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El motherboard

Qu es la placa motherboard? 22Elementos del motherboard 23

Factores de forma 23Qu hace el motherboard 27El chipset 28

Estructura y caractersticas del chipset 29Conexin entre los puentes 30El chipset en la actualidad 30Super I/O controller 34

Buses 34Front-Side-Bus 35Bus PCI 37Bus AGP 38Bus ISA 40Lo nuevo: PCI Express 41Transmision en serie 42Punto a punto 42PCiE como reemplazo de PCI 43PCiE como reemplazo de AGP 44No solamente placas 44La transicin 45

La interfaz de disco 46IDE o ATA? 46Cmo se transfieren los datos? 47

Zcalos 49Resumen 51Actividades 52

Captulo 1

La placa motherboard es muchsimo

ms que un soporte mecnico

donde enganchar otras placas e insertar

conectores: es lo que concentra

y media entre la amplia variedad

de seales de diferentes tamaos,

formas y caractersticas que genera

la PC, y aloja todos los conductos

de informacin y control. Dicho

de otro modo, una PC nunca ser

buena si el motherboard no lo es.

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QU ES LA PLACA MOTHERBOARD?La placa motherboard surge de una tecnologa bastante reciente, que es la de los cir-cuitos impresos: una o varias capas de obleas de material aislante (Pertinax, en el ca-so ms comn) cubierta de material conductor (cobre o plata), sobre la que se dibu-jan las pistas y contactos de los componentes y conectores que irn soldados sobreella. La tecnologa de los circuitos impresos creci tan aceleradamente que hoy, unocomo el de las placas motherboard consta de varias capas sucesivas de plaquetas.

Si analizamos la PC desde el punto de vista de su funcionamiento y aplicaciones,no quedarn dudas de que el elemento central del equipo es el microprocesador. Pe-ro si la mirada la ponemos en la computadora personal como concepto, entoncesseguramente el componente a destacar es el motherboard.La placa motherboard es mucho ms importante y trascendente de lo que parece, yaque gracias a ella podemos hablar de arquitectura modular y tecnologa abierta. Laexplosin de las computadoras como elemento de uso cotidiano surgi con la apari-cin de la PC a principios de los 80. Esas primeras mquinas de IBM y Apple intro-dujeron en las computadoras el concepto de arquitectura abierta y modular que posi-bilita incorporar o intercambiar elementos de la PC posteriormente a su compra, me-jorar sus caractersticas y dejar la puerta abierta para que terceros produzcan elementosque se puedan incorporar al equipo (placas de sonido, video, mdems, red y una largalista de etcteras). De esta manera, surgieron luego los denominados clones de PCs,sin marca especfica, cuyos componentes proceden de diferentes fabricantes, algunos deellos especializados slo en algunos de esos componentes (marcas que se dedican sloa fabricar placas motherboard, otros que slo producen placas de video, mdems, etc.).

Esta modularidad luego alcanz tambin a memorias y microprocesadores. Las pri-meras PCs venan con las memorias y microprocesador soldados a la placa o en z-calos incmodos que hacan muy difcil su intercambio. Pero luego, las placas me-joraron estos zcalos de tal manera que se pudieran colocar en ellos memorias y mi-croprocesadores compatibles. El usuario poda elegir el microprocesador que ms legustara o se adaptara a sus necesidades (especialmente de presupuesto) y hacer lo

Antes de comprar un motherboard, la primera decisin que hay que tomar es qu tipo de proce-

sador se utilizar. El paso siguiente es elegir un fabricante. Un motherboard de marca es siem-

pre preferible a aquellos que se ofrecen como genricos, ya que se trata de uno de los compo-

nentes fundamentales que hacen al funcionamiento de la PC.

FABRICANTES


propio con la memoria. Esto dur poco. Con el paso del tiempo, los fabricantes demicroprocesadores cierran sus nuevas arquitecturas a otros fabricantes de mdulos,y el camino en pos de una apertura a las posibilidades del equipo involucion. Sevolvi, entonces, a los diseos propietarios, por lo que una placa slo sirve paradeterminada marca y modelo de procesador.Las PCs todava conservan mucho de su modularidad, gracias a que el concepto deplaca motherboard permanece inalterable. Esto permite personalizar la PC segn elgusto o necesidad del usuario. Por ejemplo, podemos hacerla ms apta para traba-jar con video mejorando los elementos relacionados con lo multimedia, o bien, des-pojarla de todo eso si ser usada simplemente para tareas de oficina.

ELEMENTOS DEL MOTHERBOARDMuchos de los elementos fundacionales de la placa motherboard siguen formandoparte de ella (con sus respectivas mejoras), otros han pasado al exterior, y muchosotros se han incorporado. En la actualidad, una placa motherboard estndar cuen-ta bsicamente con los elementos que vemos en la Gua Visual 1.

Factores de formaSi volvemos al concepto inicial de modularidad para permitir el intercambio decomponentes, entonces es necesario que todos aquellos que quieran intervenir enel negocio del hardware se pongan de acuerdo en (o se adapten a) estndares de-finidos para la interconexin de estos elementos. Continuamente se van definien-do nuevos estndares para cada elemento nuevo que surja, por ejemplo, una vezestablecidas las caractersticas del puerto USB y su conector, todos deben cumpliresos estndares para no quedarse fuera del negocio. Esto no implica que un fabri-cante pueda proponer un diseo propietario (exclusivo) de su marca y se empeci-ne con l; depender del peso de la marca y de lo nuevo, bueno e innovador delproducto que logre imponer su estndar propio.

Elementos del motherboard

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Al principio, una placa motherboard constaba de unos pocos dispositivos integrados: puertos pa-

ra conectar el teclado, microprocesador y memorias. Entonces se haca necesario contar con

placas de video y controladoras para conectar disqueteras y otras unidades de almacenamiento.

El ltimo gran salto se produjo con la incorporacin on board de las interfaces de video y sonido.

ALL LEJOS Y HACE TIEMPO...


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El factor de forma, entonces, indica las dimensiones y el tamao de la placa, lo quetrae aparejado el tipo de gabinete especfico necesario (los gabinetes ATX, por ejem-plo, necesitan una abertura rectangular especial para los conectores on board). Tam-bin establece el modo en que se distribuyen y ordenan los componentes (slots, soc-ket del procesador, bancos de memoria) en la superficie del motherboard.

Factores de forma obsoletos: Factores modernos:

Baby AT ATX AT Micro-ATX

Flex-ATX

Si bien existen varios factores de forma para las placas motherboard que definen eltamao y la disposicin de los componentes, el ms comn en la actualidad siguesiendo el ATX, aun con sus variantes.

Las caractersticas principales de las placas ATX son:

- Conectores de puerto serie (los COM), paralelo (LPT) y USB on board, lo queimplica que el gabinete debe estar acorde con la placa para que estos conectorescalcen en el lugar justo.

- Conectores mini DYN para teclado y mouse.- Conector elctrico de alimentacin de la placa base nico (no en dos como las

placas AT, los famosos P8 y P9) que implica una fuente diferente de las AT y quese puede manejar por software, segn el equipo, para permitir su apagado, encen-dido o modo suspendido.

- Slots PCI (prcticamente ya no vienen los ISA).- Slot AGP (slo para placas de video).

Otra de las consideraciones que se tuvieron en cuenta en la norma ATX fue la re-frigeracin. El conjunto de un motherboard y un gabinete ATX es ms eficaz tr-micamente, ya que hay una mayor circulacin de aire entre el gabinete y el exterior.Intel introdujo una modificacin a la norma ATX, la versin 2.03, que agrega unnuevo conector de energa elctrica para proveer de corriente extra a los mother-boards utilizados con el chip Pentium 4.

