LA "PLACA BASE" (MAINBOARD), O "PLACA MADRE" (MOTHERBOARD),

Transcripción

1 LA "PLACA BASE" (MAINBOARD), O "PLACA MADRE" (MOTHERBOARD), La estructura y la circuitería electrónica de un PC descansa sobre la Placa Base, también llamada Placa Madre o Motherboard. Curiosamente, a pesar de ser el principal elemento de un ordenador, es muy común no prestarle la importancia debida a este componente y lo que es peor, incluso pretendemos disminuir el costo total del ordenador adquiriendo una placa de menor calidad. Grave error porque los cimientos de la arquitectura modular del PC parten de la placa base, pieza clave del hardware, a la que se conectan todos los componentes y los periféricos del ordenador.

2 LA "PLACA BASE" (MAINBOARD), O "PLACA MADRE" (MOTHERBOARD), La "placa base" (mainboard), o "placa madre" (motherboard), es el elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran o al que se conectan todos los demás aparatos y dispositivos. Físicamente, se trata de una "oblea" de material sintético, sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran anclados sobre ella; los principales son: el microprocesador, "pinchado" en un elemento llamado zócalo; la memoria, generalmente en forma de módulos; los slots o ranuras de expansión donde se conectan las tarjetas; diversos chips de control, entre ellos la BIOS.

3 Una placa base moderna y típica ofrece un aspecto similar al siguiente:

4 Físicamente, la placa base es una placa de circuito impreso que recoge los distintos circuitos eléctricos que forman las líneas de conexión que intercomunican todos sus elementos. Esto es una forma muy rimbombante de denominar a los buses. Ya sabes, esas autopistas para que los datos viajen de un lugar a otro: desde el disco hasta la memoria, desde la memoria hasta el microprocesador, desde el microprocesador hasta el monitor, etc... Factores de forma y estándares Las placas base existen en diferentes formas y con diversos conectores para periféricos. Para abaratar costes permitiendo la intercambiabilidad entre placas base, los fabricantes han ido definiendo varios estándares que agrupan recomendaciones sobre su tamaño y la disposición de los elementos sobre ellas. De cualquier forma, el hecho de que una placa pertenezca a una u otra categoría no tiene nada que ver, al menos en teoría, con sus prestaciones ni calidad.

5 Los tipos más comunes son: ATX Baby-AT LPX Diseños propietarios AT es el mas antiguo y actualmente esta obsoleto

6 ATX Se les supone de más fácil ventilación y menos maraña de cables que las Baby-AT, debido a la colocación de los conectores. Para ello, el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa. La diferencia "a ojo descubierto" con las AT se encuentra en sus conectores, que suelen ser más (por ejemplo, con USB o con FireWire), están agrupados y tienen el teclado y ratón en clavijas mini-din como ésta:. Además, reciben la electricidad mediante un conector formado por una sola pieza (ver foto superior).

7 Baby-AT Fue el estándar absoluto durante años. Define una placa de unos 220x330 mm, con unas posiciones determinadas para el conector del teclado, los slots de expansión y los agujeros de anclaje a la caja, así como un conector eléctrico dividido en dos piezas. Estas placas son las típicas de los ordenadores "clónicos" desde el 286 hasta los primeros Pentium. Con el auge de los periféricos (tarjeta sonido, CD-ROM, discos extraíbles...) salieron a la luz sus principales carencias: mala circulación del aire en las cajas (uno de los motivos de la aparición de disipadores y ventiladores de chip) y, sobre todo, una maraña enorme de cables que impide acceder a la placa sin desmontar al menos alguno. Para identificar una placa Baby-AT, lo mejor es observar el conector del teclado, que casi seguro que es una clavija DIN ancha, como las antiguas de HI-FI; vamos, algo así: ; o bien mirar el conector que suministra la electricidad a la placa, que deberá estar dividido en dos piezas, cada una con 6 cables, con 4 cables negros (2 de cada una) en el centro. clavija DIN ancha, propio de las placas AT.

8 LPX Estas placas son de tamaño similar a las Baby-AT, aunque con la peculiaridad de que los slots para las tarjetas de expansión no se encuentran sobre la placa base, sino en un conector especial en el que están pinchadas, la riser card. De esta forma, una vez montadas, las tarjetas quedan paralelas a la placa base, en vez de perpendiculares como en las Baby-AT; es un diseño típico de ordenadores de sobremesa con caja estrecha (menos de 15 cm de alto), y su único problema viene de que la riser card no suele tener más de dos o tres slots, contra cinco en una Baby-AT típica. LPX: Estas placas son de tamaño similar a las Baby-AT, aunque con la peculiaridad de que los slots para las tarjetas de expansión no se encuentran sobre la placa base, sino en un conector especial en el que están pinchadas, la riser card.

9 RISER CARD. Estas tarjetas están diseñadas específicamente para determinados modelos de cajas, placas, buses o tarjetas con el fin de extender, adaptar o cambiar la interconexión de placas o tarjetas o la orientación de la instalación. Pueden ser tan específicas como para una caja y una placa concreta o genéricas para casi cualquier aplicación. Compruébelo en la ficha del producto o del fabricante. Es posible que una elección rápida e incorrectamente documentada resulte una combinación incompatible para su aplicación concreta.

10 DISEÑOS PROPIETARIOS Pese a la existencia de estos estándares, los grandes fabricantes de ordenadores (IBM, Compaq, Hewlett-Packard...) suelen sacar al mercado placas de tamaños y formas peculiares, bien porque estos diseños no se adaptan a sus necesidades o por oscuros e ignotos motivos. Si usted se está planteando actualizar un ordenador "de marca", tenga en cuenta que quizá tenga que gastarse otras ptas en una caja nueva, a veces por motivos tan irritantes como que los taladros o el conector de teclado estén a medio centímetro de las posiciones normales. De cualquier forma, hasta los grandes de la informática usan cada vez menos estas placas "a medida", sobre todo desde la llegada de las placas ATX.

11 AT El factor de forma AT (Advanced Technology) es el formato de placa base empleado por el IBM AT y sus clones en formato sobremesa completo y torre completo. Su tamaño es de 12 pulgadas (305 mm) de ancho x pulgadas de profundo. Fue lanzado al mercado en Su gran tamaño dificultaba la introducción de nuevas unidades de disco. Además su conector con la fuente de alimentación inducía fácilmente al error siendo numerosos los casos de gente que quemaba la placa al conectar indebidamente los dos juegos de cables (pese a contar con un código de color para situar 4 cables negros en la zona central). El conector de teclado es el mismo DIN 5 del IBM PC En 1985 IBM introdujo Baby-AT, más pequeño y barato que AT. Pronto todos los fabricantes cambiaron a esta variante. En 1997 ATX dejó atrás a AT, pasando a ser el nuevo estándar más popular.

12 Formato AT Este tipo de placas se vieron por primera vez en los equipos 286, los cuales se caracterizaban por realizar varios procesos de manera simultánea (operaciones multitarea). Este formato desapareció con los primeros Pentium, llegando aproximadamente hasta el Pentium 200. En el formato AT los puertos traseros en los que se conectaban los periféricos no venían soldados en la placa base como ocurre en los formatos de placa ATX, sino que este formato disponía de conectores de 10 pines (puertos usb y puertos serie com1 y com2), 25 pines (Puerto serie) y 26 pines (puerto paralelo) los cuales para poder sacarlos a la parte trasera del equipo era necesario disponer de unas fajas (con el mismo número de hilos que pines tenía el conector). Estas fajas eran conectadas directamente de la placa base al conector trasero del equipo. El único conector que venía soldado a la placa base y daba a la parte trasera de la carcasa era el conector de teclado de formato Din-5. El ratón tenía una conexión serie en la cual podíamos conectar otros dispositivos como un modem. Otra característica importante de este formato es su adaptador de vídeo, que está anclado a una ranura PCI en vez de una ranura AGP, como hasta hace bien poco en placas ATX, ya que han empezado a sustituirse por slots PCI Express.

