Placa base

Archiu:ASRock K7VT4A Pro Mainboard.jpg

Placa base

La placa base, també coneguda com a targeta mare, placa mare o placa principal (motherboard o mainboard en anglés), és una targeta de circuit imprés a la que es conecten els components que constituïxen la computadora. L'us de l'anglicisme motherboard està àmpliament estés en l'àmbit tècnic i en diverses regions d'Hispanoamèrica, a on s'ampra habitualment en gènero femení (la motherboard).

És una part fonamental per a montar qualsevol computadora personal d' escritori o portàtil o algun dispositiu. Té instalats una série de circuits integrats, entre els que es troba el circuit integrat auxiliar (chipset), que servix com a centre de conexió entre el microprocessador (CPU), la memòria d'accés aleatori (RAM), les recalats d'expansió i atres dispositius.

Està instalada dins d'una carcassa o gabinet. Generalment en la part d'avall o lateral dret podem vore conectors interns per a conectar dispositius externs (com a ports USB de la carcassa) o interns (com a ports SATA per a conectar discs durs).

La placa base, ademés inclou un firmware cridat BIOS, que li permet realisar les funcionalitats bàsiques, com a proves dels dispositius, vídeo i maneig del teclat, configuració de l'equip, reconeiximent de dispositius i càrrega del sistema operatiu.

Components de la placa base

Una placa base típica admet els següents components:

• Conectors d'alimentació d'energia elèctrica (vore més avall)
• Zócalo de CPU (monoprocesador) o zócalos de CPU (multiprocessador).
• Recalats de RAM
• Chipset
• Recalats PCI Express o PCI (en desús)
• Conectors SATA
• Conectors USB Interns
• Conector de panel frontal
• Conector d'àudio

Conectors d'alimentació

Vore també: Font d'alimentació

Per un o varis d'estos conectors d'alimentació, una alimentació elèctrica proporciona a la placa base els diferents voltages i #intensitat necessaris per al seu funcionament.

Les plaques base estàndar usen un conector de 24 pines, mentres que algunes més antigues utilisen un de 20.

També inclouen un conector per a la CPU, que generalment s'ubica dalt a l'esquerra, que pot ser de 4, 8 o 16 pines.

Zócalo de la CPU

Artícul principal → Zócalo de CPU.

El zócalo (socket) de la CPU és un receptàcul que encastrar el microprocessador i ho conecta en el restant de components a través del bus frontal de la placa base.

Si la placa base dispon d'un únic zócalo per a microprocessador, es denomina monoprocesador. En canvi, si dispon de dos o més zócalos, es denomina placa multiprocessador.

Recalats de RAM

Vore també: Recalat d'expansió

Les plaques bases consten de recalats (slots) de RAM (Random Access Memory 'Memòria d'accés aleatori'), el seu número és de 2 a 4 recalats en una mateixa placa base comuna.

En elles s'inserten dites memòries del tipo convenient depenent de la velocitat, capacitat i fabricant requerits segons la compatibilitat de cada placa base i la CPU.

Algunes plaques base de servidors inclouen des de 8 fins a 16 slots de RAM.

Chipset

Artícul principal → Chipset.

El chipset és una série o conjunt de circuits electrònics, que gestionen les transferències de senyes entre els diferents components de la computadora (processador, memòria, targeta gràfica, unitat d'almagasenament secundari, etcétera).

Històricament, el chipset es dividia en dos seccions: el pont nort (northbridge), que gestionava l'interconexió entre el microprocessador i la memòria RAM, i el pont sur (southbridge), encarregat dels perifèrics i almagasenament. No obstant, a partir de 2010 en #arquitectura com la série 5 d'Intel, les funcions del pont nort es varen integrar directament en el encapsulado de la CPU. Des de llavors, el pont sur ha evolucionat cap a un chip únic denominat PCH (Platform Controller Hub) en plataformes Intel o FCH (Fusion Controller Hub) en AMD. En dispositius portàtils o de baix consum, tota la funcionalitat s'integra en un sol chip denominat SoC (System on Chip).