Por ltimo, un motherboard Micro-ATX respeta las medidas bsicas de la normaATX, de tal forma que se adaptan perfectamente a los mismos gabinetes y las mis-mas fuentes de alimentacin. Sin embargo, en este tipo de placa se elimina cual-quier espacio superfluo. Esto hace que, si bien son ms econmicos, resulten algoincmodos a la hora de montar una PC.

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Conectores externos de un motherboard ATX GUA VISUAL 2

Conectores PS/2 para mouse y teclado: incorporan un icono para distinguir suuso especfico.Puerto paralelo: puerto utilizado por la impresora. Actualmente est siendoreemplazado por USB.Conectores de sonido: los motherboards modernos incluyen on board una pla-ca de sonido con todas sus conexiones.Puerto serie: utilizado para mouse y conexiones de baja velocidad entre PCs.Puerto USB: puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositivos exter-nos, como los escneres o las cmaras digitales.Puerto FireWire: otro puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositi-vos externos. No todos los motherboards cuentan con una conexin de este tipo.Red: generalmente los motherboards de ltima generacin incorporan una placade red on board y la conexin correspondiente.

QU HACE EL MOTHERBOARDSu funcin no es slo de soporte fsico es decir, conectar mecnicamente placas,conectores, microprocesador y memorias, sino lograr que todos estos elementos,con sus caractersticas y seales diferentes, se puedan poner de acuerdo e intercam-biar esos datos. Porque luego de la instalacin mecnica de los componentes, paraque el sistema funcione, es necesario que estn conectados fsicamente entre s y quealguien regule el trfico de informacin y medie entre las diferentes caractersticasque tienen las seales provenientes de cada elemento.

Qu hace el motherboard

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Las tareas dentro del motherboard se distribuyen de la siguiente manera:

- La conexin fsica de los elementos es responsabilidad de los conectores y de laspistas del circuito impreso de la placa motherboard.

- La conexin elctrica es responsabilidad de los buses del sistema. - De la regulacin, adaptacin y mediacin entre las seales se encarga el micro-

procesador, junto con su gran aliado en esta tarea, el chipset.

Las pistas son conductores milimtricos de cobre impresos en las sucesivas placas dematerial aislante por las que circulan las seales elctricas. Estas seales van a ser lainformacin que intercambian los diferentes componentes del sistema con el micro.

EL CHIPSETEl chipset es el componente de la placamotherboard que coordina el intercambiode toda la informacin que circula por losbuses. Forma parte de los motherboardsdesde sus inicios, aunque originalmenteera una batera de alrededor de cien chips,que hoy se reducen a slo un par. El chip-set es el soporte vital del procesador en sutarea de intercambiar informacin entre los diferentes componentes del sistema(reduce muchsimo su carga de trabajo). Si hacemos un detalle de algunas de susfunciones, podemos puntualizar:

- Media entre las diferentes caractersticas de las seales de los componentes del siste-ma, cada una de ellas con su tipo, forma y velocidad.

- Regula el intercambio de datos entre la memoria RAM y el resto de los compo-nentes de la placa motherboard.

- Controla los pedidos de interrupcin (IRQs) y los accesos directos a memoria(DMAs), y, adems, asigna direcciones a los dispositivos.

- Controla el reloj.- Controla el segundo nivel de la memoria cach (L2).- En los denominados clones (PCs sin marca), el chipset es un componente impor-

tante, pues hay que compatibilizar, adems, muchas marcas y procedencias diversas.

Como regla, Intel y AMD slo fabrican chipsets compatibles con sus procesadores.En el mercado actual, se pueden diferenciar tres tipos principales de chipsets:

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Figura 1. Un chipset estndar.


- Los que son fabricados para procesadores Intel.- Los que hacen lo propio para AMD. - Los que realizan varios tipos de chipsets que soportan los procesadores de las dos

marcas lderes (por ejemplo, la empresa taiwanesa VIA).

Estructura y caractersticas del chipsetBsicamente, un chipset est conformado por dos chips. Uno, el ms importan-te, se denomina puente norte (que suele llevar un cooler), y maneja el bus delprocesador, la memoria y el puerto AGP. El segundo chip es el llamado puentesur, y controla los buses de entrada y de salida de datos para perifricos (I/O) ydispositivos internos PCI e IDE.

Puente norte (Northbridge): como decamos, la funcin principal de este chipes la de controlar el funcionamiento y la frecuencia del bus del procesador, lamemoria y el puerto AGP. De esta forma, sirve de conexin (de ah lo de puen-te) entre el motherboard y los principales componentes: procesador, memoriay video AGP. Generalmente, las grandes innovaciones tecnolgicas, como el so-porte de memoria DDR o nuevos FSB, se implementan en este chip.La tecnologa de fabricacin de un Northbridge es muy avanzada, y su complejidad,comparable a la de un microprocesador moderno. Por ejemplo, en un chipset, elNorthbridge debe encargarse de sostener el bus frontal de alta velocidad que lo co-necta con el procesador. Si pensamos en los buses de 400 MHz y hasta 800 MHzde algunos los procesadores (como el Athlon XP o el Pentium 4), se resalta que sutarea no es menor, de ah el agregado del cooler para evitar su recalentamiento.

Puente Sur (Southbridge): es el segundo chip en importancia y controla los bu-ses de entrada y salida de datos para perifricos (I/O), y tambin determina el ti-po de soporte IDE (ATA 66 o ATA 100, por ejemplo), la cantidad de puertosUSB disponibles y el bus PCI. Los chips Southbridge modernos incorporan nu-merosas funciones, entre las que se encuentran: controladores Serial ATA, depuertos USB 2.0, FireWire y audio de seis canales.

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Quien compare precios de motherboards notar que los valores de aquellas que incluyen ele-

mentos integrados on board tienen un costo en general menor que las que traen slo lo bsico.

Esto tiene una explicacin sencilla: hoy en da, salen ms econmicos los chips controladores de

esas funciones que los slots que habra que poner para colocar las placas correspondientes.

CHIPS BARATOS, CONECTORES CAROS


Conexin entre los puentesAntes, la conexin entre los puentes norte y sur se realizaba a travs del bus PCI, pe-ro recientemente algunos fabricantes de motherboards han empezado a usar buses es-peciales dedicados, que permiten una transferencia de datos directa y sin interferen-cia entre los dos puentes. Un ejemplo de esto se ilustra en la figura del diagrama b-sico de un chipset. El problema con la vieja conexin PCI entre puentes es que el an-cho de banda ofrecido es de slo 133 MB/seg, lo que es insuficiente para la velocidadque tienen los dispositivos de hardware actuales. Consideremos que los discos durosde alta velocidad (ATA 100/133 o S-ATA 150) pueden transferir hasta 60 MB/seg deinformacin y se acercan a su velocidad mxima terica (100 MB/seg, en el caso deATA 100) cuando recogen datos de sus memorias cach internas. Si a esto sumamoslas transferencias de las distintas placas instaladas en los slots PCI, puertos FireWire yUSB 2.0, es claro que el bus PCI est muy congestionado como para llevar a cabo unaconexin eficaz entre los dos puentes principales del chipset. De hecho, los chipsetsque conectan sus puentes con buses dedicados tienen un rendimiento notablementesuperior al de sus pares basados en PCI cuando se compara la velocidad de transferen-cia de datos de las unidades de disco. Con el chipset i810, Intel estren un avance so-bre los viejos diseos basados en PCI. El 810 y todos los chipsets 8xx incorporan unpequeo bus de 8 bits a 266 MHz (133 MHz DDR), que sirve de conexin entre elNorthbridge y el Southbridge. Este bus, llamado Intel Hub Architecture (arquitectu-ra de hub Intel) o Hub Link, es capaz de transferir 266 MB/seg. Hoy en da, losnuevos chipsets Intel usan versiones ms rpidas de Hub Link.