13 Conocer a fondo la placa base te ayudará a entender las posibilidades de ampliación e instalación de nuevos componentes y a fijar los límites del rendimiento del ordenador. Una mala placa base puede condicionar las posibilidades de ampliación y crecimiento de tu ordenador en el futuro. Si pones una de menor calidad, aunque lleve los mismos componentes, el rendimiento será inferior y puede ser la causa de que el ordenador se muestre inestable

14 Qué elementos son los más representativos cuando hablamos de una placa base? Hay que tener en cuenta algunas particularidades que marcarán la diferencia en cuanto a los dispositivos que puede controlar o que se le puedan añadir más adelante a la propia placa. Y es que los componentes de la placa base determinan sus prestaciones. Características de la placa base Son aspectos a no perder de vista en una placa base: El Zócalo del microprocesador. El Chipset. La frecuencia del FSB. Los Zócalos de memoria. Las Ranuras de expansión. Los Dispositivos integrados. Los Puertos. El Factor de fabricación. La BIOS.

15 El zócalo del microprocesador Los microprocesadores suelen estar encapsulados en un chip cuadrado o rectangular con pines (pequeñas patillas metálicas que sirven de conexión eléctrica) que sobresalen del recubrimiento de plástico o de cerámica. Para soportar estos chips, las placas incorporan un conector en el que se insertan dichos pines, es el zócalo del microprocesador. A este tipo de conector se le denomina técnicamente Socket, existiendo diversas variantes.

16 El zócalo del microprocesador PGA: son el modelo clásico, usado en el 386 y muchos 486; consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se insertan las patitas del chip por pura presión. Según el chip, tiene más o menos agujeritos. ZIF: Zero Insertion Force (socket), es decir, zócalo de fuerza de inserción nula. Posee un sistema mecánico permite introducir el micro sin necesidad de fuerza alguna, con lo que el peligro de cargarnos el chip por romperle una patita desaparece. Socket 7 "Super 7": variante del Socket 7 que se caracteriza por poder usar velocidades de bus de hasta 100 MHz, es el que utilizan los micros AMD K6-2. Socket 370 o PGA370: físicamente similar al anterior, pero incompatible con él por utilizar un bus distinto. Dos versiones: PPGA (la más antigua, sólo para micros Intel Celeron Mendocino) y FC-PGA (para Celeron y los más recientes Pentium III). Socket A (462): utilizado únicamente por los más recientes AMD K7 Athlon y por los AMD Duron. Socket 423: utilizado únicamente por los Pentium 4.

17 El zócalo del microprocesador continuación: Slot 1: Fue un invento de Intel para enchufar los Pentium II, o más bien para desenchufar a su competencia, AMD y Cyrix. Físicamente, no se parece a nada de lo anterior; en vez de un rectángulo con agujeritos para las patitas del chip, es una ranura (slot), una especie de conector alargado como los ISA o PCI. Técnicamente, y por mucho que diga Intel, no tiene muchas ventajas frente a los ZIF (e incluso puede que al estar los conectores en forma de "peine" den lugar a más interferencias). Slot A: la respuesta de AMD al Slot 1; físicamente ambos "slots" son idénticos, pero lógica y eléctricamente son totalmente incompatibles por los motivos indicados antes. Utilizado únicamente por los primeros AMD K7 Athlon. Otros: en ocasiones, no existe zócalo en absoluto, sino que el chip está soldado a la placa, en cuyo caso a veces resulta hasta difícil de reconocer. Es el caso de muchos 8086, 286 y 386SX. O bien se trata de chips antiguos (esos 8086 o 286), que tienen forma rectangular alargada (parecida a la del chip de BIOS) y patitas planas en vez de redondas; en este caso, el zócalo es asimismo rectangular, del modelo que se usa para multitud de chips electrónicos de todo tipo.

18 Chipset (en español conjunto de circuitos integrados): Se denomina a un conjunto de microchips diseñados para actuar en conjunto, y usualmente comercializados como una unidad. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar. El "chipset" es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de puertos PCI, AGP, USB...

