Elements de la placa base d'un ordinador

N'hi ha que es pregunten per a què serveixen els canvis. D'altres, fins i tot, els temen. No obstant això, en matèria de tecnologia, sempre són necessaris. La incessant recerca de millores en el funcionament de les elements de la placa base d'un computador, és un exemple d'això.

Elements de la placa base: concepte

Com moltes altres coses dins el món tecnològic, la placa base rep diversos noms. De tal manera que a aquesta part de l'ordinador, també sol anomenar: targeta mare, placa lògica o placa de sistema. Ella és en definitiva, la part més important d'un ordinador, ja que és qui connecta tots els seus elements i estableix la comunicació entre ells.

Es tracta doncs, d'una placa plana rectangular sobre la qual se situen diferents elements principals, com:

• El microprocessador, ancorat en un element anomenat sòcol.
• La memòria, generalment en forma de mòduls.
• Les ranures d'expansió on es connecten les targetes.
• Diversos xips de control.

Més endavant, parlarem en detall sobre cada un d'aquests elements. Per ara, anem a establir els principals tipus de placa base que existeixen, i han existit.

principals tipus

Durant anys, els fabricants de les parts de la placa base han anat establint estàndards, pel que fa a formes i disposició dels elements, en principi per baixar inversions o despeses i facilitar l'intercanvi dels mateixos. Basats en aquests estàndards, van sorgir els següents tipus de plaques base:

Baby-AT

És l'estàndard clàssic que es va mantenir durant anys, des del model 286 fins als primers Pentium, a mitjans de 1996. Constantment era actualitzat per suportar les noves característiques que s'anaven desenvolupant. Aquest fet, al costat de lo fàcil que resultava substituir una placa base d'aquest tipus, la van convertir en el primer format actualitzable de la història.

No obstant això, amb el sorgiment de la targeta de sons, els CD-ROM i els altres elements perifèrics es van donar a conèixer les seves debilitats, com ara: la mala circulació de l'aire a les caixes i l'excés de cables per al seu funcionament. Aspectes que van accelerar la seva sortida de l'mercat.

LPX

És un disseny típic d'ordinadors de sobretaula amb caixa estreta, amb mida similar a les Baby-AT, desenvolupada a finals de l'any 1986. Va tenir un significatiu èxit a causa de el baix cost que representava per a algunes companyies, però alhora presentava una sèrie de desavantatges que van fer que caigués en desús.

En primer lloc, les especificacions de el format mai van ser totalment públiques, el que resultava un impediment per a l'actualització dels components. A més, els diferents models de plaques LPX no eren compatibles entre si, impossibilitant l'intercanvi entre elles. Finalment, a causa de la ubicació d'una targeta en el medi de la placa, era difícil la dissipació de la calor. Fet que es va accentuar el 1997, provocant la seva caiguda definitiva.

ATX

És l'estàndard per excel·lència. Va néixer l'any 1995, representant una millora substancial pel que fa als dos models anteriors, sobretot pel que fa a el sistema de ventilació i la disminució de la quantitat de cable dins d'ella es refereix. A més, el seu creador va publicar les especificacions de el format, el que va ocasionar que s'estengués ràpidament i es convertís en el format més popular fins als nostres dies.

En l'actualitat, es mantenen la majoria de les seves bondats, com ara: la reubicació dins d'ella d'elements com el CPU, la memòria i els connectors interns. Així com també, la millora en el sistema de refrigeració, a part de el baix cost per al fabricant.

dissenys propietaris

Són plaques de mides i formes peculiars, dissenyades pels grans fabricants d'ordinadors, principalment, perquè els dissenys existents no s'ajusten a les seves necessitats. Per tant, són models exclusius, pertanyents a un sol fabricant. No són d'ús majoritari a causa de que les especificacions de el format no són públiques, i les plaques d'un mateix model, però de diferents fabricants, no són compatibles entre si.