El chipset en la actualidadTanto en el Northbridge como en el Southbridge se han introducido varios cam-bios a medida que fue pasando el tiempo. Por lo tanto, vamos a destacar algunas ca-ractersticas actuales, diferencindolas segn su ubicacin en el chipset.

NorthbridgeEn el puente norte, la mayor parte de las mejoras que se realizan estn centradas enel rendimiento y siempre se refieren al FSB, al video y a la memoria:

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Quien compare precios de placas motherboard tambin notar que las marcas ms importantes,

en general, no producen placas con excesiva cantidad de elementos on board (apenas sonido y

video, en algunos casos). Hay varias teoras al respecto, pero ninguna satisfactoria.

MS FUNCIONES, MS BARATA?


Video: hasta hace tiempo, los motherboards con video on board estaban muy malvistos, puesto que la calidad del procesador grfico integrado era excesivamente ba-ja y de ninguna manera poda competir con las placas dedicadas (ni siquiera conlas de gama baja). Hoy en da, la tendencia a la integracin de video en los chip-sets nos est mostrando que stos pueden dar mucho ms de lo que parece. El pri-mer fabricante en presentar una buena solucin de video incorporado en el North-bridge fue NVIDIA, con su primer nForce, el cual traa un GeForce2 MX. Luego,con el nForce2, la calidad del video on board se mejor an ms, ya que trae con-sigo un GeForce4 MX (que incluso nos permite correr los ltimos juegos, aunqueen bajo nivel de detalle). El otro gigante del video, ATI, no se qued atrs y pre-sent hace un tiempo el Radeon 9100 IGP, que integra un procesador de un ren-dimiento similar al de un Radeon 9200 (con el que podemos jugar a los ltimosjuegos con un nivel de detalle aceptable). Por lo tanto, la integracin de video esuna de las caractersticas de los chipsets que ms est creciendo ltimamente.

AGP 8X: en su momento, poco nos haba convencido la interfaz AGP 4X, queduplicaba el ancho de banda de AGP 2X pero no nos daba las ventajas suficien-tes como para justificarla. Tal vez era muy avanzada para la poca, o quizs no fuetotalmente aprovechada, pero pas mucho tiempo hasta que empezamos a notarventajas. Lo mismo nos ocurre con AGP 8X, que reduce la tensin a 0,8 V paraeliminar interferencias de seal, y vuelve a duplicar el ancho de banda, con lo cuallogra 2,1 GB/s, ms que suficiente para la comunicacin entre cualquier placa ac-tual y el motherboard. Ciertamente, son pocos los procesadores grficos que ha-cen uso del verdadero potencial de este bus, aunque ya se empiezan a notar dife-rencias en las placas de video de gama alta, en especial al utilizar resoluciones ma-yores. Sin embargo, tampoco debemos exaltarnos al ver un GeForce4 MX o unRadeon 9200 que usa una interfaz AGP 8X, porque las ventajas que ofrece estebus respecto al 4X utilizando este tipo de placas son imperceptibles.

Dual Channel: nuevamente, el ancho de banda se hace presente, y aparece el con-cepto de doble canal para las memorias. La importancia original de utilizar doscanales de memoria estaba principalmente en aquellos sistemas con video integra-do, ya que ste utiliza memoria del sistema para funcionar, razn por la cual se vemayormente beneficiado al aumentar el ancho de banda de la memoria. Para

El chipset

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NVIDIA, la firma californiana ms conocida por sus adaptadores de video, inici su carrera en el

campo de los chipsets con el nForce, que tena dos versiones: 220 y 420, que luego evoluciona-

ron en el nForce2. Este chipset incluye ni ms ni menos que un GeForce 4 MX, un slot AGP 8X y

el soporte para FSB de 400 MHz.

LA CARRERA POR EL CHIPSET I


quienes no lo saben, Dual Channel es una tcnica que consiste en agregar alNorthbridge un controlador de memoria adicional, que trabaja en paralelo con elconvencional; de esta forma, utilizando dos mdulos de memoria de similares ca-ractersticas, se puede duplicar el ancho de banda terico. En la prctica, el bene-ficio es mayor si se usa video on board, aunque igualmente hay una mejora de ren-dimiento en general (que analizaremos ms adelante, en el caso de cada lnea deprocesadores). De esto nos podemos dar cuenta porque, en la actualidad, todoslos fabricantes de chipsets adoptan este sistema de doble canal, tanto para memo-rias RDRAM como DDR (que son las ms utilizadas).

SouthbridgeBsicamente, las mejoras en el Southbridge siempre apuntaron a aumentar la can-tidad de funciones incorporadas en el propio chipset, lo cual incrementa significa-tivamente la integracin de dispositivos en un motherboard y se traduce en mayorrendimiento y menores costos de fabricacin.

Sonido: las funciones de sonido fueron de las mejor aceptadas al integrarse en elchipset, ya que, ciertamente, el usuario medio no requiere de grandes capacidadesen el aspecto sonoro de su computadora. Lo mejor es que cualquier solucin desonido on board puede igualar e, incluso, mejorar el rendimiento y la calidad decualquier tarjeta de sonido antigua, como puede ser una Sound Blaster 16 (excep-tuando el MIDI, que pocos utilizan). De todas formas, en la actualidad, las fun-ciones de sonido integradas al Southbridge trabajan en conjunto con CODECs(codificadores/decodificadores de seales) impresos en los motherboards que soncapaces de brindar una calidad aceptable en sistemas 5.1 y sonido 3D, aunque ob-viamente, estas caractersticas no pueden compararse con las de una placa de so-nido de gama media. Por eso es que muchos fabricantes de motherboards opta-ron por desactivar las funciones que vienen con el chipset y, en su lugar, utilizarun procesador de sonido de una firma como C-Media (CMI). Sin embargo, algu-nos fabricantes de chipsets lograron una calidad excepcional en sus soluciones onboard, como sucede con NVIDIA con su APU (Audio Processing Unit), que, cra-se o no, brinda una calidad igual o mejor que la de una SB Live!

CMO FUNCIONA LA PC

32

Durante mucho tiempo, Intel lider la lna de chipsets integrados, con sus lneas G, que inclu-

yen un procesador grfico de alta performance. Sin embargo, a ATI (reconocido fabricante de

adaptadores de video) se le ocurri hacer lo mismo que a NVIDIA: meterse en el mercado de los

chipsets. Actualmente ofrece la solucin ms rpida: el Radeon 9100 IGP.

LA CARRERA POR EL CHIPSET II


Red: Un tanto ms reciente que el sonido, las funciones de red integradas alSouthbridge han comenzado a ser ms que comunes en la actualidad. En verdad,lo que se incluye generalmente en el chip es la conexin de bus y las funciones b-sicas, y se recurre a un controlador de red externo para regular el trfico. Tambinse est difundiendo mucho la inclusin de adaptadores de 1 Gbps (Gigabit LAN),cuyo nombre suena muy bien aunque, en realidad, no pueden funcionar nunca almximo de sus capacidades bajo un bus PCI (ya que se necesita 200 MB/s si sequiere enviar y recibir datos simultneamente a su mxima velocidad). Por eso esque fabricantes como Intel han diseado un bus exclusivo para este tipo de adap-tadores, independiente del PCI y con una mayor tasa de transferencia. Est inte-grado en el chipset y trabaja en conjunto con el adaptador de red propiamente di-cho (obviamente, integrado en el motherboard).

