miércoles, 9 de febrero de 2011

PLACA BASE

La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre ( motherboard) es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.
Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.
La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.










PARTE ELECTRICA: Es una parte muy importante de la placa base, y de la calidad de sus elementos va a depender en gran medida la vida de nuestro ordenador. Está formado por una serie de elementos (condensadores, transformadores, diodos, estabilizadores, etc.) y es la encargada de asegurar el suministro justo de tensión a cada parte integrante de la placa base. Esa tensión cubre un amplio
abanico de voltajes, y va desde los 0.25v a los 5v. 

Es una de las partes que más diferencia la calidad dentro de una placa base.
BIOS:
Esta memoria no se borra si se queda sin corriente, por lo que el BIOS siempre está en el ordenador. Algunos virus atacan el BIOS y, además, este se puede corromper por otras causas, por lo que algunas placas base de gama alta incorporan dos EEPROM conteniendo el BIOS, uno se puede modificar, pero el otro contiene el BIOS 

original de la placa base, a fin de poder restaurarlo fácilmente, y no se puede modificar. Se conoce como la BIOS al módulo de memoria tipo ROM (Read Only Memory – Memoria de solo lectura), que actualmente suele ser una EEPROM o una FLASH, en el que está grabado el BIOS, que es un software muy básico de comunicación de bajo nivel, normalmente programado en lenguaje ensamblador (es como el firmware de la placa base). 

El BIOS puede ser modificado (actualizado) por el usuario mediante unos programas especiales. Tanto estos programas como los ficheros de actualización deben ser suministrados por el fabricante de la placa base.









CHIPSET:

Si definimos el microprocesador como el cerebro de un ordenador, el chipset es su corazón. 
Es el conjunto de chips encargados de controlar las funciones de la placa base, así como de interconectar los demás elementos de la misma. 
Hay varios fabricantes de chipset, siendo los principales INTEL, VIA y SiS. 
También NVidia está desarrollando chipset NorthBridge de altas prestaciones en el manejo de la gráfica SLI y gráficas integradas en placa base, sobre todo para placas base de gama alta. 

Los principales elementos del chipset son: 

- Northbridge:


Actualmente tienen un bus de datos de 64 bit y unas frecuencias de entre 400 Mhz y 1333 Mhz. Dado este alto rendimiento, 

generan una alta temperatura, por lo que suelen tener un disipador y en muchos casos un ventilador.

 Southbridge:
Es el encargado de conectar y controlar los dispositivos de Entrada/Salida, tales como los slot PCI, teclado, ratón, discos duros, lectores de DVD, lectores de tarjetas, puertos USB, etc. Se conecta con el microprocesador a través de NorthBridge.
Para la gama INTEL (Celaron y P4), del tipo 775, con 775 contactos. Este socket tuene la particularidad de conectar con el procesador mediante contactos, en vez de mediante pines, que era lo normal hasta ese momento.


slot de memoria:

Son los bancos donde van insertados los módulos de memoria. Su número varía entre 2 y 6 bancos y pueden ser del tipo DDR, de 184 contactos o DDR2, de 240 contactos. Ya se están vendiendo placas base con bamcos para memorias DDR3, también de 240 contactos, pero incompatibles con los bancos para DDR2.
Memoria Caché:
Es una memoria tipo L2, ultrarrápida, en la que se almacenan los comandos mas usados por el procesador, con el fin de agilizar el acceso a estos. Las placas base actuales no suelen llevar memoria caché, ya que ésta está integrada en los propios procesadores, sistema por el que trabaja de una forma más rápida y eficiente.



SLOT Y SOCKET:

Socket:


Es el slot donde se inserta el microprocesador. Dependiendo de para qué procesador esté diseñada la placa base, estos slot son de los siguientes tipos: 

- Socket LGA 775  





- Socket 939
Para AMD con memorias DDR, del tipo 939, con 939 pines. Este socket está ya prácticamente extinguido.
- Socket AM2
Para AMD con memorias DDR2, del tipo AM2, con 940 pines. Es el socket utilizado actualmente por los procesadores AMD. 

Existen otros tipos de socket para procesadores de servidores: Para AMD Opteron, del tipo 940, con 940 pines y memorias DDR. Estas placas no son compatibles con AM2, ya que la distribución de los pines es diferente y están desarrolladas para memoria DDR, no para memoria DDR2. 

Los procesadores Intel Xeon utilizan también un socket propio, denominado LGA-771 

Otros socket, como el 478 de Intel o el 754 de AMD están ya descatalogados, aunque hay fabricantes de placas base, como Asrock, que aun fabrican algunas placas para procesadores que utilizan estos tipos de sockets.



Bancos de memoria:



Slot de espansión: Son los utilizados para colocar placas de expansión. Pueden ser de varios tipos.

Slot para tarjetas gráficas.

