Esto es todo lo que necesitas saber de una placa base de PC: características, tipos y partes

Si tuviéramos que escoger una de las partes más importantes de nuestro PC, no sería precisamente la CPU, sino la placa base. Sin ella los diferentes componentes no se podrían usar en ningún momento, dado que no sería más que una serie de piezas sueltas, totalmente inertes e incapaces de hacer nada. Es por ello que hemos decidido hacer este artículo básico donde os daremos a conocer como es una placa base o motherboard (para los latinos) como si te lo contaran por primera vez.

Una de las paradojas más curiosas del mundo del PC es el poco caso que se le suele dar a la placa base a la hora de comprar o montar un PC. Muchos de los usuarios, cuando se enfrentan por primera vez a un galimatías de diferentes conectores para diferentes funciones, puede resultar bastante confuso para muchos usuarios. En este artículo os introduciremos en las diferentes partes de la placa madre y cuál es la función de cada una de ellas.

¿Qué es una placa base?

Una placa base, placa madre, Motherboard, MoBo, o como quieras llamarla, es una pieza de hardware a donde va conectada la circuitería que forma parte de un ordenador. En el que cada elemento conectado a la misma se puede encontrar conectado de una de estas maneras:

• Soldado a la propia placa base de forma directa.
• Conectado a través de un socket.
• Utilizando una ranura de expansión.
• A través de un puerto o conexión.

Las funciones de la placa base son dos:

• Intercomunicar los diferentes componentes entre sí de forma ordenada y siguiendo la arquitectura general de un ordenador.
• Proporcionar la circuitería necesaria para su alimentación eléctrica, así como para evitar los problemas puntuales de la misma. Por lo que también pone en contacto a estas con la fuente de alimentación.

Portátiles versus escritorio

Se ha de tener en cuenta que, pese a que no usamos el término placa base cuando hablamos de ordenadores portátiles o móviles, todo dispositivo emplea una. Todo sistema informático, desde un móvil, que en el fondo no es más que un PC de bolsillo, hasta una consola o calculadora, emplea una placa base. Esta es necesaria para unir a la CPU con el resto de componentes y los periféricos se comuniquen entre sí. Aparte de conseguir la energía necesaria para funcionar.

¿Y qué es eso a lo que llaman el chipset de la placa base?

A día de hoy el chipset de la placa base no es más que un solo chip, o en el mejor de los casos dos (en el caso del AMD X670). El nombre de chipset viene de conjunto de chips en la placa base. Y es que originalmente, lo podéis ver en la imagen de arriba, había una mayor cantidad de estos en una sola placa base. ¿Qué ha ocurrido? Pues por el avance de la ley de Moore se han ido integrando, es por ello que a día de hoy las placas base son muy limpias y sencillas en cuanto a circuitería.

Dicho de otra forma, con el paso del tiempo la compleja circuitería se ha reducido a una o dos piezas. Es más, algunos elementos como el antiguo Northbridge se ha convertido en el controlador de memoria integrado dentro de la CPU. Mientras que el Southbridge o controlador de periféricos es en lo que ha simplificado el chipset. Por ejemplo, las interfaces PCI Express con mayor ancho depende de un controlador integrado en la CPU y no del chipset, en especial las del primer SSD y la tarjeta gráfica.

La relación entre el chipset y la CPU

El motivo por el cual existe el chipset en la placa base es por el hecho que, si todas las interfaces a periféricos estuviesen en la CPU, entonces, desde el momento que tienen que estar en la periferia del chip para poderse conectar a cada controlador, pues requeriría aumentar el tamaño del chip. Esto se traduciría en que la CPU aumentaría de tamaño y consigo el coste final del mismo.

En realidad, las CPU para portátiles tienen ya todas las interfaces de periféricos y componentes que necesitan. Por lo que no requieren de que un chipset adicional para manejar conexiones adicionales. Por eso son un elemento que corresponde más bien en los PC de sobremesa, donde las capacidades de expansiones son, obviamente, mucho más amplias.

