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MOTHERBOARD

MotherboardLa estructura bsica de la PC

Motherboard XTUna de las primerasplacas madre para PC XTconstruidas con lastcnicas de la poca:todos los componenteseran montados ysoldados en formamanual sobre la placa.

1996Norma ATXIntel libera la primeraespecificacin para unestndar de factor de forma, elATX. ste incluye una serie demejoras, de manera tal queunos componentes no limitenel espacio de otros.

//1980 >

Este elemento esencial en

toda computadora acta

como una autopista entre

los distintos dispositivos.

i existe un componente funda-mental en toda computadora, s-

te es, sin lugar a dudas, el motherboardo placa madre. A travs de l se conec-ta el resto de los elementos que com-ponen el sistema, y de sus caractersti-cas y calidad dependen, en gran medi-da, las prestaciones y la estabilidad queobtengamos de la PC.Si bien existen motherboards de diferen-tes formas, su estructura general, as co-mo los elementos que los integran, sue-len ser similares. Sin embargo, ya queen esta placa conectaremos todos losdispositivos de la PC, deberemos prestarespecial atencin al elegirla, puesto quedeber ser compatible con todo lo quedeseemos enchufar en ella, tanto en elmomento de armar la computadora co-mo a la hora de actualizarla. En lneas ge-nerales, un mother es una gran placacon circuitos impresos que conforma laestructura bsica de una PC, en la queencontramos zcalos para el procesadory la memoria, conectores internos y ex-ternos, ranuras de expansin y chips.

S

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ARMADO DE PC

Elementos del motherboardDnde se conectan los componentes

Es la placa ms grande de

una computadora. En ella

se conectan todos los

componentes, tanto

internos como externos.

Aqu veremos sus

principales elementos.

Conector Serial ATAEsta nueva interfaz paradiscos rgidos, ya presente enel mercado, estreemplazando al Parallel ATA.

Zcalo AGPUsado para las placas de video

porque es ms veloz que el PCI. ElAGP 1x duplica su velocidad,

mientras que el AGP 8x llega a 2 gigabits por segundo.

BIOSEl BIOS es un programa que seencarga de dar soporte para el

manejo de ciertos dispositivos. Selocaliza en un chip rectangular.

Conector de la disquetera (floppy)En este peine se conecta la

disquetera de 31/2, apta para discosde hasta 1,44 MB.

Conectores frontalesDesde aqu se conectan las luces

de Power, Reset y HDD que seven en el gabinete.

PilaLa pila se encarga dealimentar la memoriaCMOS, donde se aloja laconfiguracin del BIOS.

Zcalo PCI ExpressEs una interfaz de conexin paradispositivos internos. Si bien por el momento no hay muchas placascon este formato, finalmentereemplazar al PCI.

Zcalo PCIEs un bus de comunicaciones de32 bits que trabaja a 33 MHz yofrece una tasa de transferenciade 133 megabits por segundo.Mide 8,5 cm de largo.

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MOTHERBOARD

Bancos de memoriaAqu se insertan las tarjetas dememoria. Este mother posee dosbancos para DDR2 (color naranja)y dos para DDR (azules).

Zcalo del procesadorComo veremos en la pgina 51,aqu se ubica el micro. En estecaso observamos un zcalo 755.

Conector de alimentacinA travs de l la placa recibeenerga elctrica de la fuente. Eneste caso vemos un ATX 2.01.

Conectores IDETambin conocidos comoParallel ATA, se usan paraconectar HDD, y unidadesde CD y DVD.

Conector de 12 VConector encargado de auxiliarla alimentacin del procesador.

Southbridge (chipset)Este chip se ocupa de establecerlas comunicaciones entre losdistintos puertos que posee elmotherboard.

Northbridge (chipset)Se ocupa de gestionar lascomunicaciones entre la placa devideo, la memoria RAM principal yel procesador, con el southbridge.

