Los ordenadores están formados por un conjunto común de componentes: procesador, memoria RAM, disco duro, tarjetas de expansión, fuente de alimentación y multitud de periféricos, entre otros. Estos componentes se integran en una placa base que consiste en un conjunto de circuitos impresos y conectores integrados.
La placa base (motherboard en inglés) de un ordenador es una placa de circuito impreso o PCB (Printed Circuit Board) en cuya superficie se han grabado pistas o buses de material conductor que conectan los distintos componentes.
El factor de forma de una placa base determina su tamaño, la disposición de sus componentes y marca los periféricos que pueden integrarse. Actualmente, existen muchos factores de forma, pero los más importantes son los siguientes:
Nombre | Tamaño (mm) |
ATX | 305×244 |
Micro-ATX | 244×244 |
Mini-ITX | 170×170 |
Nano-ITX | 120×120 |
Pico-ITX | 100×72 |
Ver factores de forma en comparación con el tamaño de un bolígrafo
El zócalo o socket es el lugar en el que se inserta el microprocesador. Los encapsulados para microprocesadores más utilizados son los siguientes:
Los zócalos PGA y LGA normalmente disponen de un sistema de sujeción o palanca, denominado ZIF (Zero Insertion Force), que impide que se mueva el microprocesador. Ver más información sobre los tipos de microprocesadores.
La memoria principal o RAM (Random Access Memory) se utiliza para guardar datos de forma temporal. En esta memoria se puede leer y escribir, pero su información se borra cuando se apaga el dispositivo (memoria volátil).
Este tipo de memoria anteriormente se encontraba soldada a la placa base, pero actualmente existen zócalos (slots) o bancos individuales y de diferentes formatos.
La memoria más utilizada actualmente en los ordenadores es la memoria RAM DDR (Double Data Rate) y sus características más importantes se muestran en la tabla siguiente:
Nombre | Voltaje | Nº Accesos por ciclo | Número de contactos |
SDRAM | 3,3 | 1 | 168 |
DDR SDRAM | 2,4 | 2 | 184 |
DDR2 SDRAM | 1,8 | 4 | 240 |
DDR3 SDRAM | 1,5 | 8 | 240 |
DDR4 SDRAM | 1,2 | 8 | 288 |
DDR5 SDRAM | 1,1 | 8 | 288 |
Como podemos ver en la tabla, las memorias han evolucionado mucho desde la SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) hasta la DDR5 (Double Data Rate 5) SDRAM. En este contexto, las memorias siguen evolucionando y han salido modalidades que son cada vez más rápidas y con menor consumo de energía. Por ejemplo las memorias “low voltage” que veremos en el tema dedicado a las memorias.
La BIOS (Basic Input/Output System) es un programa grabado en una memoria ROM (Read Only Memory), que se encarga de realizar las funciones necesarias para que el ordenador arranque. Lo primero que hace la BIOS es un chequeo de todos los componentes hardware denominado POST (Power On Self Test). Si no hay ningún problema la BIOS delega el control en el SO.
La BIOS también lee la información que se guarda en un tipo de memoria llamada CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) que cuenta con una tecnología de muy bajo consumo alimentada por una pila, para que al apagar el ordenador no se pierda esta información. En esta memoria se guardan aspectos de configuración como la hora, la fecha, el idioma de la BIOS, la actualización del firmware, etc.
La tecnología UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) es una BIOS avanzada que permite asegurar el arranque del SO y da soporte a otras tecnologías, por ejemplo a particiones de disco GPT (Guid Partition Table).
El chipset es un conjunto de circuitos integrados que sirven de apoyo al microprocesador en el control de los componentes de la placa base. Tradicionalmente, el chipset hacía referencia a dos circuitos integrados: el Northbridge o puente norte y el Southbridge o puente sur. El bus que conecta el microprocesador con el puente norte se llama FSB (Front Side Bus), tal y como se puede ver en la siguiente figura.
En los diseños actuales se ha eliminado el puente norte y en su lugar se utiliza un bus, llamado DMI (Direct Media Interface), que consigue un mejor rendimiento. El resto de conexiones se lleva a cabo con un nuevo chip que reemplaza al puente sur denominado PCH (Platform Controller Hub) en Intel y FCH (Fusion Controller Hub) en AMD.
Con respecto al FSB, también sufrió mejoras en cuanto a la velocidad de conexión y rendimiento. En el caso de Intel se llamó QPI (Quick Path Interconnect) y en AMD HyperTransport.
Las ranuras de expansión nos permiten agregar tarjetas adaptadoras adicionales o de expansión para controlar otros periféricos, como por ejemplo impresoras, monitores, unidades de disco, etc.
El número de ranuras de expansión de una placa base varía en función de su diseño y factor de forma. Como es de esperar, un ordenador de sobremesa dispondrá de varios tipos de ranuras de expansión, mientras que un ordenador portátil puede incluso que no disponga de ninguna ranura por el reducido espacio de su placa base.
Existen diversos tipos de ranuras de expansión, como ISA, VESA, PCI, AGP y PCI Express.
Existen distintos tipos de longitudes, desde x1 a x32. Para conectar tarjetas de expansión con la placa base, PCI Express utiliza ranuras físicas. Pueden ir de x1 a x16, y cuánto mayor es el número mayores son las dimensiones de la ranura porque contiene más pines. Algunas de las más utilizadas son las siguientes:
Existen diferentes versiones de PCI Express:
Podemos hacer el cálculo de la velocidad de cada PCIe teniendo en cuenta su versión y el número de carriles. Así, por ejemplo, un PCIe 1.0 tendría las siguientes velocidades para cada uno de sus tipos:
x1 | x2 | x4 | x8 | x16 | x32 |
250MB/s | 500MB/s | 1000MB/s | 2000MB/s | 4000MB/s | 8GB/s |
La placa base tiene soldados diferentes conectores. Algunos de los más destacados son los siguientes: