Componentes del motherboard:
Como podemos apreciar en las
distintas imágenes, ca da Placa tiene un diseño especial, el cual se asemeja a otras pero nunca es el mismo.
Cada fabricante decide que componentes utilizar para lograr la máxima compatibilidad y
rendimiento con la tecnología del momento. Esta relación se ve reflejada directamente
en el precio final de la Placa.
El Chipset:
El Circuito Integrado Auxiliar o
Chipset es un conjunto de circuitos integrados que se encarga de realizar las funciones que el
microprocesador delega en ellos. Chipset traducido literalmente del inglés significa conjunto de
circuitos integrados. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito integrado que es
periférico a un sistema pero necesario para el
funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un
circuito integrado auxiliar; sin
embargo, el término chipset se suele emplear en la actualidad cuando se
habla sobre las placas base de las PCs
IBM.
Entonces el "chipset" es
el conjunto de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que
interacciona el microprocesador con la memoria
o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB...
En los procesadores habituales el
chipset está formado por 2 circuitos
auxiliares al procesador principal:
En los últimos modelos de placas el
Southbridge aca para cada vez mayor número de
dispositivos a conectar y comunicar por lo que fabricantes como AMD o
VIA han desarrollado tecnologías como HyperTransport o V-Link respectivamente para
evitar el efecto cuello de botella en el
transporte de datos entre dispositivos.
A continuación veremos una serie de
ejemplos de diagramas de Chipsets:
Zócalos de expansión (slots):
Ranura dentro de un ordenador o
computadora diseñada para contener tarjetas de expansión y conectarlas al bus del sistema (Bus de
datos). La mayoría de los equipos informáticos
personales tiene entre 3 y 8 zócalos de expansión (en inglés, slots).
Los zócalos ofrecen un medio para añadir
características nuevas o mejoradas al sistema, así como también memoria.
Ranura, en español. Se trata de
cada uno de los alojamientos que tiene la placa madre en los que se insertan
las tarjetas de expansión. Todas estas ranuras están conectadas entre sí y
un ordenador personal tiene generalmente
ocho, aunque puede llegar a doce.
1) Isa Simple.
2) Isa Doble.
3) VESA.
4) PCI.
5) AGP.
6) CNR o AMR.
7) PCI-E
El Bus de Expansión ISA:
Éste Bus se identifica en una
motherboard, porque a sus líneas están conectados por soldadura, varios zócalos conectores (Slots) de color
negro, donde pueden insertarse plaquetas de
interfaces de periféricos. La función del Bus ISA, es permitir la
comunicación entre la porción central,
ubicada en la plaqueta principal, y los registros ports de dichas interfaces.
Los zócalos vinculados al bus,
permiten expandir el número de periféricos de una PC, de donde resulta también su denominación de Bus de
Expansión, habiendo sido creado por IBM para las primeras PC, de donde resulta también su
denominación de "I/O Channell". Si bien IBM nunca publicó las normas mecánicas y eléctricas que
debían cumplir los conectores, y el tipo de señal a transmitir por cada línea del Bus, éste se
convirtió en un Standard de hecho, conocido como Industry Estándar Architecture
(ISA), siendo otras denominaciones: Bus AT, Bus del Sistema, Bus Convencional, Bus de E/S e IBM PC Bus.
VESA Local Bus (VLB)
En 1992, los fabricantes reunidos en
la Video Electronics Standard Association (VESA), establecieron el estándar VESA VL, con
especificaci ones para la implementación del bus, señales eléctricas, y diseño constructivo de
los zócalos conectores de éste bus.
Éstos se parecen a los conectores
del Bus MCA de IBM, son de color marrón, tienen cincuenta y seis contactos por lado, y están dispuestos
cerca de la CPU alineados con los zócalos del Bus
ISA. Acorde a los estándares
actuales, su número má ximo es de tres. Único con el zócalo Isa en conjunto lograba un mejor desempeño en
velocidad de datos. Poco tiempo después se lo
reemplazo definitivamente por el Zócalo PCI.
Local Bus
En 1992, la compañía Intel lideró
la creación de un grupo que integraba fabricantes de hardware para la industria de la PC. El Peripherial
Component Interconnect (PCI) Bus, es otra forma de acceder al Bus Local desarrollado para el
Pentium, después de que el Bus VESA dominara el
mercado de las 486. Es apto para PC y otros tipos de computadoras.
A diferencia del VESA, el bus se
acopla al bus local a través de un chip controlador especial, y está pensado para soportar en sus zócalos
(color blanco, de 124 conectores para 32 bits),
además de las interfaces de video, disco rígido y r ed local, las
plaquetas para multimedia, audio, video
y otras.
La
interfaz PCI
PCI ("Peripheral Component
Interconnect") es básicamente una especificación para la interconexión de
componentes en ordenadores. Ha dado lugar a un bus PCI, denominado también Mezzanine, en español entresuelo,
porque funciona como una especie de nivel añadido al bus ISA/EISA tradicional de la placa
madre. Es un bus de 32 bits que funciona a 5 V, 33 MHz, con una velocidad de transferencia inicial de
133 Mb/s (Megabits por segundo).
·
Configuración
por software (sin jumpers): PCI se creó pensando en el estándar PnP ("Plug
and Play"), por lo que los dispositivos PCI pueden ser configurados exclusivamente mediante software (aunque
algunos fabricantes rompen la norma). Cada dispositivo PCI debe estar diseñado para
solicitar de forma inequívoca los recursos que necesita (Zona de memoria mapeada, direcciones
E/S, canales DMA, Interrupciones, etc.).
·
Advanced
Telecomunications Computing Architecture (ATCA o AdvancedTCA) es la siguiente generación de buses para la
industria de las telecomunicaciones.
Esta diferencia en prestaciones del
PCI lleva a que muchos fabricantes cambien el color tradicionalmente blanco, por otros.
AMR Bus
AMR del inglés Audio Modem Riser.