Componentes de una placa base

En una placa base, aparte del chipset, existen una serie de interconexiones y componentes que podemos encontrar en todas ellas. En algunos casos concretos nos podemos encontrar que, en vez de existir la interfaz para conectar un componente en concreto, este ya se encuentre soldado a la placa base de forma directa. Esto es lo que suele ocurrir en los ordenadores portátiles y en sistemas mucho más compactos.

Es por ello que nos vamos a centrar en la placa base de los ordenadores de sobremesa. De esta forma podemos definir los diferentes componentes que podemos encontrar en cada una de ellas y su utilidad. Si bien buena parte de nuestros lectores ya conocen los detalles de cada una de las mismas, así como su uso, hemos de recordar que el artículo que estáis leyendo está dirigido desde una perspectiva totalmente básica.

Socket del microprocesador o CPU

El socket o zócalo de la CPU, es una de las piezas fundamentales en una placa base. Proporciona al usuario un medio que sirve para instalar y asegurar la instalación del microprocesador en la placa base. Este establece la comunicación eléctrica y de comunicación de información con el resto de componentes de la placa base. Su gran número de pines, creciente en cada generación, y con diferente diseño según el fabricante y la generación del procesador, lo convierte en una de las piezas más complejas.

Cada una de las CPU de escritorio no se encuentra en realidad conectada de forma directa al socket, sino que lo que conectamos es un chip base que proporciona la comunicación con un socket determinado.

Se ha de tener en cuenta que cada generación de microprocesadores tiene su propia organización de pines y está pensado para ajustarse de forma mecánica a un tipo de placas base en concreto. Sin embargo, los pines no están por estar, el resto de componentes del sistema pasan por la unidad central de proceso y es importante la comunicación con la misma. De ahí a que la única forma de organizar los pines sea en matriz y a través de un socket.

En sistemas más avanzados, como estaciones de trabajo y servidores, nos podemos encontrar con dos sockets en una misma placa base, esto significa que podemos montar dos CPU, las cuales, deberán ser idénticas en características. Ambas comparten el mismo espacio de memoria, pero cada una de ellas tendrá sus propios módulos de memoria.

Zócalos o Ranuras de memoria RAM

La memoria RAM es uno de los elementos fundamentales en la placa base. Lo ideal es que estuviera tan cerca del procesador como fuese posible, pero desgraciadamente esto no puede ser así. Por lo que se hace necesario tener la RAM en chips aparte. El problema es la memoria RAM no viene en un solo chip, sino en varios a los que el sistema accede de forma simultánea.

Para el usuario final, instalar más memoria o reemplazarla sería un imposible solo en las manos de algunos manitas. Es por ello que se utilizan los módulos de RAM, los cuales proporcionan una interfaz donde es fácil instalar nueva memoria del sistema en nuestro PC. Si lo pensamos bien no difiere mucho de los cartuchos de las antiguas consolas de videojuegos, solo que aquí lo que enchufamos es de otra naturaleza, pero es memoria en transistor al fin y al cabo.

Con cada nueva generación de memoria el tipo de zócalo cambia y, por tanto, no existe uno universal. Esto se debe a que cada nuevo tipo de RAM que es mejor que el anterior tiene unos tiempos de comunicación y sincronía propios, aparte de que se van añadiendo nuevas funciones que requieren nuevos pines para ser controladas.

Interfaces para tarjetas de expansión: PCI Express y M.2

Las tarjetas de expansión son circuiterías adicionales colocadas en un PCB aparte, las cuales se especializan en una tarea en concreto que realizan liberando a la CPU de dicho trabajo. A día de hoy, debido a la integración que os hemos comentado antes, muchas tarjetas de expansión han desaparecido del mercado por el hecho que el usuario ya se encuentra esa necesidad cubierta de base. Sin embargo, existen dos tipos de tarjetas de expansión que se siguen vendiendo a día de hoy y que requieren interfaces de expansión, estás son: PCI Express y M.2.

