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MOTHERBOARD

MotherboardLa estructura básica de la PC

Motherboard XT

Una de las primerasplacas madre para PC XTconstruidas con lastécnicas de la época:todos los componenteseran montados ysoldados en formamanual sobre la placa.

1996Norma ATX

Intel libera la primeraespecificación para unestándar de factor de forma, elATX. Éste incluye una serie demejoras, de manera tal queunos componentes no limitenel espacio de otros.

//1980 >

Este elemento esencial en

toda computadora actúa

como una autopista entre

los distintos dispositivos.

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

te es, sin lugar a dudas, el motherboardo placa madre. A través de él se conec-ta el resto de los elementos que com-ponen el sistema, y de sus característi-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, así 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 atención al elegirla, puesto quedeberá ser compatible con todo lo quedeseemos enchufar en ella, tanto en elmomento de armar la computadora co-mo a la hora de actualizarla. En líneas ge-nerales, un mother es una gran placacon circuitos impresos que conforma laestructura básica de una PC, en la queencontramos zócalos para el procesadory la memoria, conectores internos y ex-ternos, ranuras de expansión y chips.

S

28

ARMADO DE PC

Elementos del motherboardDónde se conectan los componentes

Es la placa más grande de

una computadora. En ella

se conectan todos los

componentes, tanto

internos como externos.

Aquí veremos sus

principales elementos.

Conector Serial ATAEsta nueva interfaz paradiscos rígidos, ya presente enel mercado, estáreemplazando al Parallel ATA.

Zócalo AGPUsado para las placas de video

porque es más 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 aquí se conectan las luces

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

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

Zócalo PCI ExpressEs una interfaz de conexión paradispositivos internos. Si bien por el momento no hay muchas placascon este formato, finalmentereemplazará al PCI.

Zócalo 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.

29

MOTHERBOARD

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

Zócalo del procesadorComo veremos en la página 51,aquí se ubica el micro. En estecaso observamos un zócalo 755.

Conector de alimentaciónA través de él la placa recibeenergía eléctrica de la fuente. Eneste caso vemos un ATX 2.01.

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

Conector de 12 VConector encargado de auxiliarla alimentación 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 micrófono y parlantes6. Conector de red RJ45

Puertos externos

4 5

6

123

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

30

ARMADO DE PC

El chipsetNúcleo del motherboard

Un chipset es un grupo

de chips que trabajan en

conjunto para realizar

una tarea determinada.

Su misión dentro del

motherboard es

comunicar todos los

elementos que

componen el sistema.

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

EL NORTHBRIDGEEste elemento, también llamado puentenorte, es reconocido como el chip princi-pal del conjunto. Es el encargado decrear y mantener una comunicación con-forme con los requerimientos de los dis-positivos más 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 única que puede aprove-char al máximo 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 básicos: 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-ción entre el procesador y la placa devideo, que son los dispositivos conmás 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 características del northbridge.Además, en los motherboards con videointegrado, el procesador gráfico se inclu-ye en el northbridge. Así, se consigue

NVIDIA ha integrado el northbridge

y el southbridge en un mismo

encapsulado para mejorar aún más

su intercomunicación.

DIFERENCIAS ENTRE CHIPSETS

Modelo Bus de Tipo de Bus de Conexión 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 más 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 más funcio-nes. Debido a que su objetivo fuereemplazar a las antiguas controladorasmultifunción, tomó el mando, junto aun pequeño chip conocido como SuperI/O, frente al manejo de puertos serie,paralelo, PS/2, IDE y Floppy.Si bien hoy en día el southbridge, tam-bién llamado ICH (Input/Output Contro-ller Hub), tiene el control sobre los IDE,puertos PCI y USB, además 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-rá determinado por este chip.

CONEXIÓN ENTRE PUENTESComo dijimos antes, el northbridge in-cluía el controlador PCI, de maneraque el southbridge podía considerarsecomo un dispositivo PCI más (conoci-do como PCI-To-ISA Bridge), y la co-nexión 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 últimos tiemposse han integrado muchas funciones alsouthbridge, por eso se necesita unacomunicación rápida entre éste 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 transmisión de datos detodos los componentes del chipset,cada fabricante ha desarrollado supropio método de conexión entre am-bos. Por ejemplo, VIA adoptó la inter-faz V-Link de 1,041 GB/s para muchosde sus chipsets, y nVIDIA eligió unaconexión HyperTransport.

NORTHBRIDGE: MÁS RENDIMIENTOA esta altura sabemos que la cantidadde jugo que se le exprime al sistemadepende de este pequeño 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 gráfi-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 día, encontra-mos dignos procesadores de videoque, en algunos casos, incluso respon-den a las exigencias de los últimos títu-los en materia de videojuegos.

> AGP 8x: en sus comienzos, al igualque lo sucedido con la versión 4x, elbus de 2,1 GB/s del AGP 8x no nosdejaba conformes. Era evidente quecon las placas estándar de la épocano 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 características 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 acompañará.Esta tecnología, 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 módulos de me-moria de similares características, seduplica el ancho de banda teórico.Aunque se obtienen buenos resultadosde esta modalidad, se apreciarán másaún si usamos video integrado (recor-demos que el video integrado hace usode la memoria RAM principal).

