Elementos da placa-mãe de um computador

Há quem se pergunte para que servem as mudanças. Outros até os temem. Porém, quando se trata de tecnologia, eles são sempre necessários. A busca incessante por melhorias no funcionamento do elementos da placa-mãe de um computador, é um exemplo disso.

Elementos da placa-mãe: conceito

Como muitas outras coisas no mundo da tecnologia, a placa-mãe tem vários nomes. De tal forma que esta parte do computador também costuma ser chamada de: placa-mãe, placa lógica ou placa de sistema. Em última análise, ela é a parte mais importante de um computador, pois é ela quem conecta todos os seus elementos e estabelece a comunicação entre eles.

É então uma placa plana retangular na qual diferentes elementos principais são colocados, tais como:

• O microprocessador, ancorado em um elemento denominado soquete.
• Memória, geralmente na forma de módulos.
• Os slots de expansão onde as placas são conectadas.
• Vários chips de controle.

Posteriormente, falaremos em detalhes sobre cada um desses elementos. Por enquanto, vamos estabelecer os principais tipos de placa-mãe existentes e existentes.

Tipos principais

Há anos, os fabricantes das partes da placa-mãe vêm estabelecendo padrões, em termos de formas e disposição dos elementos, a princípio para diminuir investimentos ou despesas e facilitar sua troca. Com base nesses padrões, surgiram os seguintes tipos de placas-mãe:

Bebê AT

É o padrão clássico que se manteve por anos, do modelo 286 ao primeiro Pentium, em meados de 1996. Ele era constantemente atualizado para dar suporte às novas funcionalidades que estavam sendo desenvolvidas. Esse fato, junto com a facilidade de substituição de uma placa-mãe desse tipo, tornou-a o primeiro formato atualizável da história.

Porém, com o surgimento das placas de som, CD-ROMs e outros elementos periféricos, suas fragilidades ficaram conhecidas, como: má circulação de ar nas caixas e excesso de cabos para seu funcionamento. Aspectos que aceleraram sua saída do mercado.

extensão LP

É um projeto típico de desktops com caixa estreita, semelhante em tamanho ao Baby-AT, desenvolvido no final de 1986. Teve um sucesso significativo devido ao baixo custo que representava para algumas empresas, mas ao mesmo tempo apresentou uma série de desvantagens que o fizeram cair em desuso.

Primeiro, as especificações do formato nunca eram totalmente públicas, o que era um impedimento para a atualização dos componentes. Além disso, os diferentes modelos de placas LPX não eram compatíveis entre si, impossibilitando a troca entre eles. Finalmente, devido à localização de uma placa no meio da placa, a dissipação de calor era difícil. Fato que se acentuou em 1997, causando sua queda definitiva.

ATX

É o padrão por excelência. Nasceu em 1995, representando uma melhoria substancial em relação aos dois modelos anteriores, especialmente ao nível do sistema de ventilação e diminuição da quantidade de cabos no seu interior. Além disso, seu criador publicou as especificações do formato, o que o fez se espalhar rapidamente e se tornar o formato mais popular até hoje.

Atualmente, grande parte de seus benefícios são mantidos, tais como: a realocação dentro dele de elementos como a CPU, memória e conectores internos. Bem como a melhoria no sistema de refrigeração, além do baixo custo para o fabricante.

Projetos proprietários

São placas de tamanhos e formatos peculiares, projetadas por grandes fabricantes de computadores, principalmente porque os projetos existentes não atendem às suas necessidades. Portanto, são modelos exclusivos, pertencentes a um único fabricante. Não são amplamente utilizados porque as especificações do formato não são públicas e as placas do mesmo modelo, mas de fabricantes diferentes, não são compatíveis entre si.

