133 e o 133A diziam respeito ao slot AGP e à quantidade de memória suportada. O Apollo Pro 133 “normal” traz uma porta AGP 2x, enquanto o 133A traz uma porta AGP 4x e, enquanto o Apollo 133 suporta 1.5 GB de memória, o Apollo 133 suporta 4 GB completos. Ambos oferecem duas controladoras USB, totalizando 4 portas, assim como no i815E.
Embora seja mais rápido que o i820+MTH, o Apollo Pro 133A perdia por uma pequena margem para o i815 no desempenho de acesso à memória e também com relação ao desempenho do barramento AGP. Assim como o i440BX, ele ainda utilizava o barramento PCI como meio de comunicação entre a ponte norte e a ponte sul, ao invés de implementar um barramento dedicado, como nos chipsets Intel da série 800. Isso causava mais uma pequena perda de desempenho em relação aos PCs baseados no i815.
Entretanto, como vimos, ele oferecia suporte a um volume brutalmente maior de memória RAM, o que era uma grande vantagem. Ele também oferecia a ponte PCI-ISA, de forma que muitas placas baseadas nele traziam um ou dois slots ISA, o que era visto como uma vantagem por muitos, já que permitia aproveitar modems e placas de som antigos. Completando, ele era um chipset mais barato e oferecia mais opções de overclock, o que fez com que fosse bastante popular.
Existiu ainda uma versão do Apollo Pro 133 com vídeo integrado, o VIA Apollo Pro PM133, que trazia um chipset de vídeo ProSavage. A placa da foto a seguir é uma Asus P3V4X (um modelo baseado no VIA Apollo Pro 133A, lançado no final de 1999), que foi também bastante popular na época. Ela inclui um slot AGP 4x universal (que permite o uso tanto de placas AGP 1x/2x antigas quanto de placas AGP 4x), 6 slots PCI e um único slot ISA, que dividia a baia do gabinete com o último slot PCI:
Asus P3V4X, baseada no Apollo Pro 133A
O VIA Apollo Pro 133 era um concorrente direto do i440BX. Justamente por isso, ele perdia para o i815 em diversos quesitos, já que tecnicamente ele estava uma geração à frente. Entretanto, aproveitando o vácuo deixado pelo fiasco do i820, a VIA lançou em seguida o Apollo Pro 266, introduzindo o suporte a memórias DDR e virando o jogo.
Hoje em dia, parece óbvio que a Intel fez uma grande burrada apoiando as memórias Rambus, enquanto a VIA fez a coisa certa apostando nas memórias DDR. Entretanto, na época ainda não estava claro qual padrão prevaleceria, de forma que cada um dos dois fabricantes fez sua aposta. O erro da Intel foi não ter criado um “plano B” para o caso da aposta inicial dar errado.
A partir do Apollo Pro 266 a VIA passou a utilizar o V-Link, um barramento dedicado de 266 MB/s para interligar a ponte norte e sul do chipset, eliminando o uso do barramento PCI. O V-Link é estranhamente similar ao AHA usado pela Intel nos chipsets da série 800: ambos são barramentos de 8 bits, que operam a 66 MHz, realizando 4 transferências por ciclo.
Ao contrário dos processadores atuais, o Pentium III ainda não era capaz de extrair muito benefício das memórias DDR, já que o processador ainda operava a baixas frequências de clock e possuía um IPC (o número de instruções processadas por ciclo) também relativamente baixo. A migração para as memórias DDR e a adoção do V-Link melhorou o desempenho do Apollo Pro 266 em relação ao 133, mas ele ainda perdia para o i815 (por uma pequena margem) na maioria das aplicações. De qualquer forma, ele acabou se revelando uma plataforma muito mais desejável, já que oferecia suporte a até 4 GB de RAM.
Outro chipset muito popular foi o SiS 630, utilizado sobretudo nas placas mais baratas. Ele não era exatamente o que podemos chamar de “produto de alta qualidade”, mas era barato e além do vídeo onboard (SiS 305), ele incluía som e rede onboard e suporte a modems AMR, o que o tornava uma solução interessante para as placas “tudo onboard”.
A versão original do SiS 630 (assim como do 630E), incluía portas IDE ATA/66, mas as versões posteriores (630ET, 630S e 630ST) incorporaram interfaces ATA/100. Todas as versões suportam AGP 4x, utilizado tanto pelo chipset de vídeo onboard quanto por uma placa AGP dedicada.
Uma curiosidade é que o SiS 630 era uma solução single chip, onde a ponte norte e a ponte sul do chipset eram integradas num único encapsulamento, ligadas internamente através do barramento PCI. Este design barateou a produção do chipset, mas dificultou a produção de placas com mais de quatro slots, já que a posição central do chipset fez com que as trilhas se tornassem muito longas. Em parte devido a isso e em parte devido a ele ser destinado a placas de baixo custo, quase todas as placas baseadas no SiS 630 ofereciam apenas 3 ou 4 slots, sendo 1 AGP e 3 PCI, ou mesmo 3 PCI e 1 AMR, sem o AGP.
Mais adiante, a SiS atualizou o projeto, incluindo suporte a memórias DDR. Surgiu então o SiS 635, que continuou sendo usado em um grande volume de placas de baixo custo, até o final da era Pentium III.
Tanto o SiS 630 quanto o SiS 635 ofereciam suporte a até 3 GB de memória (3 módulos de até 1 GB), mas na prática o máximo utilizável era 2 GB, pois ou as placas traziam apenas 2 slots de memória, ou não funcionavam estavelmente quando eram usados 3 módulos simultaneamente.
Muitas das placas, sobretudo modelos da PC-Chips, possuíam 4 slots de memória, onde 2 deles permitiam o uso de memórias DDR e os outros 2 de módulos de memória SDRAM antigos (você escolhia qual tipo utilizar, mas não podia misturar módulos SDR e DDR). Esta possibilidade era oferecida pelo chipset, que oferecia suporte a ambos os tipos de memória.
Existia ainda a possibilidade (para o fabricante) de incluir até 32 MB de memória de vídeo dedicada, o que melhorava o desempenho do vídeo e evitava o uso de memória compartilhada. Algumas placas chegaram realmente a utilizar esta possibilidade, como a ECS 635-M (que trazia 16 MB), mas elas foram raras. A partir daí, o uso de memória compartilhada passou a dominar a cena nas placas com vídeo onboard.
