La placa base, placa madre, tarjeta madre o board (en inglés motherboard, mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan las demás partes de la computadora. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el procesador, la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos.
Va instalada dentro de una caja 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 software 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.
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 necesarios para su funcionamiento.
El zócalo de CPU (a menudo llamado socket): es un receptáculo que recibe el micro-procesador y lo conecta con el resto de la microcomputadora.
Los conectores de memoria RAM (ranura de memoria, en inglés memory slot), en número de 2, 3 o 4 en las placas base comunes, e incluso 6.
El chipset: uno o más circuitos electrónicos, que gestiona las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (microprocesador, memoria, disco duro, etc.).
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.
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 tarjeta 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), registradas en un disco duro, cuando arranca el
El bus (también llamado bus interno o en inglés (Front Side Bus (FSB)): conecta el microprocesador al chipset.
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 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, para la conexión del monitor de la computadora.
Los conectores IDE o Serial ATA I o II, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros y discos ópticos.
Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófono.
Los conectores (slots) 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 en el monitor). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral 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
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 tranferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del mínimo.
PLACA MULTI-PROCESADOR
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 micro-procesador (socket), lo que les permite conectar varios micro-procesadores 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 CPU, mientras que la otra lleva a cabo a una tarea diferente.
El modo simétrico, llamado PSM (en inglés Symmetric MultiProcessing), 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 en x86.[cita requerida] 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 (NUMA).
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
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.
Las placas base para procesadores Intel
Slot 1: Pentium 3, Celeron
Socket 370: Pentium 3, Celeron
Socket 423: Pentium 4, Celeron
Socket 478: Pentium 4, Celeron
Socket 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2 Quad
Socket 603 Xeon
Socket 604 Xeon
Socket 771 Xeon
LGA1366 Intel Core i7
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.
CHIPSET
Chipset es el conjunto de circuitos integrados diseñados con base a la arquitectura de un procesador (en algunos casos diseñados como parte integra de esa arquitectura), permitiendo que ese tipo de procesadores funcionen en una placa base. Sirven de puente de comunicación con el resto de componentes de la placa, como son la memoria, las tarjetas de expansión, los puertos USB, ratón, teclado, etc.
Las placas base modernas suelen incluir dos integrados, denominados Norte y Sur, y suelen ser los circuitos integrados más grandes después del microprocesador. El chipset determina muchas de las características de una placa base y por lo general la referencia de la misma está relacionada con la del Chipset.
A diferencia del microcontrolador, el procesador no tiene mayor funcionalidad sin el soporte de un chipset: la importancia del mismo ha sido relegada a un segundo plano por las estrategias de marketing.
SOCKET O ZOCALO
es un sistema electromecánico de soporte y conexión eléctrica, instalado en la placa base, que se usa para fijar y conectar un microprocesador. Se utiliza en equipos de arquitectura abierta, donde se busca que haya variedad de componentes permitiendo el cambio de la tarjeta o el integrado. En los equipos de arquitectura propietaria, los integrados se sueldan sobre la placa base, como sucede en las consolas de videojuegos.
Existen variantes desde 40 conexiones para integrados pequeños, hasta más de 1300 para microprocesadores, los mecanismos de retención del integrado y de conexión dependen de cada tipo de zócalo, aunque en la actualidad predomina el uso de zócalo ZIF (pines) o LGA (contactos).
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