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Informatica Moderna

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MOTHERBOARD - LA TARJETA PRINCIPAL

 

 

Índice de contenidos concisos y enlaces

 
- Definición Motherboard
   ♦  Función
   ♦  Otros nombres para la Motherboard
-
   ♦  Medidas
- La memoria ROM y el BIOS
   ♦  Zócalo ó Slot en la Motherboard
   ♦  Ranuras RAM / caché
   ♦  Ranuras de expansión en la Motherboard
- Fuente (AT y ATX)
- Conectores Motherboard
Tecnología SLI y CrossFire / XFire
   ♦   Tecnología "Sandy Bridge"
   ♦   Puertos y tarjetas integrados en la Motherboard
 

Ilustración del tema

 
   ♦   Conectividad inalámbrica
- El FSB de la Motherboard
     Otros conectores y los "Jumpers"
- Auto evaluación, dudas y correcciones sobre los temas

 

  - Animación del funcionamiento de un monitor CRT

Figura 1. Tarjeta principal marca PCChips®, modelo 825G, con audio, video y red intergrado, para procesador AMD® Athlon.

     Motherboard significa tarjeta madre y en la práctica se trata de la tarjeta principal de la computadora. Es una serie de placas plásticas fabricadas entre otros materiales, a base de un material llamado "Pertinax", el cuál es insensible al calor y muy resistente. En estas placas se encuentran una gran cantidad de líneas eléctricas (Buses), que interconectan diferentes tipos de conectores soldados a las mismas. A esta placa se conectan todos los demás dispositivos necesarios para el correcto funcionamiento del equipo (tarjetas de expansión, unidades de disco duro unidades ópticas, suministro eléctrico, el microprocesador, etc.).

 

 
 -  Funciones de la tarjeta principal
 
     + Interconectar todos los dispositivos internos, tales como discos duros, unidades ópticas, disqueteras, etc.
     + Por medio de puertos, permitir la entrada y salida de información con distintos dispositivos externos.
     + Permitir la extensión de capacidades de la computadora por medio de ranuras especiales para tarjetas de expansión.
    + Albergar al cerebro de la computadora: el  microprocesador, en un conector espacial para el.
   + Adecuarse con la velocidad del microprocesador por medio de un circuito integrado especial llamado "Chipset" el cuál viene soldado también a la placa.
   + Opcionalmente integrar ciertos dispositivos de video, audio y red en la placa y evitar el uso de tarjetas de expansión.
    + Distribuir electricidad adecuada a sus distintos elementos montados en ella (Chipset, puertos, memorias RAM, etc.).
     + Soportar la inserción memoria RAM y memoria caché en ranuras especiales para ellas.
 

Temas y enlaces relacionados

 
Memoria RAM
Fuentes de alimentación
Microprocesadores
Chipset
 

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-  Otros nombres utilizados

     El nombre correcto es "Mainboard" ó tarjeta principal, pero se le llama tarjeta madre, "Motherbord", placa madre, placa base. etc.

-  Medidas básicas de las tarjetas principales
 
     Los formatos mas utilizados son los siguientes:
 
   + Formato ATX ("Advanced Tecnology eXtended"): es el estándar más utilizado actualmente, mide 24.58 cm. de largo X 30.72 cm. de ancho. Integra ciertos puertos ya integrados en la placa por lo que evita el uso de cables extras y utilizan fuente de alimentación ATX.
   + Formato "Baby AT ("Baby Advanced Tecnology"):es una placa que busca solucionar el problema del tamaño del AT, es de menores dimensiones, 33.28 cm. de largo por 21.76 de ancho. Integra solamente el conector para el teclado (PS/1) y utilizan conector para fuente AT.
   + Formato AT ("Advanced Tecnology"): es de las más antiguas, es una placa que mide 33.28 cm. de largo X 30.72 de ancho, por lo que es muy grande y dificulta la inserción y manipulación de elementos internos y utilizan fuente AT de alimentación. Puede ó no integrar puertos en la placa.

-  La memoria ROM y el BIOS
   

  Memoria ROM ("Read Only Memory"): almacena las características básicas del equipo en el que está instalado, así como el software para reconocer algunos otros que no vienen integrados en la tarjeta principal como el teclado, el monitor CRT, la pantalla LCD, disqueteras, la memoria RAM, etc. Esta memoria se encuentra alimentada de manera constante por una batería que se encuentra instalada en la tarjeta principal.

Figura 2. Memoria ROM M919, con el software AMIBIOS 486PCI-ISA de American Megatrends®, ubicada en una tarjeta principal ("Motherboard") marca P&Q®, modelo L-9645-8 ML-1 94V-0.