Ambas se basan en el mismo protocolo, pero con diferencias. El PCI Express soporta hasta 16 pines de datos, en cambio, M.2 se queda en 4. En cuanto a la potencia otorgada a la tarjeta de expansión. El PCIe estándar permite el uso de conectores de alimentación adicionales y tiene la capacidad de entregar 75 W por sí sola sin alimentación adicional.

En cuanto al conector M.2 se usa para conectar unidades SSD de alto rendimiento, así como módulos wifi en algunas placas base, pero no llegan a consumir más de 15 W.

Conectores en una placa base

Una placa base, aparte de las diferentes conexiones para los distintos componentes que son esenciales en un ordenador, también traen consigo una serie de conectores adicionales que resultan igual de esenciales para el correcto funcionamiento del sistema.

Por lado, tenemos los conectores de alimentación que permiten que los diferentes componentes reciban la electricidad necesaria para que funcionen, por el otro a donde conectamos los ventiladores que van en la caja y que crearan la corriente de aire necesaria para mantener el PC a una temperatura estable y óptima de trabajo.

Puertos SATA

El puerto SATA es un tipo de puerto de comunicación de datos de tipo serial, el cual históricamente se ha utilizado para discos duros y unidades ópticas, pero que en la actualidad se trata de un conector de legado que se ha abandonado en los ordenadores portátiles.

Su versión más avanzada puede entregar hasta 6 Gbits/s siempre y cuando ambos dispositivos sean de tercera generación. No obstante, el avance continuo del USB en cuanto a anchos de banda, en combinación con el desuso creciente de discos duros y la desaparición de las unidades ópticas, ha provocado que a día de hoy solo tengan una función, la de conectarle un disco magnético para emplearlo como unidad de almacenamiento principal o de backups.

Puertos USB

El USB se ha convertido en el conector estándar, sobre todo en sus tipos A y C, para todos los periféricos externos que podemos conectar al ordenador. Se ha mantenido constante durante casi tres décadas y ha llegado a cuatro generaciones, empezando con unos simples 11 Mbps hasta la versión más potente disponible en el mercado, con 40 Gbps o 40.000 Mbps, lo que les permite utilizarse a día de hoy incluso para transmitir vídeo.

Los puertos USB de diferentes generaciones son controlados por el chipset del sistema, en algunos casos incluso por el procesador. Tienen la capacidad de alimentar a los periféricos a los que están conectados y con la llegada del tipo C y su capacidad de llegar hasta los 240 W, lo cual, en el futuro, puede incluso universalizar los puertos de alimentación.

Es precisamente esta capacidad de poder entregar datos a gran velocidad y servir como alimentación eléctrica a los periféricos, lo que lo ha convertido en el estándar absoluto para conectar los periféricos externos a la placa base.

Conectores de alimentación

Al igual que existen conectores de datos, también tenemos diversos conectores que sirven para dar electricidad a los diferentes componentes sin que tengamos que conectarlos a una fuente de alimentación externa. Por lo que su existencia reduce la cantidad de enchufes a la toma de corriente, y al mismo tiempo, hemos de tener en cuenta que todos y cada uno de los componentes de nuestro ordenador están pensados para funcionar con corriente continua, ya que reciben la electricidad ya transformada por la fuente de alimentación.

