Kunai

martes, 27 de septiembre de 2011

MotherBoard

¿Qué es... el "MotherBoard"?

El "Mother Board", o placa madre, 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:
bullet el microprocesador, "pinchado" en un elemento llamado zócalo;
bullet la memoria, generalmente en forma de módulos;
bullet los slots de expansión donde se conectan las tarjetas;
bullet diversos chips de control, entre ellos la BIOS.

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




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. Los tipos más comunes son: 


Baby-AT

Ha sido 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: clavija DIN; 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.

ATX

La placa de la foto superior pertenece a este estándar. Cada vez más comunes, van camino de ser las únicas en el mercado.
Se las supone de más fácil ventilación y menos maraña de cables, 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: clavija mini-DIN. Además, reciben la electricidad por un conector de distinta forma y en una sola pieza (ver foto).

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 el "Mother Board", sino en un conector especial en el que están pinchadas, la riser card.
De esta forma, una vez montadas, las tarjetas quedan paralelas a el "Mother Board", 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. 


A continuación se van a describir los elementos de la placa; para verlos en su ubicación original, pulse en "Generalidades y foto esquemática" en el Índice. Para varios apartados existe información adicional, en cuyo caso se indica junto al epígrafe correspondiente.

Zócalo del microprocesador

Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador. Durante más de 10 años ha consistido en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla de plástico negro con patitas, se introducía con mayor o menor facilidad; recientemente, la aparición de los Pentium II ha cambiado un poco este panorama.
Veamos en detalle los tipos más comunes de zócalo, o socket, como dicen los anglosajones:
bullet PGA: son el modelo clásico, usado en el 386 y el 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. Zócalo ZIF Socket 7
bullet ZIF: Zero Insertion Force (socket), es decir, zócalo de fuerza de inserción nula. El gran avance que relajó la vida de los manazas aficionados a la ampliación de ordenadores. Eléctricamente es como un PGA, aunque gracias a 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.
Apareció en la época del 486 y sus distintas versiones (sockets 3, 5 y 7, principalmente) se han utilizado hasta que apareció el Pentium II. Actualmente se fabrican dos tipos de zócalos ZIF:
bullet 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.
bullet Socket 370 o PGA370: físicamente similar al anterior, pero incompatible con él por utilizar un bus distinto, es el que incorporan los micros Intel Celeron Mendocino de última generación.
bullet Slot 1: la manzana de la discordia, o cómo quedarse el mercado convertiendo una arquitectura abierta en un diseño propietario. Es 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 un 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 o PGA (e incluso puede que al estar los conectores en forma de "peine" den lugar a más interferencias), aunque tiene una irreprochable: es 100% Intel, TM, Copyrighted, propietario.
Lo que es más, no piensan licenciarlo a nadie, en una claro intento de convertirse en la única empresa que controla la arquitectura PC (léase monopolio). En fin, esperemos por el bien de nuestros bolsillos que nunca lo consigan; sería tan absurdo como tener un aparato electrónico muy bueno y no poder usarlo porque el enchufe es redondo en vez de cuadrado.
Y eso que la verdad es que el Pentium II es todo un invento, pero el Slot 1 no lo es; es un truquito sumamente desagradable... ¡Parece una idea de Bill Gates!
bullet 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 el AMD K7 Athlon.
bullet 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.
Bien, ya es bastante sobre este tema; si quiere profundizar, pruebe a pinchar en alguno de estos enlaces:
bullet Sustituir el microprocesador
bullet Qué es... el microprocesador?
Ranuras para módulos SIMM de 72 c.