Els models antiquats (anteriors a el model ATX), van ser usats pels primers equips informàtics. Eren de grans dimensions i es situaven en una torre de l'ordinador. Requerien un espai prominent per col·locar targetes de dispositius, com vídeos, controladores de disc flexible, controladora de disc dur, ports sèrie i paral·lel. A l'augmentar el nombre de plaques interconnectades, disminuïa la fiabilitat del conjunt. La velocitat màxima de l'CPU era de fins a 10 MHz. Presentaven un únic connector extern, el de el teclat, tipus DIN. Posseïen entorns de text sense gràfics.

Per contra, el model actual ATX incorpora ports externs i generalitza la inclusió dels ports de teclat, ratolí, port paral·lel, port sèrie i USB en gairebé la totalitat de les plaques. En molts casos, inclou la incorporació de ports de xarxa, so i fins i tot vídeo. La major integració i reducció de connexions mecàniques, augmenta la fiabilitat del conjunt. En general, presenta una font d'alimentació avançada amb majors possibilitats.

Descripció general

Entre les principals característiques d'una placa base d'un ordinador estan:

• És una placa rectangular elaborada amb un material semiconductor (sintètic), sobre la qual hi ha un circuit electrònic imprès.
• La seva grandària és variable, però sol ser un dels elements de la placa base més destacable dins de la torre d'un ordinador.
• Està dissenyada per poder afegir nous elements perifèrics i targetes d'expansió, com, per exemple, targetes gràfiques, de so i de xarxa.
• Les connexions dels components de l'ordinador estan estandarditzades i ben definides. De tal manera que qualsevol fabricant pugui dissenyar components per connectar-los a una placa base que compleixi amb aquests estàndards.
• La incorporació de la targeta de so i de vídeo dins de la placa base d'una tablet o ordinador portàtil, impedeix que aquests elements puguin ser actualitzats.
• Posseeix una sèrie de connectors que donen a l'exterior de la torre, i que permeten l'intercanvi d'informació amb altres elements que es connecten i desconnecten amb facilitat, entre ells els ports PS / 2, els ports USB i els ports de xarxa.
• La informació no es transmet mitjançant cables, sinó mitjançant busos (cables especials), el que ocasiona menor pèrdua d'informació.
• Depèn de la quantitat de ranures disponibles a la placa base, es podrà instal·lar més o menys memòria a l'ordinador.
• Al seu torn, el nombre de ranures d'expansió a emprar, depèn de la quantitat de connectors disponibles a la targeta. Així com també, de l'tipus de bus que es va a utilitzar.
• No només és important conèixer les especificacions dels elements que es volen incorporar. També cal aprofundir en les especificacions de l'tipus de processador que adquirirem. D'aquesta manera, evitem incompatibilitats amb el sistema operatiu.
• Que una placa base pertanyi a una o altra categoria, no altera, almenys en teoria, en el compliment de les seves funcions, ni en la seva qualitat.
• El sistema de refrigeració d'una placa base influeix en el funcionament de l'hardware instal·lat en ella.
• Tot i que la placa base d'un PC permet la incorporació de nous elements, en una placa base d'un portàtil l'únic que es pot substituir o actualitzar és la memòria RAM.

Ara bé, conegudes les principals característiques d'una placa base d'un ordinador, farem aprofundir per separat en els detalls de cadascuna de les parts que la componen.

elements

Sense que hi hagi una raó especial per iniciar la descripció dels elements de la placa base per un o altre específicament, ho farem en el següent ordre:

Sòcol per al microprocessador

Element soldat a la placa base, dins el qual es troba el microprocessador. El microprocessador és un component electrònic, tipus xip, que posseeix en el seu interior centenars de transistors, els quals al l'ésser combinats permeten que el xip efectuï el seu treball. A causa de la importància de la seva funció, és comú dir que el microprocessador és el cervell de l'ordinador.

Xipset de control

Com el seu nom ho indica, és un grup o set de xips, encarregats de regular la interacció entre el microprocessador i la memòria o la memòria cau, i entre el microprocessador i el control de ports. Actua, doncs, com a controlador de la transferència de la informació.

Com a resultat d'aquesta regulació, s'obté menor o major rendiment de l'microprocessador, referent a la memòria i als el funcionament dels elements perifèrics.