Conector	Pines	Función	Voltaje	Potencia
ATX	(20+4)	Otorgarle potencia a la placa base	+3.3 V, +5 V, and +1 2V	Variable
ATX12V	4	Alimentar a la CPU	+12 V	120 W
EPS12	8 (4+4)	Para CPU de alto rendimiento, les da potencia extra	+12 V	336 W
PCI Express	6	Alimentar la tarjeta gráfica	+12 V	75 W
PCI Express	8 (6+2)	Alimentar la tarjeta gráfica	+12 V	150 W
PCI Express	16 (12+4)	Alimentar la tarjeta gráfica	+12 V	150 W, 300 W, 450 W, 600 W
SATA	15	Alimentar las unidades SATA	+5 V y +12 V	54 W

Conectores para los ventiladores y refrigeraciones líquidas

Los diferentes ventiladores que se utilizan en el sistema giran a mayor o menor velocidad según la situación de temperatura del sistema. El problema es que estos no se autocontrolan, sino que son manejados por el sistema a través de los conectores PWM de 3 o 4 pines a los que conectamos los propios ventiladores y que realizan una doble función. Por un lado, controlar la velocidad de los propios ventiladores y a veces su iluminación RGB, por el otro lado son los

Gracias a los diferentes sensores de control de voltaje y temperatura disponibles en todo el sistema, con una configuración bien montada y el software adecuado, entonces el sistema puede gestionar el sistema de refrigeración.

LEDS de la placa base y altavoz interno

Dado que es posible que nos encontremos con un problema de señal de vídeo, la placa base ha de tener una forma de comunicarse con el usuario para marcar cuando tienes problemas. Es ahí donde entran los LEDS de la placa base y el código de pitidos a través del altavoz interno, según la combinación de luces o de sonidos nos puede indicar un error u otro.

Funciones adicionales en las placas base actuales

Con el paso del tiempo, ciertas funciones que se encontraban habitualmente en tarjetas de expansión se han ido integrando en la placa base. Los dos ejemplos más claros son la tarjeta de red y la tarjeta de sonido. En muchas placas base tenemos dos salidas Ethernet para conectar el PC al enrutador o incluso de forma directa a otro PC.

Si bien no son los modelos más potentes del mercado, sí que son lo suficientemente buenas como para una conexión a internet doméstica. Tampoco nos podemos olvidar el hecho que ciertas placas base traen consigo una radio wifi integrada y a veces incluso con funciones Bluetooth. Otras, en cambio, nos permiten conectar una tarjeta en la placa base, normalmente en la forma de M.2 2230.

En cuanto a la tarjeta de sonido, muchas placas base llegan a incorporar de paso toda la circuitería analógica para el audio, así como las entradas de sonido correspondientes para conectar diferentes dispositivos. Si bien no están pensadas para producción musical, son lo suficientemente buenas a nivel amateur, para juegos y para conectar un buen sistema de altavoces posicionales.

Tipos de placa base

No todos los ordenadores tienen el mismo tamaño, ni tampoco todos los usuarios tienen las mismas necesidades. Todo esto termina provocando que existan diferentes tipos de placa base con sus especificaciones diferenciada y orientadas a diferentes segmentos del mercado. En realidad, los diferentes tipos se encuentran asociados a los diferentes tipos de caja que podemos encontrar en los que colocarlas.

El primer tipo de caja de PC que se tomó como referencia para un estándar tanto de caja como de placa base fue el tipo IBM AT, el cual llegó con el IBM en 1984 con los 80286 y las tarjetas gráficas EGA. Fue el estándar durante varias generaciones, ya que duró una década entera en el mercado, hasta que con la llegada de Windows 95 y el boom del sistema operativo de los de Redmond, desde Intel decidieron reinventar las placas base con el estándar ATX, el cual ha sido la base para los diferentes factores forma o tipos de placa base.

ATX

El estándar ATX, AT eXtended, fue lanzado por Intel en el año 1995. Este llegó para solucionar los problemas que plagaban a las placas AT que se habían utilizado durante una década entera. Y es que las placas AT requerían una serie de cambios. El primero y más importante el de los conectores de alimentación, la conectividad y el enorme tamaño que tenían.

Y es que en una década, a medida que había pasado el tiempo, componentes que hacían tareas dedicadas y eran un chip aparte se habían ido integrando entre sí. De golpe, lo que en una placa base de los años eran varios chips desperdigados, se habían convertido en dos chips en la placa base.