       BIOS proviene de las siglas ("Basic In Out System") ó sistema básico de entrada y salida: se le llama así al conjunto de rutinas que se realizan desde la memoria ROM al encender la computadora,  permite reconocer los periféricos de entrada y salida básicos con que cuenta la computadora así como inicializar un sistema operativo desde alguna unidad de disco o desde la red.

-  El zócalo para el microprocesador
   

     El microprocesador es el dispositivo que se encarga de procesar todos los datos que ingresan y se envían desde el equipo. Cuenta con un conector especial que también se le llama "Socket" ó zócalo, en el se conectará el microprocesador específico para el tipo de tarjeta, por lo que cuenta con una posición específica para ello, y evitar que se coloquen otros tipos de microprocesadores no compatibles. Básicamente serán microprocesadores de las firmas AMD®, Intel® ó Via®.

Figura 3. Zócalo 754 para insertar el microprocesador AMD® Sempron 754.

 

-  Ranuras para memoria RAM y caché
 

Figura 4. Memoria RAM, tipo DDR, marca Kingston®, modelo KVR266, velocidad de 266,MHz, 128 MB.

+  Memoria RAM: es una memoria basada en capacitores, por lo que es relativamente lenta. Se encarga de almacenar de manera temporal la información que el sistema necesite guardar para su correcto funcionamiento. La más moderna ranura es DDR3 y soporte de capacidad instalada de 32 Gb hasta 64 Gb.

 
Tipo de ranura Imagen
DDR3
DDR2
RIMM (se usan en algunos servidores básicamente)
DDR (Actualmente descontinuado)

DIMM (Actualmente descontinuado)

SIMM (Actualmente descontinuado)

SIP (Actualmente descontinuado)

TSOP (Actualmente descontinuado)

 

+ Memoria Caché: es una memoria usada opcionalmente, basada en transistores, por lo que es sumamente veloz. Esta almacena instrucciones y datos usados frecuentemente y evita acceder a la memoria RAM, ya que el microprocesador primero buscará en ella. Algunas tarjetas contaban con ella pero es muy raro utilizarla, ya que este tipo de memoria es cara.

-  Las ranuras de expansión integradas
 

     Se utilizan para insertar tarjetas de expansión de capacidades (tarjetas de video, tarjetas de sonido, tarjetas de red, etc.).Se muestra en la tabla siguiente los diferentes tipos básicos de ranura de expansión, comenzando por los mas modernos:

Ranura de expansión Imagen
1) PCI-Express 1X, 2X, 4X, 16X
2) AGP 8X/4X
3) PCI (Actualmente descontinuado)
4) ISA-8/16 (Actualmente descontinuado)


-  Tipos de fuente soportada
 
     La fuente es la encargada de suministrar de electricidad a la tarjeta principal. Son 2 tipos, comenzando por el mas moderno.
Conector Imagen
1) ATX ("Advanced Tecnology eXtended")

2) AT ("Advanced Tecnology") (Actualmente descontinuado)

-  Conectores para unidades de almacenamiento
 
     Estos conectores se encargan de enviar y recibir datos entre los dispositivos de almacenamiento masivo internos (discos duros, disqueteras, lectoras de tarjetas digitales, etc.). Se muestran los conectores básicos que pueden estar presentes en las tarjetas principales:

 

Conector Características Imagen
SATA (Descontinuado)/ SATA II / SATA III Conector de 7 terminales para discos duros, unidades ópticas y puertos eSATA.

IDE / ATAPI Conector de 40 terminales para discos duros, unidades ZIP y unidades ópticas.

FD (Disquetera) Conector de 34 terminales para disqueteras.

Panel USB interno Conector de 9 terminales para conectar lectoras de tarjetas digitales ó extensión de puertos.

-  Conectividad inalámbrica en la Motherboard

      Debido al auge de los dispositivos inalámbricos, basados en tecnología Wi-Fi (Wireless Fidelity), como teléfonos celulares de última generación, dispositivos PDA, etc.; se ha integrado en la estructura de la Motherboard un emisor-receptor para redes inalámbricas, basados en el estándar 802.11n con ello se evita la compra de tarjetas de red inalámbricas y/o adaptadores USB para redes inalámbricas, soportando una transmisión de datos de hasta 300 Mbps.

      Otra incorporación es el emisor-receptor de Bluetooth, con lo que el equipo tiene la capacidad de enviar y recibir datos desde dispositivos como teléfonos inalámbricos, equipos Netbook, PDA, etc. para compartir básicamente música, fotos y videos entre equipos a corta distancia.

