Mother Board (Tarjeta Madre)

La tarjeta madre es la tarjeta principal de la computadora, esta formada por un conjunto de circuitos integrados diseñados para realizar diversas tareas (a este conjunto de circuitos se llama chipset), los componentes principales del chipset son: el procesador o CPU, BIOS(Basic Input Ouput System), memoria, puertos (paralelo y serial), slots o ranuras de explansion y conexiones de perifericos u otros dispositivos como teclado y drives. Algunos de estos componentes que se encuentran en la tarjeta son removibles y pueden sustituirse o actualizarse.

Esquema de la tarjeta madre y algunos componentes                           

En las computadoras actuales existen seis tipos básicos de tarjetas madre, en función del CPU:

1.      Socket 7

2.      Socket 8

3.      Super 7

4.      Slot 1

5.      Slot 2 

6.      Socket 370

Las tarjetas madre Socket 7 albergan los procesadores Pentium, K5 de AMD, 6x86 de Cyrix y Winchip C6 de IDT; ya no se venden, pues carecen de las interfaces más utilizadas en la actualidad, como el bus AGP y el puerto USB. Estos dos estándares se incorporan en las tarjeta madre Super 7, también compatibles Pentium y K6.

Las tarjetas madre Socket 8, muy escasas, albergan los extinguidos procesadores Pentium Pro.

Las tarjetas madre Slot 1 son necesarias para suministrar soporte a los Pentium II/III y Celeron, y suelen disponer del formato ATX, que reorganiza la localización de las tarjetas, para que quepa mayor cantidad en el mismo espacio, y se reduzca el cruce de cables internos. Las tarjetas madre ATX también necesitan una carcasa especial ATX.

Una variante son las tarjetas madre Slot 2, soporte de la versión Xeon del Pentium II, utilizada en servidores profesionales.

Finalmente, las tarjetas madre Socket 370 alojan una versión especial de Celeron, con las mismas prestaciones que el modelo Slot 1, pero más barato para el fabricante.

Formato  ATX

Las nuevas tarjetas madre ATX tienen un tamaño de 305 x 244 milímetros, es decir, que una de sus principales innovaciones lo constituye la relación de forma, lo que permitiría la instalación de más componentes de cara a ampliar las posibilidades de los equipos, permitiendo incluso una doble capa de puertos de expansión si fuera necesario

A - Conector de entrada telefonica B - Conector Wave Table C - Conector de CD-Audio D - 256kB Pipe Line Burst nivel 2 E - Puerto audio y joystick F - Conector VGA G - Raton y teclado PS/2 H - Puerto serie I - Zocalo para Pentium J- Zocalo VRM K - 82437FX Controlador de sistema (TSC) L - Conector de alimentacion primario M - 82438FX Data Path (TDP) N - Bancos de memoria SIMM O - Regulador de voltaje CPU 3.3v P - Interface PCI - IDE Q - Regulador de voltaje                    R - Conector Floppy S - Conector E/S T- Conector de video U - Controlador gráfico S3 Trio PCI V - Banco de memoria de vídeo W - Jumper de configuración X - Controlador National PC87306 I/O Y - Controlador ventilador auxiliar Z - Pila del reloj AA - Acelerador 82371FB PCI ISA/IDE (PIIX) BB - 4 slots PCI CC - 3 slots ISA DD - Crystal CS4232 audio, OPL3 synthesizer

El formato ATX se ha pensado (al igual que el Baby-AT) para que los conectores de expansión se sitúen sobre la propia tarjeta madre, con lo que los equipos seguirán teniendo un tamaño similar al de los actuales, aunque para discos más compactos también se ha definido una versión más reducida denominada mini-ATX (de unos 280 por 204 milímetros).

Eso en cualquiera de ambos se permite la utilización de hasta 7 ranuras de expansión de tipo ISA o PCI, localizadas en la parte izquierda de la placa, mientras que el zócalo del procesador se ha desplazado a la parte posterior derecha junto a la fuente de alimentación (que también se ha visto renovada).De esta forma los elementos de refrigeración dejan de ser un obstáculo, mismo tiempo que el micro se beneficia del flujo de aire adicional que representa el ventilador de la fuente.