Debido a qué aunaban la capacidad de lo que antes eran varias piezas, pasaron a llamarse chipsets. Dicha reducción de semiconductores en la placa base permitía reducir el tamaño, pero también replantearse la alimentación eléctrica de los mismos. Es decir, con ATX nació el PC moderno que conocemos.

• Mide 305 mm de alto y 244 mm de largo.
• Soporta hasta 4 zócalos o ranuras para memoria RAM.
• Uno de sus puntos fuertes es que, por su tamaño, permite una mejor circulación del aire.
• De 5 a 7 ranuras para tarjetas de expansión.

El estándar ATX supuso el fin de todos los chips TTL que plagaron las diferentes placas en la década de los 80 y principios de los 90. Esto dio lugar placas base mucho más limpias. Estas se adaptaron para los diferentes tipos de mercados y, por tanto, para diferentes necesidades.

Micro-ATX

En 1997, con la llegada de los Pentium II, Intel lanzó otra propuesta de placa base para PC. La llamada Micro-ATX, la cual no era más que una versión de la ATX, pero con algunos cambios para que fuese más compacta. Y es que pese a que su ancho es el mismo, 244 mm, es mucho menos alta, ya que mide 244 mm. Es fácil de detectar debido a su diseño cuadrado.

Este recorte en tamaño tiene un sacrificio, y es reducir las ranuras de expansión PCI y el número de puertos M.2. Por lo demás, suelen ofrecer las mismas especificaciones que las placas ATX. En la actualidad se trata del tipo de placa base más usado entre los que se montan un PC de escritorio.

Extended ATX o EATX

Esta placa base de enorme tamaño, mide 344 mm de alto y 330 mm de ancho. No te preocupes, está pensada para servidores y estaciones de trabajo. Sus capacidades de expansión son mucho más altas que los de una placa ATX convencional. Debido a ello, no son muy vistas en el mercado doméstico. Es más, son una rareza debido a que no todo el mundo puede aprovechar sus capacidades. ¿El motivo? Están pensadas para procesadores que no son de escritorio, con una mayor cantidad de núcleos y de conectividad con los periféricos, así como más canales de memoria:

• Disponen de más de 4 zócalos para memoria RAM, el estándar son 8, pero existen diseños que permiten hasta 12.
• En muchos diseños se pueden colocar hasta 2 chips de procesador en vez de uno.
• Disponen de más de 7 ranuras para tarjetas de expansión.

Debido a su gran tamaño, es difícil encontrar cajas de PC para montarlos, pero son ideales para montar una estación de trabajo de alta capacidad, en especial si te dedicas a la creación de contenido o un pequeño servidor en tu empresa. Sin embargo, no lo recomendamos a nadie que no vaya a usar sus características al 100%.

Mini-ITX

El estándar de placa base Mini-ITX fue creado por VIA Technologies para la creación de ordenadores con un diseño compacto y pequeño. Nació en la primera mitad de los 2000 y su boom se produjo en el mundo de los HTPC, ordenadores que se conectan al televisor del salón de casa como centros multimedia de alta capacidad. Sin embargo, no hablamos de MiniPC, ya que las placas Mini-ITX tienen cierta capacidad de expansión, aunque menor que las Micro-ATX.

Debido a que no es un estándar ATX se toma ciertas licencias, puesto que no se diseñó derivando de las especificaciones de Intel. Para empezar su tamaño es de 170 mm x 170 mm, lo cual limita la capacidad para montar componentes como radiadores o disipadores para CPU, así ciertas tarjetas gráficas, que se han de acortar para caber en un sistema Mini-ITX.

En cuanto a sus capacidades de expansión, obviamente son limitadas desde el momento en que tienen solo dos zócalos de memoria RAM y otro para la tarjeta gráfica. Lo cual hace que fuera de usos puntuales no sean muy populares, ya que los ordenadores basados en este tipo de placa base están muy limitados en lo que a potencia se refiere en comparación con una torre de toda la vida.