1. Puerto paralelo2. Puerto serie (COM)3. Puertos Mini-DIN o PS/24. Puertos USB5. Conectores para micrfono y parlantes6. Conector de red RJ45

Puertos externos

4 5

6

123

Zcalo PCI Express x16Pensado para reemplazar alAGP, puede llegar avelocidades de hasta 16 gbpscon 32 lneas de datos.

30

ARMADO DE PC

El chipsetNcleo del motherboard

Un chipset es un grupo

de chips que trabajan en

conjunto para realizar

una tarea determinada.

Su misin dentro del

motherboard es

comunicar todos los

elementos que

componen el sistema.

Bsicamente, un chipset est com-puesto por dos elementos visibles, elnorthbridge y el southbridge. A su vez,tanto uno como el otro albergan variosmdulos o chips que cumplen diferen-tes funciones.

EL NORTHBRIDGEEste elemento, tambin llamado puentenorte, es reconocido como el chip princi-pal del conjunto. Es el encargado decrear y mantener una comunicacin con-forme con los requerimientos de los dis-positivos ms veloces del sistema: elmicroprocesador, la memoria y el adap-tador de video (ya sea AGP o PCI Express x16). Entonces, todos los datosque vayan desde y hacia el procesadorse sujetan al northbridge y al FSB (FrontSide Bus), que es la frecuencia a la quese comunica el procesador con el restodel sistema. Dado que la memoria delsistema es la nica que puede aprove-char al mximo ese ancho de banda, sepuede interpretar al FSB como el cami-no entre la CPU y la memoria. Inicialmente, el northbridge estaba con-formado por tres elementos bsicos: elcontrolador de memoria, el puerto AGPy puertos PCI. Actualmente el manejode los puertos PCI ha sido delegado alsouthbridge y, en algunas arquitecturas(como las de Athlon 64), el controlador

de memoria se encuentra en el proce-sador. Con esto se intenta dedicar latotalidad del northbridge a la comunica-cin entre el procesador y la placa devideo, que son los dispositivos conms requerimientos y que evolucionana mayor ritmo.Ahora podemos decir que el soporte quetenga un motherboard para procesado-res, memoria y placas de video es defini-do por las caractersticas del northbridge.Adems, en los motherboards con videointegrado, el procesador grfico se inclu-ye en el northbridge. As, se consigue

NVIDIA ha integrado el northbridgey el southbridge en un mismoencapsulado para mejorar an mssu intercomunicacin.

DIFERENCIAS ENTRE CHIPSETS

Modelo Bus de Tipo de Bus de Conexin entre Southbridge AGP 8x / ATA / SATAprocesador memoria memoria puentes PCIe x16

Intel 915G 800/533 MHz DDR / DDR2 (1) 8,5 GB/s DMI 2 GB/s Intel ICH6 0 / 1 1 (100) / 4 (150)

VIA PT880 800/533/400 MHz DDR (1) 8 GB/s Ultra V-Link 1,041 GB/s VIA VT 8237 1 / 0 2 (133) / 2 (150)

SiS649 800/533/400 MHz DDR / DDR2 4,2 GB/s MuTIOL 1 GB/s SiS965 0 / 1 2 (133) / 4 (150)

SiS756 ---- En CPU (2) 6,5 GB/s MuTIOL 1 GB/s SiS965 0 / 1 2 (133) / 4 (150)

nVIDIA nForce4 SLI ---- En CPU (2) 6,5 GB/s n/d Integrado 0 / 2 2 (133) / 4 (300)

VIA K8T890 1 GHz / 16 bits En CPU (2) 6,5 GB/s Ultra V-Link 1,041 GB/s VIA VT 9237 0 / 1 2 (133) / 4 (150)

Radeon Xpress 200 800 MHz / 1 GHz ---- ---- ---- ---- 0 / 1 2 (133) / 0

VIA KT880 400/333 MHz DDR (1) 6,25 GB/s 8X V-Link 533 MB/s VIA VT 8237 1 / 0 2 (133) / 4 (150)