Pont nord (Northbridge)

Forma part de l'chipset de control. La seva funció principal és intercanviar dades entre el microprocessador, la memòria RAM i la targeta gràfica.

Es troba situat entre el CPU i la RAM, dins el microprocessador. A causa de la feina d'alta velocitat que realitza amb la memòria RAM, es veu obligat a dissipar la calor, mitjançant la incorporació de l'radiador.

Pont sud (Southbridge)

És l'altra part que complementa a l'chipset de control. A diferència de l'puerte nord, s'encarrega de la connexió entre els dispositius perifèrics i els elements d'emmagatzematge de l'ordinador.

La seva funció principal és proveir a l'chipset, de busos i dispositius d'emmagatzematge, entre d'altres, Físicament, està situat entre el CPU i les ranures d'ampliació.

Memòria BIOS (Basic Input / Output System)

És el primer programa que s'executa a l'ordinador. S'enfoca en rutines de baix nivell, que permeten l'arrencada de la mateixa a través del sistema operatiu. Per les seves característiques de funcionament, es tracta d'una memòria de només lectura, és a dir, no depèn de cap altre dispositiu instal·lat a l'ordinador.

Una altra de les seves funcions primordials és la possibilitat d'instal·lar un sistema operatiu nou a l'ordinador. Així com també, reparar un que es trobi danyat.

Memòria CMOS (RAM CMOS)

Xip, tipus bateria, usat per a emmagatzemar totes les dades pròpies de la configuració de l'ordinador, així com la data i hora. Permet que una vegada que s'apagui el PC no es perdin les dades i paràmetres que ja havien estat establerts, i que el mateix necessita per funcionar. Aquest tipus d'acumulador es recarrega automàticament cada vegada que s'encén l'ordinador. L'esgotament de la pila produeix el desajust de el rellotge / calendari i la pèrdua dels paràmetres de l'Setup gravats.

memòria cau

És la memòria més ràpida dins de totes les que conformen la placa base. D'aquesta manera, optimitza el rendiment de l'ordinador a la recerca de la informació de major ús. Es considera un pont entre el microprocessador i la memòria principal RAM.

Quant a la seva ubicació física, aquesta depèn de fabricant. En alguns casos es pot veure soldada a la placa base o un sòcol, i en altres oportunitats pot trobar-se dins el microprocessador.

Ranures de memòria RAM o de memòria principal

Agrupació de diversos xips on es connecten els mòduls de memòria principal de l'ordinador, els quals serveixen com a emmagatzemadors de forma provisional les dades dinàmiques, de manera que no necessitin ser recuperats del disc dur. Amb el temps, aquests mòduls han anat variant en grandària, capacitat i forma de connectar-se, fins a eliminar els problemes d'ampliació de memòria i espai dins de la placa base que es presentaven en l'antiguitat.

Ranures d'expansió

Escletxes on s'insereix qualsevol tipus de targetes d'ampliació, indiferentment que es tracti de targetes de vídeo, so o de xarxa. Tenen com a objectiu servir de mitjà per afegir-components extres a l'ordinador. La majoria d'elles es troben estandarditzades, però hi ha algunes que són exclusives dels fabricants. A continuació, es nomenen les principals ranures d'expansió, d'acord amb la seva aparició en el mercat:

• ISA: Suficients per connectar un mòdem o una targeta de so, però no una targeta de vídeo. Té alta compatibilitat
• Micro Channel MCA: Va sorgir buscant solucionar les limitacions d'ISA, i va acabar sent incompatible amb ella. No va prosperar.
• EISA: Va ser creada per omplir el buit de MCA. Va tenir vigència reduïda i només la incorporaven equips de cert nivell. Les seves especificacions no van ser públiques.
• Vesa Local Bus: Va constituir una versió ràpida d'ISA. No tenia els avantatges de MCA i EISA (configuració programari i bus mastering). Proporcionava accés directe a la memòria, a la velocitat de l'processador. Va desaparèixer amb l'arribada dels processadors Pentium.
• PCMCIA: No tenien slots i representaven targetes de memòria, exclusives de cada fabricant. De baix consum, especialment per a PC ecològics.
• PCI / PCI-64: Suficients per afegir diversos elements interns, excepte algunes targetes de vídeo. Estan separades de l'bus de sistema, però tenen accés a la memòria. S'utilitza un pont per comunicar-se amb la CPU. Permet interrupcions compartides. Ha estat la més duradora fins a l'actualitat. Està sent substituïda per la PCI Express.
• Mini PCI: És una adaptació de PCI per a portàtils o per a plaques base de mida petita. Com a exemples d'aquest tipus de targetes, destaquen: Wi-Fi, mòdem, controladors SCSI i SATA.
• AGP: Utilitzades com a complement de les ranures PCI, ja que únicament serveixen per connectar targetes de vídeo 3D. Es va crear per augmentar el nivell de transferència a l'subsistema gràfic. Va tenir el seu propi bus de dades.
• AMR: Utilitzades únicament pels anomenats softmódems, per abaratir els costos mitjançant l'eliminació d'alguns components. Llançada el 1998 per a dispositius d'àudio com targetes de so o mòdems. És part de l'estàndard d'àudio AC97, encara vigent en els nostres dies. Es va dissenyar per a dispositius econòmics d'àudio o comunicacions, ja que aquests farien ús dels recursos de la màquina com el microprocessador i la memòria RAM. Va tenir poc èxit ja que va ser llançada en un moment en què la potència de les màquines no era l'adequada per suportar aquesta càrrega. Va desaparèixer en plaques base per Pentium IV ia partir d'AMD a Socket A.
• CNR: Similars a les ranures AMR, però de major evolució. Va sorgir per a dispositius de comunicacions com mòdems, targetes Lan o USB. L'any 2000 va ser introduïda en les plaques per a processadors Pentium. Es va tractar d'un disseny propietari pel que no es va estendre més enllà de les plaques que incloïen els chipsets de l'empresa fabricant. Patia dels mateixos problemes de recursos dels dispositius dissenyats per ranura AMR. Actualment no s'inclou en les plaques base.
• Ranures PCI Express: Evolució de les ranures AGP. El seu principal avantatge és que, qualsevol dels seus models, pot adaptar-se a diferents tipus de targetes. Les plaques actuals, tendeixen a tenir els màxims connectors PCI possibles usant una ranura AGP per al vídeo.

connector elèctric

Serveix per connectar els cables que li donaran l'alimentació adequada a la placa base, per mitjà de la font. En les plaques ATX, només n'hi ha un.

connectors interns

Connectors per a dispositius interns, com: el disc dur, el CD-ROM o l'alta veu intern.

• Connexions d'alimentació: Encarregats de portar l'alimentació a la placa base des de la font de poder.
• Sortides a ventiladors: La seva principal funció és alleujar el nivell de calor produïda per l'alta velocitat amb la qual treballen els microprocessadors.
• Ports EIDE o FDD: En equips antics, d'ells depenia la connexió dels discs durs i discos flexibles. No obstant això, en els ordinadors actuals, aquests es troben inclosos en el chipset de l'ordinador. Els ports EIDE s'encarreguen de connectar discs durs i lectors òptics, com el CD i el DVD, mentre que els ports FDD, fan el mateix amb els discos flexibles. Aquests últims ja es troben en total desús.
• Ports SATA: Representen una nova tecnologia de comunicacions a dispositius d'emmagatzematge, que millora les prestacions quant a ample de banda es refereix.
• Connexions frontals: Com el seu nom indica, són connexions ubicades a la part davantera de l'ordinador.
  • Power On: Connexió per el polsador de marxa / atur.
  • Power Led: Indicador d'equip encès, es connecta a LED.
  • HD LED: Led que indica activitat del disc dur.
  • Reset: Connecta a el polsador de reset frontal si la caixa l'incorpora. Reinicia l'ordinador.
  • Altaveu: Genera senyals d'estat i control. És diferent a la sortida d'àudio de l'equip.
  • Keylock: Bloqueja l'equip, permet bloquejar el teclat. De poc ús en caixes recents.
• Jumpers i switches: Encarregats de configurar les opcions de el maquinari de l'ordinador.
  • Els jumpers se solen tractar com open i closed (obert i tancat).
  • Els dip-switch es tracten com on / off. La. posició ON se sol indicar en la serigrafia de l'component.

connectors externs

Connectors clàssics per elements perifèrics, com: teclat, ratolí, impressora, entre d'altres. A poc a poc han estat substituïts per un altre tipus de connexions, més fàcils de connectar i desconnectar. Entre els principals connectors externs es troben:

• Connectors ratolí i teclat PS / 2: A causa de l'auge de les aplicacions gràfiques, es va generalitzar l'ús de l'ratolí juntament amb el teclat. El ratolí va deixar de connectar-se a través del port sèrie i va començar a usar una connexió sèrie especialitzada, similar a la d'el teclat (la connexió PS / 2). Les connexions de ratolí i teclat PS / 2 estan presents en la totalitat de les plaques base mitjançant dos connectors Mini-DIN. Per distingir un de l'altre, tenen colors diferents, sent el color morat reservat el teclat i el verd a l'ratolí. Si per error es canvien, cap problema d'avaries ja que els pins són compatibles entre si, encara que el funcionament no seria el desitjat.
• Bus USB: Amb el creixement de l'nombre de perifèrics aplicats a equips informàtics, es va crear la necessitat de connectar més d'un a un sol sistema central. La connexió USB fa possible la connexió en cadena de fins a 127 dispositius. A més d'això, aquesta connexió és ràpida i es pot realitzar de manera immediata. El sistema operatiu reconeix la connexió USB, però necessita comptar amb drivers adequats. La totalitat de les plaques bases modernes incorporen connexions USB. Actualment, algunes plataformes només fan servir connectors USB per a teclat i ratolí.
• Bus FireWire: Estableix connexions de vídeo digital, mitjançant vídeo càmeres i equips de vídeo en general. Permet la transferència d'un gran volum d'informació, a alta velocitat.
• Connexió Xarxa Ethernet: Amb la creixent connexió a Internet, fins i tot en els equips domèstics, aquesta connexió és de gran utilitat, ja que en moltes llars aquest servei es realitza amb routers ADSL que incorporen connexió Ethernet. De tal manera que moltes plaques base la incorporen integrada. Els equips solen incorporar una sola connexió / targeta, però en alguns casos és possible trobar equips amb més d'una connexió d'aquest tipus. Això passa sobretot en equips servidors que van a utilitzar la xarxa de forma intensiva en les seves aplicacions.

• Ports sèrie i paral·lel: Aquestes connexions són potser les més antigues dels sistemes informàtics actuals. Heretades de sistemes anteriors, cada vegada són menys utilitzades. Anteriorment, els ports sèrie s'usaven per a connexió de ratolí, mòdems, escàners, etc. Actualment està relegat a aplicacions professionals (electrònica, configuració d'equips, indústria, etc.). El port paral·lel ha tingut un ús pràcticament limitat a connexió d'impressora, tot i que també s'ha fet servir per a connexió a escàner i alguns altres dispositius. L'ús de tots dos ports està sent substituït l'USB. De fet, cada vegada més equips portàtils no els incorporen. En alguns casos estan suportats per la placa base encara no tenen connector extern.
• So i Gamepad: Cada vegada és més habitual que la placa base incorpori el maquinari que capacita el sistema per generar i rebre (digitalitzar) sons.
  • So: Es refereix a les connexions de so, tant genèriques, com d'auriculars i micròfon. Cadascuna de les quals estan identificades amb diferents colors per facilitar a l'usuari el seu ús. En l'actualitat, algunes sortides d'àudio poden configurar-se com sortides digitals, de manera que puguem aprofitar característiques especials. També es poden trobar sortides de l'tipus SP / DIF (àudio digital), òptiques i sistemes surround.
  • Gamepad o Joystick és una connexió antiga de el PC per a jocs. Està concebuda com entrades de posició analògica. S'usa poc en l'actualitat, ja que la majoria dels comandaments per a jocs són més complexos i fan servir la connexió USB.
• Vídeo / TV: dit de connectors, tant analògics com digitals, que permeten veure continguts a la televisió, com ara: canals de televisió o reproduccions de vídeo i vídeo consoles.
• SCSI (gamma alta): Aquest tipus de connectors externs, pot trobar-se, sobretot, en plaques base orientades a servidors. En aquests casos, la placa base proporciona un connector SCSI per a dispositius externs, a part de l'connector intern.
• Docking / Backplane: La reducció de la mida dels equips va ocasionar l'eliminació de ports de poc ús i d'unitats d'emmagatzematge obsoletes. No obstant això, com a solució, es va dotar als portàtils d'un connector, el qual permet la connexió a una unitat anomenada docking station, que incorpora aquests extres. Aquest connector es denomina connector de docking (ports).