Os modelos antiquados (anteriores ao modelo ATX), foram usados ​​pelos primeiros equipamentos de informática. Eles eram grandes e estavam localizados em uma torre de computador. Eles exigiam espaço proeminente para acomodar placas de dispositivos, como vídeos, controladores de disquete, controlador de disco rígido, portas seriais e paralelas. Conforme o número de placas interconectadas aumentava, a confiabilidade da montagem diminuía. A velocidade máxima do CPU era de até 10 MHz. Eles possuíam um único conector externo, o do teclado, tipo DIN. Eles tinham ambientes de texto sem gráficos.

Pelo contrário, o atual modelo ATX incorpora portas externas e generaliza a inclusão de teclado, mouse, porta paralela, porta serial e portas USB em quase todas as placas-mãe. Em muitos casos, inclui a incorporação de portas de rede, som e até vídeo. A maior integração e redução das conexões mecânicas aumenta a confiabilidade da montagem. Em geral, apresenta uma fonte de alimentação avançada com maiores possibilidades.

Descrição geral

Entre as principais características da placa-mãe de um computador estão:

• É uma placa retangular feita de um material semicondutor (sintético), sobre a qual existe um circuito eletrônico impresso.
• Seu tamanho é variável, mas geralmente é um dos elementos mais marcantes da placa-mãe dentro da torre de um computador.
• Ele é projetado para ser capaz de adicionar novos periféricos e placas de expansão, como placas gráficas, de som e de rede.
• As conexões dos componentes do PC são padronizadas e bem definidas. De tal forma que qualquer fabricante pode projetar componentes para conectá-los a uma placa-mãe que atenda a esses padrões.
• A incorporação da placa de som e vídeo dentro da placa-mãe de um tablet ou laptop, impede que esses elementos sejam atualizados.
• Possui uma série de conectores voltados para o lado externo da torre, e que permitem a troca de informações com outros elementos que são facilmente conectados e desconectados, incluindo as portas PS / 2, portas USB e portas de rede.
• As informações não são transmitidas por cabos, mas por barramentos (cabos especiais), o que causa menos perda de informações.
• Dependendo do número de slots disponíveis na placa-mãe, mais ou menos memória pode ser instalada no computador.
• Por sua vez, o número de slots de expansão a serem usados ​​depende do número de conectores disponíveis na placa. Bem como o tipo de ônibus a ser movimentado.
• Não é apenas importante saber as especificações dos elementos a serem incorporados. Também é necessário aprofundar nas especificações do tipo de processador que iremos adquirir. Dessa forma, evitamos incompatibilidades com o sistema operacional.
• O fato de uma placa-mãe pertencer a uma categoria ou outra não altera, pelo menos em teoria, no desempenho de suas funções, nem em sua qualidade.
• O sistema de refrigeração de uma placa-mãe influencia o funcionamento do hardware instalado nela.
• Embora a placa-mãe de um PC permita a incorporação de novos elementos, na placa-mãe de um laptop a única coisa que pode ser substituída ou atualizada é a memória RAM.

Agora, conhecendo as principais características de uma placa-mãe de computador, passaremos a nos aprofundar nos detalhes de cada uma das partes que a compõem separadamente.

elementos

Sem que haja um motivo especial para iniciar a descrição do elementos da placa-mãe para um ou outro especificamente, faremos na seguinte ordem:

Soquete para o microprocessador

Elemento soldado à placa-mãe, dentro da qual está o microprocessador. O microprocessador é um componente eletrônico, do tipo chip, que contém centenas de transistores que, quando combinados, permitem que o chip faça seu trabalho. Devido à importância de sua função, é comum dizer que o microprocessador é o cérebro do computador.

Chipset de controle

Como o próprio nome indica, é um grupo ou conjunto de chips responsáveis ​​por regular a interação entre o microprocessador e a memória ou cache, e entre o microprocessador e o controle da porta. Atua, então, como controlador da transferência de informações.

Como resultado da referida regulação, obtém-se um desempenho inferior ou superior do microprocessador, no que diz respeito à memória e ao funcionamento dos elementos periféricos.

Ponte norte

Faz parte do chipset de controle. Sua principal função é a troca de dados entre o microprocessador, a RAM e a placa gráfica.

Ele está localizado entre a CPU e a RAM, dentro do microprocessador. Devido ao trabalho de alta velocidade que realiza com a RAM, é obrigada a dissipar calor, incorporando o radiador.

South Bridge (Southbridge)

É a outra parte que complementa o chipset de controle. Ao contrário da porta norte, ela é responsável pela conexão entre os dispositivos periféricos e os elementos de armazenamento do computador.

Sua principal função é prover o chipset, barramentos e dispositivos de armazenamento, entre outros, fisicamente, está localizado entre a CPU e os slots de expansão.

Memória BIOS (sistema básico de entrada / saída)

É o primeiro programa a ser executado no computador. Ele se concentra em rotinas de baixo nível, que permitem que ele seja inicializado através do sistema operacional. Pelas suas características operacionais, é uma memória somente leitura, ou seja, não depende de nenhum outro dispositivo instalado no computador.

Outra de suas funções essenciais é a capacidade de instalar um novo sistema operacional no computador. Além disso, conserte um que esteja danificado.

Memória CMOS (RAM CMOS)

Chip, tipo bateria, usado para armazenar todos os dados de configuração do PC, bem como a data e a hora. Permite que, uma vez desligado o PC, não se percam os dados e parâmetros que já foram estabelecidos e que necessita para funcionar. Este tipo de bateria recarrega automaticamente sempre que o computador é ligado. O esgotamento da bateria causa incompatibilidade de relógio / calendário e perda dos parâmetros de configuração registrados.

Cache

É a memória mais rápida de todas as que compõem a placa-mãe. Desta forma, otimiza o desempenho do computador na busca pelas informações mais utilizadas. É considerada uma ponte entre o microprocessador e a memória RAM principal.

Quanto à localização física, depende do fabricante. Em alguns casos, ele pode ser visto soldado à placa-mãe ou a um soquete e, em outros casos, pode ser encontrado dentro do microprocessador.

RAM ou slots de memória principal

Agrupamento de vários chips onde estão ligados os principais módulos de memória do computador, que servem de armazenamento temporário de dados dinâmicos, de forma a não necessitarem de ser recuperados do disco rígido. Com o tempo, esses módulos variaram em tamanho, capacidade e forma de conexão, eliminando os problemas de expansão de memória e espaço dentro da placa-mãe que se apresentavam na antiguidade.

Slots de expansão

Slots onde qualquer tipo de placa de expansão é inserida, independentemente de ser placa de vídeo, som ou rede. Destinam-se a servir como um meio de adicionar componentes extras ao computador. A maioria deles é padronizada, mas há alguns exclusivos dos fabricantes. Os principais slots de expansão são citados a seguir, de acordo com sua aparência no mercado:

• ISA: O suficiente para conectar um modem ou uma placa de som, mas não uma placa de vídeo. Tem alta compatibilidade
• Micro Channel MCA: Surgiu buscando solucionar as limitações do ISA, e acabou sendo incompatível com ele. Não prosperou.
• EISA: Foi criado para preencher a lacuna do MCA. Teve uma validade reduzida e só foi incorporado por equipes de um determinado nível. Suas especificações não eram públicas.
• Vesa Local Bus: Era uma versão rápida do ISA. Faltavam as vantagens do MCA e do EISA (configuração de software e bus mastering). Fornecia acesso direto à memória, na velocidade do processador. Ele desapareceu com a chegada dos processadores Pentium.
• PCMCIA: Faltavam slots e representavam cartões de memória, exclusivos de cada fabricante. Baixo consumo, especialmente para PCs verdes.
• PCI / PCI-64: O suficiente para adicionar vários elementos internos, exceto para algumas placas de vídeo. Eles são separados do barramento do sistema, mas têm acesso à memória. Uma ponte é usada para se comunicar com a CPU. Permitir interrupções compartilhadas. Foi o mais longo até agora. Ele está sendo substituído pelo PCI Express.
• Mini PCI: É uma adaptação do PCI para notebooks ou para pequenas placas-mãe. Exemplos desse tipo de placa incluem: Wi-Fi, modem, controladores SCSI e SATA.
• AGP: Usado como complemento aos slots PCI, pois servem apenas para conectar placas de vídeo 3D. Ele foi criado para aumentar o nível de transferência para o subsistema gráfico. Ele tinha seu próprio barramento de dados.
• AMR: Usado apenas pelos chamados softmodems, para reduzir custos ao eliminar alguns componentes. Lançado em 1998 para dispositivos de áudio, como placas de som ou modems. Faz parte do padrão de áudio AC97, ainda em vigor hoje. Ele foi projetado para dispositivos de áudio ou comunicação de baixo custo, pois eles usariam os recursos da máquina, como o microprocessador e a RAM. Teve pouco sucesso, pois foi lançado em um momento em que a potência das máquinas não era adequada para suportar essa carga. Ele desapareceu nas placas-mãe do Pentium IV e da AMD no soquete A.
• CNR: Semelhante aos slots AMR, mas com uma evolução maior. Surgiu para dispositivos de comunicação como modems, cartões Lan ou USB. Em 2000, foi introduzido nas placas do processador Pentium. Era um design proprietário, por isso não se estendia além das placas que incluíam os chipsets da empresa de manufatura. Ele sofria dos mesmos problemas de recursos que os dispositivos projetados para o slot AMR. Atualmente não está incluído nas placas-mãe.
• Slots PCI Express: evolução dos slots AGP. A sua principal vantagem é que qualquer um dos seus modelos pode ser adaptado a diferentes tipos de cartões. As placas atuais tendem a ter o máximo possível de conectores PCI usando um slot AGP para vídeo.

Conector elétrico

É utilizado para conectar os cabos que darão a alimentação adequada à placa-mãe, através da fonte. Em placas ATX, existe apenas um.

conectores internos

Conectores para dispositivos internos, como: o disco rígido, o CD-ROM ou o alto-falante interno.

• Conexões de energia: Responsáveis ​​por trazer energia para a placa-mãe da fonte de alimentação.
• Saídas do ventilador: Sua principal função é aliviar o nível de calor produzido pela alta velocidade com que os microprocessadores trabalham.
• Portas EIDE ou FDD: Em computadores mais antigos, a conexão de discos rígidos e unidades de disquete dependia delas. No entanto, nos computadores de hoje, eles estão embutidos no chipset do computador. As portas EIDE são responsáveis ​​pela conexão de discos rígidos e unidades ópticas, como CDs e DVDs, enquanto as portas FDD fazem o mesmo com os disquetes. Estes últimos já estão em total desuso.
• Portas SATA: representam uma nova tecnologia de comunicação para dispositivos de armazenamento, que melhora o desempenho em termos de largura de banda.
• Conexões frontais: como o nome indica, são conexões localizadas na parte frontal do computador.
  • Power On: Conexão para o botão start / stop.
  • Led de alimentação: Indicador do equipamento aceso, conecta ao LED.
  • LED HD: Led que indica atividade do disco rígido.
  • Reiniciar: conecta-se ao botão de reinicialização frontal se a caixa o incorporar. Reinicie o computador.
  • Alto-falante: Gera sinais de status e controle. É diferente da saída de áudio do equipamento.
  • KeyLock: Trava o equipamento, permite travar o teclado. De pouca utilidade nas caixas recentes.
• Jumpers e interruptores: Responsáveis ​​por configurar as opções de hardware do computador.
  • Os jumpers são geralmente tratados como abertos e fechados (abertos e fechados).
  • As chaves dip são tratadas como liga / desliga. O. A posição ON geralmente é indicada na serigrafia do componente.