Ranuras de memoria

La siguiente información es tan sólo un resumen; para ver la página dedicada en exclusiva a este elemento, pulse aquí.
Son los conectores de la memoria principal del ordenador, la RAM.
Antiguamente, los chips de RAM se colocaban uno a uno sobre la placa, de la forma en que aún se hace en las tarjetas de vídeo, lo cual no era una buena idea debido al número de chips que podía llegar a ser necesario y a la delicadeza de los mismos; por ello, se agruparon varios chips de memoria soldados a una plaquita, dando lugar a lo que se conoce como módulo.
Estos módulos han ido variando en tamaño, capacidad y forma de conectarse; al comienzo los había que se conectaban a la placa mediante unas patitas muy delicadas, lo cual se desechó del todo hacia la época del 386 por los llamados módulos SIMM, que tienen los conectores sobre el borde del módulo.
Los SIMMs originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm. Este proceso ha seguido hasta desembocar en los módulos DIMM, de 168 contactos y 13 cm.

Chipset de control

La siguiente información es tan sólo un resumen; para ver la página dedicada en exclusiva a este elemento, pulse aquí.
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...
Chipset Intel FX ''Tritón'' Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de realizar, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Sin embargo, la llegada de micros más complejos como los Pentium o los K6, además de nuevas tecnologías en memorias y caché, le ha hecho cobrar protagonismo, en ocasiones incluso exagerado.
Debido a lo anterior, se puede decir que el chipset de un 486 o inferior no es de mayor importancia (dentro de un límite razonable), por lo que vamos a tratar sólo de los chipsets para Pentium y superior:
bullet chipsets de Intel para Pentium ("Tritones"): son muy conocidos, pero a decir verdad más por el márketing que ha recibido su nombre comercial genérico (Tritón) que por sus capacidades, aunque éstas son destacables.
bullet 430 FX: el Tritón clásico. Un chipset bastante apropiado para los Pentium "normales" (no MMX) con memorias tipo EDO. Hoy en día desfasado y descatalogado.
bullet 430 HX: el Tritón II, la opción profesional del anterior. Mucho más rápido y con soporte para placas duales (con 2 Pentium). Algo anticuado pero muy bueno.
bullet 430 VX: ¿el Tritón III? Más bien el 2.5; algo más lento que el HX, pero con soporte para memoria SDRAM. Se puede decir que es la revisión del FX, o bien que se sacó para que la gente no se asustara del precio del HX...
bullet 430 TX: el último Tritón. Soporte MMX, SDRAM, UltraDMA... Sin embargo, carece de AGP y de bus a 100 MHz, por lo que ha quedado algo desfasado. Un problema: si se le pone más de 64 MB de RAM, la caché deja de actuar; aunque más de 64 MB es mucha RAM.
bullet chipsets de VIA para Pentium ("Apollos"): unos chipsets bastante buenos, se caracterizan por tener soporte para casi todo lo imaginable (memorias SDRAM o BEDO, UltraDMA, USB...); su pelea está en la gama del HX o TX, aunque suelen ser algo más lentos que éstos con micros Intel (y es que el Pentium lo inventó Intel, y tenía que notarse...)
Lo bueno de las placas con chipsets VIA es que su calidad suele ser intermedia-alta, mientras que en placas con chipsets Intel hay un abanico muy amplio entre placas muy buenas y otras francamente malas. Además, y al contrario que Intel, siguen con el campo de placas socket 7 (las de tipo Pentium y Pentium MMX), por lo que ofrecen soluciones mucho más avanzadas que el TX (con AGP y bus a 100 MHz, por ejemplo).
bullet chipsets de SiS, ALI, VLSI y ETEQ para Pentium: como los anteriores, sus capacidades son avanzadas, aunque su velocidad sea en ocasiones algo más reducida si los usamos con micros Intel.
Su principal baza, al igual que en los VIA, está en el soporte de características avanzadas de chips no Intel "compatibles Pentium" (y a veces mejores), como son el AMD K6, el K6-2 o el Cyrix-IBM 6x86MX (M2); si su opción está en uno de estos micros o quiere usar tarjetas AGP, su placa ideal es muy probable que no se llame "Intel inside".
bullet chipsets de Intel para Pentium II: a decir verdad, aún sin competencia seria, lo que no es de extrañar teniendo el Pentium II sólo un añito... y siendo de Intel.
bullet 440 FX: un chipset fabricado para el extinto Pentium Pro, liquidado en favor del Pentium II (que es un Pro revisado, algo más barato y con el mágico "MMX").
Para un Pentium Pro, bueno; para un Pentium II y los avances actuales (memorias, AGP...), muy malo.
bullet 440 LX: el primer y muy eficiente chipset para Pentium II. Lo tiene casi todo, excepto bus a 100 MHz, lo que hace que no admita micros a más de 333 MHz.
bullet 440 BX: la última novedad de Intel. Con bus de 100 MHz, es el tope de la gama.
bullet 440 EX: un chipset basado en el LX pero de características recortadas. Muy malo, sólo válido para Celeron.
bullet 440 ZX: un chipset basado en el BX pero de características recortadas, como el EX. De nuevo, sólo válido para Celeron.
bullet otras marcas para Pentium II: VIA Apollo Pro y ALI Aladdin Pro. Chipsets muy completos, con soporte incluso para bus a 100 MHz, pero que tienen su mayor problema en convencer a los fabricantes y al público de no usar los chipsets de Intel, que han estado en solitario durante todo un año.

