¿QUÉ ES LA TARJETA MADRE?

Es la plataforma sobre la que se construye la computadora, también conocida

como tarjeta principal, placa base o motherboard. En esta placa de circuito

impreso descansa la arquitectura ABIERTA de la máquina; recordemos que las

PC fueron diseñadas para ser construidas en forma modular. Es en esta placa

base donde se alojan el microprocesador, los circuitos que soportan el trabajo de

este dispositivo y los puertos de comunicación con el exterior.

Un módulo (del latín modŭlus) es una pieza o un conjunto unitario de piezas que, en una construcción, se repiten para hacerla más sencilla, regular y económica. El módulo, por lo tanto, forma parte de un sistema y mantiene algún tipo de relación o vínculo con el resto de los componentes.

Lo modular es fácil de ensamblar y suele ofrecer una amplia flexibilidad (no en sus componentes, sino en

la manera de armado). Por otra parte, el producto final o sistema puede ser reparado si se repara el

módulo o componente que no funciona. Se conoce como modularidad a la capacidad de un sistema para

ser entendido como la unión de varios componentes que interactúan entre sí y que son solidarios

(cada uno cumple con una tarea en pos de un objetivo común).

Tipos de bus

Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de la

computadora.

Los buses generales son los siguientes:

Bus de datos: son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del

microprocesador.

Bus de dirección: línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización

de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.

Bus de control: línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un

módulo de la unidad central y los periféricos.

Bus de expansión: conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de

dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta principal.

Bus del sistema: todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de sistema, mediante

distintos tipos de datos el microprocesador y la memoria principal, que también involucra a la memoria

caché de nivel 2. La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del

bus y el ancho del mínimo.

Tipos

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

Las placas base para procesadores AMD

Slot A Duron, Athlon

Socket A Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron

Socket 754 Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion

Socket 939 Athlon 64, Athlon FX , Athlon X2, Sempron, Opteron

Socket 940 Opteron y Athlon 64 FX

Socket AM2 Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom

Socket F Opteron

Socket AM2 + Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom

Socket AM3 Phenom II X2/X3/X4.

Socket AM4 Phenom III X3/X4/X5

Las placas base para procesadores Intel

Socket 7: Pentium I, Pentium MMX

Slot 1: Pentium II, Pentium III, Celeron

Socket 370: Pentium III, Celeron

Socket 423: Pentium 4

Socket 478: Pentium 4, Celeron

Socket 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core

2 Extreme, Xeon

Socket 603 Xeon

Socket 604 Xeon

Socket 771 Xeon

LGA1366 Intel Core i7, Xeon (Nehalem)

LGA 1156 Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7 (Nehalem)

LGA 2011 Intel Core i7 (Sandy Bridge)

LGA 1155 Intel Core i7, Intel Core i5 y Intel Core i3 (Sandy Bridge)

Formatos

Las tarjetas madre necesitan tener dimensiones compatibles con las cajas que las contienen, de manera que

desde los primeros computadores personales se han establecido características mecánicas, llamadas factor

de forma. Definen la distribución de diversos componentes y las dimensiones físicas, como por ejemplo el

largo y ancho de la tarjeta, la posición de agujeros de sujeción y las características de los conectores.

Con los años, varias normas se fueron imponiendo:

XT: es el formato de la placa base del PC de IBM modelo 5160, lanzado en 1983. En este factor de forma

se definió un tamaño exactamente igual al de una hoja de papel tamaño carta y un único conector externo

para el teclado.

1984 AT 305 × 305 mm ( IBM)

Baby AT: 216 × 330 mm

AT: uno de los formatos más grandes de toda la historia del PC (305 × 279–330 mm), definió un conector

de potencia formado por dos partes. Fue usado de manera extensa de 1985 a 1995.

1995 ATX 305 × 244 mm (Intel)

MicroATX: 244 × 244 mm

FlexATX: 229 × 191 mm

MiniATX: 284 × 208 mm

ATX: creado por un grupo liderado por Intel, en 1995 introdujo las conexiones exteriores en la forma de

un panel I/O y definió un conector de 20 pines para la energía. Se usa en la actualidad en la forma de

algunas variantes, que incluyen conectores de energía extra o reducciones en el tamaño.

