Grado de dificultad: 2 (La placa base es el elemento el más complejo de describir. Por eso, fue para nosotros una decisión muy difícil: “hablar del PC o no, esa es la cuestión”).
Columnista: Roberto
Motherboard: la base
un elemento central complejo
Si el procesador es la cabeza de un PC, en el caso de un “Desktop”, es un elemento (importante, eso sí) que se enchufa en una base que sirve a todos los elementos electrónicos de la máquina.
Esta base es la “Motherboard” o “Placa base”.
Es una entidad compleja porque tiene funcionalidades múltiples. La idea aquí no es hacer un estudio técnico, porque los lectores de este artículo tienen perfiles muy variados (es poco decir).
Intentaremos dar “tips” generales.
Aspecto general
Sin embargo, nos toca empezar por datos muy técnicos. A continuación, están dos fotos de Placa base:
La placa de la izquierda es de generación más antigua que la de la derecha. Se puede notar un parecido en la organización de los elementos, y también diferencias.
Hay primero una diferencia estética: como se puede ver, la placa de la derecha, más reciente, es visualmente más estética. Eso confirma que cada elemento de los PCs Desktop recientes se compra individualmente, en cual caso, el aspecto estético es un criterio nuevo y relevante.
Luego, hay la presencia de varios radiadores, porque los elementos activos se calientan.
Un ojo más habituado notara diferencias en la mitad inferior de la placa: en la versión más reciente, falta un radiador (AKA un elemento que consume energía).
El elemento que falta es el “Southbridge”, que ahora nos tocara explicar…
Diagrama funcional
Por el momento, hemos logrado evitar las descripciones interminables que suelen ahuyentar los dummies. Sin embargo, vino el momento de hacer un salto cuántico, y analizar algunos aspectos técnicos
A continuación, está un diagrama funcional (extraído de Wikipedia, entidad sobre la cual nos tocara escribir algo en TMN) que resume lo que hace una Placa base:
La idea de las fotos y del diagrama no es provocarles dolores de cabeza, solo confirmarles que es complejo.
En el primer capitulo de este artículo, recordábamos que la gran calidad del concepto de PC era su modularidad.
Noción de BUS
Para que un computador sea modular, se necesita uno o varios medios de comunicación y/o de alimentación comunes. Este tipo de medio de comunicación se llama un “BUS”.
En el diagrama anterior, son las líneas espesas.
Unos son específicos del tipo de procesador (Intel y AMD, cuando se habla de Desktop, Qualcomm y Mediatek para máquinas más pequeñas).
Estamos hablando aquí del “front-side bus” entre el procesador y el “Northbridge”, luego del “Internal bus” entre el “Northbridge” y el “Southbridge”, componentes también específicos de marcas (Intel o AMD).
Por cierto, la razón para denominar estos dos componentes “Norte” y “Sur” es por analogía geográfica: sobre una placa orientada verticalmente, con el “socket” del procesador arriba (tal como modelizado en el diagrama), el Northbridge se ve arriba (“al norte”) del Southbridge (cuando este último es “físicamente” visible).
Estos dos buses solo interesan los fabricantes de placas, dejaremos a estos fabricantes la fácil tarea de explicarlos (suerte) …
Los otros “BUS” son los que efectivamente permiten conectar tarjetas y módulos a la Placa base.
Southbridge
Empezamos por la parte inferior del diagrama: las conexiones que dependen del “Southbridge”. A continuación, un extracto del diagrama (quédense con nosotros, la idea es explicar porque este elemento se está desvaneciendo):
Anomalías y funciones obsoletas
Tal vez Ustedes no lo ven, en este diagrama, nosotros sí, detectamos anomalías y elementos retrógrados (que espere el DOLEX, hacemos el trabajo por Ustedes):
1 – Abajo, hay un bloque llamado “Super I/O”, que está encargado de manejar las comunicaciones con elementos exteriores: puerto serial RS232, puerto paralelo Centronix, lector de disquetes, puertos PS/2 para teclado y mouse.
Problema de este bloque: se trata de interfaces “vintage” que cayeron en completo desuso en los periféricos actuales. La imagen siguiente muestra el módulo de conexión trasero de una placa reciente:
que no tiene ninguna de estas viejas conexiones (y que no están en nuestro kit), reemplazadas por interfaces USB.