Criteris per seleccionar una placa base d'un ordinador

Com ja hem vist, la placa base és el component més important d'un ordinador, ja que d'ell depèn el processador, el nombre i tipus de dispositius que es van a connectar i, per descomptat, el rendiment general de sistema. Lamentablement, la majoria de les persones pensen que és el processador qui determina el rendiment global de l'equip, i per això li dediquen més temps a l'hora de considerar la compra d'un nou equip.

No obstant això, aquí en els elements de la placa base assenyalarem quins són els principals aspectes que cal considerar per triar el model de placa base que més s'ajusti a les nostres necessitats, si el que volem és un sistema el més actualitzable, complet i funcional possible.

Importància de les dimensions

Sens dubte, les dimensions és una de les primeres coses en les quals ens hem de fixar. Existeixen diverses grandàries i, en funció de l'tipus d'ordinador que necessitem serà més adequat un factor de forma de mida completa (ATX), de mida mitjana (micro ATX) o de mida reduïda (mini ATX). Hem de considerar aquest mateix criteri per a l'elecció d'altres components, com la caixa per al PC o la memòria RAM.

El format entre els elements de la placa base determina la mida de la caixa per al PC, i la quantitat de ranures i connectors d'expansió amb què es pot comptar. A major mida de la placa base, major possibilitat de connexió i expansió dels connectors. Per contra, a menor grandària, major necessitat de solucions de refrigeració de perfils baixos i de dissipació de calor.

Un altre factor important és el sòcol (socket). Aquest representa el lloc que ocupa el processador a la placa base i, per tant, està estretament relacionat amb el xip que es triï. L'elecció d'ambdós afecta la compatibilitat de tots els components.

Per la seva banda, la qualitat dels circuits té a veure amb l'ús que se li vagi a donar a la placa base, i no cal oblidar que, a més, té relació directa amb el preu.

Elecció de l'chipset

Si la placa base és el cor de l'ordinador, cal considerar que el chipset és el cor entre els elements de la placa base. Per tant, la seva elecció afecta en gran mesura el funcionament de la mateixa i, en conseqüència, el de tot el sistema. Abans de decidir-nos per un chipset en particular, hem d'haver decidit l'ús que li donarem a el PC.

Decidir-se per una o dues targetes gràfiques, també és molt important per al rendiment de l'equip. No totes les plaques base suporten la instal·lació simultània de dues o més targetes gràfiques. En aquest aspecte, novament, hem de tenir clar l'ús que li donarem al nostre PC.

D'altra banda, que la nostra placa base tingui el nombre i tipus de connexions que necessitem, va garantir que puguem comptar amb tots els connectors que desitgem, com per exemple, els d'àudio i vídeo. De la mateixa manera, hem de verificar que disposi de connectivitat Wi-Fi integrada i bluetooth, entre altres.

Addicionalment, depenent de fabricant, trobarem plaques base amb millores i funcions úniques que no tenen altres models. Tal és el cas dels nous connectors M.2, els quals permeten instal·lar discos d'estat sòlid d'última generació (SSD), targetes de so de gran qualitat integrades a la placa, sistemes overclock per augmentar el rendiment de l'ordinador, i altres elements de gran innovació.

També hem de triar un bon sistema de refrigeració, ja sigui passiu (sense ventiladors), amb ventilador o amb combo de refrigeració líquida. Generalment, la refrigeració passiva és la més intel·ligent. Pots citar l'article tipus de busos en la informàtica.