Guia Completa de la Placa Base: Components, Chipset i Memòria RAM

La Placa Base: El Nucli de l'Ordinador

La placa base és l'encarregada d'interconnectar i comunicar tots els components d'un ordinador. La placa és la base de qualsevol sistema informàtic.

Components de la Placa Base

• Socle (Socket) del processador.
• Socles de la memòria (principal - RAM).
• Conjunt de xips (Chipset): Northbridge, etc.
• Socles de la memòria cau (Cache).
• Socles de la BIOS.
• Socles i connectors.
• Jumpers de configuració.

La BIOS (Basic Input-Output System)

La BIOS és un sistema bàsic d'entrada/sortida que normalment passa inadvertit per a l'usuari final. S'encarrega de trobar el sistema operatiu i carregar-lo en memòria RAM.

Casos per Actualitzar la BIOS

Caldria actualitzar la BIOS en els següents casos:

1. Per solucionar problemes de funcionament de la placa base.
2. Per millorar o adquirir noves funcionalitats per a la placa mare.
3. Per donar suport a nous processadors (CPU).
4. Per millorar la compatibilitat amb nous perifèrics o memòries.
5. Per aplicar correccions de seguretat o errors crítics detectats.

Mètodes d'actualització esmentats: Actualització des de Windows (requereix un disquet o CD d'arrencada de DOS) i Actualització des de DOS.

Formats de Placa Base

Es fabriquen en formats més petits com microBTX (264x267 mm) i picoBTX (203x267 mm). Altres formats inclouen: BTX, Baby AT, ATX, AT.

El Chipset: Comunicació i Control

Per definició, el chipset és un conjunt de xips que tenen la tasca de:

Ajudar al processador i als components del PC per a una correcta i òptima comunicació entre ells, mitjançant el control de tot el procés de comunicació i de connexió.

Funcions del Chipset

Les funcions que realitza són les següents:

• La transmissió de dades, les instruccions i els senyals que flueixen entre la CPU i la resta d'elements.
• Oferir suport per al bus d'expansió, és a dir, totes les ranures (slots) d'entrada i sortida.

El fet que es denomini al seu conjunt amb un únic nom és perquè estan orientats a treballar tots junts, com una única peça. Tot i així, analitzant amb més profunditat podem trobar dos grans components (si ens basem en els ordinadors Intel), que són el Northbridge (Pont Nord) i el Southbridge (Pont Sud).

NORTHBRIDGE (Pont Nord)

També el podem trobar anomenat MCH (Memory Controller Hub), Pont Nord o GMCH (Graphical Memory Controller Hub).

Es connecta directament a la CPU i manté les comunicacions i connexions amb els components d'alta velocitat, és a dir, RAM, targeta AGP o PCI Express (gràfiques). Igualment estableix la connexió amb el Southbridge (pont sud).

Controla:

• Tipus de microprocessador que suporta la placa.
• Número de microprocessadors que suporta la placa.
• Velocitat del microprocessador.
• La velocitat del Bus Frontal (FSB), és a dir, el Bus que uneix la CPU amb el Northbridge (mireu Fig. 1.1).
• Controlador de memòria.
• Tipus i quantitat màxima de memòria RAM.
• Controladora gràfica integrada (segons el model de Northbridge).

Moltes vegades el podem identificar perquè porta un dissipador o un ventilador per tal de refrigerar-lo, ja que treballa a altes velocitats i això suposa que s'escalfa més.

SOUTHBRIDGE (Pont Sud)

També el podem trobar anomenat Pont Sud o ICH (Input Controller Hub).

És el responsable de la connexió de la CPU, via el Northbridge, de la resta de perifèrics del sistema, això són totes les connexions: PCI, ISA, CNR, AMR, infrarojos, disquetera, IDE, LAN (no en tots els casos), PCI-Express, USB, Firewire, Controlador d'interrupcions, Teclat, Ratolí, so, etc.

Interconnexions del Bus

El Front Side Bus (FSB) és el nom que rep el bus principal que fan servir la majoria dels processadors Intel, i que comunica la CPU amb el Northbridge. En aquesta comunicació es transmeten senyals de dades, adreces, control i sincronització entre el Northbridge i la CPU.