Es una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de audio como
tarjetas de sonido o modems, lanzada en 1998, cuenta con 16 pines y es parte del estándar de audio AC97 aun
vigente e n nuestros días, generalmente utilizados en Motherboards de tipo Genéricos. En un
principio se diseñó como ranura de expansión para dispositivos económicos de audio o
comunicaciones ya que estos harían uso de los recursos de la máquina como el microprocesador y la
memoria RAM . Esto tuvo poco éxito ya que fue
lanzado en un momento en que la potencia de las máquinas no era la
adecuada para soportar esta carga y el
escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos
que no fuesen Windows.
CNR Bus
CNR
Del ingles Communication and Network Riser. Se
trata de una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de
comunicaciones como modems, tarjetas Lan o USB. Fue introducido en febrero del 2000 por Intel en
sus placas para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario por lo que no se
extendió más allá de las placas que incluían los chipsets de Intel.
Adolecía de los mismos problemas de
recursos de los dispositivos diseñados para ranura AMR. Puerto especial para tarjetas especiales como
módems.
Accelerated Graphics Port (AGP):
El puerto AGP (Accelerated Graphics
Port en ocasiones llamado Advanced Graphics Port) es un puerto (puesto que solo se puede conectar
un dispositivo [Solo video], mientras que en el
bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como
solución a los cuellos de botella que se
producían en las tarjetas gráficas q ue usaban el bus PCI. El diseño parte de
las especificaciones del PCI 2.1
Es el tipo de puerto de gráficos
más moderno y velo z que existe, pero ya está siendo reemplazado por los más veloces y actuales
PCI-E. Algunas tarjetas multiplican su velocidad
2x, 4x y 8x. AGP2x=512 Mb/seg
Agp4x= 1Gb/seg Agp8x=2Gb/seg.
La finalidad de este puerto es
mejorar la calidad y velocidad de las aplicaciones 3D y liberar así al procesador de los cálculos 3D.
Fundamentos de AGP
En 1996, Intel introdujo AGP 1.0.
AGP era una versión modificada del PCI diseñada para acelerar transferencias a las tarjetas video.
Fue seguido por AGP 2.0 de 1998 y AGP 3.0 de
2002. Cada nueva versión agregó
nuevas velocidades y voltajes.
El voltaje que utiliza es usado
para enviar datos entre la placa AGP y el zócalo de la placa madre. Los multiplicadores indican la
velocidad real por el multiplicador para obtener la velocidad final de la placa.1x, 2x, 4x, y 8x.
Multiplicadores
de AGP
AGP tiene ocho multiplicadores de
la velocidad: 1x, 2x, 4x, y 8x. Mirando los voltajes varios y multiplicadores posibles de la velocidad
puede ser que pensemos que hay una gran cantidad de clases de tarjetas video y de placas madre que
soportan varias combinaciones de voltajes y de multiplicadores. Pero realmente es mucho más
simpl e que eso. La especificación de AGP 1.0 requiere que todas las puestas en
práctica apoyen el multiplicador de la
velocidad 1x en 3.3 volts. El multiplicador
2x es opcional. No hay cosa tal como una
tarjeta video o una placa madre de 3.3
volts que soporte solamente 2x. Por
defecto, cuando la energía de la placa
AGP 1.0 sube, seleccionan el multiplicador
más rápido de la velocidad soportado por
la tarjeta video y la placa madre. Si
ambas soportan 2x entonces funcionarán en
2x. Si no funcionaran en 1x, que técnicamente
funcionan en todas las tarjetas video y
las placas madre de AGP 1.0. Hay a
menudo una opción en el BIOS que limita
la velocidad a 1x y la especificación de
AGP 2.0 tiene un requisito similar en el
soporte 2x y 1x en 1.5 volts que es
obligatorio y en 4x es opcional. La
especificación AGP 3.0 requiere que el soporte para 8x y las
características 3.0 no sean tan claras como las 1.0 y 2.0, especificaciones que a propósito requieren el
multiplicador más bajo. Para saber si hay
compatibilidad entre una tarjeta video AGP y una placa madre, si ambas
soportan el mismo voltaje entonces hay
siempre por lo menos un multiplicador común de la velocidad soportado por ambos en ese voltaje. Es necesario
solamente cerciorarse de que la tarjeta video y la placa base tengan por lo menos un voltaje que
señale un campo común.
Cada tarjeta de AGP tiene uno o dos
ranuras en su borde, si una tarjeta video tiene la ranura de 3.3 volts entonces puede utilizar de 3.3 volts.
AGP 2.0 agregó la ranura de 1.5 volts en las tarjetas que podrían utilizar
soporte de 1.5 volts. Si la tarjeta
tiene ambas ranuras entonces puede utilizar ambos voltajes que señalan. El
soporte agregado de AGP 3.0 para 0.8
volts señala que no se agregó una nueva clase de ranura. Si una tarjeta video soporta 1.5 volts o 0.8 volts
entonces tienen la ranura de 1.5 voltios.
Hay conectores adicionales en ambos
extremos de la placa madre para el AGP
que permiten que la tarjeta video reciba
más energía. Las tarjetas universales AGP
son totalmente compatibles con las placas madre de marca conocida, pero no al
revés.
La tabla de arriba da los nombres
oficiales de Intel para las varias clases de tarjetas AGP permitidas por las especificaciones AGP.
Desafortunadamente las especificaciones técnicas para una tarjeta video utilizan raramente
estos términos en forma correcta para describir la tarjeta video. Ellas
generalmente muestran los multiplicadores más rápidos AGP: 8X, 6X, o 4X.
De esa información y de las ranuras
del voltaje en un cuadro de la tarjeta de video, se puede calcular exactamente cuáles son. Se ven
muchas tarj etas de video marcadas como tarjetas AGP 3.0 cuando de hecho son realmente
tarjetas universales de 1.5V AGP 3.0.
La tabla de arriba da los nombres
oficiales de Intel para las varias clases de placas madre con AGP permitidas por las especificaciones.