Serial ATA / RAID: En los ltimos tiempos se han puesto de moda los mother-boards que incluyen un controlador IDE externo al chipset, que brinda funcio-nes de RAID y/o puertos Serial ATA, el cual est conectado hacia el chipset porel bus PCI, como si fuera una placa cualquiera. Como sabemos, la especificacinactual de S-ATA permite una transferencia de 150 MB/s, cifra no slo inalcan-zable por el bus PCI, sino tambin virtualmente imposible, ya que debemos re-cordar que por esos 133 MB/s que brinda el PCI debe pasar la informacin detodos los dispositivos conectados. Por eso es que se empez a integrar en el pro-pio Southbridge el controlador S-ATA, y con un bus exclusivo a fin de alcanzarla tasa de transferencia prometida. A su vez, los fabricantes no se han olvidadode incluir funciones de RAID para brindarnos un ptimo desempeo.

USB 2.0 / IEEE 1394: los puertos USB ya son moneda corriente en el campo delos motherboards, desde la poca de los primeros Pentium II. Sin embargo, hacepoco tiempo que los puertos USB 2.0 (que proveen una tasa de transferencia 40veces mayor a USB 1.1) se integran en el propio Southbridge. Antes, normalmen-te los motherboards traan chips controladores dedicados integrados, que se pue-den encontrar en placas PCI diseadas para ampliar las posibilidades USB. Lomismo ocurra con los puertos FireWire, o IEEE 1394 (la competencia del USB2.0), aunque stos estn menos difundidos en los chipsets actuales.

El chipset

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Una de las caractersticas ms interesantes de los ltimos chipsets de Intel es la posibilidad de

bloqueo de los buses AGP y PCI. As, no se usa ms el anticuado sistema de divisor, en el cual

todos los buses incrementaban su frecuencia al modificarse la de uno solo. Esto les da a los chip-

sets de Intel un enorme potencial de overclocking.

BLOQUEO DE BUSES


Super I/O controllerOtro chip importante en la placa se denomina Super I/O controller. Su funcines tomar el control de disqueteras, teclado, mouse, puerto serie y puerto parale-lo. A esto hay que sumarle nuevos chips que controlan los elementos on boardque se van sumando a la placa; por ejemplo, de puerto USB, placas de sonido, vi-deo, red o el mdem. El uso de chips Super I/O ha ido disminuyendo con eltiempo, dado que las funciones que desempea pueden ser asumidas por unSouthbridge moderno.

BUSESLa terminologa relacionada con buses y lneas de control suele ser confusa, ya quealgunas de las descripciones tcnicas agrupan varios buses en uno solo o, por el con-trario, otros desglosan un solo bus en varios, situacin que procede del avance de latecnologa en este terreno en los ltimos aos. Pero se podra decir que, bsicamen-te, los tipos de buses del sistema son tres:

- bus de datos - bus de direcciones - bus de sistema

Los buses de datos son los que transportan los datos o instrucciones desde y ha-cia el microprocesador. Dependiendo del sistema y del microprocesador, este busde datos tendr un ancho de bits determinado. Las primeras PCs tenan buses de8 bits y, en la actualidad, pueden llegar a 64 bits.Los buses de direcciones determinan cul es el destino y origen de los datos. Ca-da elemento tiene una direccin, que es su identificacin en el sistema, por lo me-nos para esta tarea (no pueden repetirse, para que no haya confusiones).Ahora bien, esto tiene que ver con los elementos que se encuentran montados direc-tamente en la placa, pero adems, el sistema se compone de otros elementos que seasocian a la placa mediante los zcalos o ranuras de expansin y que tambin debenestar interrelacionados. Entonces, parte de los contactos de las placas de expansin

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Cada ranura de expansin es un bus. Esto no es as: todas las ranuras del mismo tipo (por

ejemplo, todas las ranuras PCI que se encuentren en el motherboard) estn conectadas al mis-

mo y nico bus (PCI, en el ejemplo).

CONCEPTO ERRNEO I


que se conectan en estos zcalos se integran en el bus de sistema. A su vez, cada tipode ranura de expansin responde a un bus particular con caractersticas propias. Paraque se entienda mejor: los slots o ranuras de expansin son la expresin fsica de losbuses del sistema. En las PCs modernas, slo se mantienen dos: el PCI y el AGP.

Adems de sus diferencias de conexin y distribucin de contactos, estos buses secaracterizan por algunos parmetros, los ms importantes de los cuales mencio-namos a continuacin:

- Ancho de bus (o de datos).- Velocidad mxima de transferencia de datos.- Frecuencia de clock (del reloj).- Cantidad mxima de dispositivos permitida.

Front-Side-BusFront-Side-Bus (FSB) es un trmino introducido por Intel para representar un busde datos entre la memoria y el microprocesador. Tambin se lo conoce como velo-cidad de bus del microprocesador, bus frontal o bus de sistema, todo para represen-tar la idea central que, en definitiva, se trata de la velocidad a la que el microproce-sador se comunica con la RAM.

Antes de este agregado, slo exista un bus, y el procesador acceda a la RAM y a lacach de segundo nivel (L2) a travs de l. Para optimizar este desempeo, Intel in-trodujo el DIB (Dual Independant Bus), donde el procesador acceda a la L2 por elbackside bus y, a la RAM, por el frontside bus. De ah que la velocidad del pro-cesador, el dato ms conocido del microprocesador, se determina aplicando un mul-tiplicador a la FSB. Por ejemplo, un procesador que corre a 550 MHz seguramen-te estar utilizando 100 MHz de FSB, lo que significa que hay un multiplicador x5,5. De esta manera, el microprocesador corre 5,5 veces la velocidad del FSB.

100 MHz x 5,5 = 550 MHz

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Todas las placas PCI son, por definicin, mejores que las de la generacin anterior. No nece-

sariamente. Algunos componentes o perifricos no necesitan de las ventajas de la tecnologa

PCI, ya que sus caractersticas no aprovechan su desempeo. Por ejemplo, mdems o placas de

sonido PCI no son mejores (en igualdad de caractersticas) que sus pares ISA.

CONCEPTO ERRNEO II


Figura 2. De esta forma se interrelacionan los componentes internos del chipset.

Generalmente, estas caractersticas pueden ser seteadas por el usuario desde elBIOS, o bien desde los jumpers o switches del motherboard. Esto conduce a loque se denomina overclocking, o sea, llevar al microprocesador a frecuencias detrabajo mayores para las cuales no est diseado especficamente. Una de estasformas es aumentar la frecuencia del FSB.

Tambin otros componentes del sistema, como el bus PCI y el AGP, corren general-mente en velocidades derivadas del FSB, con lo que se puede decir que una frecuen-cia de FSB mayor implica una mejora en la velocidad de procesamiento total. A di-ferencia del microprocesador, el bus PCI y el AGP por lo general corren mucho mslento que el FSB, por lo que utilizan divisores para reducir la velocidad de reloj.

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Procesador

Puente Sur(Southbridge)

Puente Norte(Northbridge)

SuperI/O

Bus de memoria AGP

CANAL ATA 133

USB

FIREWIRE

SERIE

PARALELO

FLOPPY

BUS PCI

Video 2D/3DMemoria RAM

Slots PCI

Bus

Fron

tal

(FSB

)

Bus

de

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Tpicamente, el bus PCI corre a 33 MHz, y el AGP lo duplica. La velocidad a la quese setea el bus PCI deriva de una divisin de la del FSB. Por ejemplo, para 166 MHzde FSB, significar que el bus PCI corre a 1/5 de la velocidad del FSB.

166 MHZ / 5 = 33 MHz

Por ltimo, algo que presta a confusin es que el FSB es hoy un canal doble o cudru-ple. Esto significa que una velocidad de FSB anunciada como de 333 MHz puede ser,en realidad, una de 166 MHz por canal (lo que sumado s lleva a esos 333 MHz de ve-locidad). Actualmente, los microprocesadores X86 trabajan con velocidades de FSB deentre 133 MHz por canal (266 MHz efectivo) y 200 MHz en canal cudruple, lo quelleva a los 800 MHz efectivos.

Bus PCIAl bus PCI (Peripheral Component Interconnect) fsicamente se lo identifica como el co-nector blanco (8,5 cm). Las placas PCI se identifican por tener los contactos ms pe-queos, juntos y alejados del conector externo del elemento. Este bus fue un diseooriginal de Intel que fue sometido al consenso del resto de la industria, que lo adoptcomo estndar, categora que mantiene hasta el momento. Es uno de los bus ms uti-lizados en la actualidad y posee las caractersticas que se mencionan en la Tabla 1.

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Figura 3. stos son los contactos de una placa PCI de sonido.


CARACTERSTICAS DETALLES

Cantidad mxima de dispositivos permitida 10

Ancho de bus 32 o 64 bits

Velocidad mxima de transferencia de datos 133 MB/seg a 32 bits y 33 MHz

266 MB/seg a 64 bits y 33 MHz

Frecuencia de clock 33 MHz

Tabla 1. Caractersticas tcnicas del bus PCI.

Bus AGPAl bus AGP (Acelerated Graphis Port) se lo reconoce por ser uno solo dentro del es-quema del motherboard. Parecido fsicamente al PCI, pero marrn y ms alejadodel borde que el resto, est diseado exclusivamente para establecer la conexin conla placa de video. Hasta la aparicin del AGP, las placas de video se insertaban enlas ranuras ISA o PCI, pero el avance de las tecnologas de video, la complejidad delas interfaces grficas de los sistemas operativos, programas y juegos, los recursosque demandan y la necesidad de responder cada vez a mayor velocidad y fidelidaden imgenes ms complejas, hizo que el PCI se quedara corto y fuera necesario unbus exclusivo que respondiera a esa demanda de las placas.

Figura 4. Contactos de una placa de video AGP.

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El bus AGP cuenta con las siguientes caractersticas:

- En primer lugar, hay que decir que, ms que un bus, el AGP es un canal de ac-ceso dedicado y exclusivo directamente hacia el chipset, y de ah al microproce-sador, sin otros intermediarios, lo que hace de la placa de video AGP el nicoelemento conectado directamente al microprocesador. En algunos lados, tam-bin puede encontrarse como puerto AGP, como est explcito en su nombre.Por esta caracterstica, y por ser uno solo, la placa de video no comparte el ca-nal con ningn otro elemento.

- Gracias a la tecnologa Direct Memory Execute (DIME) y un elemento llamadoGraphics Aperture Remapping Table (GART), el AGP puede manejar parte dela memoria RAM para que colabore en la reproduccin de grficos.

- Posee ejecucin directa de mapas de textura desde la memoria del sistema, ya quese conecta directamente a ella por medio de los controladores grficos.

- Para acelerar el trfico de paquetes de informacin de video, la tecnologa AGPutiliza dos modos, Pipe Mode (o Pipelining) y Sideband Addressing (SBA).Ambos, aunque trabajan de diferente manera, superan al PCI.

- No est limitado por los 132 MB/s del PCI.- AGP cuenta con un ancho de banda escalable. Por su posicin entre el chipset y

la controladora de grficos, incrementa notablemente el ancho de banda disponi-ble para la aceleradora grfica, porque se trata de un canal de 32 bits que puedetener una frecuencia de clock de 66 MHz. Esto significa que en un segundo pue-de transferir 32 bits (4 bytes) de datos 66 millones de veces, o sea, 264 MB/seg,lo que duplica la transferencia mxima posible del bus PCI. Estos valores aumen-tan notablemente en 2x y 4x, pudiendo llegar a 1 GB/seg, pero ya est diseadopara futuras mejoras que podran duplicar este valor.

- En cuanto a las especificaciones, actualmente hay dos que definen el estndarAGP. La revisin 2.0 define un soporte de 1x y 2x a 3,3 voltios; y 1x, 2x y 4x pa-ra 1,5v. La especificacin 3.0 define un nuevo esquema de seal para velocidadesde 4x y 8x a 0,8v. Esta ltima es la que pretende alcanzar los 2,1 GB/seg de an-cho de banda. Adems, ya no incorpora la tecnologa pipelining, sino slo la SBA.

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Esta caracterstica mejora al PCI en funcin de que realiza un solo pedido de todos los paquetes

de informacin al principio, y luego, los va recibiendo en orden. Esto aumenta la velocidad al evi-

tar un pedido por paquete. Con esta caracterstica, la transferencia de datos puede llegar hasta

un 80 por ciento del valor mximo.

PIPE MODE


CARACTERSTICA DESCRIPCIN

Ancho de bus 32 bits


VELOCIDAD MXIMA DE TRANSFERENCIA DE DATOS

AGP 66 MHz 266 MB/seg

AGP 2x 66 MHz x 2 533 MB/seg

AGP 4x 66 MHz x 4 1 GB/seg

AGP 8x 66 MHz x 8 2,1 GB/seg

Tabla 2. Caractersticas tcnicas del bus AGP.

Bus ISAPuede ser que algunas placas mother-board todava conserven un slot co-nocido como ISA (Industry StandardArchitecture, aunque su nombre ver-dadero es ISA-32 o EISA), ya casi enextincin. Sus especificaciones son laque vemos en Tabla 3. Como seaprecia, su velocidad era muy inferiora la actual AGP.

Figura 5. No encontraremos el puerto

ISA en los motherboards actuales.

CARACTERSTICA DETALLE

Ancho de bus 32 bits

Velocidad mxima de transferencia de datos 16 MB/seg


Tabla 3. Caractersticas tcnicas del bus ISA.

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El modo SBA da un paso mas all del Pipe Mode, ya que incorpora ocho lneas independientes de

pedidos de informacin, por lo tanto, puede solicitar datos mientras est recibiendo los otros pe-

didos anteriormente. La ventaja principal es que con este modo, se puede alcanzar hasta el 95

por ciento del valor mximo de transferencia.

SBA


Un poco de historia...El bus de datos de las primeras PC XT slo ma-nejaba 8 bits, y para ello se dise un slot querespondiera a esas caractersticas. Se lo denomi-n ISA (luego, ISA-8, para diferenciarlo de sucontinuador). Con la aparicin de los micro-procesadores de 16 bits, esta ranura creci e in-corpor 32 contactos ms, con lo que podaahora manejar esa cantidad de bits. Se la siguillamando ISA, pero tcnicamente era ISA 16 oISA AT. Pero ms tarde aparecieron los micro-procesadores de 32 bits (los 386 o 486). IBMdise un bus totalmente novedoso, tcnica ymecnicamente diferente del ISA (por lo tanto,no compatible), llamado MCA, pero esta vez,cambi la estrategia y pretendi monopolizarel diseo. Los usuarios, obviamente, se resistie-ron a un recambio masivo de placas, pero lanecesidad de implementar conexiones de 32bits ya estaba planteada. Entonces, un grupoempresarial formado por Compaq, HP y Epson, entre otros, cre un nuevo bus de32 bits llamado EISA, compatible con el ISA 16 gracias a un ingenioso sistema dedoble profundidad: los pines de la parte superior conectan a las placas ISA, y losde la parte inferior, a las nuevas EISA. Esas nuevas placas tienen mejores caracte-rsticas que las ISA 16, pero se las sigue llamando popularmente ISA.

Lo nuevo: PCI ExpressLa palabra express (o X-Press) est de moda y con ella se bautiz una versin delPCI que originalmente iba a ser llamada System i/o, luego, Infiniband, despus,Third-Generation Input/Output (3GIO) y, por ltimo, Arapahoe. La cuestines que entre 1999 y 2001 pasaron meses, nombres y responsables de desarrollo

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Figura 6. En los primeros

tiempos, el motherboard slo

contaba con puertos ISA.

En un principio, no se encontraban on board, sino que formaban parte de una tarjeta ISA denomi-

nada controladora, que contaba con las conexiones de puertos serie, paralelo y disquetera. Rpi-

damente los conectores IDE se ganaron un lugar en el motherboard, adquiriendo un compaero,

ya que en todas las placas se encuentran dos conectores (en la controladoras slo haba uno).

LA VIEJA CONTROLADORA...


diferentes, hasta que la responsabilidad qued a cargo del PCI SIG, que lgicamen-te llev las cosas al origen del nombre PCI para presentar la evolucin de este bus,que se espera sea tan revolucionario como el paso de ISA a PCI. PCI Express pre-sentara mejores caractersticas de flexibilidad y velocidad, por ejemplo latransmisin en serie y el sistema de conexin punto a punto:

Figura 7. ATI es una de las empresas que renov su lnea

de adaptadores grficos utilizando el bus PCI Express.

Transmisin en serieUna de las interfaces ms antiguas de las microcomputadoras y PCs fue la serie (oRS-232), que sigue presente en motherboards actuales, aunque est en total deca-dencia frente a interfaces externas superiores, como USB. La transmisin de datosen el bus PCI Express, justamente, se realiza en serie, al igual que lo hacen las in-terfaces de disco Serial ATA y las memorias RDRAM.

Que una transmisin sea en serie quiere decir que los datos se van pasando bit trasbit, o sea, uno detrs del otro (en las interfaces paralelas, los datos se transmiten dea varios bits por vez). Esto presenta como ventaja la posibilidad de utilizar menosvoltaje, lo cual permite generar menos interferencias elctricas y, por lo tanto, alcan-zar mayores frecuencias sin prdidas de informacin. Adems de esto, en general,las conexiones en serie son ms simples y, gracias a eso, permiten un diseo mscompacto y tambin mayor escalabilidad en cuanto a la tecnologa.

Punto a puntoOtra de las caractersticas interesantes del PCI Express es que es una conexin pun-to a punto. Esto quiere decir que la comunicacin entre un dispositivo y otro es

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directa, al igual que ocurre con HyperTransport, la interconexin que utiliza AMDpara conectar sus nuevos procesadores con el chipset del motherboard.La ventaja que esto presenta es el aprovechamiento total del ancho de banda, pues-to que cada placa tendr su ancho en particular y se comunicar con el chipset uotra placa a esa velocidad, sin que nadie interfiera en su camino. En un sistema PCIconvencional, todas las ranuras estn ubicadas en paralelo, de forma que todas com-parten el ancho de banda que posee el bus (133 MB/s). Por eso es por lo que se re-curri al AGP, que en verdad es un bus PCI aparte, de un solo dispositivo y con unamayor tasa de transferencia. Luego, lo mismo sucedi con los puertos Serial ATA yadaptadores de red de 1 Gbps (Gigabit LAN) incluidos en los nuevos chipsets, ade-cuando las tasas de transferencia a las requeridas en cada caso.

En un sistema PCI Express, la conexin de las ranuras de expansin con el chipsetse realiza mediante un mdulo llamado Switch (que puede estar incluido en elSouthbridge del chipset), al que va conectada cada una individualmente. Comoanaloga para la comparacin entre ambos buses podemos usar la diferencia entreun hub y un switch (concentradores de red): en el primero, los datos que quierenpasar de una mquina a otra deben pasar por todas las que estn entre un puerto yotro (hasta que encuentren al destinatario correcto), mientras que el segundo tieneuna inteligencia que le permite saber la direccin de cada mquina conectada yenva los datos directamente desde una hacia la otra (sin pasar por ningn otropuerto), aprovechando totalmente los 10, 100 o 1000 Mbps que tiene la red.

PCiE como reemplazo de PCISin duda, tras leer la ltima ventaja que presentamos, se nota que PCI Express serun xito como reemplazo del viejo y duradero bus PCI. Ms all de la inteligenciade la conexin de que disponen las distintas ranuras en un sistema PCI Express, otropunto para tener en cuenta es que la simplicidad de la conexin permite diseos mssencillos en los motherboards y, por lo tanto, stos podrn reducir su tamao.Una lnea bsica PCI Express (x1) consta de tan slo cuatro cables: dos para la trans-misin de datos en un sentido, y dos para el otro. Cada uno de ellos trabaja a una

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Se denomina overclocking a una tcnica que permite forzar la performance de un procesador

para que este trabaje a una velocidad mayor de la que viene de fbrica. Esta tcnica puede apli-

carse tanto a microprocesadores como a procesadores de placas de video, y slo es empleada

por expertos en hardware para obtener el mximo rendimiento de una PC.

OVERCLOCKING


frecuencia de 2.5 GHz, lo cual brinda una tasa de transferencia de datos de 2 Gbps(256 MB/s), dado que utiliza dos de cada diez bits para la correccin de errores.Ahora bien, debemos considerar que estos 256 MB/s se transmiten en un solo sen-tido, as que si contamos tambin el otro, alcanzamos 512 MB/s, una cifra para na-da despreciable, teniendo en cuenta que el PCI estndar soporta un trfico mximode 133 MB/s (nmero que abarca ambos sentidos).

Gracias a esta caracterstica de contar con simplemente cuatro cables es que aho-ra los diseos de motherboards sern ms sencillos y compactos. En los mother-boards actuales, vemos un sinnmero de pequeos conductos, uno al lado deotro, y varios de ellos con forma de serrucho o de vbora. Esto es porque se re-quiere sincronizar muchos cables (que deben ser exactamente del mismo tama-o), y muchas veces la longitud de la placa no alcanza para extender todos porigual, por lo que hay que aprovechar el espacio al mximo a fin de no incremen-tar mucho el tamao de la placa madre. As que todo esto hace que PCI Expressvaya a ser el bus preferido de los fabricantes de motherboards, que van a tratarde quitar lo antes posible el PCI estndar de sus diseos.

PCiE como reemplazo de AGPA simple vista, el AGP 8X (con su ancho de banda de 2.1 GB/s) parece imbati-ble frente a una conexin simple PCI Express x1, excepto por el diseo ms sen-cillo que ste tiene. Sin embargo, volviendo a lo que dijimos al principio de este ar-tculo, PCI Express presenta una gran escalabilidad. Qu pasa si en vez de usar unalnea por sentido usamos dos, o ms, trabajando en paralelo? Evidentemente, se in-crementa la tasa de transferencia, aunque tambin se empieza a complicar un pocoel diseo. Aun as, hacen falta muchas lneas para llegar a algo ms aparatoso que elAGP. Para las placas de video, se utilizar un slot PCI Express x16, que (como sunombre lo indica) dispone de 16 lneas de transmisin que alcanzan 4 GB/s en ca-da sentido. Con este total de 8 GB/s, se podr abastecer totalmente a cualquier pla-ca de video de gama alta disponible en la actualidad y en un futuro cercano.

