La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard o mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador.
Es una parte fundamental a la hora de armar
una PC de escritorio o portátil. Tiene instalados una serie
de circuitos integrados, entre los que se encuentra el circuito
integrado auxiliar, que sirve como centro de conexión entre
el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM),
las ranuras de expansión y otros dispositivos.
Va instalada dentro de una
caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para
conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para
instalar componentes dentro de la caja.
La placa base, además,
incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las
funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo
del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema
operativo.
Borde
Asus
Board
ATX-CL630
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.
Las ranuras de memoria
RAM, en número de 2 a 6 en las placas base comunes.
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.).
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 además de que estas tardan en degradarse aproximadamente de 100 a
200 años.
El 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 el microprocesador 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.
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.
Placa multiprocesador
Una placa con dos procesadores.
Este tipo de placa base puede acoger a
varios procesadores (generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas
base multiprocesador tienen varios zócalos de microprocesador, lo que les
permite conectar varios microprocesadores físicamente distintos (a diferencia
de los de procesador de doble núcleo).
Cuando hay dos procesadores en una placa base, hay dos
formas de manejarlos:
El modo asimétrico, donde a cada
procesador se le asigna una tarea diferente. Este método no acelera el
tratamiento, pero puede asignar una tarea a una unidad central de
procesamiento, mientras que la otra lleva a cabo a una tarea diferente.
El modo simétrico,
llamado multiprocesamiento simétrico, donde cada tarea se distribuye de
forma simétrica entre los dos procesadores.
Linux fue el primer sistema operativo en
gestionar la arquitectura de doble procesador enx86. Sin embargo, la
gestión de varios procesadores existía ya antes en otras plataformas y
otros sistemas operativos. Linux 2.6.x maneja multiprocesadores simétricos,
y las arquitecturas de memoria no uniformemente distribuida
Algunos fabricantes proveen placas base que pueden
acoger hasta 8 procesadores (en el caso de socket 939 para
procesadores AMD Opteron y sobre socket 604 para procesadores
Intel Xeon).
Tipos
La mayoría de las placas de PC vendidas después
de 2001 se pueden clasificar en dos grupos:
Las placas base para procesadores AMD
Las placas base para procesadores Intel
Socket AM3+ Sempron, Athlon II X2/X3/X4, Phenom II
X2/X3/X4/X6, FX X4/X6/X8
Slot
A Duron, Athlon
Las
placas base para procesadores AMD
LGA
1155 Intel
Core i7, Intel Core i5 y Intel Core i3 (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 fábrica 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.