El nuevo formato también permite que elementos como los zócalos de memoria queden ahora más accesibles, al tiempo que reduce la cantidad de cables presentes en el interior del equipo, al situar los conectores de las controladoras de disco justo debajo de las unidades de almacenamiento. Esto tiene la ventaja añadida de eliminar el peligro de interferencias, algo que será más probable a medida que aumenten las frecuencias de funcionamiento de los nuevos micros.

Uno de los cambios mas visibles en el diseño ATX es el cambio de dos conectores de alimentación por uno, influenciado por el nuevo diseño de las fuentes de alimentación.

Baby AT: Este formato está basado en la tarjeta original de la  IBM PC/AT, solo que su dimensión es más reducida (9pulg de ancho por 10 de largo), debido al tamaño actual de los componentes, este tipo de tarjetas es el habitual el conector para  teclados AT.  Entre sus ventajas estan un buen precio tanto en la tarjeta como en el chasis que utilizan, el zocalo procesador esta localizado en el frente de la tarjeta madre cerca de las tarjetas de explansiony es de tipo socket 7, es necesario quitar algunas tarjetas primero para poder quitar el procesador, la fuente de poder provee ventilacion  al CPU ya que se encuentra cerca de este. La fuente de poder provee 12V y 5V de salida para la placa, por lo que es necesario una regulador adicional de 3.3V su se utilizan tarjetas PCI

El Bus y ranuras de expansión

El bus de la tarjeta madre son los canales por donde circulan los datos que van y vienen del microprocesador. Con la aparición de microprocesadores muy rápidos se desperdiciaba parte de su potencia debido a que el bus hacía de cuello de botella, atascando los datos y haciendo esperar al microprocesador a que estuvieran disponibles los datos. Tras el tradicional bus ISA de 8 MHz han surgido otras alternativas como el Vesa Local Bus y el PCI, que ampliaban el ancho de banda de 16 hasta 32 bits. El resultado es una mejora en el rendimiento al transferir el doble de información (de 16 a 32 bits) en una misma operación. El Vesa Local Bus se quedó rápidamente obsoleto, permaneciendo el bus PCI que es el que se ha estado usando en las tarjetas madre Pentium.

Las tarjetas madre más modernas soportan una velocidad del bus que varía entre los 50 y los 100 MHz, en función del procesador utilizado. Otros valores intermedios son 66, 75 o 112 MHz, por ejemplo. La tarjeta madre también incorpora distintos multiplicadores: 2x, 3x, etc. Valores superiores a 5x comienzan a ser imprescindibles. Estos dos datos se utilizan para soportar todo tipo de procesadores. A mayor número de velocidades del bus y multiplicadores, la tarjeta madre soportará mayor cantidad de procesadores. Para instalar un Pentium II a 400 MHz, por ejemplo, se configura el bus a 100 MHz y se activa el multiplicador 4x. 100x4=400 MHz. Un Pentium a 200 MHz se configura con un bus a 66 MHz y un multiplicador 3x. 66x3=198 MHz.

Todas las tarjeta madre soportan diferentes voltajes. No obstante, puesto que se desconoce el voltaje de los futuros procesadores, es bueno adquirir una tarjeta madre que permita establecer este valor a voluntad, mediante fracciones de 0.1 voltios.

Una tarjeta madre actual debe disponer de una ranura AGP para la tarjeta gráfica, cuatro o cinco PCI y, al menos, dos ISA para las tarjetas viejas, como modems internos, tarjetas de sonido, placas SCSI, etc. Los puertos exteriores no deben bajar de dos entradas USB, dos COM, y varios puertos en paralelo.

AGP

Este nuevo bus es capaz de reducir el cuello de botella que existe entre el microprocesador y la tarjeta gráfica.

Hemos de tener en cuenta que el actual bus PCI va a 33 MHz. (132 Mb/s máximo), una velocidad bastante inferior a la del microprocesador. AGP incorpora un nuevo sistema de transferencia de datos a más velocidad, gracias al uso  de la memoria principal del PC. Las tarjeta madre que lo soportan (sólo contienen 1 slot de este tipo) son las de Pentium II con chipset de Intel 440LX AGPset y 440BX. Ya están apareciendo las tarjeta madre Super 7, con el fin de hacer el estándar compatible con procesadores que van conectados con el zócalo Socket 7, tales como los Pentium, Pentium MMX y los procesadores de AMD y Cyrix.

Para que el sistema funcione, se necesita una tarjeta gráfica compatible con el slot AGP, por lo que una tarjeta PCI no nos valdrá. En este caso varía la velocidad. Existen tarjetas 1x, velocidad estándar, es decir, 66 Mhz (264 Mb/s máximo). Las nuevas AGP llegan con 2x a 133 MHz (dobla al anterior, y alcanza de máxima 528 Mb/s); y un último tipo de 4x a 400 Mhz (ya que la velocidad interna se aumenta a 100 Mhz). Aunque el chipset BX de Intel en teoría lo soporta, no saldrán tarjetas de este tipo hasta principios de 1.999.

El bus AGP permite cargar texturas en la RAM principal, es decir, ya no se limita a la capacidad de la memoria de la tarjeta gráfica; y además se apreciará de un aumento de imágenes por segundo, mayor calidad gráfica y la reproducción de vídeo más nítida. En teoría, un juego de 30 fps con una PCI alcanzaría con una AGP 240 fps. Microsoft dice que su API DirectDraw incluido en DirectX 5.0 es compatible con esta tecnología.

PCI

La tecnología PCI fue desarrollada por Intel para su microprocesador Pentium, pero se extendió hasta las tarjetas madre para 486 (sobre todo las de la última generación que soportaban 486DX4). El funcionamiento es similar al del bus VESA. La diferencia es que todos los slots de expansión se conectan al microprocesador indirectamente a través de una circuitería que controla las transferencias. Este diseño permite conectar (teóricamente) hasta 10 placas de expansión en PCI.

La Bios

Es una memoria especial que contiene las rutinas necesarias para que la computadora funcione correctamente y gestione las operaciones de entrada y salida de datos, de ahí su nombre BIOS, Basic Input/Output System (Sistema básico de entrada/salida).

Es muy recomendable que se pueda actualizar por software, es decir, tipo Flash, y que sea lo más reciente posible. Con respecto al programa de Setup, teniendo en cuenta nuestros conocimientos nos decantaremos por una BIOS con el mayor número de funciones de configuración automática posible (detectado de unidades IDE y de sus parámetros, ajuste automático de velocidades de acceso a RAM y a caché, etc), o por otro lado, podemos desear un mayor control de sus parámetros para ajustar al máximo el rendimiento. Una BIOS buena debe permitir arrancar la computadora desde varios formatos, como un disquete, un disco duro IDE o SCSI y un CD-ROM. Igualmente, conviene que las funciones automáticas de Plug and Play puedan configurarse manualmente (asignar IRQ y canales DMA para los posibles conflictos). Y se debe de poder desactivar por Setup los puertos serie y paralelo, o poder modificar sus direcciones de I/0 e IRQ para solucionar problemas al instalar nuevos dispositivos.

Hay distintos fabricantes de BIOS. Los más conocidos son Award y AMI. Por norma las opciones que nos encontramos en estas BIOS son diferentes. Por ejemplo, ambas tienen la posibilidad de obtener los parámetros de los discos duros instalados, pero sin embargo, la de Award no tiene la posibilidad de formatearlos (sólo a bajo nivel) mientras que la BIOS de AMI sí. La de AMI da la posibilidad de utilizar el ratón, mientras que la de Award no.

En el caso de una tarjeta madre para Pentium II, suele incorporar funciones de desconexión automática y nos tenemos que fijar si soporta configuración del procesador por BIOS (y no por jumpers), y las nuevas características de Windows 98 ACPI y OnNow.

Tipos de Zocalos: