RANURAS PARA MODULOS DE MEMORIA DRAM

ARMADO Y REPARACIÓN DE PC
Capitulo Nº 4
MICROPROCESADORES
¿Qué es el microprocesador?
En su forma más simple, un sistema de computadora cuenta con una unidad que
ejecuta instrucciones de programas. Esta unidad se comunica con otros subsistemas
(dispositivos) dentro de la computadora, y a menudo controla su operación.
Debido al papel central de tal unidad se conoce como unidad central de procesamiento
(microprocesador), o CPU (Central processing unit)
- Es un procesador porque procesa (mueve y calcula) datos.
- Es central porque es el centro del proceso de datos realizado por la computadora.
- Es una unidad porque se trata de un chip, que contiene millones de transistores.
Dentro de muchas computadoras, un subsistema como una unidad de entrada, o un
dispositivo de almacenamiento masivo, puede incorporar una unidad de procesamiento
propia, sin embargo tal unidad de procesamiento, aunque es central para su propio
subsistema, resulta claro que no es "central" para el sistema de computadora en su
conjunto. No obstante, los principios del diseño y operación de una CPU son
independientes de su posición en un sistema de computadora. Este trabajo estará
dedicado a la organización del hardware que permite a una CPU realizar su función
principal: traer instrucciones desde la memoria y ejecutarlas.
El microprocesador se lo conoce también con el simple nombre de “micro” o como
procesador, CPU, UCP (en castellano), etc. que hacen referencia a lo mismo.
También se la suele describir como el cerebro de la computadora. Sin embargo, está
mucho más cerca de ser una calculadora veloz con habilidad para almacenar números,
realizar operaciones aritméticas simples y guardar resultados.
Como es incapaz de “pensar”, el micro no reconoce los números que maneja ya que
sólo se trata de una máquina matemática, la razón por la cual nuestra computadora
puede proveernos de un entorno cómodo para trabajar, es que los programas y el
hardware “entienden” esos números y pueden hacer que la CPU realice ciertas
acciones llamadas instrucciones.
Partes del microprocesador
- Encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia,
impedir su deterioro como por ejemplo por oxidación con el aire y permitir el enlace
con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o al motherboard
directamente.
- Memoria caché: una memoria rápida que almacena ciertos bloques de datos que
posiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la
memoria RAM, aumentando así la velocidad y diminuyendo la el número de veces que
la PC debe acceder a la RAM. Se la que se conoce como caché de primer nivel, L1
(level 1) ó caché interna, es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está
encapsulada junto a él, todos los micros tipo Intel desde el 486 tienen esta memoria.
- Coprocesador matemático: es la FPU (Floating Point Unit - Unidad de coma
Flotante) parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos; también
puede estar en el exterior del micro, en otro chip.
- Unidad lógica aritmética (ALU): es el último componente de la CPU que entra en
juego. La ALU es la parte inteligente del chip, y realiza las funciones de suma, resta,
multiplicación o división. También sabe cómo leer comandos, tales como OR, AND o
NOT. Los mensajes de la unidad de control le dicen a la ALU qué debe hacer.
- Unidad de control: es una de las partes más importantes del procesador, ya que
regula el proceso entero de cada operación que realiza. Basándose en las instrucciones
de la unidad de decodificación, crea señales que controlan a la ALU y los Registros. La
unidad de control dice qué hacer con los datos y en qué lugar guardarlos. Una vez que
finaliza, se prepara para recibir nuevas instrucciones.
- Prefetch Unit: esta unidad decide cuándo pedir los datos desde la memoria principal
o de la caché de instrucciones, basándose en los comandos o las tareas que se estén
ejecutando. Las instrucciones llegan a esta unidad para asegurarse de que son
correctas y pueden enviarse a la unidad de decodificación.
- Unidad de decodificación: se encarga, justamente, de decodificar o traducir los
complejos códigos electrónicos en algo fácil de entender para la Unidad Aritmética
Lógica (ALU) y los Registros.
- Registros: son pequeñas memorias en donde se almacenan los resultados de las
operaciones realizadas por la ALU por un corto período de tiempo.
¿Qué significa CISC, RISC y VLIW?
Se refiere al diseño interno del chip, CISC, RISC y VLIW son distintas categorías de
diseño.
CISC
La primera generación de procesadores utilizaba un sistema de manejo de las
instrucciones llamado CISC (Complex Instruction Set Computer – Computadora con
Conjunto de Instrucciones Complejas). Esto significa que la computadora puede
entender instrucciones complejas. El conjunto de instrucciones x86, con su longitud
variante entre los 8 y 120 bits, fue originalmente desarrollado para el 8086 con 29.000
transistores.
Con las nuevas generaciones de procesadores, se agregaron instrucciones. El 386 tuvo
26 nuevas instrucciones, el 486 agrego 6 y el Pentium 8. Esto significo que algunos
programas tuvieran que ser rescritos para aprovechar estas instrucciones. Así mismo
algunos programas necesitan un procesador 386 o Pëntium para funcionar, porque
aprovechan alguna instrucción especifica no presente en chips anteriores.
RISC
Las instrucciones RISC (Reduced Instruction Set Computer – Computadora con
Conjunto de Instrucciones Reducidas) son breves, y todas tienen la misma longitud y
se procesan con mas rapidez que las CISC. Por esto la arquitectura RISC se utiliza en
los nuevos procesadores. Sin embargo, el problema se encuentra en que las
instrucciones llegan la CPU en formato x86 (CISC). Entonces tienen que ser
decodificadas.
Por esta razón es que los micros modernos como el Athlon XP o Pentium 4, son RISC
internamente, pero usan decodificadores para entender las instrucciones CISC.
VLIW
Un micro que trabaja bajo la arquitectura VLIW (Very Long Instruction Word – Palabra
de Instrucción Muy Larga) utiliza instrucciones mas largas que las CISC o RISC. La
idea es poner varias instrucciones en una sola, permitiendo esto al micro, obtener
varias instrucciones es una operación, con lo que logra mayor eficacia. Los micros
normales (no VLIW) solo reciben una instrucción por palabra. Una palabra es una
cantidad de datos enviados al micro. El microprocesador de 64-bits ITANIUM,
desarrollado por Intel y HP, usa esta tecnología.
PEQUEÑA RESEÑA HISTORICA DE LOS MICROPROCESADORES
Existen muchos fabricantes de Micros, como Intel, AMD, Cyrix, Texas Instruments,
Motorola, Sun, etc., etc. pero solo vamos a encargarnos de ver principalmente los tres
primeros (Intel, AMD y Cyrix) ya que son los mas “populares” cuando se habla de PC
(aunque no tanto Cyrix en la actualidad), sin embargo no quiere decir que los demás
sean malos, y también veremos, a grandes rasgos, otros micros y fabricantes como ser
Motorola en conjunto con Apple e IBM, VIA, etc.
Antes de pasar a conocer las diferentes características de los microprocesadores, es
necesario hacer una aclaración, los microprocesadores evolucionan tanto o mas que los
diferentes componentes de una PC y, a esta evolución es común denominarla
“Generaciones de Microprocesadores”.
Nombre código de un microprocesador
Muy comúnmente bajo una misma denominación comercial, los fabricantes de
microprocesadores, suelen vender chips muy diferentes. Esto ocurre porque, si bien el
diseño básico se mantiene, se producen mejoras y refinamientos mas o menos
importantes a lo largo de la vida de un microprocesador.
Bajo el nombre de Pentium III, por ejemplo, se han fabricado tres núcleos o “dies” que
se diferencian por la cantidad de cache y por el proceso empleado en su fabricación.
Los diferentes núcleos que incorporan mejoras sustanciales a lo largo de la vida de un
micro, reciben nombres código que son utilizados internamente por los fabricantes
para distinguirlos de otros modelos. En el caso del PIII, fueron: Katmai, Coppermine y
Tualatin.
Instrucciones SIMD
(Single Instruction Múltiple Data – Instrucción simple de datos múltiples)
Al nivel del microprocesador, muchas aplicaciones realizan operaciones repetitivas con
grandes cantidades de datos. Además, los datos involucrados es estas operaciones
tienden a ser pequeños valores que pueden ser representados con un pequeño número
de bits. La performance de las aplicaciones puede ser mejorada al formar grupos de
datos e implementar instrucciones que puedan operar con éstos en simultáneo.
Este tipo de operación se llama SIMD y puede reducir el numero de instrucciones que
un programa necesita para manejar una determinada cantidad de datos.
Las instrucciones SIMD se encuentran integradas en los microprocesadores de PC
actuales y aceleran una gran cantidad de aplicaciones, que incluyen video,
reconocimiento de voz, imagen, encriptación, aplicaciones científicas, de ingeniería y
financieras. Sin embargo para aprovecharlas, el software debe estar escrito
especialmente para ellas.
Las instrucciones SIMD, como 3Dnow! y SSE2, pueden acelerar operaciones de enteros
o de coma flotante, pero su mayor beneficio y uso se da en las segundas. MMX, en
cambio, solo acelera operaciones con enteros y gráficos 2D.
MMX (MultiMedia eXtension – Extensiones Multimedia)
La tecnología MMX fue integrada en la quinta generación de microprocesadores como
un agregado para mejorar las tares multimedia. Entre estas funciones se encuentran la
compresión y descompresión de video, el manejo de imágenes y la encriptación.
En concreto, MMX es un juego de 57 nuevas instrucciones específicamente pensadas
para acelerar los programas que usa audio, video y gráficos. Sin embargo, estas
instrucciones no alivian el trabajo de la FPU del micro, sino que refuerzan el trabajo
con números enteros.
Para aprovechar la mejora de performance que brinda MMX, el software debe estar
programado para hacer uso de estas instrucciones. Como Intel licenció esta tecnología
a sus competidores, hoy es un estándar presente en todos los micros modernos.
3DNOW!
En 1998, AMD presento una nueva colección de instrucciones en sus micros, para
mejorar el desempeño 3D.
3DNow! consiste en 21 nuevas instrucciones a la manera de MMX, pero dirigidas a
reforzar las operaciones de coma flotante. Esta mejora fue muy importante, dada la
relativa debilidad de la FPU de los micros K6 de la época, si se los contrastaba con los
Pentium.
Además de realizar cálculos de geometría 3D, hay instrucciones para funciones
especificas, como la compresión / descompresión de video MPEG-2.
Con el microprocesador Athlon (K7), AMD integró mas instrucciones bajo el nombre de
Enhanced 3DNow! (3DNow! Mejorado).
3DNOW! se encuentra presente en los micros K6-2, K6-III y Athlon, así como en el
Cyrix III de VIA. Enhanced 3DNow! se encuentra en el Athlon y posteriores.
SSE (Streaming SIMD Extensions)
Con el micro Pentium III, Intel introdujo un nuevo conjunto de instrucciones dirigidas a
acelerar la performance en juegos 3D y aplicaciones con uso intensivo de la FPU. Estas
70 instrucciones son conocidas como MMX-2, KNI (Katmai New Instructions), o más
comúnmente, SSE.
La tecnología SSE fue lanzada seis meses después de 3DNow!, y sus funciones y
rendimiento son similares.
Proceso de fabricación
Cada vez vemos con más frecuencia, que entre las características importantes de un
microprocesador se nombra el proceso de fabricación.
Los microprocesadores están formados por millones de transistores microscópicos
albergados en varias capas de silicio. La mejora en los procesos de fabricación
posibilita que los circuitos y los transistores sean cada vez más pequeños, lo que a su
vez permite incrementar el número de estos últimos, reducir el consumo de energía y
elevar la frecuencia (MHz) de funcionamiento.
Un mismo microprocesador puede funcionar a mayor velocidad y con menor voltaje
(así se disminuye la generación de calor) si se lo fabrica con un proceso mas
avanzado.
Lo que designará un proceso de fabricación, será el ancho de la conexión mas fina que
se pueda realizar en la creación de un microprocesador. En general, esta pequeña
magnitud se mide en micrones.
Ultimas generaciones de microprocesadores
PENTIUM IV de INTEL
Realmente este da mucho que hablar: las primeras críticas que recibió fue la de ser
más lento que el Athlon de AMD, por lo menos con las aplicaciones actuales y a igual
frecuencia de trabajo. El nuevo procesador presenta un diseño totalmente nuevo y
requiere de nuevos y especiales chipsets, mothers, memoria e incluso nuevas fuentes
de alimentación y nuevos gabinetes.
El primer P4 apareció en el mercado a fines del 2000 presentando una velocidad de 1,4
GHz y venia en formato socket 423, este Pentium estaba basado en el núcleo
denominado Willamette.