Atres components importants

• El rellonge: regula la velocitat d'eixecució de les instruccions del microprocessador i dels perifèrics interns.
• La CMOS: una chicoteta memòria que preserva certa informació important (com la configuració de l'equip, data i hora), mentres l'equip no està alimentat per electricitat.
  • La pila de la CMOS: pila de botó que proporciona l'electricitat necessària per a operar el circuit constantment i que este últim no s'apague perdent la série de configuracions guardades, com la data, hora, seqüència d'arrancada...
• La BIOS: un programa registrat en una memòria no volàtil (antigament en memòries ROM, pero des de fa temps s'ampren memòries flash). Este programa és específic de la placa base i s'encarrega de l'interfaç de baix nivell entre el microprocessador i alguns perifèrics. Recupera, i despuix eixecuta, les instruccions del registre d'arrancada principal (Master Boot Record, MBR), o registrades en un disc dur o un dispositiu d'estat sòlit, quan arranca el sistema operatiu.
  • Actualment, les computadores modernes substituïxen el MBR per la taula de particions GUID (GPT) i el BIOS per Extensible Firmware Interface (EFI).
  • Algunes plaques base modernes tenen una BIOS dual, és dir, que inclouen un chip de memòria adicional en una còpia de la BIOS principal per si esta falla o es corrompe, per a aixina poder restaurar-la.
• El bus frontal o bus davanter (front-side bus o FSB): també cridat bus intern, conecta el microprocessador al chipset. Està caent en desús front a HyperTransport i Quickpath.
• El bus de memòria conecta el chipset a la memòria temporal.
• El bus d'expansió (també cridat bus I/S): unix el microprocessador als conectors d'entrada/eixida i als recalats d'expansió.
• Els conectors d'entrada/eixida que complixen normalment en la norma PC 99; estos conectors inclouen:
  • Els ports serie, per a conectar dispositius antics.
  • Els ports paralels, per a la conexió d'impressores antigues.
  • Els ports PS/2 per a conectar teclat i rata; estos interfaços tendixen a ser substituïdes per USB.
  • Els ports USB (en anglés Universal Serial Bus), per eixemple, per a conectar diferents perifèrics, com per eixemple: mouse, teclat, memòria USB, teléfons inteligents, impressores...
  • Els conectors RJ-45, per a conectar-se a internet.
  • Els conectors VGA, DVI, HDMI o DisplayPort per a la conexió del monitor de computadora o proyector de vídeo.

• • Els conectors IDE o Serial NUGA, per a conectar dispositius d'almagasenament, tals com discs durs (HDD), dispositius d'estat sòlit (SSD) i unitats de disc òptic.
  • Els conectors jacks d'àudio, per a conectar dispositius d'àudio, per eixemple: altaveus i auriculars (còdic de color: vert), i micròfons (còdic de color: rosat).
• Les recalats d'expansió: es tracta de receptàculs (slots) que poden acollir plaques o targetes d'expansió (estes targetes s'utilisen per a agregar característiques o aumentar el rendiment de la computadora; per eixemple, una targeta gràfica es pot afegir per a millorar el rendiment 3D). Estos ports poden ser ports:
  • ISA (Industry Standard Architecture) un interfaç antic
  • PCI (Peripheral Component Interconnect) per a conectar targetes d'expansió (reemplaçat per PCIe)
  • AGP (Accelerated Graphics Port) per a conectar antigues targetes gràfiques
  • PCIe o PCI-Express, són els més recents.

• En l'evolució de les computadores, més i més característiques s'han integrat en la placa base, tals com a circuits electrònics per a la gestió del vídeo, de sò o de rets, evitant aixina l'adició de targetes d'expansió:
  • interfaç gràfic integrat o unitat de processament gràfic (GPU, Graphics Processing Unit, o iGPU, Integrated Graphic Processor Unit)
  • interfaç integrat d'àudio o sò
  • interfaç integrat Ethernet o ports de ret integrats ((10/100 Mbit/s) / (1 Gbit/s))

• En la placa també existixen distints conjunts de pines, cridats jumpers o ponts, que servixen per a configurar atres dispositius:
  • JMDM1: Servix per a conectar un mòdem pel qual es pot encendre el sistema quan este rep una senyal.
  • JIR2: Este conector permet conectar mòduls de infrarrojos IrDA, tenint que configurar la BIOS.
  • JBAT1: S'utilisa per a poder borrar totes les configuracions que com a usuari podem modificar i restablir les configuracions que vénen de fàbrica.
  • JP20: Permet conectar àudio en el panel frontal.
  • JFP1 I JFP2: S'utilisa per a la conexió dels interruptors del panel frontal i els ledes.
  • JUSB1 I JUSB3: És per a conectar ports USB del panel frontal.

