► Cómo funciona la PC: El Motherboard ◄

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La placa motherboard es muchísimo más que un soporte mecánico donde enganchar otras placas e insertar conectores: es lo que concentra y media entre la amplia variedad de señales de diferentes tamaños, formas y características que genera la PC, y aloja todos los conductos de información y control. Dicho de otro modo, una PC nunca será buena si el motherboard no lo es.

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¿QUÉ ES LA PLACA MOTHERBOARD?

La placa motherboard surge de una tecnología bastante reciente, que es la de los circuitos impresos: una o varias capas de obleas de material aislante (Pertinax, en el caso más común) cubierta de material conductor (cobre o plata), sobre la que se dibujan las pistas y contactos de los componentes y conectores que irán soldados sobre ella. La tecnología de los circuitos impresos creció tan aceleradamente que hoy, uno como 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 quedarán dudas de que el elemento central del equipo es el microprocesador. Pero si la mirada la ponemos en la computadora personal como concepto, entonces seguramente el componente a destacar es el motherboard.

La placa motherboard es mucho más importante y trascendente de lo que parece, ya que gracias a ella podemos hablar de arquitectura modular y tecnología abierta. La explosión de las computadoras como elemento de uso cotidiano surgió con la aparición de la PC a principios de los 80. Esas primeras máquinas de IBM y Apple introdujeron en las computadoras el concepto de arquitectura abierta y modular que posibilita incorporar o intercambiar elementos de la PC posteriormente a su compra, mejorar sus características y dejar la puerta abierta para que terceros produzcan elementos que se puedan incorporar al equipo (placas de sonido, video, módems, red y una larga lista de etcéteras). De esta manera, surgieron luego los denominados clones de PCs, sin marca específica, cuyos componentes proceden de diferentes fabricantes, algunos de ellos especializados sólo en algunos de esos componentes (marcas que se dedican sólo a fabricar placas motherboard, otros que sólo producen placas de video, módems, etc.).

Esta modularidad luego alcanzó también a memorias y microprocesadores. Las primeras PCs venían con las memorias y microprocesador soldados a la placa o en zócalos incómodos que hacían muy difícil su intercambio. Pero luego, las placas mejoraron estos zócalos de tal manera que se pudieran colocar en ellos memorias y microprocesadores compatibles. El usuario podía elegir el microprocesador que más le gustara o se adaptara a sus necesidades (especialmente de presupuesto) y hacer lo propio con la memoria. Esto duró poco. Con el paso del tiempo, los fabricantes de microprocesadores cierran sus nuevas arquitecturas a otros fabricantes de módulos, y el camino en pos de una apertura a las posibilidades del equipo involucionó. Se volvió, entonces, a los diseños “propietarios”, por lo que una placa sólo sirve para determinada marca y modelo de procesador.

Las PCs todavía conservan mucho de su modularidad, gracias a que el concepto de placa motherboard permanece inalterable. Esto permite personalizar la PC según el gusto o necesidad del usuario. Por ejemplo, podemos hacerla más apta para trabajar con video mejorando los elementos relacionados con lo multimedia, o bien, despojarla de todo eso si será usada simplemente para tareas de oficina.

► ELEMENTOS DEL MOTHERBOARD

Muchos de los elementos fundacionales de la placa motherboard siguen formando parte de ella (con sus respectivas mejoras), otros han pasado al exterior, y muchos otros se han incorporado. En la actualidad, una placa motherboard estándar cuenta básicamente con los elementos que vemos

1. Conectores: los motherboards que respetan la norma ATX incorporan un grupo de conectores estándar: serie, paralelo, teclado y mouse PS/2. Además, en la mayoría de los casos actuales, se agrega sonido y conector estándar para controladores de juego.

2. Socket: éste es el zócalo donde se coloca el microprocesador. Las medidas y la cantidad de contactos varían según el tipo de procesador utilizado. Posee los anclajes necesarios para la colocación del cooler.

3. Zócalos de memoria: aquí es donde se alojan los módulos de RAM indispensables para el funcionamiento de la PC. Generalmente, los distintos tipos de zócalos reciben el nombre correspondiente al tipo de memoria que aceptan. Por ejemplo, slot DIMM o RIMM.

4. Puerto Floppy: el ya prescindible conector para disquetera (un antiguo dispositivo de almacenamiento) todavía viene incluido en los motherboards más modernos.

5. Conectores IDE: aquí se conecta el cable-cinta que establece la conexión con los discos duros y las lectoras/grabadoras de CD. Usualmente encontramos dos de estos conectores en un motherboard, y a cada uno de ellos se pueden conectar dos dispositivos.

6. Conector de alimentación: a través de este conector ATX, se proporciona al motherboard corriente eléctrica, proveniente de la fuente de alimentación.