2 – El bus PCI, sucesor de los históricos ISA y VESA Local Bus (VLB), está llegando en fin de vida, reemplazado por el PCI Express.
Explicación más detallada: el bus PCI, que existe desde el siglo pasado, funcionaba sobre direccionamientos sobre 64 bits, mientras que el más reciente PCI Express trabaja sobre 128 bits, más adaptado a la velocidad y tamaño de datos de los procesadores.
En la imagen a continuación, los dos conectores superiores son PCI Express.
En consecuencia, los remanentes módulos con conector PCI simple tampoco hacen parte de nuestro kit.
3 – Finalmente hay anomalías técnicas y “geográficas” asociadas con el Southbridge.
a – En el diagrama, el módulo “BIOS”, que constituye la inteligencia de la Placa base, estaba funcionalmente muy lejos del procesador.
b – El manejo de las interfaces USB y Ethernet, ubicadas en el módulo de conexión trasero, está “geográficamente” muy lejos de estos conectores, añadiendo problemas de diafonía e interferencias sobre la placa, además de poblarla de manera ineficiente.
Estas tres razones hacen que la justificación física del Southbridge se volvió más una fuente problemas inútiles. Queda sin embargo una pregunta capciosa: ¿Adónde van a parar los buses USB y Ethernet?
Funciones a migrar
¡No tan rápido! Nos faltan otras interfaces para describir:
- Las interfaces SATA, que sirven a conectar los discos duros (y eventualmente el lector de CD/DVD/Blu Ray). Estas interfaces compactas son, sin embargo, numerosas (de 5 a 8).
- Obviaremos la interface IDE (la que SATA reemplazó) por ser obsoleta.
- Una interface “Audio Codec” que perdió su propósito, porque muchas placas modernas incluyen un modulo audio embebido, y que las tarjetas de sonidos disponibles sobre le mercado actual son con interface PCI Express (x1).
En otros términos, solo las interfaces SATA se adjuntan a la lista de las conexiones a migrar al… procesador principal. La migración es fácil porque el fabricante de procesador es por esencia el mismo que para el Southbridge.
Northbridge
Después de esta oración fúnebre un tanto larga, hablamos de manera más concisa de un elemento que perdura por el momento, el Northbridge (también del mismo fabricante que el procesador.
A continuación, un extracto del mismo diagrama común:
La razón para no suprimir este componente (es posible: en maquinas más pequeñas como los Smartphones, todas las funciones están en un solo chip) es primero la evacuación de calorías: la velocidad de transferencia necesaria a los intercambios con los módulos de memoria RAM y con el bus PCI Express, genera un calentamiento que perjudicaría al desempeño del procesador.
El radiador, que siempre equipa este “chip”, es tanto un elemento funcional como estético en las placas de última generación
Hay sin embargo otros motivos, más tácticos, para dejarlo separado del procesador: la parte “oeste” de la placa (el bus PCI Express) tiene como utilizador principal la tarjeta gráfica.
En tareas de computación que requieren mucha potencia de cálculo (como descifrar mensajes #NSA), estas tarjetas están utilizadas como computadores auxiliares. El Northbridge permite en este caso compartir la RAM sin cargar el procesador principal (no es un uso muy habitual).
Otra posibilidad es en computadores de Gaming, donde hay más de una tarjeta gráfica, para evitar una sobrecarga del procesador en procesamiento de vídeos múltiples.
Sutilmente hemos obviado el bus AGP, que PCI Express reubicó en la zona obsolescencia.
El Bus de memoria RAM
Este último bus está exclusivamente dedicado a la comunicación con los módulos de memoria RAM “dinámica”. Estos módulos conocieron una constante evolución (DDR1, 2, 3, 4), siendo claro que cada generación es incompatible con la anterior (#business).
Acá termina por fin esta descripción. Encontrarán una gran variedad de placas donde los siguientes fabricantes:
Notaran que no aparecen en esta lista ni INTEL ni AMD, que prefieren limitarse a la fabricación y venta de los componentes, dejando a los tres de la lista anterior el problema de la realización de las placas y demás tarjetas gráficas (el tema de los radiadores y sistemas de ventilación es una especialidad).
Acá termina, por fin, este capítulo largo, que, esperamos no fue demasiado aburridor. Ahora sí, pueden ir por un DOLEX…
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