-  Tecnologías SLI y CrossFire-XFire
     

 

 

 

Figura 5. Logo SLI

 

      Se trata de tecnología desarrollada e integrada para que la tarjeta principal pueda trabajar simultáneamente con 2 tarjetas aceleradoras de gráficos de cierta marca, esto es, a la par, y por ende se aumentan las capacidades al tener dos procesadores de gráficos (GPU) trabajado al mismo tiempo. La tecnología SLI es desarrollada por la empresa fabricante de GPU´s NVidia® y solo es compatible con tarjetas de la empresa, mientras que la tecnología CrossFire/XFire son de la empresa ATI Radeon®, por supuesto aplica solo para tarjetas que tengan GPU de la misma marca. Ambas tecnologías se encuentran enfocadas a ser utilizadas en los equipos de alto rendimiento utilizados por jugadores de videojuegos (Gamers) ó para aplicaciones de diseño.

      Estas tecnologías, requieren un alto consumo de energía eléctrica, por lo que la placa ya no es un medio efectivo para alimentarlas, por ello se han integrado conexiones directas entre la fuente ATX y las tarjetas de video que se basen en estos estándares.

 

 

 

Figura 6. Logo CrossFire

-  Tarjetas con Sandy Bridge

     La tecnología "Sandy Bridge", se refiere procesadores de la firma Intel® que integran dentro de su arquitectura, un procesador especializado totalmente en el manejo de gráficos (GPU) independientemente del número de núcleos; este GPU puede alcanzar una frecuencia de hasta 850 MHz, es importante mencionar que para el aprovechamiento de esta tecnología, la tarjeta principal (Motherboard), debe de ser compatible y generalmente esta deberá tener una alta capacidad de memoria RAM (hasta 32 Gb).

      Ejemplo: Tarjeta principal marca Gigabyte H67M-UD2H, zócalo 155, para procesadores Intel® i5-i7, Sandy Bridge, soporte RAM DDR3, 32 Gb.


- Puertos y tarjetas integradas
 

      Estos conectores se encargan de recibir información procedente de dispositivos externos como memorias USB, discos duros externos, la red de área local (LAN - red de computadoras cercanas entre sí, señal de Internet, etc.). Puede tener una gran diversidad de puertos integrados; algunos son:

    

Puertos Usos Imagen
USB / USB 3.0

Conectar teclados, cámaras digitales, impresoras, etc. y las nuevas tecnologías basadas en la versión USB 3.0.

eSATA Conexión de diversos dispositivos, principalmente adaptadores para unidades de estado sólido y/o discos duros externos
FireWire Conexión de diversos dispositivos para captura de video y discos duros de escritorio
Optical S/PDIF / RCA S/PDIF Permiten la conexión de cable especializado que transmite sonido por medio de cable de fibra óptica y el conector S/PDIF interno, pudiendo ser de tipo RCA ó totalmente óptico
RJ45 Para la red de área local (tarjeta de red integrada), soportando hasta 1000 Mbps / 1 Gbps)

Jack 3.5 mm. Para conectar bocinas y audífonos (tarjeta de sonido integrada).
DisplayPort Para la conexión de pantallas de nueva generación
HDMI Conectar proyectores, pantallas LCD, (tarjeta de video integrada).
DVI Conectar proyectores, pantallas LCD, (tarjeta de video integrada).
VGA Conectar proyectores, monitores CRT y pantallas LCD, (tarjeta de video integrada).
COM Conectar módem externo, ratón (Mouse), Dispositivos PDA, etc.
LPT Conectar impresoras y ciertos tipos de unidades de disco externas (paulatinamente se han dejado de integrar en las MB).
PS/2 Conexión para ratón y teclado (paulatinamente se han dejado de integrar en las MB).
PS/1 Conexión para teclados (ya no se integran en las MB)

-  Otros conectores y "Jumpers"
   

Figura 7. Panel de pines y Jumper (gris)

     Tiene conectores adicionales como los pines para conectar los ventiladores, para señal digital para unidades ópticas, un panel de pines para los botones de encendido y reset, para los LED indicadores de encendido y disco duro, etc. Los Jumpers ó puentes son pequeños elementos plásticos que se conectan entre 2 pines para configurar ciertas características del sistema, un compartimiento especial para la batería que alimenta a la memoria ROM, entre otros.


- El FSB de la tarjeta principal

    Es una de las variables más importantes ya que determina que velocidad máxima soporta de parte de la memoria RAM y que velocidad soporta de microprocesador. Su unidad de medida son los MegaHertz (MHz) y es la velocidad máxima de trabajo de la tarjeta principal.

      Ejemplo, las placas vienen con la especificación siguiente:

      - Motherboard PCCHips 925G, DDR, FSB 333*, AVF, P/Athlon 1.33 GHz. * La especificación FSB 333 se refiere a que tiene la capacidad de soportar como máximo otros dispositivos que funcionen con velocidades de Bus 333 MegaHertz, pero también soporta menores como 266 MHz.

- Auto evaluación, dudas y correcciones sobre los temas
   

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