La tecnologia Hyper Transport (HT) és una connexió punt a punt sèrie que ofereix una amplada de banda superior fins a 7,2Gb i té un retard molt baix, eliminant els colls d’ampolla. En l’Arquitectura Hyper Transport es va pensar a dividir el FSB en dos busos: un bus dedicat per a la memòria bidireccional (Memory Bus) i un altre que es comunica amb el Chipset (Hyper Transport Bus).

QuickPath Interconnect (QPI) és un sistema desenvolupat per a la seva aplicació a partir de la nova gamma de processadors Intel i7. Es basa en una idea similar a la del HT, però amb una diferència important: els nous processadors Intel i7 incorporen al seu interior el controlador de memòria. Això estalvia al chipset aquesta funció i, per tant, s'aconsegueix una molt més eficient gestió de la memòria per part del processador. A més, la duplicitat de línies del bus QPI permeten la lectura i escriptura simultània de dades.

Memòria DRAM

Característiques generals de tota la memòria DRAM

És la memòria principal dels ordinadors.

• És dinàmica perquè el seu contingut es reescriu contínuament, és a dir, és actualitzada elèctricament de forma contínua per tal que no es perdi la informació que contenen en descarregar-se els condensadors.
• Els circuits inclouen la lògica necessària perquè les seves cel·les siguin llegides independentment de les operacions de lectura i escriptura realitzades pel processador. Aquest procés s'anomena REFRESC.

DDR SDRAM

DDR SDRAM és la SDR de doble velocitat (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory). És memòria síncrona, envia les dades dues vegades per cada cicle de rellotge. D'aquesta manera treballa al doble de velocitat del bus del sistema, sense necessitat d’augmentar la freqüència de rellotge. Es presenta en mòduls DIMM de 184 contactes.

Característiques de la DDR

Memòria d’accés aleatori dinàmica síncrona de doble taxa de transferència de dades, pot enviar dos blocs de dades per cada cicle de rellotge utilitzant els 2 flancs del senyal del rellotge.

Dual Channel

Dual Channel és una tecnologia per memòries que incrementa el rendiment, ja que permet l’accés simultani a dos mòduls diferents de la memòria RAM. Això s’aconsegueix perquè el NorthBridge conté un segon controlador de memòria integrat.

Volatilitat de la Memòria

• Volàtil: Registres del microprocessador, Memòria cau, RAM, EPROM o flash (BIOS).
• No volàtil: Llapis USB, Disc dur.

El procés que s'ha de realitzar obligatòriament en una memòria dinàmica s'anomena REFRESC.

Cada bit de la memòria dinàmica (RAM) està format per un petit capacitor en el qual es carrega una determinada càrrega que indica si conté un zero o un u lògic. Com que és una càrrega en un capacitor, a mesura que passa el temps aquesta càrrega es va perdent. Per tal que no es perdi, caldrà realitzar un procés cíclic que recupera o recorda el valor guardat. Aquest procés es realitza quan treballa el DMA (Direct Memory Access), que és un circuit dedicat a enviar i recuperar dades directament amb la memòria només amb una petita intervenció de la CPU al principi i al final de la transferència d'un bloc complet de dades (no byte a byte), així deslliura a la CPU d'estar constantment pendent de les transferències amb la memòria.

Emmagatzematge Secundari

L'emmagatzemament secundari és el conjunt de dispositius (aparells) i mitjans d'emmagatzemament (suports) que formen el subsistema de memòria d'un ordinador juntament amb la memòria principal.

Les unitats o dispositius d'emmagatzemament són els dispositius (aparells) que permeten emmagatzemar dades, és a dir, que realitzen les funcions de lectura i escriptura sobre suports no volàtils o mitjans d'emmagatzemament.

Aquests aparells per si sols no són capaços de guardar dades; necessiten els suports on guarden la informació.

Tipus de Suports

Magnètica * Òptica * Flash.

Exemple de Càlcul de Capacitat (Disc Dur)

Cilindres = 6253
Capçals = 16
Sectors/pista = 63
Capacitat = 6253 x 16 x 63 x 512 bytes = 3.227.148.288 bytes (aprox 3,2 Gbytes)