Placa base

Placa ASUS en formato µATX.

La placa base, placa madre, tarjeta madre o board (en inglés motherboard, mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan las demás partes de la computadora. Tiene instalados una serie de integrados, entre los que se encuentra el Chipset que sirve como centro de conexión entre el procesador, la memoria ROM, los buses de expansión y otros dispositivos.

Va instalada dentro de un gabinete que por lo general esta hecho de lamina y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro del gabinete.

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.

Componentes de la placa base

Diagrama de una placa base típica

Una placa base típica admite los siguientes componentes:

• Uno o varios conectores de alimentación: Por estos conectores una alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes necesarios para su funcionamiento;
• El zócalo de CPU (a menudo llamado socket): es un receptáculo que recibe el micro-procesador y le conecta con el resto de la microcomputadora;
• Los conectores de RAM (ranura de memoria, en inglés memory slot) en número de 2, 3 o 4 en las placas base comunes;
• El chipset: Uno o más circuitos electrónicos, que gestiona las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (microprocesador, memoria, disco duro, etc.) ;
• Un reloj: regula 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 que el equipo no está alimentado por electricidad ;
• La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito;
• La BIOS: un programa registrado en una memoria de solo lectura (ROM). Este programa es específico de la tarjeta y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del (en inglés master boot record), registrados en un (HDD), cuando arranca el equipo;
• El bus (también llamado bus interno o en inglés (Front Side Bus (FSB)): Conecta el microprocesador al chipset;
• 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;
• Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: Estos conectores incluyen:
  • 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, para la conexión del monitor de la computadora
  • Los conectores IDE o Serial ATA I o II, para conectar dispositivos de almacenamiento tales como discos duros y discos ópticos;
  • Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio tales como altavoces o micrófono;
• Los conectores (slots) 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 micro-ordenador, por ejemplo, un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento de la pantalla 3D en el monitor). 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 video IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de expansión.

"EL 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 especifica 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 encargada 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 cache de nivel 2. La velocidad de tranferencia del bus de sistema esta determinada por la frecuencia del clock del bus y el ancho del mínimo.

Placa multi-procesadores

Una placa con dos procesadores

Este tipo de placa base puede acoger a varios procesadores (generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesadores 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 el otro 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.

El sistema operativo Linux fue el primero en gestionar la arquitectura de doble procesador en x86. Sin embargo, la gestión de varios procesadores existía ya antes en otras plataformas y otros sistemas operativos.

El sistema Linux 2.6.x maneja perfectamente multiprocesadores simétricos, y las arquitecturas de memoria no uniformemente distribuida (NUMA).

Algunos fabricantes de placas base fabrican placas base que puede acoger hasta 8 procesadores (en el caso de Socket 939 para procesadores AMD Opteron y sobre socket 604 para procesadores Intel Xeon).

Tipos

La mayoría de las placas de PC vendidas después de 2001, se pueden clasificar en 2 grupos:

• Las placas base para procesadores AMD
  • Slot A Duron, Athlon
  • Socket A Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron
  • Socket 754 Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion
  • Socket 939 Athlon 64, Athlon FX , Athlon X2, Sempron, Opteron
  • Socket 940 Opteron y Athlon 64 FX
  • Socket AM2 Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom
  • Socket F Opteron
  • Socket AM2 + Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom
  • Socket AM3.

• Las placas base para procesadores Intel
  • Slot 1: Pentium 3, Celeron
  • Socket 370: Pentium 3, Celeron
  • Socket 423: Pentium 4, Celeron
  • Socket 478: Pentium 4, Celeron
  • Socket 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2 Quad
  • Socket 603 Xeon
  • Socket 604 Xeon
  • Socket 771 Xeon
  • LGA1366 Intel Core i7

Formatos

Las tarjetas madre necesitan tener dimensiones compatibles con los gabinetes 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 de la PC de IBM modelo 5160, lanzada en 1983 con las misma. 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 mas 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

• 2005 BTX 325 × 267 mm (Intel)
  • Micro ATX: 264 × 267 mm
  • PicoBTX: 203 × 267 mm

• 2007 DTX 248 × 203 mm ( AMD)
  • Mini-DTX: 170 × 203 mm

• Formato propietario: Durante la existencia del PC, mucha marcas han intentado mantener un esquema cerrado de hardware, fabricando tarjetas madre incompatibles físicamente con los factores de forma con dimensiones, distribución de elementos o conectores que son atípicos. Entre las marcas mas persistentes esta Dell que rara vez fabrica equipos diseñados con factores de forma de la industria.

Escalabilidad

Hasta la mitad de la década de 1990, los PC fueron equipados con una placa en la que se soldó el microprocesador (CPU). Luego vinieron las placas base equipadas con soporte de microprocesador (socket) «libre», que permitía acoger el microprocesador de elección (de acuerdo a sus necesidades y presupuesto ). Con este sistema (que pronto se hizo más generalizado y no ha sido discutido), es teóricamente posible equipar el PC con una CPU más potente, sin sustituir la placa base, pero a menor costo.

De hecho, esta flexibilidad tiene sus límites porque los microprocesadores son cada vez más eficientes, e invariablemente requieren placas madre más eficaces (por ejemplo, capaces de manejar flujos de datos cada vez más importantes).

Fabricantes

Varios fabricantes se reparten el mercado de placas base, tales como Abit, Albatron, Aopen, ASUS, ATI, Biostar , Chaintech, DFO, Elite, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, NVIDIA, QDI, Sapphire Technology, Soltek, Super Micro, Tyan, Via , XFX.

Algunos diseñan y fabrican uno o más componentes de la placa base, mientras que otros ensamblar los componentes que otros han diseñado y fabricado.

Ejercicios

• Ejercicio de Identificación de componentes INTEL
• Ejercicio de Identificación de componentes PCChips
• Ejercicio de Identificación de componentes BIOSTAR

Véase también

• Backplane
• Chipset
• Memoria de acceso aleatorio
• Doble canal
• Tarjeta gráfica

• Portal:Informática. .