Tipos de bus

Artícul principal → Bus (informàtica).

Els busos són espais físics que permeten el transport d'informació i energia entre dos punts de la computadora.

Els busos generals són cinc:

Bus de senyes

Els busos de senyes són les llínees de comunicació per a on circulen les senyes externes i interns del microprocessador.

Bus de direcció

El bus de direcció és la llínea de comunicació per a on viaja l'informació específica sobre la localisació de la direcció de memòria de la senya o dispositiu al que es fa referència.

Bus de control

El bus de control és la llínea de comunicació per a on es controla l'intercanvi d'informació en un mòdul de l'unitat central i els perifèrics.

Bus d'expansió

Els busos d'expansió són el conjunt de llínees de comunicació encarregat de dur el bus de senyes, el bus de direcció i el de control a la targeta d'interfaç (entrada, eixida) que s'agrega a la placa principal.

Bus del sistema

Tots els components de la placa base es vinculen a través del bus del sistema, per mig de distints tipos de senyes del microprocessador i de la memòria principal, que també involucra a la memòria caché de nivell 2. La velocitat de transferència del bus de sistema està determinada per la freqüència del bus i l'ample.

Formats de placa base

Les plaques base necessiten tindre moltes dimensions compatibles en les caixes que les contenen, de manera que des dels primers computadors personals s'han establit característiques mecàniques, cridades factor de forma. Definixen la distribució de diversos components i les dimensions físiques, com per eixemple el llarc i ample de la targeta, la posició dels forats per als tornells de subjecció i les característiques dels conectors.

En els anys, vàries normes es varen ser imponent.

XT

1983: XT (#estendre Technology, 'tecnologia estesa') és el format de la placa base de la computadora IBM PC XT (model 5160), llançat en 1983. En este factor de forma es va definir un tamany exactament igual al d'un full A4 i un únic conector extern per al teclat.

AT

1984: AT (Advanced Technology, 'tecnologia alvançada') és un dels formats més grans de tota l'història de la PC (305 × 279 × 330 mm), va definir un conector de potència format per dos parts. Va ser usat de manera extensa de 1985 a 1995.

• AT: 305 × 305 mm (IBM)
• Baby-AT: 216 × 330 mm

ATX

1995: ATX (Advanced Technology #estendre, 'tecnologia alvançada estesa') utilisa les conexions exteriors en forma d'un panel d'I/S i va definir un conector de vintiquatre pines per a l'energia. S'usa en l'actualitat en forma d'algunes variants, que inclouen conectors d'energia extra o reduccions de tamany.

• ATX: 305 × 244 mm (Intel)
• MicroATX: 244 × 244 mm
• FlexATX: 229 × 191 mm
• MiniATX: 284 × 208 mm

ITX

2001: ITX (Information Technology #estendre, 'tecnologia d'informació estesa'), en traces procedents de les especificacions microATX i FlexATX d'Intel, el disseny de VIA se centra en l'integració en placa base del major número possible de components, ademés de l'inclusió del hardware gràfic en el propi chipset de l'equip, sent innecessària l'instalació d'una targeta gràfica en el recalat AGP.

• ITX: 215 × 195 mm (VIA)
• Mini-ITX: 170 × 170 mm
• Nano-ITX: 120 × 120 mm
• Pico-ITX: 100 × 72 mm

BTX

2004: BTX (Balanced Technology #estendre, 'tecnologia equilibrada estesa') va ser retirada en molt poc temps per la falta d'acceptació, va resultar pràcticament incompatible en ATX, llevat en la font d'alimentació. Va ser creada per a intentar solucionar els problemes de soroll i refrigeració, com a evolució de la ATX.

• BTX: 325 × 267 mm (Intel)
• Micro BTX: 264 × 267 mm
• Pique BTX: 203 × 267 mm
• Regular BTX: 325 × 267 mm

DTX

2007: DTXeren destinades a les PC de chicotet format. Varen ser anunciades per AMD i són compatibles en ATX. Fan us d'un conector d'energia de vintiquatre pines i d'un conector adicional de 2 × 2. Pràcticament el seu únic fabricant actual és ASUS en la seua série ROG.

