Qué es y para qué sirve la placa base
El primer componente de un ordenador es la placa madre
(también denominada placa base). Se utiliza para conectar todos los componentes
esenciales del ordenador.
Como su nombre lo indica, la placa madre funciona como una
placa "materna", que toma la forma de un gran circuito impreso con
conectores para tarjetas de expansión, módulos de memoria, el procesador, etc.
Cuáles son las características de la placa base:
Existen muchas maneras de describir una placa madre,
principalmente según el factor de forma, el chipset, el tipo de zócalo para
procesador utilizado y los conectores de entrada y salida.
Factor de forma de la placa madre
El término factor de forma (en inglés form factor)
normalmente se utiliza para hacer referencia a la geometría, las dimensiones,
la disposición y los requisitos eléctricos de la placa madre. Para fabricar
placas madres que se puedan utilizar en diferentes carcasas de marcas diversas,
se han desarrollado algunos estándares:
AT miniatura/AT tamaño completo: es un formato que
utilizaban los primeros ordenadores con procesadores 386 y 486. Este formato
fue reemplazado por el formato ATX, cuya forma favorecía una mejor circulación
de aire y facilitaba a la vez el acceso a los componentes.
ATX: el formato ATX es una actualización del AT miniatura.
Estaba diseñado para mejorar la facilidad de uso. La unidad de conexión de las
placas madre ATX está diseñada para facilitar la conexión de periféricos (por
ejemplo, los conectores IDE están ubicados cerca de los discos). De esta
manera, los componentes de la placa madre están dispuestos en paralelo. Esta
disposición garantiza una mejor refrigeración.
microATX: el formato microATX resulta una actualización de
ATX, que posee las mismas ventajas en un formato más pequeño (244 x 244 mm), a
un menor costo. El microATX incluye un conector AGP y 3 conectores PCI.
FlexATX: se trata de una expansión del microATX, que ofrece
a su vez una mayor flexibilidad para los fabricantes a la hora de diseñar sus
ordenadores. Incluye un conector AGP y 2 conectores PCI.
miniATX: el miniATX surge como una alternativa compacta al
formato microATX (284 x 208 mm) e incluye a su vez, un conector AGP y 4
conectores PCI en lugar de los 3 del microATX. Fue diseñado principalmente para
miniPC (ordenadores barebone).
BTX: el formato BTX (Tecnología Balanceada Extendida),
respaldado por la marca Intel, es un formato diseñado para mejorar tanto la
disposición de componentes como la circulación de aire, la acústica y la
disipación del calor. Los distintos conectores (ranuras de memoria, ranuras de
expansión) se hallan distribuidos en paralelo, en el sentido de la circulación
del aire. De esta manera, el microprocesador está ubicado al final de la
carcasa, cerca de la entrada de aeración, donde el aire resulta más fresco. El
cable de alimentación del BTX es el mismo que el de la fuente de alimentación
del ATX. El estándar BTX define tres formatos: BTX estándar, con dimensiones
estándar de 325 x 267 mm; microBTX, con dimensiones reducidas (264 x 267 mm);
picoBTX, con dimensiones extremadamente reducidas (203 x 267 mm).
ITX: el formato ITX (Tecnología de Información Extendida),
respaldado por Via, es un formato muy compacto diseñado para configuraciones en
miniatura como lo son las miniPC. Existen dos tipos de formatos ITX
principales: miniITX, con dimensiones pequeñas (170 x 170 mm) y una ranura PCI;
nanoITX, con dimensiones muy pequeñas (120 x 120 mm) y una ranura miniPCI.
Por esta razón, la elección de la placa madre y su factor de
forma dependen de la elección de la carcasa. La tabla que se muestra a
continuación resume las características de los distintos factores de forma:
| Factor de forma | Dimensiones | Ranuras |
|---|---|---|
| ATX | 305 x 244 mm | AGP/6 PCI |
| microATX | 305 x 244 mm | AGP/3 PCI |
| FlexATX | 229 x 191 mm | AGP/2 PCI |
| miniATX | 284 x 208 mm | AGP/4 PCI |
| miniITX | 170 x 244 mm | 1 PCI |
| nanoITX | 120 x 244 mm | 1 miniPCI |
| BTX | 325 x 267 mm | 7 |
| microBTX | 264 x 267 mm | 4 |
| picoBTX | 203 x 267 mm | 1 |
Cuáles son los componentes integrados a la placa madre
La placa madre contiene un cierto número de componentes
integrados a su circuito impreso: el chipset, un circuito que controla la
mayoría de los recursos (incluso la interfaz de bus con el procesador, la
memoria oculta y la memoria de acceso aleatorio, las tarjetas de expansión,
etc.); el reloj y la pila CMOS; el BIOS; el bus del sistema y el bus de
expansión.