2001 ITX 215 × 195 mm (VIA)

MiniITX: 170 × 170 mm

NanoITX: 120 × 120 mm

PicoITX: 100 × 72 mm

ITX: con rasgos procedentes de las especificaciones microATX y FlexATX de Intel, el diseño de VIA se

centra en la integración en placa base del mayor número posible de componentes, además de la inclusión

del hardware gráfico en el propio chipset del equipo, siendo innecesaria la instalación de una tarjeta

gráfica en la ranura AGP.

2005 [BTX] 325 × 267 mm (Intel)

Micro bTX: 264 × 267 mm

PicoBTX: 203 × 267 mm

RegularBTX: 325 × 267 mm

BTX: retirada en muy poco tiempo por la falta de aceptación, resultó prácticamente incompatible con ATX,

salvo en la fuente de alimentación. Fue creada para intentar solventar los problemas de ruido y

refrigeración, como evolución de la ATX.

2007 DTX 248 × 203 mm ( AMD)

Mini-DTX: 170 × 203 mm

Full-DTX: 243 × 203 mm

DTX: destinadas a PCs de pequeño formato. Hacen uso de un conector de energía de 24 pines y de un

conector adicional de 2x2.

Formato propietario: durante la existencia del PC, mucha marcas han intentado mantener un esquema

cerrado de hardware, fabricando tarjetas madre incompatibles físicamente con los factores de forma con

dimensiones, distribución de elementos o conectores que son atípicos. Entre las marcas más persistentes

está Dell, que rara vez fabrica equipos diseñados con factores de forma de la industria.

Fabricantes

Varios fabricantes se reparten el mercado de placas base, tales

como Abit, Albatron, Aopen, ASUS, ASRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS

EliteGroup, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, QDI, Sapphire Technology, Soltek, Super

Micro, Tyan, VIA, XFX, Pc Chips, Zotac.

Algunos diseñan y fabrican uno o más componentes de la placa base, mientras que otros ensamblan los

componentes que terceros han diseñado y fabricado.

Componentes de la placa base

Una placa base típica admite los siguientes componentes:

Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores, una alimentación eléctrica proporciona a

la placa base los diferentes voltajes e intensidades necesarios para su funcionamiento.

EL ZÓCALO DE CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador y lo conecta con el resto de

componentes a través de la placa base.

1. (Slot, ranura). Los zócalos son espacios o ranuras en la placa madre donde se insertan diferentes

componentes como los zócalos para las memorias RAM, los zócalos de expansión para otras placas o el

zócalo del microprocesador, etc.

2. Zócalo o socket donde se inserta el microprocesador en la placa madre. Para más información

ver:Socket de CPU.

Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6 en las placas base comunes.

La memoria RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio) es el almacén

temporal de datos del microprocesador; ahí toma y deposita la información numérica

(instrucciones o datos de trabajo) que precisa para sus operaciones; los datos sólo se

mantienen mientras la computadora esté alimentada de energía eléctrica, y por ello se

pierden cuando el equipo se apaga (tener presente que el dispositivo de base donde se

mantiene grabada la información aunque se interrumpa la energía eléctrica, es el disco

duro). Para entender mejor la función de la memoria RAM, piense en el almacén de

trabajo de una tienda: entran y salen pedidos y mercancías a cada momento (un disco

duro equivaldría a las grandes bodegas de la compañía).

Pues bien, la memoria RAM también se conecta a la tarjeta madre, por medio de zócalos

especiales. La forma y la configuración lógica de estos zócalos, varían de acuerdo con la

tecnología de memoria empleada.

Casi todas las motherboard disponen de dos conectores para RAM. Pero algunas de

reciente modelo, tienen más; y así, el usuario puede conectar más dispositivos de

memoria (para aplicaciones profesionales, ya no son raras las máquinas que soportan más

de 1GB de RAM instalada).

EL CHIPSET: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los

diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica,unidad de

almacenamiento secundario, etc.).

El conjunto de chips, o chipset, es un elemento formado por un determinado número de circuitos integrados en el que se han incluido la mayoría de los componentes que dotan a un ordenador de compatibilidad PC/AT a nivel hardware como, por ejemplo, el controlador de interrupciones, los controladores DMA, el chip temporizador, controladoras de disco duro, etc. Mediante este elemento se han integrado en unos pocos componentes los que antes se encontraban un número de chips independientes relativamente elevado.

Con el paso del tiempo, en el chipset se han ido incluyendo algunos nuevos tipos de dispositivos que han surgido con el avance tecnológico, como es el caso de las controladores de bus USB, el bus AGP, el bus PCI, funciones de administración de energía, etc. Este proceso de integración va a continuar en el futuro, por lo que durante el presente año aparecerán en el mercado conjuntos de chips que incluirán también a la tarjeta gráfica. Tanto Intel, como VIA Technologies y SIS están trabajando en productos de este tipo para microprocesadores tanto de tipo socket 7 como Slot 1 o socket 370.

Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el puente sur (southbridge). El primero gestiona la

interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico; y el segundo

entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco

óptico. Las nuevas líneas de procesadores de escritorio tienden a integrar el propio controlador de memoria

en el interior del procesador ademas de que estas tardan en dregadarse aproximadamente de 100 a 200

años.

Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos

internos.

La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del

equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.

La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que

éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas.

La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero

desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se

encarga de la interfaz de bajo nivel entre elmicroprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después

ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), o registradas en un disco duro o SSD, cuando

arranca el sistema operativo. Actualmente los ordenadores modernos sustituyen el MBR por el GPT y la

BIOS por Extensible Firmware Interface.

El bus (también llamado bus interno o en inglés front-side bus'): conecta el microprocesador al chipset,

está cayendo en desuso frente a HyperTransport y Quickpath.

El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.

El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los conectores entrada/salida y

a las ranuras de expansión.

Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores

incluyen:

Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor

del USB

Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.

Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.

Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes.

Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.

Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora.

Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos

duros, unidades de estado sólido y unidades de disco óptico.

Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.

Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas

tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo,

un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden

ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglésPeripheral Component Interconnect) y, los más

recientes, PCI Express.

Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales

como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido

o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de expansión.

PC 99

PC 99 fue una especificación para las PC desarrolladas en conjunto por Intel en 1998. Su objetivo era

fomentar la estandarización del hardware de PC para ayudar a la compatibilidad deWindows. Definió las

especificaciones mínimas de hardware para los diferentes tipos de PC (ej. oficina, entretenimiento) que,

para ese entonces, eran típicamente (ej. CPU de 300 MHzcon RAM de 64MB en el PC de

entretenimiento). Desalentó fuertemente el uso de hardware no plug-and-play (en particular las

ranuras ISA) y ordenó el uso del USB.

Códigos de color

El impacto más duradero de PC 99 fue el que definió el código de color para varios tipos estándares de

enchufes y conectores usados en las PC. Debido a que muchos de los conectores se veían muy

similares, particularmente a un usuario de PC principiante, esto hizo mucho más fácil conectar los

periféricos con los puertos correctos en una PC. Este código de color fue adoptado gradualmente por

casi todos los fabricantes de PC, tarjetas madres y periféricos.