La clave del AGP es la velocidad
con la que se comunica con la memoria principal. Esto mejora funciones 3D como el mapeado de texturas, que
son almacenados en el frame buffer.
PCI Express:
Introducción
PCI Express (denominado aún a veces
por su nombre clave 3GIO, por "tercera generación de E/S") es el sucesor de la tecnología
PCI, disponible en las máquinas de escritorio desde 1992. PCI Express está
pensado para sustituir no sólo al bus PCI para dispositivos como Modems y tarjetas
de red sino también al bus AGP, lugar de conexión para la tarjeta gráfica desde
1997. Al contrario que su predecesor
paralelo, PCI Express es un sistema de interconexión serie punto a punto, capaz de ofrecer transferencias con un
altísimo ancho de banda, desde 200MB/seg. Para
la implementación 1X, hasta 4GB/seg. Para el PCI Express 16X que se
empleará con las tarjetas gráficas.
La notación 1X y 16X se refiere al
ancho del bus o número de líneas disponibles. La conexión en el PCI Express es además, bidireccional lo
que p ermite un ancho de banda teórico de hasta
8GB/seg. Para un conector 16X, o
unos asombrosos 16GB/seg. Para el actual máximo de 32X. PCI Express también incluye características
novedosas, tales como gestión de energía, conexión y desconexión en caliente de
dispositivos (como USB), y la capacidad de manejar transferencias de datos punto a punto,
dirigidas todas desde un host. Esto último es importante porque permite a PCI Express emular un
entorno de red, enviando datos entre dos dispositivos compatibles sin necesidad de que éstos pasen
primero a través del chip host (un ejemplo sería la transferencia directa de datos desde una capturadora
de vídeo hasta la tarjeta gráfica, sin que
éstos se almacenen temporalmente en la memoria principal).
PCI Express también optimiza el
diseño de placas madre, pues su tecnología serie precisa tan sólo de un único
cable para los datos, frente a los 32 necesarios para el PCI clásico, el
cual también necesitaba que las
longitudes de estos fuesen extremadamente precisas. La escalabilidad es otra característica clave,
pues se pretende que las versiones posteriores de
PCI Express sustituyan cualquier
característica que PCI o, en el segmento de servidores, PCIX, puedan ofrecer. Dado
que PCI Express es, a nivel físico un enlace chip a chip podría ser usado, en
teoría, para sustituir a la gran
cantidad de tecnologías de interconexión actuales; sin embargo, está siendo orientado únicamente hacia tareas muy
específicas.
En el siguiente gráfico podemos
apreciar una comparativa de las capacidades de los buses a lo largo del tiempo:
Arquitectura
Un simple canal en PCI-Express
ofrecerá inicialmente una velocidad de 2,5 Gbits/s en cada dirección. Cada ruta emplea dos pares de
hilos (transmisión y recepción), ofreciendo un
rendimiento efectivo de 200MBytes/s en cada dirección una vez
factorizamos las sobrecargas del
protocolo. No obstante, sus creadores afirman que tendrá una escalabilidad
límite que permitirá hasta, al menos,
10Gbits/s en cada ruta y por cada dirección.
La diferencia más obvia entre
PCI-Express y su antecesor es que, mientras PCI emplea una arquitectura en paralelo, su sucesor utiliza
una arquitectura serie punto a punto o conmutada.
Una ventaja del bus Serie frente al
Paralelo es el alto ancho de banda que se puede conseguir con un número mucho menor de señales. Dichas
conexiones no llegan a situaciones llamadas "delay skew", donde los
bits en paralelo llegan en distintos instantes de tiempo y han de ser sincronizados. Además, son más baratas de
implement ar. Ciertamente, los interfaces paralelos pueden ser extremadamente veloces y muy
efectivos para algunos interfaces a nivel de chips, o en la tecnología SCSI por ejemplo.
Características
físicas del enlace Serie y Configuraciones:
Una simple conexión serie de
PCI-Express consta de una conexión dual utilizando dos pares de señales diferencialmente dirigidas y de baja
tensió un par de recepción y otro de envío (cuatro cables). Una señal diferencial se deriva
usando la diferencia de potencial entre dos conductores.
La conexión dual permite que los
datos sean transferidos en ambas direcciones
simultáneamente, similar a las conexiones full dupl ex (como en los
teléfonos), solo que en este caso, cada
par de hilos posee su propia toma de tierra. Con el bus PCI un dispositivo debe
requerir primero acceso al bus PCI compartido desde un árbitro central y
entonces tomar control del bus para
transferir datos al dispositivo de destino, con la transmisión de datos
ocurriendo en una dirección entre dos
dispositivos en cada instante de tiempo.
Topología
Podemos observar en la figura un
concentrador raíz (Root Complex) (posiblemente un dispositivos de chipsets del tipo Northbridge
que conecta el subsistema de CPU/memoria a los
dispositivos de Entrada/Salida), switches (que internamente poseen unos
puentes lógicos PCIa-PCI para mantener la compatibilidad), y varios
dispositivos en las "hojas" del "grafo".
Ciertos puentes, como PCI-a-PCI
Express también se pueden incorporar. El siguiente diagrama sobre las Especificaciones del PCI Express
1.0 muestra una topología de ejemplo como la
descrita. Se puede observar como algunas arquitecturas de sistemas PC se
asemejan a la arquitectura mostrada:
En la siguiente tabla podemos ver
el esquema de los pines genéricos de conexión (es decir, que poseerán todos los
slots de PCI-Express independientemente de la amplitud 1x, 2x, 4x, etc.) y
que serán ampliados conforme el bus crezca su ancho de banda.
PCI
Express en el mundo gráfico:
Con tantas características nuevas y
ancho de banda para derrochar, PCI Express es un gran salto sobre PCI y AGP. Sin embargo, mantiene
compatibilidad con el software PCI, al mantener
los modelos de inicialización y memoria, lo que significa que los drivers
y sistemas operativos no tendrán muchos
problemas a la hora de soportar e l nuevo sistema.