De esta manera, las placas madre recientes incluyen, por lo
general, numerosos dispositivos multimedia y de red integrados que pueden ser
desactivados si es necesario: la tarjeta de red integrada, la tarjeta gráfica
integrada, la tarjeta de sonido integrada, los controladores de discos duros
actualizados.
El chipset
El chipset es un circuito electrónico cuya función consiste
en coordinar la transferencia de datos entre los distintos componentes del
ordenador (incluso el procesador y la memoria). Teniendo en cuenta que el
chipset está integrado a la placa madre, resulta de suma importancia elegir una
placa madre que incluya un chipset reciente para maximizar la capacidad de
actualización del ordenador.
Algunos chipset pueden incluir un chip de
gráficos o de audio, lo que significa que no es necesario instalar una tarjeta
gráfica o de sonido. Sin embargo, en algunos casos se recomienda desactivarlas (cuando esto sea posible) en la
configuración del BIOS e instalar tarjetas de expansión de alta calidad en las
ranuras apropiadas.
El reloj y la pila CMOS
El reloj en tiempo real (o RTC) es un circuito cuya función
es la de sincronizar las señales del sistema. Está constituido por un cristal
que, cuando vibra, emite pulsos (denominados pulsos de temporizador) para
mantener los elementos del sistema funcionando al mismo tiempo. La frecuencia
del temporizador (expresada en MHz) no es más que el número de veces que el
cristal vibra por segundo, es decir, el número de pulsos de temporizador por
segundo. Cuanto más alta sea la frecuencia, mayor será la cantidad de
información que el sistema pueda procesar.
Cuando se apaga el ordenador, la fuente de alimentación deja
inmediatamente de proporcionar electricidad a la placa madre. Al encender
nuevamente el ordenador, el sistema continúa en hora. Un circuito electrónico
denominado CMOS (Semiconductor de óxido metálico complementario), también
llamado BIOS CMOS, conserva algunos datos del sistema, como la hora, la fecha y
algunas configuraciones esenciales del sistema.
El CMOS se alimenta de manera continua gracias a una pila
(pila tipo botón) o bien a una pila ubicada en la placa madre. La información
sobre el hardware en el ordenador (como el número de pistas o sectores en cada
disco duro) se almacena directamente en el CMOS. Como el CMOS es un tipo de
almacenamiento lento, en algunos casos, ciertos sistemas suelen proceder al
copiado del contenido del CMOS en la memoria RAM (almacenamiento rápido); el
término memoria shadow se utiliza para describir este proceso de copiado de
información en la memoria RAM.
El semiconductor de óxido metálico complementario es una tecnología
de fabricación de transistores, la última de una extensa lista que incluye a su
vez la TTL (lógica transistor-transistor), la TTLS (lógica
transistor-transistor Schottky) (más rápido) o el NMOS (Semiconductor de óxido
metálico de canal negativo) y el PMOS (Semiconductor de óxido metálico de canal
positivo).
El CMOS permite la ejecución de numerosos canales
complementarios en un solo chip. A diferencia de TTL o TTLS, el CMOS es mucho
más lento, pero reduce notoriamente el consumo de energía; esta es la razón por
la que se utiliza como reloj de ordenadores alimentados a pilas. A veces, el
término CMOS se utiliza erróneamente para hacer referencia a los relojes de
ordenadores.
Cuando la hora del ordenador se reinicia de manera continua
o si el reloj se atrasa, generalmente solo debe cambiarse la pila.
El BIOS
El BIOS (Sistema básico de entrada y salida) es
el programa que se utiliza como interfaz entre el sistema operativo y la placa
madre. El BIOS puede almacenarse en la memoria ROM (de solo lectura, que se puede escribir únicamente) y utiliza los
datos almacenados en el CMOS para buscar la configuración del hardware del
sistema.
El BIOS se puede configurar por medio de una interfaz
(llamada Configuración del BIOS), a la que se accede al iniciarse el ordenador
presionando una tecla (por lo general, la tecla Supr. En realidad, la
configuración del BIOS se utiliza solo como interfaz para configuración; los
datos se almacenan en el CMOS. Para obtener más información, te recomendamos
consultar el manual de tu placa madre).
Zócalo del procesador
El procesador (también denominado microprocesador) no es más
que el cerebro del ordenador. Ejecuta programas a partir de un conjunto de
instrucciones. El procesador se caracteriza por su frecuencia, es decir la
velocidad con la cual ejecuta las distintas instrucciones. Esto significa que
un procesador de 800 MHz puede realizar 800 millones de operaciones por
segundo.
La placa madre posee una ranura (a veces tiene varias en las
placas madre de multiprocesadores) en la cual se inserta el procesador y que se
denomina zócalo del procesador. Se distinguen dos categorías de soporte:
ranura, un conector rectangular en el que se inserta un procesador de manera
vertical; y zócalo, además de ser un término general, también se refiere más
específicamente a un conector cuadrado con muchos conectores pequeños en los
que se inserta directamente el procesador.