Color Función Conector

Teclado y mouse

Verde mouse PS/2 / dispositivo apuntador mini-DIN de 6 pines

Púrpura teclado PS/2 mini-DIN de 6 pines

Puertos de Entrada/Salida

Negro Puerto USB USB tipo A

Gris Firewire / IEEE 1394

FireWire 400 de 6

pines

Magenta Puerto paralelo D de 25 pines

Verde azulado o

turquesa Puerto serie D de 9 pines

Tarjeta de video

Azul VGA análogo 15-pin VGA

Blanco Monitor digital DVI

Amarillo S-Video mini-DIN de 4 pines

Amarillo Video compuesto jack RCA

Tarjeta de sonido

Rosado Entrada de audio de micrófono jack de 3,5 mm

Azul claro Entrada de audio de nivel de línea. jack de 3,5 mm

Verde lima Salida de audio analógica de nivel de línea para la señal estéreo principal

(altavoces frontales o audífonos). jack de 3,5 mm

Marrón Salida de audio analógica de nivel de línea para 'altavoz de derecha-a-

izquierda'(altavoces traseros). jack de 3,5 mm

Naranja Salida digital de audio S/PDIF jack de 3,5 mm

Oro Altavoz central y subwoofer Conector TRS de

3,5 mm

Oro Puerto de juegos / MIDI sub-D de 15 pines

4. Ranuras de expansión

Ya hemos dicho que una de las razones principales del gran éxito de las PC, es su enorme

capacidad de crecimiento, que a su vez descansa en las tarjetas auxiliares que se conectan en

ranuras de expansión (slots) especiales.

En la actualidad, existen cuatro tipos de ranuras de expansión comunes, aunque ha habido otros

estándares que ya no se utilizan:

§ Ranura AGP

Esta ranura, especialmente diseñada para conectar la tarjeta de video, posee la suficiente

velocidad y ancho de banda como para manejar el enorme flujo de datos que requieren las

modernas aplicaciones multimedia; por ejemplo, los juegos o las películas en DVD o los archivos

VCD.

En la actualidad, se ha convertido en estándar la ranura AGP-8X. Esto significa que teóricamente

puede manejar datos a una velocidad ocho veces superior a la frecuencia normal del bus AGP

(66MHz x 8 = 533MHz).

§ Ranura PCI

Es la ranura de expansión que más se utiliza en la actualidad, porque proporciona una adecuada

velocidad de transferencia de datos sin grandes costos. Es decir, los diseñadores de tarjetas

periféricas pueden reducir sus gastos al simplificar los circuitos.

En un sistema normal, el bus PCI se usa para manejar el disco duro, el CD-ROM, los puertos I/O, la

tarjeta de sonido, el módem, la tarjeta de red, etc. Pero esta ranura ya se está volviendo lenta

(trabaja a una frecuencia máxima de "sólo" 33MHz), comparada con las velocidades de los

microprocesadores y tarjetas madre actuales; aun así, sigue siendo adecuada para muchas

aplicaciones.

§ Ranura ISA-16

Se trata de un verdadero "fósil viviente", porque apareció con la segunda generación de

computadoras personales; y desde entonces, fue un estándar usual para casi todos los sistemas de

tercera, cuarta e incluso quinta generación (aunque con ésta, aparece la ranura PCI).

Actualmente tiende a desaparecer; pero por motivos de compatibilidad, todavía suele usarse en

algunos equipos.

§ Ranura CNR

Estándar propuesto por Intel, para facilitar la conexión de un módem con una tarjeta de audio

(CNR son las siglas de Communications Rising Card o "tarjeta para comunicaciones").

Con esta nueva tecnología, ambos elementos de hardware salen sobrando; como ya no es

necesario incluirlos en la tarjeta principal, sus funciones entonces se emulan mediante un

software especial (aprovechando la gran potencia de los microprocesadores más modernos).

No es muy común el uso de esta ranura, porque cada vez con mayor frecuencia la tarjeta de

sonido se coloca sobre la placa base. Entonces, lo más normal es que las placas base modernas

tengan una ranura AGP y cuatro o cinco ranuras PCI, quizá una ranura tipo ISA-16 y una ranura

CNR. Pero estas dos últimas, cada vez se utilizan menos.

CONECTORES PARA DISCOS

Todavía en las PC de cuarta generación, se usaba una tarjeta periférica que tenía la función de

controlar la comunicación desde y hacia las unidades de disco (disquete, disco duro, CD-ROM,

etc.). Pero a partir de las máquinas de quinta generación, esta interfaz se incluyó en la propia placa

base; por tal motivo, ahora los discos se conectan directamente a la motherboard.