SiS748 400/333 MHz DDR 3,2 GB/s MuTIOL 1 GB/s SiS963L 1 / 0 2 (133) / 0

nVIDIA nForce2 ---- DDR (1) 6,4 GB/s HyperTransport 800 MB/s nVIDIA MCP 1 / 0 2 (133) / 2 (150)

INTE

LA

MD

64

bits

AM

D X

P

(1) Dual Channel / (2) Depende del procesador si soporta Dual Channel

31

MOTHERBOARD

un canal ms directo hacia la memoriadel sistema (recordemos que el videointegrado hace uso de la RAM principal).

EL SOUTHBRIDGECon el tiempo, el southbridge ha idocreciendo e incorporando ms funcio-nes. Debido a que su objetivo fuereemplazar a las antiguas controladorasmultifuncin, tom el mando, junto aun pequeo chip conocido como SuperI/O, frente al manejo de puertos serie,paralelo, PS/2, IDE y Floppy.Si bien hoy en da el southbridge, tam-bin llamado ICH (Input/Output Contro-ller Hub), tiene el control sobre los IDE,puertos PCI y USB, adems se le inte-gran controladoras Serial ATA, procesa-dores de sonido, interfaces de red ypuertos IEEE 1394, entre otros.Por esto podemos decir que el soporteque nuestro motherboard tenga paradistintos elementos o dispositivos esta-r determinado por este chip.

CONEXIN ENTRE PUENTESComo dijimos antes, el northbridge in-clua el controlador PCI, de maneraque el southbridge poda considerarsecomo un dispositivo PCI ms (conoci-do como PCI-To-ISA Bridge), y la co-nexin entre ambos era de 133 MB/s(ya que el PCI es un bus de 32 bitsque corre a 33 MHz).Sabemos que en los ltimos tiemposse han integrado muchas funciones alsouthbridge, por eso se necesita unacomunicacin rpida entre ste y elnorthbridge, a fin de mantener un flu-jo de datos hacia el procesador y lamemoria acorde con los requerimien-tos actuales.

Para ampliar este ancho de banda ysatisfacer la transmisin de datos detodos los componentes del chipset,cada fabricante ha desarrollado supropio mtodo de conexin entre am-bos. Por ejemplo, VIA adopt la inter-faz V-Link de 1,041 GB/s para muchosde sus chipsets, y nVIDIA eligi unaconexin HyperTransport.

NORTHBRIDGE: MS RENDIMIENTOA esta altura sabemos que la cantidadde jugo que se le exprime al sistemadepende de este pequeo gigante.Por ende, su permanente desarrollose encuentra focalizado en el FSB, lamemoria y el video.

> Video integrado: no hace muchotiempo el video onboard era muy malvisto, debido a que el procesador grfi-co integrado era de baja calidad y ni si-quiera estaba a la altura de placas dedi-cadas de gama baja.Por el contrario, hoy en da, encontra-mos dignos procesadores de videoque, en algunos casos, incluso respon-den a las exigencias de los ltimos ttu-los en materia de videojuegos.

> AGP 8x: en sus comienzos, al igualque lo sucedido con la versin 4x, elbus de 2,1 GB/s del AGP 8x no nosdejaba conformes. Era evidente quecon las placas estndar de la pocano se aprovechaba todo el potencialde las nuevas mejoras. Por suerte, es-to fue revertido con el pasar del tiem-po y, hoy, podemos hacer uso de to-das sus caractersticas con placas degama media o alta disponibles.

> PCIe x16: pretende derrocar al puer-to AGP con un bus de 4 GB/s y 8 GB/s,pero lo cierto es que por algunas difi-cultades de compatibilidad, ya sea porel sistema operativo o por los controla-dores que se encuentran en versionesbeta, sus capacidades no son aprove-chadas y, por el momento, se obtienenmejores resultados con placas AGP.