En el mundo del procesamiento
gráfico, PCI-Express vuelve a cobrar protagonismo, y es que un bus con tantas expectativas despierta gran
ilusión entre los fabricantes de tarjetas gráficas, como NVIDIA y ATI por ejemplo.
Algunos de los más beneficiados por
el avance de PC I Express serán los ya mencionados ATI y NVIDIA, así como otros fabricantes de
tarjetas gráf icas. Dado que el conector PCI Express NO será compatible con las tarjetas AGP
actuales, habrá que adaptar las tarjetas al bus, en caso de que se desee un cambio de placa o
bien de tarjeta.
¿Qué
es la tecnología SLI de NVIDIA?
La tecnología NVIDIA® SLI™ es una
innovación revolucionaria que permite
aumentar drásticamente el rendimiento gráfi co
combinando varias GPU NVIDIA en un mismo sistema dotado de un procesador de comunicaciones y contenidos
multimedia (MCP)
NVIDIA nForce® SLI. La tecnología
NVIDIA SLI proporciona hasta el doble de
rendimiento de gráficos que una solución gráfica ún ica gracias al uso de algoritmos de software patentados por
NVIDIA y una lógica de escalabilidad dedicada en cada GPU y cada MCP. Esto permite
instalar dos placas de video y
conectarlas por medio de un puente que actúa de n exo entre los dos
componentes, luego el software hace el
resto.
Socket de CPU:
Es una matriz de pequeños agujeros
(zócalo) colocad en una placa base (motherboard) donde encajan, sin dificultad los pines de un
microprocesador; dicha matriz denominada Pin grid array o simplemente PGA,
permite la conexión entre el microprocesador y dicha placa base. En los primeros ordenadores personales, el
microprocesador venía directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia gama de
microprocesadores llevó a la creación del
Socket, permitiendo el intercambio
de microprocesadores en la misma placa.
En la actualidad, cada familia de
microprocesadores requiere un tipo
distinto de zócalo, ya que existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la
interconexión requerida con los
componentes de la placa base. Por tanto, no es posible conectar un microprocesador a una placa base
con un zócalo no diseñado para él.
Algunos sockets de CPU
comercializados tienen las siguientes denominaciones:
§ Socket 478, para microprocesadores Intel Pentium 4.
§ Socket 775, para microprocesadores Pentium D y
algunos Intel Pentium 4.
§ Socket 939, para microprocesadores AMD Athlon 64.
§ PAC611, para microprocesadores Intel Itanium 2.
§ AM2, para procesadores AMD.
Lista
de sockets
Existen muchos tipos de sockets,
usados por diferentes CPUs, listado hasta la fecha por orden de antigüedad.
§ PAC611 Intel Itanium
§ PAC418 Intel Itanium
§ Socket T (Land
Grid Array-775) Intel Pentium 4 & Celeron1
§ Socket 604 Xeon
§ Socket 480 Intel
Pentium M (Double core)
§ Socket 479 Intel
Pentium M (Single core)
§ Socket 775 Intel
Pentium 4 & Celeron
§ Socket 478 Intel
Pentium 4 & Celeron
§ Socket 423 Intel
Pentium 4
§ Socket 370 Intel
Celeron & Pentium III
§ Socket AM2 Zócalo de 940 pines, pero incompatible
con los primeros Opteron y Athlon64 FX. Algunos
integrantes serán: AMD "Orleans" Athlon 64, AMD "Windsor"
Athlon 64 X2,
§ AMD "Orleans4 " Athlon 64 FX. Será
introducido el 6 de junio de 2 006
§ Socket F AMD Opteron. Será introducido el 2006
§ Socket S AMD Turion 64, Será introducido el 2006
§ Socket 939 AMD
Athlon 64 / AMD Athlon 64 FX a 1GHz / Sempron
§ Socket 940 AMD
Opteron
§ Socket 754 AMD
Athlon 64 / Sempron / Turion 64
§ Socket A Últimos AMD Athlon, Athlon XP, Duron y pri
meros Sempron
§ Socket 563
Low-power Mobile Athlon XP-M (µ-PGA Socket, Mobile parts ONLY)
§ Slot 1 Intel
Pentium II & early Pentium III
§ Slot A Primeros AMD Athlon y Alpha 21264
§ Socket 8 Intel
Pentium Pro
§ Super Socket 7
AMD K6-2 & AMD K6-III
§ Socket 7 Intel
Pentium & compatibles de Cyrix, AMD
§ Socket 6 Intel
486
§ Socket 5 Intel
Pentium 75-133MHz y compatibles
§ Socket 4 Intel
Pentium 60/66MHz
§ Socket 3 Intel
486 (3.3v and 5v) y compatibles
§ Socket 2 Intel
486
§ Socket 1 Intel
486
§ 486 Socket Intel
486
§
Zócalo ZIF (Zero Insertion
Force):
Los primeros Zócalos, no tenían
ningún mecanismo que permitiera la fácil instalación del
Microprocesador, la tarea de
colocarlo en el zócalo era fácil pero riesgosa a la vez, cualquier error producía el quiebre de los pines. Con la
introducción del ZIF (del inglés Zero Insertion Force) en el mercado, se
conecta un microprocesador con un mecanismo que permite una fuerza de inserción
nula, es decir la parte superior del Socket se desliza y permite una fácil colocación sin riesgo alguno, gracias a un
sistema mecánico es posible introducir el
microprocesador sin necesidad de fuerza alguna evitando así el riesgo de
ruptura de una de sus pines de contacto.
§ LIF: Low
Insertion Force (sin palanca)
§ PGA: Pin grid
array
§ SECC: Single
Edge Contract Cartridge
§ SEPP: Single
Edge Processor Package
§ SPGA: Staggered
Pin Grid Array
§ VID VRM: Voltage ID Voltage Regulator Module (el
voltaje de la CPU se puede variar
§ en la BIOS)
§ VLIF: Very Low
Insertion Force
§ ZIF: Zero Insertion Force (con palanca)
§
Microprocesadores
por SLOT
El Slot 1 introdujo un cambio
respecto a los anteriores sockets:
mientras que los Pentium y anteriores usaban
un Socket ZIF PGA/SPGA, que es cuadrado, el Slot 1 está montado en un
cartucho conector de un solo lado
(SECC), que es alargado. El
procesador es como una tarjeta PCI, pero con una conexión de 242 pines a
la placa base.