19 El Front-side bus o su acrónimo FSB (en inglés literalmente "Bus de la parte frontal"), es el tipo de bus usado como bus principal en algunos de los procesadores de la marca Intel para comunicarse con el chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel y hace tiempo en los de AMD se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransport respectivamente.

20 Conceptos sobre la frecuencia FSB: La velocidad de trabajo del procesador, o más formalmente llamada frecuencia, mide en cierta medida cuán rápido puede procesar éste las instrucciones. La frecuencia se mide en hertzios (Hz), 1 hertzio es 1 ciclo de proceso por segundo, pero hoy en día se emplean múltiplos más elevados como los megahercios (MHz) y gigahercios (GHz) debido a las enormes frecuencias de trabajo que tienen los procesadores modernos. Por ejemplo, un procesador que trabaje a 2.000MHz (2GHz) podrá realizar ciclos / segundo. El procesador obtiene esa frecuencia mediante el producto de 2 factores, la frecuencia del bus frontal (FSB) y un valor multiplicador. El bus frontal es un conjunto de cables que interconectan los dispositivos con el procesador y sirven de autopista de la información interna. El multiplicador es un valor implícito que asigna el fabricante.

21 Frecuencia del procesador = FSB * Multiplicador. Ejemplos de varios procesadores: Multiplicador --> Frecuencia del FSB --> Frecuencia del procesador x6.5 --> 100MHz --> 650MHz (Pentium III) x6.5 --> 112MHz --> 728MHz x6.5 --> 133MHz --> 864,5MHz x20 --> 100MHz --> 2000MHz (2GHz) (Pentium 4) x18 --> 133MHz --> 2394MHz (2,4GHz) x18 --> 200MHz --> 3600MHz (3,6GHz) En la tabla anterior se han ilustrado los valores de los factores decisivos en la frecuencia y su producto para obtener la frecuencia final del procesador. Podemos apreciar que, a un mismo multiplicador, y aumentando la frecuencia del FSB, obtenemos frecuencias mayores para un mismo procesador (esa es una de las técnicas, y la vamos a pasar a comentar en el siguiente apartado).

22 MEMORIA CACHÉ Se trata de un tipo de memoria muy rápida que se utiliza de puente entre el microprocesador y la memoria principal o RAM, de tal forma que los datos más utilizados puedan encontrarse antes, acelerando el rendimiento del ordenador, especialmente en aplicaciones ofimáticas. También se la conoce como caché externa, secundaria o de segundo nivel (L2, level 2), para diferenciarla de la caché interna o de primer nivel que llevan todos los microprocesadores desde el 486 (excepto el 486SX y los primeros Celeron).

23 LOS SLOTS O RANURAS DE EXPANSIÓN Los slots o ranuras de expansión son conectores de plástico con contactos eléctricos que permiten introducir distintas tarjetas de expansión para ampliar las funcionalidades de nuestro computador (tarjetas de vídeo, de sonido, de red,.). Las tarjetas de expansión, por una parte liberan a la CPU de trabajo (por ejemplo, entrada y salida de datos, etc.) y por otra permiten al usuario disponer, completar o mejorar algunas características principales del computador (por ejemplo, sonido, video, etc.) o incluir accesorios nuevos (por ejemplo, sintonizadora de TV, aceleradores graficos y de video, red local, etc.).

24 Las tarjetas de expansión se conectan a los buses mediante ranuras (conectores alargados que se encuentran soldados a la placa base). Hay que recordar que los Buses son conexiones paralelas, cada bit que compone una palabra va por un hilo diferente. Cuando los buses conectan periféricos que están físicamente separados se denominan también canales. Y mientras sean estas conexiones de cobre y dependiendo de la placa base y del procesador tendrán 16, 32 o 64 hilos.