> Dual Channel: como podemos no-tar, el ancho de banda nos acompaar.Esta tecnologa, adoptada por casi to-dos los fabricantes, consiste en agre-gar al northbridge un controlador dememoria adicional, que trabaja en para-lelo con el convencional. De esta ma-nera, si utilizamos dos mdulos de me-moria de similares caractersticas, seduplica el ancho de banda terico.Aunque se obtienen buenos resultadosde esta modalidad, se apreciarn msan si usamos video integrado (recor-demos que el video integrado hace usode la memoria RAM principal).

SOUTHBRIDGE: MS PRESTACIONESLas mejoras y desarrollos sobre elsouthbridge apuntan a integrar msfunciones al chipset. Esto les permitea los fabricantes de motherboards do-tar a sus productos de una amplia in-tegracin de dispositivos.

> Sonido: los sintetizadores de sonidofueron uno de los primeros dispositivosno elementales que se integraron. Suscaractersticas, muy aceptables, fueronbien recibidas por el usuario medio, queno hace una utilizacin exhaustiva delMIDI. Sin embargo, muchos fabricantesde motherboards decidieron usar unchip especfico para esta tarea, como elclsico C-Media (CMI).

Modelo PCI / USB 2.0 / Sonido Red ExtraPCIe x1 IEEE 1394

Intel 915G 6 / 4 8 / 0 S No --------

VIA PT880 6 / 0 8 / 0 S * RAID 0,1 / Mdem

SiS649 6 / 2 8 / 0 S ** RAID 0,1 / Mdem

SiS756 6 / 2 8 / 0 S ** RAID 0,1 / Mdem

nVIDIA nForce4 SLI 6 / 2 10 / 0 S * RAID 0,1

VIA K8T890 6 / 4 8 / 0 S ** Mdem

Radeon Xpress 200 7 / 4 8 / 0 S No RAID 0,1 / Mdem

VIA KT880 6 / 0 8 / 0 S ** RAID 0,1 / Mdem

SiS748 6 / 0 6 / 0 S * Mdem

nVIDIA nForce2 6 / 0 8 / 2 S ** RAID 0,1

INTE

LA

MD

64

bits

AM

D X

P

(*) Adaptador de 10/100 mbps / (**) Adaptador de 1 gbps

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ARMADO DE PC

> Red: su integracin es ms reciente,y hoy en da casi no hay motherboardsque se priven de su funcin. Hay queaclarar que, por lo general, en el south-bridge se incluyen las funciones bsicasde red y se recurre a un controlador ex-terno para regular el trfico de datos.

Tambin podemos notar que muchosmotherboards incorporan placas de 1 gbps (Gigabit LAN).

> Serial ATA / RAID: adems de in-cluir soportes para discos ATA, elsouthbridge posee controladores SerialATA. Esta tecnologa tiene lmites detransferencia fijados en los 150 MB/s y300 MB/s. Pero eso no es todo, tam-bin cuenta con funciones RAID, sobrelas que hablaremos ms adelante.

> USB 2.0 / IEEE 1394: desde laaparicin de motherboards ATX, elpuerto USB logr conquistar al usua-rio y convertirse en algo indispensa-ble. Como ya nadie puede quedarsesin l, su ltima versin (2.0 de 480 mbps) viene incluida en el south-bridge, al igual que su no tan difundi-do competidor, el IEEE 1394 (tambinconocido como FireWire).

De todos modos, debemos destacarlas mejoras que se consiguieron eneste aspecto: un ejemplo claro es elpoderoso APU (Audio Processor Unit)de los nForce, que iguala y hasta su-pera a las principales placas Sound-Blaster de Creative.

Aqu vemos ambos chips:un northbridge K8T800Pro y un southbridge VT8237.