La parte de detrás es una pieza
sólida de plástico. Si se le quiere conectar un disipador, éste iría en la parte de arriba. Algunas placas
base tienen un sistema de sujeción del procesador, que consiste en unas
piezas de plástico a cada lado del
zócalo Slot 1. Este sistema no es tan cómodo como los de otros sockets, y a veces hay que forzar estas
piezas para colocar o quitar un procesador. Existen 3 tipos de Slot:
Slot
A: En este conector iban
instalados los antiguos procesadores Athlon de AMD.
Slot
1: A este conector le
corresponden los procesadores Intel Pentium II y también los procesadores más
antiguos Pentium III.
Slot
2: Este conector es más
conocido a nivel de servidor es de red, donde iba instalado el procesador Xeon.
Conector Floppy:
Es el encargado de controlar el
dispositivo Floppy. Su trabajo consiste en aceptar solicitudes del software y de los dispositivos y observar
que se cumplan dichas solicitudes. Un ejemplo es la lectura de un byte en este dispositivo que
es de un bloque de datos en un lugar determinado
Del disquete.
La Disquetera debe conectarse luego
de la sección cortada en uno de los extremos del cable Floppy, eso le indica al
sistema que es el dispositivo A:. Actualmente la disquetera es un Hardware casi obsoleto, por lo tanto no se
instala aunque muchos usuarios las piden. En reemplazo a este cable salio al
mercado un cable más moderno y con dos
conectores únicament e (uno al
Motherboard y otro a la
Disquetera).
Conectores IDE:
IDE son las siglas de Integrated
Drive Electronics, o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los
dispositivos de almacenamiento masivo de
datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment
Packet Interface) añade además
dispositivos como, las unidades CD-ROM.
Se define por primera vez en el año
1988 utilizando el obsoleto modo PIO (Programmed Input Output, Entrada y salida programada) para
transmitir datos.
Las
diversas versiones de ATA son:
§ Paralell ATA o
§ ATA.
§ ATA2. Soporta transferencias rápidas en bloque y mu
ltiword DMA.
§ ATA3. Es el ATA2 revisado.
§ ATA4. conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soporta
transferencias en 33 MBps.
§ ATA5 o ATA/66. Originalmente propuesta por Quantum
§ para transferencias en 66 MBps.
§ ATA6 o ATA/100. Soporte para velocidades de Ide1
§ 100MBps.
§ ATA/133. Soporte para velocidades de 133MBps.
§
Serial ATA. Remodelación de ATA con
nuevos conectores (alimentación y datos), cables y tensión de alimentación. Mas abajo
detallaremos.
Las controladoras IDE casi siempre
están incluidas en la placa base, normalmente dos conectores para dos dispositivos cada uno. De
los dos discos duros, uno tiene que estar
como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa de qué
disposivo mandar/recibir los datos. La
configuración se realiza mediante jumpers. Habitualmente, un disco
duro puede estar configurado de una
de estas tres formas:
§ Como maestro ('master'). Si es el único dispositivo
en el cable, debe tener esta
§ configuración, aunque a veces también funciona si
está como esclavo. Si hay otro
§ dispositivo, el otro debe estar como esclavo.
§ Como esclavo ('slave'). Debe haber otro dispositivo
que sea maestro.
§ Selección por cable (cable select). El dispositivo
será maestro o esclavo en función de su
posición en el cable. Si hay otro dispositivo, también debe estar
configurado como cable select. Si el dispositivo es el único en el cable, debe
e star situado en la posición de maestro. Para distinguir el conector en el que
se conectará el primer bus Ide (Ide 1) se utilizan colores distintos.
Este diseño (dos dispositivos a un
bus) tiene el inconveniente de que mientras
se accede a un dispositivo el otro
dispositivo del mismo conector IDE no se
puede usar. En algunos chipset (Intel FX triton) no se podría usar siquiera el otro IDE a la vez.
Este inconveniente está resuelto en
S-ATA y en SCSI , que pueden usar dos
dispositivos por canal. Los discos IDE están mucho más extendidos que los
SCSI debido a su precio mucho más
bajo. El rendimiento de IDE es menor que
SCSI pero se están reduciendo las
diferencias. El UDMA hace la función del
Bus Mastering en SCSI con lo que se reduce la carga de la CPU y aumenta la velocidad y el Serial ATA
permite que cada disco duro trabaje sin interferir a los demás.
De todos modos aunque SCSI es
superior se empieza a considerar la alternativa S-ATA para sistemas informáticos de gama alta ya que su
rendimiento no es mucho menor y su diferencia
de precio sí resulta más ventajosa.
No olvidemos que antes de conectar
dos dispositivos por cable (IDE 1 o IDE 2) cuatro en total, debe configurarse
El Hardware Master y el Slave para que no choquen los datos en el cable.
Cada Disco Rígido y discos CD-ROM,
tienen en su parte posterior Jumpers de configuración, con su tabla de seteo
correspondiente ya que varían de acuerdo a cada fabricante.
A) CD-ROM
B) DVD
C) Disco Rígido
D) Cables de Datos de 80 Hilos.
E) IDE 1 (Primaria)
F) IDE 2 (Secundaria)
Cable
de Datos de 80 Hilos
Las diferentes denominaciones que
utilizamos para referirnos a él. Este interfaz es popularmente conocido como IDE pero su nombre
oficial es ATA (AT Attachment, Conexión AT).
Los dispositivos que utilizan este
interfaz se llaman IDE (siglas de "Integrated Drive Electronics",
Dispositivo con Electrónica
Integrada) como los discos duros IDE, grabadoras de CD y DVD
IDE, lectores de CD y DVD IDE, etc.
Pero, como he comentado, lo normal hoy en día es referirnos tanto al interfaz como a las
unidades que lo utilizan bajo la denominación IDE, en lugar de llamar al interfaz ATA o EIDE y a
los dispositivos que lo utilizan unidades IDE. La confusión no queda solo aquí, más adelante
aclararé otros términos para que cuando te hablen de este interfaz con mil denominaciones
diferentes sepas en cada caso a que se refieren
exactamente.
Conectores y tecnología SATA:
Serial ATA es el nuevo estándar de
conexión de discos duros. Hasta hace relativamente poco tiempo, en el mercado del consumo se hacía
uso del interfaz ATA normal o Pararell ATA, del
que existen variedades de hasta 133Mbytes/seg. Teóricos. Dicho interfaz
consistía en unas fajas planas a las cuales se podían conectar hasta dos discos
duros (o unidades ópticas).
Serial ATA, la nueva tecnología, es
totalmente compatible con la anterior,
de manera que no habrá problemas de compa tibilidad con los sistemas operativos. De hecho se
pueden encontrar conversores.
Con el formato antiguo, es cierto
que a nivel físico está más cercano de lo que sería un puerto Firewire o un
USB, aunque únicamente disponible par a la conexión de unidades internas.
Ventajas que nos reporta este nuevo
sistema? En cuanto a velocidad hay ventajas, ya que la nueva interfaz comienza trabajando a 150Mbytes/seg.
(133 como máximo en ATA), sin embargo la
máxima mejora respecto al sistema
anterior (en mi opinión) es el tipo de cableado
que se utiliza, mucho más fino y aerodinámico que el anterior, lo que permite
que estos cables, al ser muchísimo más finos, faciliten el flujo de aire den
tro de la caja, reduciendo el
calentamiento de nuestro equipo. Otra de las mejoras de este tipo de cableado
es que permite hasta 1 metro de longitud (medio metro en
ATA).
Respecto al cable de alimentación
también es diferente al de los discos
ATA originales, y las tensiones de trabajo son menores, además no es necesaria
la configuración “Master/Slave” tradicional.
En los dibujos de abajo se puede
ver la diferencia en las conexiones, disco tradicional ATA a la izquierda y un Serial ATA a la derecha.
Diferencias
entre S-ATA (Serial ATA) y P-ATA (Parallel ATA)
Se diferencia del P-ATA en que los
conectores de datos y alimentación son diferentes y el cable es un cable (7 hilos) no una cinta (40
hilos), con lo que se mejora la ventilación. Para asegurar la compatibilidad, hay fabricantes que
colocan los conectores de alimentación para P-ATA y SATA en las unidades que
fabrican.
Los discos duros se conectan punto
a punto, un disco duro a cada conector de la placa, a diferencia de P-ATA en el que se conectan dos
discos a cada conector IDE.
La razón por la que el cable es
serie es que, al tener menos hilos, produce menos interferencias que si utilizase un sistema paralelo, lo que
permite aumentar las frecuencias de funcionamiento con mucha mayor facilidad.
Su relación rendimiento/precio le
convierte en un competidor de SCSI. Están apareciendo discos de 10000rpm que sólo existían en SCSI
de gama alta. Esta relación rendimiento/precio lo hace muy apropiado en sistemas de
almacenamiento masivos, como RAID.
Este nuevo estándar es compatible
con el sistema ID E actual. Como su nombre indica (Serial
ATA) es una conexión tipo serie
como USB o Firewire. La primera versión ofrece velocidades de hasta 150MB/s, con la segunda generación
(SATA 0.3Gb/s) permitiendo 300MB/s. Se espera
que alcance los 600MB/s alrededor de 2007.
S-ATA no supone un cambio
únicamente de velocidad s ino también de
cableado: se ha conseguido un cable más fino, con menos hilos, que funciona a un voltaje menor (0.25V vs. los 5V
del P-ATA) gracias a la tecnología LVDS.
Además permite cables de mayor longitud (hasta 1 metro, a diferencia del P-ATA, que no puede
sobrepasar los 45 cm.).
Un punto a tener en consideración
es que para poder instalarlo en un
PC, la placa madre debe poseer un
conector S-ATA. S-ATA en contrario a
P-ATA facilita tecnología NCQ.
SATA (Serial-ATA) mezcla las
tecnologías de señal serie con los discos
ATA. Esto es importante debido a
que soluciona un número importante de problemas que afectan al uso de
almacenamiento ATA en sistemas realmente grandes, o cuando las necesidades de almacenamiento son
muy altas. El cable es estrecho y flexible por lo que no afecta a los sistemas
de ventilación pudiendo llegar hasta el tamaño de 1 metro por lo que los discos pueden ya estar alojados fuera
del servidor.
Este cable usa tecnología de señal
de bajo-voltaje (low-voltage) lo cual permite un mayor ancho de banda sin usar componentes caros y adicionales.
Esta tecnología también elimina el requerimiento
de tener que usar +5V en las actuales fuentes de alimentación cuyo único
sentido era proporcionar este voltaje a
los discos.
Además, podemos añadir a lo
beneficios anteriores que SATA tiene la característica de evitar autobloqueos; en primer lugar, la conexión
entre el disco y el controlador es una conexión punto a punto en lugar de una conexión bus. Para
cada disco existe un único cable dedicado que lo conecta al controlador. Esto va a cambiar la
manera de configurar y desarrollar debido a que una topología de conexión punto
a punto permite el uso de controladores
que pueden extraer mucho más rendimiento
a los discos ATA. ¿Por qué? Pues precisamente
porque este tipo de arquitectura permite acceso concurrente a todos los discos, lo cual no es posible en
una arquitectura de bus.
La nueva arquitectura, conocida como
Serial ATA (SATA), adopta una estructura
de capas. La capa de órdenes es un súper conjunto de la arquitectura ATA anterior; de forma que
los nuevos dispositivos son compatibles
con los protocolos ATA tradicionales, y
son por tanto compatibles respecto a las aplicaciones existentes.