Dentro de estos dos grandes grupos, se utilizan diferentes
versiones, según del tipo de procesador. Más allá del tipo de zócalo o ranura
que se utilice, es esencial que el procesador se inerte con suavidad para que
no se doble ninguna clavija (existen cientos de ellas). Para insertarlos con
mayor facilidad, se ha creado un concepto llamado ZIF (Fuerza de inserción nula).
Los zócalos ZIF poseen una pequeña palanca que, cuando se levanta, permite
insertar el procesador sin aplicar presión. Al bajarse, esta mantiene el
procesador en su lugar.
Por lo general, el procesador posee algún tipo de
dispositivo infalible con la forma de una esquina con muescas o marcas
coloridas, que deben ser alineadas con las marcas respectivas del zócalo
Dado que el procesador emite calor, se hace necesario
disiparlo afín de evitar que los circuitos se derritan. Esta es la razón por la
que generalmente se monta sobre un disipador térmico (también llamado
ventilador o radiador), hecho de un metal conductor del calor (cobre o
aluminio) a fin de ampliar la superficie de transferencia de temperatura del
procesador. El disipador térmico incluye una base en contacto con el procesador
y aletas para aumentar la superficie de transferencia de calor. Por lo general,
el enfriador está acompañado de un ventilador para mejorar la circulación de
aire y la transferencia de calor. La unidad también incluye un ventilador que
expulsa el aire caliente de la carcasa, dejando entrar el aire fresco del
exterior.
Conectores de la RAM:
La RAM (Memoria de acceso aleatorio) se utiliza para
almacenar datos mientras se ejecuta el ordenador; sin embargo, los contenidos
se eliminan al apagarse o reiniciarse el ordenador, a diferencia de los
dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros, que mantienen la
información de manera segura, incluso cuando el ordenador se encuentra apagado.
Esta es la razón por la que la memoria RAM se conoce como "volátil".
Entonces, ¿por qué se debería utilizar la RAM, cuando los
discos duros cuestan menos y posen una capacidad de almacenamiento similar? La
respuesta es que la RAM es extremadamente rápida a comparación de los
dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros. Tiene un tiempo de
respuesta de alrededor de unas docenas de nanosegundos (cerca de 70 por DRAM,
60 por EDO RAM y 10 por SDRAM; solo 6 ns por DDR SDRAM) a diferencia de unos
pocos milisegundos en los discos duros.
La memoria RAM se presenta en forma de módulos que se
conectan en los conectores de la placa madre.
Ranuras de expansión
Las ranuras de expansión son compartimientos en los que se
puede insertar tarjetas de expansión. Estas son tarjetas que ofrecen nuevas
capacidades o mejoras en el rendimiento del ordenador. Existen varios tipos de
ranuras:
Ranuras ISA (Arquitectura estándar industrial): permiten
insertar ranuras ISA. Las más lentas las de 16 bits.
Ranuras VLB (Bus Local Vesa): este bus se utilizaba para
instalar tarjetas gráficas.
Ranuras PCI (Interconexión de componentes periféricos): se
utilizan para conectar tarjetas PCI, que son mucho más rápidas que las tarjetas
ISA y se ejecutan a 32 bits.
Ranura AGP (Puerto gráfico acelerado): es un puerto rápido
para tarjetas gráficas.
Ranuras PCI Express (Interconexión de componentes
periféricos rápida): es una arquitectura de bus más rápida que los buses AGP y
PCI.
Ranura AMR (Elevador de audio/módem): este tipo de ranuras
se utiliza para conectar tarjetas miniatura construidas para PC.
Los conectores de entrada y salida.
La placa madre contiene un cierto número de conectores de
entrada/salida reagrupados en el panel trasero
La mayoría de las placas base tienen los siguientes
conectores: un puerto serial que permite conectar periféricos antiguos; un
puerto paralelo para conectar impresoras antiguas; puertos USB (1.1 de baja
velocidad o 2.0 de alta velocidad) que permiten conectar periféricos más
recientes; conector RJ45 (denominado LAN o puerto Ethernet) que permiten
conectar el ordenador a una red. Corresponde a una tarjeta de red integrada a
la placa madre; un conector VGA (denominado SUB-D15) que permiten conectar el
monitor. Este conector interactúa con la tarjeta gráfica integrada; conectores
de audio (línea de entrada, línea de salida y micrófono), que permiten conectar
altavoces, o bien un sistema de sonido de alta fidelidad o un micrófono. Este
conector interactúa con la tarjeta de sonido integrada
CCM (https://es.ccm.net/) Fuente de información