Video integrado

PCI Express x16

Red Gbit

PCIExpress x1

PuertosUSB 2.0

Puertos SerialATA

Controladora RAID

DDR/DDR2

DDR/DDR2

PCI

PROCESADOR

8,0 GB/s

2 GB/s

500 MB/s

150 MB/s

133 MB/s

60 MB/s

6,4 GB/s

8,5 GB/s

Conexiones del chipset

NORTHBRIDGE

SOUTHBRIDGE

PuertoParallel ATA

Super I/OPuertos serie y paralelos Floppy

Sonidointegrado

33

MOTHERBOARD

Debido a que uno de los componen-tes necesarios para que funcione unacomputadora es la memoria, encon-traremos en el motherboard bancos ozcalos donde instalaremos mdulosde memoria RAM principal.Con el correr del tiempo, estos bancosse han actualizado y mejorado. Pode-mos decir que, hoy en da, si bien hayotras tecnologas, predominan los zca-los para mdulos SDRAM DDR (de 184contactos) y DDR2 (de 240 contactos),los cuales conoceremos en detalle apartir de la pgina 75.Tengamos en cuenta que, ms all dela diferencia de zcalos y de que losmdulos calzan de una sola manera, aligual que los procesadores, las caracte-rsticas del mdulo deben ser soporta-das por el chipset del motherboard pa-ra poder aprovecharlas.Por lo general, a la hora de adquirir me-moria para un sistema, slo nos fija-mos en su capacidad, lo cual es ungran error. Para tomar esta decisin,como primer paso, debemos conocerqu tipo de memorias y caractersticassoporta el motherboard donde la insta-laremos. Los factores determinantespara que el sistema funcione y pueda

Los bancos de memoria,

integrados en el

motherboard, determinan

el formato y la cantidad de

memoria que podemos

instalar en el sistema.

ser actualizado en un futuro son: lacantidad mxima de memoria globalque soporta el motherboard, la canti-dad mxima de memoria admitida porcada zcalo, si soporta paridad y ECC,y la velocidad mxima de FSB.La cantidad mxima de memoria totaly por zcalo que soporte el mother-board estar determinada, principal-mente, por el chipset que utilice; detodos modos, podemos consultar elmanual de dicha placa para averiguarestos lmites. Lo mismo sucede con elsoporte de paridad y de ECC; para esonos volveremos a referir al manual.Con respecto a la velocidad de FSB,tendremos dos opciones: adquirir unamemoria cuyo bus mximo sea igual osuperior al mximo soportado por elmotherboad, lo que nos permitir utili-zar esa misma memoria en futuras ac-tualizaciones referidas al procesador oal motherboard (siempre que utilice lamisma tecnologa); o bien que el busmximo de la memoria coincida con elFSB mnimo y necesario al que trabajael procesador, lo que nos obligar acambiar la memoria si actualizamos elprocesador por uno de mayor bus.Con esto entendemos que, para que elsistema funcione, las caractersticasdel mdulo de memoria tienen queconcordar con el motherboard, y subus debe ser igual o superior al bus alque trabaja el procesador del sistema.

Bancos de memoriaAliados a la hora de actualizar la PC

Podemos apreciar tres memoriasSDRAM: las dos primeras, DDR;y la ltima, DDR2. Es visible ladiferente concentracin de contactosentre una tecnologa y otra.

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ARMADO DE PC

Zcalo de procesadorSu conexin al motherboard

Este peculiar zcalo, a diferencia deotros ya estandarizados, vara constan-temente segn las necesidades tecno-lgicas y las estrategias comerciales delos fabricantes de procesadores. Antes de elegir el motherboard, tendre-mos que determinar en qu marca ymodelo de procesador basaremosnuestro sistema. Deberemos tener enclaro qu tipo de zcalo utiliza, cul essu FSB y a qu velocidad funciona.Con este perfil en mano, podremosevaluar otros factores para elegir unmotherboard por ejemplo, qu tipo dememorias usa, si incluye o no puertostales como los IEEE 1394 o si integrazcalos PCI Express, entre otros.