Sin embargo la capa física es
distinta, lo que representa un punto de
ruptura en el sentido de que los nuevos dispositivos SATA no son compatibles
con los anteriores. No obstante, la nueva arquitectura ofrece mejoras suficientes para justificar el cambio.
La idea es que los dispositivos ATA
de cualquier tipo (serie o paralelo) compartan un juego común de órdenes, y organizar la conexión de
estos dispositivos en una estructura donde
existen direcciones, dominios y dispositivos concretos. Una organización
que recuerda vagamente la de Internet en
la que está inspirada (un dominio ATA contiene un controlador host SATA y un dispositivo).
Capa física Cada puerto,
multiplicador, dispositivo o adaptador SATA o SAS ("Serial Attached
SCSI") tiene un número de puerto
único de 64 bits. Una especie d e MAC o código de barras del producto con un código NAA de 4 bits; un código de
fabricante de 24 bits asignado por la autoridad
normativa, y un código de dispositivo a disposición de cada fabricante
de 36 bits.
Topología
SATA es una arquitectura en
estrella. Es decir, la conexión entre puerto y dispositivo es directa.
Por consiguiente, no es un bus en
el que coexistan distintos clientes ni concentradores ("Hubs").
Cada dispositivo disfruta la
totalidad del ancho de banda de la conexión sin que exista la sobrecarga inherente a los mecanismos
arbitraje y detección de colisiones.
El centro de la estrella es un
controlador host, embebido en la placa-base, o instalado como una tarjeta en uno de sus zócalos, que actúa
como puente entre los datos paralelos del bus y el dispositivo SATA. Existen controladores con más
de una salida (generalmente 4 u 8), de forma
que pueden conectarse varios dispositivos. Como veremos más adelante,
también se han diseñado multiplicadores de puerto que permiten, por así decirlo,
subdividir los brazos de la estrella a
fin de poder instalar más dispositivos ( conceptualmente funcionan como un
"Hub").
Además de la tarea de serializar /
paralelizar los datos, una parte importante del trabajo del controlador está relacionada con los
protocolos de conexión y desconexión con el periférico, que son bastante sofisticados en este tipo de
interfaz, ya que está prevista la capacidad de conexión en caliente ("Hot plug"). El
protocolo de conexión es capaz de identificar el tipo de dispositivo conectado; detectar si funciona correctamente;
negociar la velocidad de la conexión, Etc. La
interfaz Serial ATA guarda ciertas similitudes con la interfaz USB,
aunque es mucho más rápida que aquella,
y los dispositivos SATA no se alimentan del propio bus. La tabla adjunta
muestra un resumen comparativo con las
características de las conexiones más frecuentes.
Conexiones
Los dispositivos SATA tienen dos
tipos de cables de conexión, de señal y de fuerza. La forma concreta depende de la posición relativa del
dispositivo respecto al controlador host.
A
este respecto caben tres posibilidades:
§ Dispositivo interno conectado directamente al
controlador host mediante conectores
como el de la figura 2.
§ Dispositivo interno conectado a una salida del
controlador host mediante cables de
alimentación y señal.
§ Dispositivo externo conectado al controlador host
mediante un cable de señal. En estos
casos, el dispositivo suele disponer de su propia fuente de
alimentación.
§ La figura muestra el aspecto de los conectores SATA
para conexión directa Controlador host
Dispositivo interno. Puede observarse que el zócalo SATA estándar tiene dos zonas, aquí se denominan segmentos; una
de señal y otra de fuerza ("Signal
segment" y "Power segment"). La zona de señal tiene 7
contactos (S1-S7), que corresponden con
otros tantos conductores, de los cuales tres son de tierra, quedando 2 pares para datos.
Nomenclatura:
HT+, HT-. Par de señales
diferenciales de transmisión del lado del host ("Host
Transmitter"). HR+, HR- Ídem
de recepción ("Host Receiver").
DT+ y DT- par de señales
diferenciales de transmisión del lado del dispositivo
("Device Transmitter").
DR+, DR-. Ídem de recepción
("Device Receiver").
G. Tierra ("Ground").
Es destacable que el estándar
utiliza distinto tipo de conectores para
las conexiones externas e internas. Por
ejemplo, los conectores de la figura 4 situados
al exterior, son distintos de los que quedarían
en la parte interior del chasis. Los conectores
internos son conocidos como tipo L en razón
de su perfil, mientras que los externos tienen
una carcasa metálica conectada a tierra para protegerlos de las interferencias EM y adoptan
la forma indicada en la figura.
También es digno de mención que
para facilitar la transición, algunos dispositivos SATA disponen de un conector
de fuerza duplicado, de forma que pueden usar el conector de fuerza SATA o el
P4 de alimentación tradicional.
La figura muestra la disposición de
contactos en dos dispositivos SATA de 2.5" y 3.5" de factor de forma
(son los formatos de disco de equipos portátiles y de sobremesa
respectivamente). La figura muestra la disposición habitual de contactos en un
dispositivo IDE/ATA equivalente.
Los dispositivos SATA se han
diseñado para ser conectados directamente en estrella. Sin que exista ningún tipo de encadenamiento ("Daisy
chaini ng") ni "Jumpers" o interruptores de configuración (que se realiza por software).
Quiero recalcarlo porque el otro día (Junio 2005), me acerqué a mi proveedor habitual para
adquirir una unidad SATA 3.5" de 300 GB, que pienso utilizar como reserva y "Back-up"
de los equipos en que trabajo habitualmente. Además de los conectores habituales, que podéis ver en la
figura 7 (sin el P4 de toma de fuerza), esta unidad
Barracuda de Seagate presenta otro
pequeño conector auxiliar con de 4 pines. Ante mi extrañeza al examinarlo, el vendedor me
aseguró muyserio que, a pesar de ser Serial ATA, estos contactos se utilizaban para conectar
la unidad como primaria/secundaria al estilo
ATA/IDE.