conectores externos

Conectores clássicos para elementos periféricos, como: teclado, mouse, impressora, entre outros. Aos poucos foram substituídos por outros tipos de conexões, mais fáceis de conectar e desconectar. Entre os principais conectores externos estão:

• Conectores de teclado e mouse PS / 2: Devido ao surgimento de aplicativos gráficos, o uso do mouse em conjunto com o teclado tornou-se generalizado. O mouse parou de se conectar através da porta serial e começou a usar uma conexão serial especializada, semelhante à do teclado (a conexão PS / 2). As conexões PS / 2 de teclado e mouse estão presentes em todas as placas-mãe através de dois conectores Mini-DIN. Para distinguir um do outro, eles têm cores diferentes, roxo sendo reservado para o teclado e verde para o mouse. Se forem trocados por engano, não há problema de quebras, pois os pinos são compatíveis entre si, embora o funcionamento não seja o desejado.
• Barramento USB: Com o crescimento do número de periféricos aplicados aos equipamentos de informática, surgiu a necessidade de conectar mais de um a um único sistema central. A conexão USB possibilita o encadeamento em série de até 127 dispositivos. Além disso, essa conexão é rápida e pode ser feita imediatamente. O sistema operacional reconhece a conexão USB, mas precisa ter drivers adequados. Todas as placas-mãe modernas incorporam conexões USB. Atualmente, algumas plataformas usam apenas conectores USB para teclado e mouse.
• Bus FireWire: Estabelece conexões de vídeo digital, utilizando câmeras de vídeo e equipamentos de vídeo em geral. Permite a transferência de um grande volume de informações, em alta velocidade.
• Conexão de rede Ethernet: Com a crescente conexão à Internet, mesmo em computadores domésticos, esta conexão é muito útil, já que em muitas residências este serviço é realizado com roteadores ADSL que incorporam uma conexão Ethernet. De tal forma que muitas placas-mãe o incorporam integrado. O equipamento normalmente incorpora uma única conexão / placa, mas em alguns casos é possível encontrar equipamentos com mais de uma conexão deste tipo. Isso ocorre especialmente em computadores servidores que vão usar a rede intensamente em seus aplicativos.

• Portas seriais e paralelas: essas conexões são talvez as mais antigas dos sistemas de computador atuais. Herdados de sistemas anteriores, eles são cada vez menos usados. Anteriormente, as portas seriais eram usadas para conexão de mouses, modems, scanners, etc. Atualmente está relegado a aplicações profissionais (eletrônica, configuração de equipamentos, indústria, etc.). A porta paralela tem sido usada praticamente limitada à conexão da impressora, embora também tenha sido usada para conexão ao scanner e alguns outros dispositivos. O uso de ambas as portas está sendo substituído pelo USB. Na verdade, cada vez mais laptops não os estão incorporando. Em alguns casos, eles são suportados pela placa-mãe, embora não tenham um conector externo.
• Som e Gamepad: É cada vez mais comum a placa-mãe incorporar o hardware que permite ao sistema gerar e receber (digitalizar) sons.
  • Som: refere-se às conexões de som, ambas genéricas, como fones de ouvido e microfone. Cada um deles é identificado com cores diferentes para facilitar seu uso pelo usuário. Hoje, algumas saídas de áudio podem ser configuradas como saídas digitais para que possamos aproveitar os recursos especiais. Você também pode encontrar saídas do tipo SP / DIF (áudio digital), sistemas óticos e surround.
  • Gamepad ou Joystick é uma conexão antiga do PC para jogos. Ele é projetado como entradas de posição analógicas. Raramente é usado hoje em dia, já que a maioria dos gamepads são mais complexos e usam conexão USB.
• Vídeo / TV: Refere-se aos conectores, analógicos e digitais, que permitem a visualização de conteúdos na televisão, tais como: canais de televisão ou reproduções de vídeo e consoles de vídeo.
• SCSI (high-end): Este tipo de conector externo pode ser encontrado, sobretudo, em placas-mãe voltadas para servidores. Nestes casos, a placa-mãe possui um conector SCSI para dispositivos externos, além do conector interno.
• Docking / Backplane: O downsizing do equipamento levou à eliminação de portas de baixo uso e unidades de armazenamento desatualizadas. Porém, como solução, os laptops foram fornecidos com um conector, que permite a conexão a uma unidade denominada docking station, que incorpora esses extras. Este conector é denominado conector docking (portas).