25 CARACTERÍSTICA S ISA ( negras y largas, con dos grupos de conectores separados por un espacio miden unos 14 cm (existe una versión más vieja de sólo 8,5 cm): Son ranuras de 16 contactos-bits. Eran las únicas que había en computadores 486. Todavía hay placas base que incorporan un par de estas ranuras para recuperar placas antiguas. En la actualidad solamente se fabrican tarjetas de red para este tipo de ranuras. Funcionan a una frecuencia de reloj máxima de 8Mhz y proporcionan un máximo de 16 Mb/s de transmisión de datos, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero poco para tarjetas de vídeo con prestaciones a partir de 256 colores (aunque admiten viejas tarjetas CGA a 16 colores).

26 Ranuras Vesa Local Bus: Se empezó a usar en los procesadores 486 y desapareció con los primeros Pentium. Se desarrolla a partir de la tecnología ISA, pudiendo ofrecer velocidades de transmisión de hasta 160 Mb/s a una frecuencia máxima de 40 Mhz. Son muy largas, unos 22 cm repartidos en tres partes, y su color suele ser negro, aunque a veces el conector del extremo es marrón o de otro color.

27 PCI (Miden unos 8,5 cm y son de color blanco, mas cortas que las ISA, con los contactos más juntos que la ISA y una pequeña mella): Las ranuras PCI tienen 32 contactos-bits con una frecuencia de trabajo de 33 Mhz hasta los 133 Mhz dependiendo de la placa base. Estas ranuras son de propósito general y son multidestino y multimaestras, son las que predominan en este momento. Se está desarrollando el estándar PCI64, que permitirá 64 bits a 66 Mhz, que permitirán a los procesadores de 64 bits trabajar utilizando toda la capacidad y velocidad que tienen.

28 AGP (Accelerated Graphics Port; x1, x2 y x4) ( miden unos 8 cm son marrones, más largas que las PCI y más cortas que las ISA y están separadas del borde de la placa base): Este tipo de conexión permite el acceso directo de la tarjeta a la memoria principal del computador y se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que suele haber sólo una.. Permiten una velocidad de transferencia de 264 Mb/s a 533MB/s sobre 32 bits, dependiendo de la placa base. Desde Windows95 y NT 4.0 están soportadas y son las que se utilizan desde hace ya un par de años para las tarjetas de video ( controladoras de video).

29 PCI EXPRESS Mejora las tecnologías sucesoras. PCI Express (denominado aún a veces por su nombre clave 3GIO, por "tercera generación de E/S") es el sucesor de la tecnología PCI, disponible en las máquinas de sobremesa desde PCI Express está pensado para sustituir no sólo al bus PCI para dispositivos como Módems y tarjetas de red, sino también al bus AGP, lugar de conexión para la tarjeta gráfica desde Al contrario que su predecesor paralelo, PCI Express es un sistema de interconexión serie punto a punto, capaz de ofrecer transferencias con un altísimo ancho de banda, desde 200MB/seg para la implementación 1X, hasta 4GB/seg para el PCI Express 16X que se empleará con las tarjetas gráficas.

30 La notación 1X y 16X se refiere al ancho del bus o número de líneas disponibles. La conexión en el PCI Express es, además, bidireccional, lo que permite un ancho de banda teórico de hasta 8GB/seg para un conector 16X, o unos asombrosos 16GB/seg para el actual máximo de 32X. Además de las ranuras las placas base llevan puertos o conectores de buses para periféricos que están en el propio equipo como son las disquetera, los discos duros internos y lectores/regrabadoras de CD y DVD:

31 SCSI (Small Computer System Interface): En desuso para conexiones internas, se mantiene para conexiones externas de dispositivos ( discos y regrabadoras externas). Permite velocidades de transferencias de 40 MB/s. Ultra 2 SCSI: Permitirá conexiones de hasta 80 MB/s. (Duplica al SCSI tradicional). ATA/IDE (PIO Mode 4 y DMA Mode 2): Permite velocidades de transferencias de 16,6 MB/s. Ultra DMA/33: dobla la velocidd del IDE y además incorpora un código de detección de errores de tipo CRC ( Cycling Redundancy Chek). Los discos duros DMA son aquellos que permiten usar este tipo de conexión frente a la clásica IDE.