• DTX: 249 × 203 mm
• Mini DTX: 170 × 203 mm
• Full DTX: 243 × 203 mm

Formats privativos

Durant l'existència del PC, moltes marques han intentat mantindre un esquema tancat d'hardware, denominat privativo, fabricant plaques base incompatibles físicament en els factors de forma en dimensions, distribució d'elements o conectors que són atípics. Entre les marques més persistents està Dell, que rara volta fabrica equips dissenyats en factors de forma de l'indústria.

Fabricants de plaques base

Varis fabricants es repartixen el mercat de plaques base, tals com: Advantech, Albatron, Aopen, ASUS, AsRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, EVGA, FIC, Foxconn, Gigaoctet Technology, iBase, iEi, Intel, Lenovo, MSI, NZXT, Pc Chips, Sapphire Technology, Super Micro, Tyan, VIA, XFX, Zotac.

Alguns dissenyen i fabriquen un o més components de la placa base, mentres que atres ensamblan els components que tercers han dissenyat i fabricat.

Tipos de plaques principals

La majoria de les plaques de PC fabricades despuix de 2001 es poden classificar en dos grups:

• Les plaques base per a microprocessadors AMD:
  • Slot A: Duron, Athlon
  • Socket A: Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron
  • Socket 754: Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion
  • Socket 939: Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Opteron
  • Socket 940: Opteron i Athlon 64 FX
  • Socket AM2: Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom
  • Socket F: Opteron
  • Socket AM2 +: Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom
  • Socket AM3: Phenom II X2/X3/X4/x6, Athlon II X2/X3/X4, Sempron 100 Séries
  • Socket AM3+: Sempron, Athlon II X2/X3/X4, Phenom II X2/X3/X4/X6, FX X4/X6/X8
  • Socket FM1: A4X2, A6X3/X4, A8X4, Athlon II
  • Socket FM2: APU A4, APU A6, APU A8, APU A10, Athlon II X2/X4
  • Socket AM4: Processadors d'arquitectura Zen, Zen+, Zen 2, Zen 3 i Zen 3+
  • Socket AM5: Processadors de l'arquitectura Zen 4 i Zen 5

• Les plaques base per a microprocessadors Intel:
  • Socket 7: Pentium I, Pentium MMX
  • Slot 1: Pentium II, Pentium III, Celeron
  • Socket 370: Pentium III, Celeron
  • Socket 423: Pentium 4
  • Socket 478: Pentium 4, Celeron
  • LGA 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core 2 Extreme, Xeon
  • Socket 603: Intel Xeon
  • Socket 604: Intel Xeon
  • Socket 771: Intel Xeon
  • LGA 1366: Core i7 (Nehalem), Xeon (Nehalem)
  • LGA 1156: Core i3, Core i5, Core i7 (Nehalem)
  • LGA 1155: Intel Core i5 i Intel Core i3 (Sandy Bridge), Intel Core i7, Intel Core i5 i Intel Core i3 (Ivy Bridge)
  • LGA 1150: Intel Core i7, Intel Core i5 i Intel Core i3 (Haswell i Broadwell)
  • LGA 1151: Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3, Intel Pentium G4000/G5000 séries i Intel Celeron G3900 séries (Skylake i Kaby Lake)
  • LGA 1200: Core i9, Core i7, Core i5, Core i3, Pentium Gold, Celeron G5905, Pentium Gold G6400 (Comet Lake i Rocket Lake)
  • LGA 1700: Core i9, Core i7, Core i5, Core i3, Celeron G6900, Pentium Gold G7400 (Alder Lake, Raptor lake, Raptor Lake Refresh)
  • LGA 1851: Core Ultra 9, Core Ultra 7, Core Ultra 5 (Arrow Lake i Meteor Lake)

• • LGA 2011: Intel Core i7, Xeon (Sandy Bridge)
  • LGA 4189: Intel Xeon (Bronze, Silver, Gold, Platinum)

Placa multiprocessador

Este tipo de placa base inclou zócalos per a instalar varis processadors (generalment 2, 4, 8 o més). No nos estem referint a instalar un processador en varis núcleus, sino a que podem instalar varis processadors físics. Alguns fabricants proveïxen plaques base que poden acollir fins a 8 processadors (en el cas de socket 939 per a processadors AMD Opteron i sobretot en el socket LGA 2011 per a processadors Intel Xeon).

Vore també

• [[Archiu:{{#switch:Informàtica|20px|Vore el portal sobre Informàtica]] Portal:Informàtica. Contingut relacionat en Informàtica.
• Backplane
• Doble canal
• Llistat de Zócalos
• Bus