Critérios para selecionar uma placa-mãe de computador

Como já vimos, a placa-mãe é o componente mais importante de um computador, pois depende do processador, da quantidade e do tipo de dispositivos a serem conectados e, claro, do desempenho geral do sistema. Infelizmente, a maioria das pessoas pensa que é o processador que determina o desempenho geral do computador e, portanto, gastam mais tempo ao considerar a compra de um novo computador.

Porém, aqui nos elementos da placa-mãe iremos apontar quais são os principais aspectos que devem ser considerados para escolher o modelo de placa-mãe que melhor se adapta às nossas necessidades, se o que queremos é um sistema tão atualizável, completo e funcional possível.

Importância das dimensões

Sem dúvida, as dimensões são uma das primeiras coisas a se olhar. Existem diferentes tamanhos e, dependendo do tipo de computador de que precisamos, um formato completo (ATX), médio (micro ATX) ou reduzido (mini ATX) será mais apropriado. Devemos considerar os mesmos critérios para a escolha de outros componentes, como a caixa do PC ou a RAM.

O formato entre os elementos da placa-mãe determina o tamanho do gabinete do PC, e a quantidade de slots e conectores de expansão com os quais se pode contar. Quanto maior a placa-mãe, maior a possibilidade de conectar e expandir os conectores. Por outro lado, quanto menor a pegada, maior a necessidade de resfriamento de baixo perfil e soluções de dissipação de calor.

Outro fator importante é o soquete. Isso representa o lugar que o processador ocupa na placa-mãe e, portanto, está intimamente relacionado ao chip escolhido. A escolha de ambos afeta a compatibilidade de todos os componentes.

Por sua vez, a qualidade dos circuitos tem a ver com o uso que vai ser dado à placa-mãe, e não podemos esquecer que, além disso, está diretamente relacionada ao preço.

Escolha de chipset

Se a placa-mãe é o coração do computador, você deve considerar que o chipset é o coração entre os elementos da placa-mãe. Portanto, sua escolha afeta muito o funcionamento dele e, conseqüentemente, de todo o sistema. Antes de decidir sobre um chipset em particular, devemos ter decidido como usaremos o PC.

Decidir por uma ou duas placas gráficas também é muito importante para o desempenho do computador. Nem todas as placas-mãe suportam a instalação simultânea de duas ou mais placas gráficas. A este respeito, mais uma vez, temos que ser claros sobre o uso que daremos ao nosso PC.

Por outro lado, se nossa placa-mãe tiver a quantidade e o tipo de conexões que precisamos, vai garantir que teremos todos os conectores que desejarmos, como os conectores de áudio e vídeo. Da mesma forma, temos que verificar se possui conectividade Wi-Fi e bluetooth integrados, entre outros.

Além disso, dependendo do fabricante, encontraremos placas-mãe com melhorias e funções exclusivas que outros modelos não possuem. É o caso dos novos conectores M.2, que permitem a instalação de unidades de estado sólido (SSD) de última geração, placas de som de alta qualidade integradas à placa, sistemas de overclock para aumentar o desempenho do computador, entre outros elementos de grande inovação.

Devemos também escolher um bom sistema de refrigeração, seja passivo (sem ventiladores), com ventilador ou com um combo de refrigeração líquida. O resfriamento passivo é geralmente o mais inteligente. Você pode citar o artigo tipo de ônibus em ciência da computação