El puerto IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla

losdispositivos de almacenamiento masivo de datos como los discos duros. ATAPI añade compatibilidad para dispositivos como las unidades de lectograbadoras de CDs. Los controladores IDE suelen estar incluidos en la placa madre y poseen dos conectores donde se conectan los cable IDE. Generalmente cada cable IDE puede conectar dos dispositivos (suelen ser discos duros), uno de ellos debe estar configurado como maestro y el otro como esclavo para determinar qué dispositivo se está usando. Tener dos dispositivos conectados a un bus (a un solo cable) trae el inconveniente de que mientras se usa uno no puede usarse el otro del mismo conector IDE. Este inconveniente no existe en los S-ATA y en SCSI. Además los cables P-ATA sólo pueden medir 40 cm de largo y son más anchos que los S-ATA.

Diferencia entre SATA Y IDE. Como verán en la imagen inferior se muestran dos disco duros, el

primero muestra una unidad IDE y el segundo inferior muestra una unidad SATA. muy bien con

esto pueden diferenciar visual mente la diferencia entre las dos, pero vamos más profundo en la

parte técnica. las unidades IDE tienen la antigüedad de los ordenadores debido A que cuando

fueron creados estos cables por darles un nombre común, y como a mí me gusta ser practico usemos

este nombre para definir.

Eran y son los que separan la tarjeta madre del disco duro y otras unidades así que para que exista esta comunicación entre placa y disco, se creó un cable llamado cable IDE,

este mismo fue el que se utilizó para las plataformas PC, ordenadores Amiga y plataforma MAC. Éste cable no solo conectaba a los discos duros, también sirvió y sirve para conectar las unidades de

CD-ROM, ojo a excepción de la plataforma Mac que utilizaba un cable SCSI para la unidad de CD-

ROM.

En un principio se podía conectar únicamente dos dispositivos IDE, sean dos discos duros ó un

disco duro y una unidad de CD-ROM, todo de acuerdo a lo que se disponía y a las necesidades del

operador y sistema. En los ordenadores un poco más actuales, se implementó un segundo interface para colocar otros

dos dispositivos IDE, lo cual mejoró en gran cantidad las opciones de almacenamiento para el

ordenador. Dada las necesidades que al momento se tiene es que se cuentan en la mayoría de placas madres con

un nuevo puerto para discos duros, éste puerto se llama SATA (aunque hoy en día ya hay SATA2),

el cual tiene muchas ventajas por sobre la tecnología IDE. Podemos mencionar algunos puntos que

marcan la diferencia entre IDE y SATA, con lo cual nos daremos cuenta del porqué hay mas

preferencia por usar SATA en lugar de IDE.

" La mejor de las placas madres utilizan dos puertos IDE y por tanto la posibilidad de utilizar 4

dispositivos IDE

" La mejor de las placas puede adicionar hasta 8 puertos SATA y por tanto, 8 dispositivos entre

discos duros y unidades de CD-ROM

" Con cuatro unidades IDE se podría tener como máximo un CD-ROM y 3 discos duros de 500

GB IDE cada uno (aunque difícil encontrarlos pero si los hay)

" Con 8 puertos SATA se puede tener una unidad de CD-ROM y 7 unidades de disco SATA, cada

uno de 1.5 TB, lo cual representa gran cantidad de espacio en disco

" En tecnología IDE se obtiene un máximo de velocidad de 7200 RPM, en SATA ya existe

velocidades de 10.000 RPM (en SATA2 se habla de 15.000 RPM)

Durante mucho tiempo se mantuvo la tecnología IDE, y ha sido hora de que se de paso a la

tecnología SATA. No hemos querido comentar sobre la tecnología SSD ya que ésta corresponde a

otro tipo de análisis, así como la tecnología SCSI. La comparativa que se ha hecho es considerando

a ambas tecnologías como las que más se han utilizado como estándar en el ordenador y por

mantener una relación similar de precio

:http://hardware60.tripod.com/id29.html