No solamente placasEl bus PCI Express no es nicamente para placas de expansin. Por el contrario,tambin se puede utilizar como una interfaz externa, capaz de competir con USB yFireWire. De hecho, en notebooks se utilizan Express Cards, tarjetas de expansinparecidas a las PC Card pero basadas en la tecnologa de PCI Express. Seguramen-te, los desarrolladores pondrn nfasis en este tipo de interfaz externa para las com-putadoras mviles, aunque no es la idea reemplazar al USB (que an sigue progre-sando, con la especificacin Wireless USB como ltimo exponente).

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Adems, se planea utilizar PCI Express como interfaz de conexin para dispositivoson board en los motherboards, como son los adaptadores de red de 1 Gbps men-cionados antes. Tampoco es intencin del PCI Express entrometerse en las interco-nexiones entre puentes del chipset, y entre ste y el procesador o la memoria, aun-que bien podra llegar a aprovecharlo cualquier fabricante para sus diseos.

La transicinComo todo cambio tecnolgico en el mundo de las PCs, la transicin entre el PCIy el PCI Express no se producir de un da para el otro. Por el contrario, se esperaque los slots PCI convencionales sigan en los motherboards al menos hasta el ao2006, conviviendo con algunos PCI Express x1, y otros x4 (para placas ms avan-zadas). En lo referido al software, ambos buses son compatibles, por lo que los sis-temas operativos actuales sern capaces de trabajar con PCI Express (aunque segu-ramente necesitarn de nuevos drivers para aprovechar bien esta tecnologa).

Respecto al AGP, los planes de los fabricantes de chipsets son algo diferentes. Intely SiS anunciaron que no van a seguir soportando AGP en los prximos chipsets, asque en su lugar utilizarn un slot PCI Express x16. La empresa VIA, por el contra-rio, dice que va a incluir las dos opciones (AGP 8X y PCIE x16) en simultneo.

TIPO DE BUS ANCHO DE BUS VELOCIDAD DE BUS MB/SEG

ISA 8 bits 8 MHz 8 MB/s

EISA 16 bits 8 MHz 16 MB/s

Vesa Local-bus 32 bits 25 MHz 100 MB/s

Vesa Local-bus 32 bits 33 MHz 132 MB/s

PCI 32 bits 33 MHz 132 MB/s



PCI-X 64 bits 133 MHz 1 GB/s

PCI-X 2,0 64 bits 533 MHz 4,3 GB/s

PCI-X 1066 64 bits 1066 MHz 8,5 GB/s

AGP 32 bits 66 MHz 266 MB/s

AGP 2X 32 bits 66 MHz 533 MB/s

AGP 4X 32 bits 66 MHz 1 GB/s

AGP 8X 32 bits 66 MHz 2,1 GB/s

PCI Express x1 2,5 GHz 250 MB/s

PCI Express x16 2,5 GHz 4 GB/s

Tabla 4. Tabla comparativa de buses.

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LA INTERFAZ DE DISCOLa interfaz IDE (Integrated Drive Electronics), con sus sucesivas mejoras, es un ejem-plo de permanencia en la arquitectura de una PC. Su presencia est casi desde losorgenes de las computadoras personales, y an hoy es el estndar de conexin delas unidades de almacenamiento interno, concretamente discos duros y unidades deCD (lectoras, grabadoras o regrabadoras). En las placas se la reconoce porque no esun conector como los slots, en donde van tarjetas, sino que es una doble hilera depines donde va el conector hembra asociado a un cable plano (o multipar), que tie-ne uno similar a ese en la otra punta, que va al elemento IDE. Adems, son dosiguales que estn pegados bajo los nombres de IDE 0 y 1 (a veces, errneamente,IDE 1 y 2). Si bien esta interfaz no ha cambiado fsicamente, s lo han hecho sus

caractersticas, que la han ido mejorando enprestaciones sin perder compatibilidad. Mo-delos viejos de unidades IDE pueden funcio-nar en sistemas modernos y viceversa (aunqueperdiendo prestaciones).

Figura 8. Cables empleados por el disco duro IDE.

IDE o ATA?La interfaz IDE est basada en el estndar creado por IBM en los aos 80 llama-do Advanced Technology Attachment (conector de tecnologa avanzada) y simplifi-cado como ATA, de ah que en algunos lados se conoce a esta interfaz comoIDE/ATA. Por eso, hablar de una o la otra es prcticamente lo mismo. Las mejo-ras de este estndar gener las de la interfaz que fue capaz, con el paso del tiem-po, de soportar discos cada vez ms rpidos y de mayor capacidad. As, en discosduros se encuentra la denominacin ATA 1,2,3,4,5 o Fast ATA, que slo signifi-ca qu versin de la norma soporta la unidad.En un principio, esta interfaz slo manejaba discos duros. Con el ingreso de las lec-toras de CD y otros elementos menos comunes como las unidades de cinta, ATA se

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La controladora de la interfaz IDE no se encuentra en la placa motherboard (que slo acta co-

mo Host Adapter), sino en la plaqueta que est en la parte inferior de cualquier HD, CD o ele-

mento IDE, que adems contiene la electrnica de control propia del elemento.

DNDE EST LA IDE?


transforma en ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface). Es por estoque en el inicio de una PC con lectora de CD se lee el mensaje ATAPI CD ROM.

La evolucin de la norma ATA est relacionada directamente con los modos detransferencia de datos: PIO y DMA.

Cmo se transfieren los datos?Sobre esta norma IDE, el mtodo ms antiguo de transferencia de datos se llamabaPIO (Programmed I/O), en donde el microprocesador era el que controlaba la trans-ferencia de datos entre la unidad IDE y el sistema; demasiado trabajo para el mi-croprocesador que est para otra cosa (recordemos: procesar), y no para perdertiempo y recursos en eso que en definitiva ralentiza el sistema.

Dentro del modo PIO se sucedieron varias evoluciones que implicaron aumentosen las tasas de transferencia de datos:

Modo PIO-0: 3,3 MB/seg Modo PIO-1: 5,2 MB/seg Modo PIO-2: 8,3 MB/seg

Estos modos pertenecen a la primera especificacin ATA, pero en 1996, con la de-manda de mayor volumen en la transferencia de datos, aparece la primera evolu-cin, que es la especificacin ATA-2 o EIDE (Enhanced IDE). Esto, a su vez, gene-ra la aparicin de dos nuevos modos de transmisin de datos:

Modo PIO-3: 11,1 MB/seg Modo PIO-4: 16 MB/seg

Esto no dur demasiado debido a bajos rendimientos y al cada vez ms intensivouso que hacan del procesador. Por eso, en 1998 nace un nuevo modo de transmi-sin de datos. La tecnologa superadora lleva la sigla DMA (Direct Memory Acces,

La interfaz de disco

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No hay forma de que se produzcan errores de conexin de las placas de expansin (ISA, PCI o

AGP), o sea, ponerlas en las ranuras equivocadas o de manera errnea, ya que mecnicamente

son diferentes y tienen slo una posicin.

A PRUEBA DE...


es decir, Acceso Directo a Memoria). Estas tres palabras dicen todo: discos duros yCDs crecieron, se emanciparon y se dijeron tratemos directamente con la memoriay dejemos en paz al microprocesador, con la ayuda, claro, del chip DMA especfico.Esto dio sus buenos resultados, y as, esta norma fue mejorando los niveles de trans-ferencia hasta llegar a lo que hoy se conoce como UDMA (ultra DMA), que proveehasta 133 MB/seg de velocidad de transferencia de datos y es el actual estndar.