7. BIOS: este chip alberga el software básico del motherboard, que le permite al sistema operativo comunicarse con el hardware. Entre otras cosas, el BIOS controla la forma en que el motherboard maneja la memoria y los discos duros, y mantiene el reloj en hora.

8. Chipset Northbridge: también llamado “puente norte” (en castellano), es el encargado de proporcionar el bus del procesador y controlar la memoria, así como de administrar el tráfico con el bus AGP.

9. Conectores de gabinete: las funciones de encendido y reset del gabinete están provistas por estos pequeños enchufes. El manual del motherboard indica cómo conectarlos correctamente.

10. Chipset Southbridge: también llamado “puente sur”, es la parte del chipset encargada de brindar conectividad. Controla los discos duros, el bus PCI y los puertos USB.

11. Pila: el BIOS necesita una batería para mantener los datos de configuración (Setup) y la fecha y hora del sistema. Es necesario cambiarla cada dos o tres años.

12. Slots PCI: en estas ranuras se insertan las placas de sonido, los módems y otros dispositivos de múltiples usos. Es el zócalo de expansión más usado en la actualidad, pero se prevé su reemplazo por PCI Express hacia 2005.

13. Slot AGP: se trata de un puerto de conexión especialmente diseñado para conectar placas de video. Es mucho más rápido que PCI.

►Factores de forma

El factor de forma, entonces, indica las dimensiones y el tamaño de la placa, lo que trae aparejado el tipo de gabinete específico necesario (los gabinetes ATX, por ejemplo, necesitan una abertura rectangular especial para los conectores on board). También establece el modo en que se distribuyen y ordenan los componentes (slots, socket 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 el tamaño y la disposición de los componentes, el más común en la actualidad sigue siendo el ATX, aun con sus variantes.

Las características principales de las placas ATX son:

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

- Conectores mini DYN para teclado y mouse.

- Conector eléctrico de alimentación de la placa base único (no en dos como las placas AT, los famosos P8 y P9) que implica una fuente diferente de las AT y que se puede manejar por software, según el equipo, para permitir su apagado, encendido o modo suspendido.

- Slots PCI (prácticamente ya no vienen los ISA).

- Slot AGP (sólo para placas de video).

Otra de las consideraciones que se tuvieron en cuenta en la norma ATX fue la refrigeración. El conjunto de un motherboard y un gabinete ATX es más eficaz térmicamente, ya que hay una mayor circulación de aire entre el gabinete y el exterior. Intel introdujo una modificación a la norma ATX, la versión 2.03, que agrega un nuevo conector de energía eléctrica para proveer de corriente extra a los motherboards utilizados con el chip Pentium 4.

Por último, un motherboard Micro-ATX respeta las medidas básicas de la norma ATX, de tal forma que se adaptan perfectamente a los mismos gabinetes y las mismas fuentes de alimentación. Sin embargo, en este tipo de placa se elimina cualquier espacio superfluo. Esto hace que, si bien son más económicos, resulten algo incómodos a la hora de montar una PC.

1. Conectores PS/2 para mouse y teclado: incorporan un icono para distinguir su uso específico.

2. Puerto paralelo: puerto utilizado por la impresora. Actualmente está siendo reemplazado por USB.

3. Conectores de sonido: los motherboards modernos incluyen on board una placa de sonido con todas sus conexiones.

4. Puerto serie: utilizado para mouse y conexiones de baja velocidad entre PCs.

5. Puerto USB: puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositivos externos, como los escáneres o las cámaras digitales.

6. Puerto FireWire: otro puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositivos externos. No todos los motherboards cuentan con una conexión de este tipo.

7. Red: generalmente los motherboards de última generación incorporan una placa de red on board y la conexión correspondiente.

► QUÉ HACE EL MOTHERBOARD

Su función no es sólo de soporte físico –es decir, conectar mecánicamente placas, conectores, microprocesador y memorias–, sino lograr que todos estos elementos, con sus características y señales diferentes, se puedan poner de acuerdo e intercambiar esos datos. Porque luego de la instalación mecánica de los componentes, para que el sistema funcione, es necesario que estén conectados físicamente entre sí y que alguien regule el tráfico de información y medie entre las diferentes características que tienen las señales provenientes de cada elemento.

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

- La conexión física de los elementos es responsabilidad de los conectores y de las pistas del circuito impreso de la placa motherboard.

- La conexión eléctrica es responsabilidad de los buses del sistema.

- De la regulación, adaptación y mediación entre las señales se encarga el microprocesador, junto con su gran aliado en esta tarea, el chipset.

Las pistas son conductores milimétricos de cobre impresos en las sucesivas placas de material aislante por las que circulan las señales eléctricas. Estas señales van a ser la información que intercambian los diferentes componentes del sistema con el micro.