Me pareció muy extraño y en contra
de lo que se sabía al respecto, pero de todas formas, necesitaba una toma auxiliar de fuerza para
alimentar un pequeño ventilador de refrigeración del
"Housing" donde pretendía
instalar la unidad, y pensaba que quizás se trataba de esto. La respuesta al misterio es que se trata de
pines "Factory use only", que no deben ser tocados en absoluto.
Memoria ROMBIOS:
La BIOS (Basic Input Output System,
Sistema de entrada/salida básico) es una memoria ROM,
EEPROM o FLASH-Ram la cual contiene
las rutinas de más bajo nivel programas básicos de control) que hace posible que el ordenador
pueda arrancar, controlando el teclado, el disco y la disquetera permite pasar el control al
sistema operativo. Además, la BIOS se
apoya en otra memoria, la
CMOS (llamada así porque suele
estar hecha con esta tecnología
Complementary Metal Oxide Semiconductor), que almacena todos los datos propios
de la configuración del ordenador, como pueden
ser los discos duros que tenemos instalados,
número de cabezas, cilindros, número y
tipo de disqueteras, la fecha, hora, etc., así
como otros parámetros necesarios para el
correcto funcionamiento del ordenador.
Esta memoria está alimentada
constantemente por una batería, de modo que, una vez apaguemos el ordenador no se pierdan todos
esos datos que nuestro ordenador necesita para
funcionar. Ahora todos los motherboards suelen venir con una pila tipo
botón, la cual tiene una duración de
unos 4 ó 5 años (aunque esto puede ser muy variable), y es muy fácil de reemplazar. Antiguamente, las placas traían
una pila corriente soldada en el motherboard, lo que dificultaba muchísimo el cambio, además
de otro s problemas como que la pila tuviera
pérdidas y se sulfataran ésta y la placa.
Además, la BIOS contiene el
programa de configuración, es decir, los menús y pantallas que aparecen cuando accedemos a los parámetros
del sist ema, pulsando una secuencia de teclas
durante el proceso de inicialización de la máquina. Programas Internos:
POST: Significa Power On Self Test,
Test en el encendido de la PC. Es un proceso de verificación e inicialización de los componentes de entrada
y salida en un sistema que se encarga de
configurar y diagnosticar el estado del
hardware, puntualmente lo denominamos Hardware
Básico (Teclado, Microprocesador, Memorias
RAM, video y el correcto funcionamiento del
Motherboard) Si estos componentes
funcionan correctamente emite un BEEP
por el speaker, si alguno funciona mal
emite más sonidos, de los cuales existe una
tabla de códigos por fabricantes.
TABLAS
POST:
BIOS:
El sistema básico de entrada/salida
Basic Input-Output System de datos, este programa le da instrucciones al
Microprocesador para poder interpretar las
instrucciones del sistema para poder comunicarse con el resto del Hardware. El
BIOS usualmente está escrito en lengua je Assembler. El primer término BIOS apareció en el sistema
operativo CP/M, y describe la parte de
CP/M que se ejecutaba durante el arranque y que iba unida directamente al
hardware (las máquinas de CP/M usua lmente tenían un simple cargador iniciador en la ROM, y nada más). La mayoría
de las versiones de MS-DOS tienen un archivo
llamado "IBMBIO.COM" o "DOSIS" que es análogo al CP
/M BIOS.
En los primeros sistemas operativos
para PC (como el DOS), el BIOS todavía permanecía activo tras el arranque y funcionamiento del
sistema operativo. El acceso a dispositivos como la disquetera y el disco duro se hacían a través
del BIOS. Sin embargo, los sistemas operativos
SO más modernos realizan estas
tareas por sí mismos , sin necesidad de llamadas a las rutinas del BIOS.
Al encender el ordenador, el BIOS
se carga automáti camente en la memoria principal y se ejecuta desde ahí por el
procesador (aunque en algunos casos el procesador ejecuta la BIOS
Leyéndola directamente desde la ROM
que la contiene), cuando realiza una rutina de verificación e inicialización de
los componentes presentes en la computadora, a través de un proceso denominado
POST (Power On Séla Test). Al finalizar esta fase busca el código de inicio del
sistema operativo en algunos de los
dispositivos de memoria secundaria presentes, lo carga en memoria y transfiere el control de la
computadora a éste.
Se puede resumir diciendo que el
BIOS es el firmare presente en computadoras IBM PC y compatibles, que contiene las instrucciones
más ele mentales para el funcionamiento de las
mismas por incluir rutinas básicas de control de lo s dispositivos de
entrada y salida. Está almacenado en un
chip de memoria ROM o Flash, situado en la placa base de la computadora.
Este chip suele denominarse en
femenino "la BIOS", pues se refiere a una memoria (femenino) concreta; aunque para referirnos al
contenido, lo correcto es hacerlo en masculino "el BIOS", ya que nos estamos refiriendo a un sistema
(masculino) de entrada/salida.
SETUP:
El "SETUP". Se llama así
al programa que nos permite acceder a los datos de la CMOS y que por eso también se suele denominar
CMOS-SETUP. Este programa suele activarse al pulsar cierta/s tecla/s durante el arranque del
ordenador, teclas Delete, Suprimir, Etc. Usamos este programa para consultar y/o modificar la
información de la CMOS (cuántos discos duros y de qué características; la fecha y hora,
secuencia de arranque, etc). Lógicamente, este programa SETUP está "archivado" (guardado)
en alguna parte d entro del ordenador y debe funcionar está guardado dentro de la ROM-BIOS y
alimentado po r una pila para que los datos
permanezcan guardados aun con el equipo apagado. Pantallas del SETUP:
En las siguientes pantallas que
verás a continuación, se ve los distintos Ítems del menú principal del SETUP.
PANTALLA
PRINCIPAL:
En el arranque de la PC. Oprimir la
tecla Delete, Suprimir, F1, F10, F3, Etc. Para ingresar al Setup. Estas
opciones dependerán del fabricante de Bios.
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