Estos slot van conectados al NorthBrige, pudiendo ser de dos tipos diferentes: 

AGP
Ya en desuso. Con una tasa de transferencia de hasta 2 Gbps (8x) y 533 Mhz, ha sido hasta ahora el estándar para la comunicación de las tarjetas gráficas con el NorthBridge. 

PCIe

Que es el estándar actual de comunicación con las tarjetas gráficas. Con una tasa de transferencia de 4 Gbps en cada dirección y 2128 Mhz en su versión 16x, que es la empleada para este desempeño. 

Cada vez hay más placas en el mercado que incorporan la tecnología SLI, desarrollada por NVidia, que consiste en dos slot de video PCIe, lo que permite conectar dos tarjetas gráficas para trabajar simultáneamente, bien con un monitor o con un máximo de hasta 4 monitores simultáneamente. Esta tecnología es muy útil para trabajar con software implementado para usarla, ya que supone trabajar con dos GPU simultáneamente, pero encarece bastante el costo de las placas base (pueden llegar al doble, en comparación con otra placa de las mismas características, pero sin SLI).
Slot de expansión de tarjetas:
Los slot de expansión para tarjetas pueden ser de tres tipos diferentes: 

- Slot PCI









PCI Los PCI (Periferical Componet Interconect) usados en la actualidad son los PCI 3.0, con una tasa de transferencia de 503 Mbps a 66 Mhz y soporte de 5v. Su número varia, dependiendo del tipo de placa, normalmente entre 5 slot (ATX) y 2 slot (Mini ATX). 

- PCIe
Estándar que poco a poco se va imponiendo, con una tasa de transferencia de 250 Mbs por canal, con un máximo actual de 16 canales (utilizadas para VGA). Suelen tener 1 ó 2 slot de este tipo, lo que no quiere decir que todas las placas base que traen dos slot PCIe 16x sirvan para SLI o CroosFire (la placa base debe ser específica`para estos sistemas). 

Hay slot PCIe de 1x, 4x, 8x y 16x. Los slot varian de tamaño según la velocidad máxima que soporten, como se puede ver en la imagen. 

- PCIx


Utilizados sobre todo en placas para servidores, a base de incrementar la frecuencia llegan hasta una transferencia de 2035 Mbs (PCIx 2.0), con una frecuencia de 266 Mhz. Un problema que presentan los PCIx es que dividen tanto la velocidad como el ancho de banda entre los slot montados, por lo que se suele montar uno solo, generalmente pensado para la conexión de placas RAID de alto rendimiento. No debemos confundir PCIx con PCIe. 

CONECTORES:

SATA
Es una conexión de alta velocidad para discos duros (aunque ya están saliendo al mercado otros periféricos con esta conexión, como grabadoras de DVD). Hay dos tipos de SATA:












 SATA1
con una tasa de transferencia de 1.5 Gbps (150GB/s) 

- SATA2
con una tasa de transferencia de 3 Gbps (300GB/s) 

En la actualidad el estándar SATA1 no se monta en prácticamente ninguna placa. 

Los discos duros SATA2 suelen llevar un jumper para configurarlos como SATA1. Además, SATA permite una mayor longitud del conector (hasta 1 m), conector mas fino, de 7 hilos y menor voltaje, de 0.25v, frente a los 5v de los discos IDE. Además del aumento de velocidad de transferencia tienen las ventajas añadidas de que al ser mucho más fino el cable de datos permite una mejor refrigeración del equipo. También tienen la ventaja de que normalmente permiten conexión y desconexión en caliente, es decir, sin necesidad de apagar el equipo 

IDE 









Es la conexión utilizada para los discos duros, con una tasa de transferencia máxima de 133 Mbps, lectores de CD, de DVD, regrabadoras de DVD y algún que otro periférico, como los lectores IOMEGA ZIP. Consisten en unos slot con 40 pines (normalmente 39 más uno libre de control de posición de la faja) en los que se insertan las fajas que comunican la placa base con estos periféricos. Admiten sólo dos periféricos por conector, teniendo que estar estos configurados uno como Master o maestro y otro como Slave o esclavo, aunque también permiten que ambas unidades estén comfiguradas como CS (Cable Select), en cuyo caso la relación maestro/esclavo la determina la posición en la faja (el conector marcado System a la placa base, el conector intermedio se reconoce como esclavo y el conector del extremo como maestro). Para esta configuración, las unidades que se conectan a estos slot tienen unos pines con puentes de configuración. 

Las placas solían llevar dos conectores IDE, pero hay placas que traen tres, siendo dos de ellos exclusivos para discos duros, con función RAID (no soportan dispositivos ATAPI) y el tercero para dispositivos ATAPI (cd, dvd, regrabadoras). Actualmente, salvo placas de gama alta (y no todas), las placas base suelen traer un solo conector IDE. 