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

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

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

Intel 915G 6 / 4 8 / 0 Sí No --------

VIA PT880 6 / 0 8 / 0 Sí * RAID 0,1 / Módem

SiS649 6 / 2 8 / 0 Sí ** RAID 0,1 / Módem

SiS756 6 / 2 8 / 0 Sí ** RAID 0,1 / Módem

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

VIA K8T890 6 / 4 8 / 0 Sí ** Módem

Radeon Xpress 200 7 / 4 8 / 0 Sí No RAID 0,1 / Módem

VIA KT880 6 / 0 8 / 0 Sí ** RAID 0,1 / Módem

SiS748 6 / 0 6 / 0 Sí * Módem

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

INTE

LA

MD

64

bits

AM

D X

P

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

32

ARMADO DE PC

> Red: su integración es más reciente,y hoy en día casi no hay motherboardsque se priven de su función. Hay queaclarar que, por lo general, en el south-bridge se incluyen las funciones básicasde red y se recurre a un controlador ex-terno para regular el tráfico de datos.

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

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

> USB 2.0 / IEEE 1394: desde laaparición de motherboards ATX, elpuerto USB logró conquistar al usua-rio y convertirse en algo indispensa-ble. Como ya nadie puede quedarsesin él, su última versión (2.0 de 480 mbps) viene incluida en el south-bridge, al igual que su no tan difundi-do competidor, el IEEE 1394 (tambiénconocido 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.

Aquí 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 ozócalos donde instalaremos módulosde memoria RAM principal.Con el correr del tiempo, estos bancosse han actualizado y mejorado. Pode-mos decir que, hoy en día, si bien hayotras tecnologías, predominan los zóca-los para módulos SDRAM DDR (de 184contactos) y DDR2 (de 240 contactos),los cuales conoceremos en detalle apartir de la página 75.Tengamos en cuenta que, más allá dela diferencia de zócalos y de que losmódulos calzan de una sola manera, aligual que los procesadores, las caracte-rísticas del módulo 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, sólo nos fija-mos en su capacidad, lo cual es ungran error. Para tomar esta decisión,como primer paso, debemos conocerqué tipo de memorias y característicassoporta 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 máxima de memoria globalque soporta el motherboard, la canti-dad máxima de memoria admitida porcada zócalo, si soporta paridad y ECC,y la velocidad máxima de FSB.La cantidad máxima de memoria totaly por zócalo que soporte el mother-board estará determinada, principal-mente, por el chipset que utilice; detodos modos, podemos consultar elmanual de dicha placa para averiguarestos límites. 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 máximo sea igual osuperior al máximo soportado por elmotherboad, lo que nos permitirá utili-zar esa misma memoria en futuras ac-tualizaciones referidas al procesador oal motherboard (siempre que utilice lamisma tecnología); o bien que el busmáximo de la memoria coincida con elFSB mínimo y necesario al que trabajael procesador, lo que nos obligará acambiar la memoria si actualizamos elprocesador por uno de mayor bus.Con esto entendemos que, para que elsistema funcione, las característicasdel módulo 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 memorias

SDRAM: las dos primeras, DDR;

y la última, DDR2. Es visible la

diferente concentración de contactos

entre una tecnología y otra.

34

ARMADO DE PC

Zócalo de procesadorSu conexión al motherboard

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

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

Conozcamos por qué

existen distintos zócalos

para procesadores, y

cuáles son sus diferencias

y aplicaciones.

PARA INTELLa firma Intel mantiene dos tipos de zó-calos para sus procesadores:> Socket 478: este modelo se empleacon los procesadores Pentium 4, Cele-ron y Celeron D.> Socket 775: aunque este último mo-delo tiene una electrónica igual a su an-tecesor, encontramos que sus contactosadicionales se utilizan para brindar másenergía 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, porél, se transfieren datos.La velocidad final de un procesador estádeterminada por un número que multipli-ca al FSB. Por ejemplo, en un procesadorIntel Pentium 4 de 3,2 GHz, encontra-mos que su velocidad está 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 tecnologíaque permite enviar dos datos por cadaciclo de reloj.

CONFIGURAR EL PROCESADORComo vimos, el funcionamiento delprocesador se basa en dos paráme-tros: el FSB y el multiplicador, perohay uno más, y ése es el voltaje alque opera. A pesar de que la configu-ración de estos parámetros en mu-chos casos es automática, se puedesupervisar y realizar de forma manuala través del Setup del BIOS. Este te-ma será tratado en detalle másadelante (página 291).

Antes de

adquirir un

mother,

tenemos

que decidir

qué tipo de

procesador

vamos a

usar.

35

MOTHERBOARD

Galería visual / Zócalos actualesVeamos los principales zócalos que están actualmente en el mercado.

SOCKET 939

Procesadores: AMD 64 bits

En esta imagenobservamos el zócalo462, tambiéndenominado Socket A.Es el que diseñó AMDtanto para sus Athloncomo para su línea deprocesadoreseconómicos, Sempron.Está próximo a serdiscontinuado.

SOCKET 462

Procesadores: AMD

SOCKET 478

Procesadores: Intel

El 478 es unaevolución del Socket423, especialmentediseñado para alojara los procesadoresPentium 4 de Intel y asu línea de gamabaja, Celeron. Cabeaclarar que tambiénse lo conoce con elnombre de PGA 478.

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

SOCKET 754

Procesadores: AMD

Es un zócalo 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 número del zócalo indicala cantidad de contactos que posee el procesador compatible.

SOCKET 775

Procesadores: Pentium 4

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