Para encontrar todavía más información, pinche aquí:
bullet Qué es... el microprocesador?
bullet Qué es... el chipset?
Chip de BIOS

La BIOS

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La BIOS realmente no es sino un programa que se encarga de dar soporte para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada-salida (Input-Output). Físicamente se localiza en un chip que suele tener forma rectangular, como el de la imagen.
Además, la BIOS conserva ciertos parámetros como el tipo de disco duro, la fecha y hora del sistema, etc., los cuales guarda en una memoria del tipo CMOS, de muy bajo consumo y que es mantenida con una pila cuando el ordenador está desconectado.
Las BIOS pueden actualizarse bien mediante la extracción y sustitución del chip (método muy delicado) o bien mediante software, aunque sólo en el caso de las llamadas Flash-BIOS.


Con los que vienen a continuación se termina la descripción de los elementos de la placa; para verlos en su ubicación original, pulse en "Generalidades y foto esquemática" en el Índice. Para varios apartados existe información adicional, en cuyo caso se indica junto al epígrafe correspondiente.

Slots para tarjetas de expansión

Son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red...). Según la tecnología en que se basen presentan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño y a veces incluso en distinto color.
bullet Ranuras ISA: son las más veteranas, un legado de los primeros tiempos del PC. Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser negro; existe una versión aún más antigua que mide sólo 8,5 cm.
bullet Ranuras Vesa Local Bus: un modelo de efímera vida: se empezó a usar en los 486 y se dejó de usar en los primeros tiempos del Pentium. Son un desarrollo a partir de ISA, que puede ofrecer unos 160 MB/s a un máximo de 40 MHz. Son larguísimas, unos 22 cm, y su color suele ser negro, a veces con el final del conector en marrón u otro color.
bullet Ranuras PCI: el estándar actual. Pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas.
bullet Ranuras AGP: o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una; además, su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se utiliza como una ayuda para el PCI. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm y se encuentra bastante separada del borde de la placa.
Las placas actuales tienden a tener los más conectores PCI posibles, manteniendo uno o dos conectores ISA por motivos de compatibilidad con tarjetas antiguas y usando AGP para el vídeo.

Chips de memoria caché de una placa 486

Memoria caché

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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.
Se empezó a implantar en la época del 386, no siendo de uso general hasta la llegada de los 486. Su tamaño ha sido siempre relativamente reducido (como máximo 1 MB), tanto por cuestiones de diseño como por su alto precio, consecuencia directa de su gran velocidad. Este precio elevado hizo que incluso se llegara a vender un número considerable de placas base con cachés falsas, algo que afortunadamente en la actualidad es bastante inusual.
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). Su presentación varía mucho: puede venir en varios chips o en un único chip, soldada a el "MotherBoard" o en un zócalo especial (por ejemplo del tipo CELP) e incluso puede no estar en el "MotherBoard" sino pertenecer al microprocesador, como en los Pentium II y los modernos Celeron Mendocino.

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