Placa base
La placa base, placa madre, tarjeta madre (en inglés motherboard o mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan las demás partes de la computadora. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el procesador, la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos.Va instalada dentro de una caja 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 software 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.
Gráfico esquemático de la arquitectura de una placa madre típica
Imagen de una placa madre
Componentes de la placa base
* Zócalo de la CPU (en inglés Socket’s), en donde uno o más CPU’s son instalados.
*Ranuras de memoria RAM (en inglés memory slot), en donde la memoria principal es instalada (generalmente módulos DIMM’s con memoria DRAM).
* Un chipset: gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica, unidad de almacenamiento secundario, etc). Se divide en dos secciones, Northbridge (puente norte) y Southbridge (puente sur): El primero gestiona la interconexión entre el procesador, la memoria RAM y la GPU; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento.
Las nuevas líneas de procesadores de escritorio tienden a integrar el propio controlador de memoria en el interior del procesador.
* Chip’s de memoria no volátil (antiguamente memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash), que contiene la BIOS o el firmware del sistema. Estos programas son específicos de la placa base y se encargan de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recuperan, y después ejecutan, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), registradas en un disco duro o SSD, cuando arranca el sistema operativo.
* Un reloj: regula y sincroniza la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos.
* La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.
* La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas.
* Bahías o zócalos para tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador).
* El bus (también llamado bus interno o en inglés front-side bus): conecta el microprocesador al chipset. Está cayendo en desuso frente a HyperTransport y Quickpath.
* El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.
* El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.
* Conectores de energía para distribuirla entre los distintos dispositivos de la computadora. La electricidad se recibe desde la fuente eléctrica.
* 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 lectores ópticos.
* Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.
* Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo, una tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D).
Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.
Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de expansión.Muchas placas madres incluyen dispositivos que antes sólo existían como placas o tarjetas separadas y debían conectarse a la placa madre empleando zócalos libres en la misma. Por ejemplo, muchas placas madres vienen integradas con placa de sonido, de aceleración de video, módem, etc.
* También algunas placas madres incluyen dispositivos de enfriamiento como ventiladores.
Tipos de Bus
Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de la computadora. Los Buses Generales son los siguientes:* Bus de datos: son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador.
* Bus de dirección: línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.
* Bus de control: línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos.
* Bus de expansión: conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta principal.
* Bus del sistema: todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de sistema, mediante distintos tipos de datos el microprocesador y la memoria principal, que también involucra a la memoria caché de nivel 2. La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del mínimo.
Placa multiprocesador
Este tipo de placa base puede acoger a varios procesadores (generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesador tienen varios zócalos de micro-procesador (socket), lo que les permite conectar varios micro-procesadores físicamente distintos (a diferencia de los de procesador de doble núcleo).Cuando hay dos procesadores en una placa base, hay dos formas de manejarlos:
- El modo asimétrico, donde a cada procesador se le asigna una tarea diferente. Este método no acelera el tratamiento, pero puede asignar una tarea a una CPU, mientras que la otra lleva a cabo a una tarea diferente.
- El modo simétrico, llamado PSM (en inglés Symmetric MultiProcessing), donde cada tarea se distribuye de forma simétrica entre los dos procesadores.
Algunos fabricantes proveen placas base que pueden acoger hasta 8 procesadores (en el caso de socket 939 para procesadores AMD Opteron y sobre socket 604 para procesadores Intel Xeon)
Factores de forma de las placas madres (formatos)
Existen múltiples factores de forma para las placas madres. En general, la mayoría de los fabricantes se adaptan a los factores de forma que toman las placas madres de las computadoras compatibles con IBM (incluso las Macintosh y las Sun).
Algunos factores de forma son:
* PC/XT - fue creada por IBM para las primeras computadoras hogareñas. La especificación era abierta, por lo tanto múltiples desarrolladores se basaron en esta convirtiéndose así en un estándar de facto. Tamaño: 8,5 × 11" | 216 × 279 mm.
* AT (Advanced Technology) - fue creada por IBM para las sucesoras de las PC/XT. Las AT fueron muy populares en el tiempo de los microprocesadores 80386. Tamaño: 12 × 11"–13" | 305 × 279–330 mm.
* Baby AT - fue desarrollada por IBM en 1985 como sucesora de las AT. Fueron muy populares por su reducido tamaño. Tamaño: 8,5" × 10"–13" | 216 mm × 254-330 mm.
* ATX - fue desarrollado por Intel en 1995. Hasta hoy (2007) es el factor de forma más popular para las placas madre. Tamaño: 12" × 9,6" | 305 mm × 244 mm (Intel 1996).
* EATX - Tamaño: 12" × 13" | 305mm × 330 mm
* microATX - versión pequeña de la ATX (un 25% más pequeñas). Soporta menos tarjetas de expansión y es muy popular en computadoras pequeñas. Tamaño en 1996: 9,6" × 9,6" | 244 mm × 244 mm.
* FlexATX - subconjunto de las microATX desarrollada por Intel en 1999. Tamaño: 9,6" × 9,6" | 244 × 244 mm max.
* LPX - Tamaño: 9" × 11"–13" | 229 mm × 279–330 mm.
* NLX - Tamaño: 8"–9" × 10"-13,6" | 203–229 mm × 254–345 mm
* BTX (Balanced Technology Extended) - estándar propuesto por Intel a principios de 2000 para ser sucesor de las ATX.
* Mini-ITX - factor de forma muy pequeño y altamente integrado desarrollado por VIA en 2001 para pequeños dispositivos. Tamaño: 6,7" × 6,7" | 170 mm × 170 mm max.
* WTX - factor de forma creado por Intel en 1998 para servidores y estaciones de trabajo con múltiples CPUs y discos duros. Tamaño: 14" × 16,75" | 355,6 mm × 425,4 mm
Fabricantes de placas madres
Los tres principales fabricantes de placas madres son ASUS, Foxconn e Intel. Luego existen otros como AOpen, ASRock, BFG Technologies, Biostar, Chaintech, DFI, ECS, EPoX, eVGA, FIC, Gigabyte, Jetway, Mach Speed, Magic-Pro, MSI, Mercury, Shuttle, Soyo, Supermicro, Tyan, Universal abit (ABIT), VIA y XFX.