La evolucin continu de esta manera:

ATA 33: segn el modo UDMA que soporten la unidad y la controladora IDE,esta norma tiene varias velocidades de transmisin de datos:

- UltraDMA 0: hasta 16,67 MB/seg- UltraDMA 1: hasta 25 MB/seg - UltraDMA 2: hasta 33 MB/seg

ATA 66: tambin se pueden encontrar dos variantes:

- UltraDMA 3: hasta 44,44 MB/seg- UltraDMA 4: hasta 66,66 MB/seg

Aqu se introduce una nueva modificacin. Para aprovechar todas las caractersticasdel ATA 66 (Ultra DMA4), es necesario no ya el clsico cable plano (o cable IDE)de 40 conductores, sino uno de 80.

ATA 100: en este caso, tenemos el UltraDMA 5 con una velocidad de transferen-cia de hasta 100 MB/seg.

ATA 133: es la ltima hasta el momento, y alcanza velocidades de transferenciade hasta 133 MB/seg. Tambin se la conoce como PATA (Parallel ATA) para di-ferenciarla de la interfaz SATA (Serial ATA).

MODO VELOCIDAD

UDMA0 16,7 MB/s

UDMA1 25,0 MB/s

UDMA2 33,3 MB/s

UDMA3 44,4 MB/s

UDMA4 66,7 MB/s

UDMA5 100,0 MB/s

UDMA6 133 MB/s

Tabla 5. Comparacin entre los modos UDMA.

CMO FUNCIONA LA PC

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ATA serieLa norma ATA no se qued slo entransmisin paralelo. En 2003 se in-trodujo una variante serie que se pre-tende reemplace prontamente a la pa-ralelo (a partir de ese momento, de-nominada PATA o Parallel ATA). Es-ta variante serie puede lograr mayoresvelocidades, en la actualidad de unos150 MB/seg, aunque las siguientesversiones podran llegar hasta 600MB/seg. Pero adems, como sucedecon la transmisin USB (tambin serie), el cable de conexin no consta deochenta hilos, sino de apenas siete conectores; o sea que es ms prctico en todosentido y reduce las interferencias, algo que posibilitara mayores distancias (hoymuy limitadas en el paralelo). Por ltimo, vale destacar que cualquier mother-board actual soporta ambas normas.

Entonces, hay dos canales IDE (primario y secundario) y cada uno de ellos sopor-ta hasta dos elementos (uno maestro y otro esclavo), con lo cual los cuatro elemen-tos mximos posibles quedan as categorizados e individualizados.

ZCALOSCmo mencionamos anteriormente, el zcalo es el lugar en donde debe realizarsela conexin con el microprocesador de la PC. A partir de los microprocesadores486, se produjo un quiebre en la relacin fsica entre los microprocesadores y elmotherboard, ya que stas incorporaron zcalos de conexin tipo ZIF (Zero In-jection Force, que se reconocen por llevar una palanquita al costado), que permi-ten intercambiar fcilmente este elemento. As, cada fabricante de procesadores

Zcalos

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Figura 9. Cable tipo serial ATA.

En los inicios de la electrnica, y ya entrada la era de los transistores, los componentes

electrnicos se montaban sobre una placa de material aislante y se unan por debajo con

cables segn las caractersticas del plano elctrico. An hoy se ven algunos de estos equipos,

como radios o televisores.

PLAQUETAS SIN PISTA


diseaba su propio modelo, pero siempre sobre la base del mismo formato fsicoy de conexin. Desfilaron entonces los sockets 3, 5, 7 (por mencionar los ms co-nocidos), hasta que Intel pate el tablero y present el Pentium II, con un nuevo(y dudoso) factor de forma. Se trataba de un cartucho SECC (Single Edge Con-tact Cartdrige) que se conecta al motherboard en una ranura. El zcalo para estetipo de procesador es conocido como Slot 1.

Como decamos en la introduccin, este diseo no fue abierto a la competencia, yas, se volvi (se involucion) a los diseos propietarios. A cada microprocesador, suzcalo y su motherboard correspondientes.

NOMBRE DE ZCALO TIPO DE PROCESADOR QUE SOPORTA

Socket 1 486 SX, DX, DX2

Socket 2 486 SX, DX, DX2

Socket 3 486 SX, DX, DX2, DX4

Socket 4 Pentium 60-66 MHz

Socket 5 Pentium 75-120 MHz

Socket 6 486 DX4, Pentium Overdrive

Socket 7 P MMX, AMD K6, K6-2/ III

Socket 8 Pentium Pro

Slot 1 Pentium II/ III, Celern

Slot 2 Pentium II/ III Xeon

Slot A AMD Athlon

Socket 370 Pentium III, Celern

Socket A AMD Duron, Athlon

Socket 423 Pentium 4

Socket 478 Pentium 4 Northwood

Socket 603 Intel Xeon (P4)

Socket 775 Pentium 4 Prescott

Socket 754 Athlon 64

Socket 940 AMD Opteron

Tabla 6. Evolucin histrica de los zcalos

del motherboard con respecto a los procesadores.

Por eso surgieron diversos zcalos para diferentes generaciones o tipos de proce-sador. Cada uno se designa con un nmero (a veces, tambin llevan un nombrede fantasa, como Socket A) y soporta una cantidad distinta de pines en el pro-cesador. Como los diferentes sockets y slots son incompatibles entre s, es algo alo que hay que prestarle mucha atencin a la hora de comprar un procesador y unmotherboard para armar o actualizar un equipo.

CMO FUNCIONA LA PC

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Como vimos a lo largo de este primer captulo, el motherboard es uno de los com-ponentes fundamentales que hacen a la PC. En los prximos dos captulos, veremosdos componentes que se complementan y son parte vital de su funcionamiento: elBIOS y el microprocesador. Este captulo servir entonces como lugar de consultafrecuente para comprender en profundidad cualquiera de esos temas.

Figura 10. El zcalo es el elemento que limitar fsicamente el uso de uno u otro

procesador. A la izquierda vemos la fotografa del zcalo empleado por un Pentium III,

muy diferente al utilizado por el Pentium IV en la actualidad (derecha).

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RESUMEN

Queda claro que la placa motherboard tiene varias funciones simultneas y todas ellas son vi-

tales para el sistema. En este captulo hemos explicado en detalle cada uno de sus componen-

tes, en especial los diferentes tipos de buses con sus caractersticas y funciones, adems de

la interfaz IDE para conectar discos duros o lectoras de CDs.


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TEST DE AUTOEVALUACIN

1 Cul es la funcin del motherboard?

2 Qu es el chipset?

3 Qu tipos de buses existen?

4 Para qu se utiliza la interfaz ATA?

ACTIVIDADES

5 Cul es la diferencia entre el bus PCI y el

bus AGP?

6 Qu ventajas tendr la nueva tecnologa

PCI Express?

6 A qu se deonomina PIO?

7 Qu es un zcalo y cul es su funcin?


Qu es la placa motherbo...Elementos del motherboard Factores de forma Qu hace el motherboard El chipset Estructura y caracter...Conexin entre los puentes El chipset en la actuali...Super I/O controller Buses Front-Side-Bus Bus PCI Bus AGP Bus ISA Lo nuevo: PCI Express Transmision en serie Punto a punto PCiE como reemplazo de PCI PCiE como reemplazo de AGP No solamente placas La interfaz de disco IDE o ATA? Cmo se transfieren los ...Zcalos

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