FDD


Slot con 34 pines (normalmente 33 pines más uno libre de control de posición de la faja), que es el utilizado mediante una faja para conectar la disquetera. 




USB





Consiste en una conexión de cuatro pines (aunque suelen ir por pares) para conectar dispositivos de expansión por USB a la placa base, tales como placas adicionales de USB, lectores de tarjetas, puertos USB frontales, etc.  Las placas base cada vez traen más conectores USB, siendo ya habitual que tengan cuatro puertos traseros y otros cuatro conectores internos. Las placas actuales incorporan USB 2.0, con una tasa de transferencia de hasta 480 Mbps (teóricos, en la practica raramente se pasan de 300 Mbps). Actualmente hay una amplísima gama de periféricos conectados por USB, que van desde teclados y ratones hasta modem, cámaras Web, lectores de memoria, MP3, discos y dvd externos, impresoras, etc (prácticamente cualquier cosa que se pueda conectar al ordenador). 

Es la conexión mas utilizada en la actualidad, siendo pocos los periféricos que no usan o tienen una versión USB. 
Una de las grandes ventajas de los puertos USB es que nos permiten conectar y desconectar periféricos en caliente, esto es, sin necesidad de apagar el ordenador, además de llevar alimentación (hasta 5v) a éstos. 

Conectores para ventiladores (FAN)











Son unos conectores, normalmente de 3 pines, aunque en el caso del CPU_FAN (conector del ventilador del procesador) están viniendo con cuatro pines), encargados de suministrar corriente a los ventiladores, tanto del disipador del 

microprocesador como ventiladores auxiliares de la caja. Suelen traer tres conectores, CPU_FAN, CHASIS_FAN y un tercero para otro ventilador. Además de suministrar corriente para los ventiladores, también controlan las rpm de estos, permitiendo a la placa base (cuando cuenta con esta tecnología) ajustar la velocidad del ventilador en función de las necesidades de refrigeración del momento.



PUERTOS DE ENTRADA /SALIDA

Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores incluyen:
  • Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor del USB
  • Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
  • Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.
  • Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes.
  • Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.
  • Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora.
  • Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros, unidades de estado sólido y unidades de disco óptico.
  • Los conectores de audio/video, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.
FORMATOS
Las tarjetas madre necesitan tener dimensiones compatibles con las cajas que las contienen, de manera que desde los primeros computadores personales se han establecido características mecánicas, llamadas factor de forma. Definen la distribución de diversos componentes y las dimensiones físicas, como por ejemplo el largo y ancho de la tarjeta, la posición de agujeros de sujeción y las características de los conectores.
Con los años, varias normas se fueron imponiendo:

XT: es el formato de la placa base del PC de IBM modelo 5160, lanzado en 1983. En este factor de forma se definió un tamaño exactamente igual al de una hoja de papel tamaño carta y un único conector externo para el teclado.
  • 1984 AT 305 × 305 mm ( IBM)
    • Baby AT: 216 × 330 mm
AT: uno de los formatos más grandes de toda la historia del PC (305 × 279–330 mm), definió un conector de potencia formado por dos partes. Fue usado de manera extensa de 1985 a 1995.
  • 1995 ATX 305 × 244 mm (Intel)
    • MicroATX: 244 × 244 mm
    • FlexATX: 229 × 191 mm
    • MiniATX: 284 × 208 mm
ATX: creado por un grupo liderado por Intel, en 1995 introdujo las conexiones exteriores en la forma de un panel I/O y definió un conector de 20 pines para la energía. Se usa en la actualidad en la forma de algunas variantes, que incluyen conectores de energía extra o reducciones en el tamaño.
  • 2001 ITX 215 × 195 mm (VIA)
    • MiniITX: 170 × 170 mm
    • NanoITX: 120 × 120 mm
    • PicoITX: 100 × 72 mm
ITX: con rasgos procedentes de las especificaciones microATX y FlexATX de Intel, el diseño de VIA se centra en la integración en placa base del mayor número posible de componentes, además de la inclusión del hardware gráfico en el propio chipset del equipo, siendo innecesaria la instalación de una tarjeta gráfica en la ranura AGP.
  • 2005 [BTX] 325 × 267 mm (Intel)
    • Micro bTX: 264 × 267 mm
    • PicoBTX: 203 × 267 mm
    • RegularBTX: 325 × 267 mm
BTX: retirada en muy poco tiempo por la falta de aceptación, resultó prácticamente incompatible con ATX, salvo en la fuente de alimentación. Fue creada para intentar solventar los problemas de ruido y refrigeración, como evolución de la ATX.
  • 2007 DTX 248 × 203 mm ( AMD)
    • Mini-DTX: 170 × 203 mm
    • Full-DTX: 243 × 203 mm
DTX: destinadas a PCs de pequeño formato. Hacen uso de un conector de energía de 24 pines y de un conector adicional de 2x2.



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