PARA AMDPara los procesadores de la firma AMDencontramos tres tipos de zcalos:> Socket A o 462: es el tipo de cone-xin que utilizan los procesadoresAthlon, Athlon XP y Duron.> Socket 754: este modelo, transicinentre el Socket A y el actual 939, seutiliza para la conexin de procesadoresAthlon 64 y Sempron sin Dual Channel.> Socket 939: es el estndar actual pa-ra los procesadores Athlon 64 y 64 FX.

Conozcamos por qu

existen distintos zcalos

para procesadores, y

cules son sus diferencias

y aplicaciones.

PARA INTELLa firma Intel mantiene dos tipos de z-calos para sus procesadores:> Socket 478: este modelo se empleacon los procesadores Pentium 4, Cele-ron y Celeron D.> Socket 775: aunque este ltimo mo-delo tiene una electrnica igual a su an-tecesor, encontramos que sus contactosadicionales se utilizan para brindar msenerga a los nuevos procesadores Pen-tium 4, cuyo consumo es muy elevado.

EL FSBEl FSB (Front Side Bus) es el caminopor el cual el procesador se comunicacon el resto de los componentes de laPC, y se lo interpreta como la veloci-dad medida en MHz a la que, porl, se transfieren datos.La velocidad final de un procesador estdeterminada por un nmero que multipli-ca al FSB. Por ejemplo, en un procesadorIntel Pentium 4 de 3,2 GHz, encontra-mos que su velocidad est dada por suFSB de 200 MHz multiplicado por 16.Cabe aclarar que, por el lado de Intel,actualmente encontramos FSB de 100,133, 200 y 266 MHz. Dado que este fa-bricante logra transmitir cuatro datos porcada ciclo de reloj, se toma a estos bu-ses como de 400, 533, 800 y 1066 MHz,respectivamente. En el caso de AMD,en sus procesadores se utilizan busesde 166 y 200 MHz con una tecnologaque permite enviar dos datos por cadaciclo de reloj.

CONFIGURAR EL PROCESADORComo vimos, el funcionamiento delprocesador se basa en dos parme-tros: el FSB y el multiplicador, perohay uno ms, y se es el voltaje alque opera. A pesar de que la configu-racin de estos parmetros en mu-chos casos es automtica, se puedesupervisar y realizar de forma manuala travs del Setup del BIOS. Este te-ma ser tratado en detalle msadelante (pgina 291).

Antes deadquirir un

mother,tenemos

que decidirqu tipo deprocesador

vamos ausar.

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MOTHERBOARD

Galera visual / Zcalos actualesVeamos los principales zcalos que estn actualmente en el mercado.

SOCKET 939

Procesadores: AMD 64 bits

En esta imagenobservamos el zcalo462, tambindenominado Socket A.Es el que dise AMDtanto para sus Athloncomo para su lnea deprocesadoreseconmicos, Sempron.Est prximo a serdiscontinuado.

SOCKET 462

Procesadores: AMD

SOCKET 478

Procesadores: Intel

El 478 es unaevolucin del Socket423, especialmentediseado para alojara los procesadoresPentium 4 de Intel y asu lnea de gamabaja, Celeron. Cabeaclarar que tambinse lo conoce con elnombre de PGA 478.

Este zcalocorresponde a losprocesadores mseconmicos de lafirma AMD, que notienen soporte paramemoria enmodalidad DualChannel, ya seanAthlon 64 o Sempronde 64 bits.

SOCKET 754

Procesadores: AMD

Es un zcalo para los procesadores de AMD con soporte para memoria enDual Channel, destinado a micros de gama alta, contrapuesto al Socket754. Como es habitual, tengamos presente que el nmero del zcalo indicala cantidad de contactos que posee el procesador compatible.

SOCKET 775

Procesadores: Pentium 4

Este zcalo que vemos en la imagen est compuesto por sensibles pines,por lo tanto, los procesadores que se colocan en l no los traen. Poco apoco est sustituyendo al zcalo 478, puesto que tiene contactosadicionales que permiten la transferencia de ms energa. Se utiliza paraalojar micros Pentium 4 LGA775 (los cuales no poseen patillas).