Los procesadores Willamette no tuvieron una aceptación muy buena por parte del
público, debido a que sus prestaciones no distaban mucho de la anterior generación de
chips (PIII). Sin embargo presento muchas características novedosas y fue el primer
diseño completamente nuevo de Intel desde 1995, cuando había lanzado la
arquitectura Pentium Pro (de este evolucionan todos los chips hasta el PIII).
Los Willamette estaban fabricados con un proceso de 0.18 micrones, e incorporaban
256 KB de memoria caché L2 y funcionaban con un bus de 400 MHz
A partir de los 2 GHz, Intel renovó notablemente el P4 con el núcleo Notrhwood. Este
procesador completo el paso a la plataforma socket 478 que ya había comenzado con
los últimos willamette, e incorporó dos grades mejoras: una caché L2 aumentada a
512 KB y la fabricación en un proceso de 0.13 micrones. Esto ultimo disminuyo el
consumo eléctrico, permitió aumentar aun mas la frecuencia y convirtió al P4 en un
producto de alto rendimiento.
La caché de 512 KB es lo que mas influye en el hecho de que el Northwood sea tan
superior a los primeros P4. Gracias a ella, se evitan muchos accesos a la memoria
(algo que lentifica cualquier tarea de procesamiento). Además, se disminuye
notablemente la pena que el procesador sufre al cometer un error de predicción.
Para diferenciar los chips Northwood de los Willamette que funcionan a la misma
frecuencia, Intel ha agregado una letra A al final del nombre.
Otras mejoras que luego se implementaron en posteriores modelos de P4 fueron el bus
de 533 MHz y el HT (Hyper-Threading)
Bus Súper-Veloz
La última evolución del P4 es la versión ¨C¨, que incorpora como gran novedad un
FSB de 800 MHz. Para utilizar estos procesadores, que se fabrican con velocidades de
entre 2,4 y 3 GHz, se debe contar con un motherboard nuevo que incluya chipsets de
última generación que soporten dicho bus.
Nota: Todos los Pentium 4C incorporan la tecnología HT.
HyperPipeline: HIPERMHZ
Una de las características mas notables de los nuevos P4 es su gran capacidad para
alcanzar altísimas frecuencias de reloj. El diseño básico de este chip comenzó a 1,4
GHz y hoy sobrepasa los 3GHz.
Básicamente, el P4 posee una línea de proceso o ¨pipeline¨ interna que se divide en
20 etapas.
En el PIII, el trabajo se dividía en solo 10 etapas, lo que impedía alcanzar velocidades
muy superiores a 1,2 GHz.
Al tener que realizar menos trabajo por ciclo de reloj, el P4 puede hacer que cada ciclo
dure menos. Esto redunda en mas ciclos por segundo, es decir, mas MHz.
El problema que acarrea una estructura interna con muchas etapas en el pipeline
(Hyper-pipeline, según Intel) es que el micro realiza mucho menos trabajo por ciclo.
También incorpora el juego de instrucciones SSE2, cuya función principal es la de
mejorar el rendimiento de la FPU del P4.
HYPER-THREADING
Esta es una de las más novedosas características de los últimos P4.
Un procesador normal puede realizar una tarea a la vez, y esto hace que a veces se
desperdicien recursos, porque partes del microprocesador deben esperar a que otras
hagan su trabajo para poder continuar.
Para aprovechar al máximo la capacidad de proceso de los micros, Intel desarrollo un
sistema denominado HT (Hyper-Threading), que crea dos CPU virtuales basadas en un
solo chip de hardware. De esta forma el sistema operativo “ve” dos procesadores
lógicos, y es posible ejecutar 2 tareas simultáneamente, aprovechando toda la
capacidad del micro antes desperdiciada.
HT apareció por primera vez en los procesadores Northwood de 3,06 GHz pero
anteriormente ya se utilizaba en los procesadores del tipo XEON para servidores.
Según Intel, HT puede proveer una mejora de hasta un 40% en la utilización de los
recursos de un microprocesador.
Si se desea un procesador con tecnología HT, se debe contar con un motherboard que
soporte dicha tecnología, que solo es soportada por los chipset de última generación,
generalmente la posibilidad de habilitar o deshabilitar el HT se encuentra establecida
en el setup del BIOS. Además, es sumamente importante utilizar un sistema operativo
que soporte esta tecnología de multiprocesamiento, como pueden ser Windows XP o
Linux.
INTEL PRESCOTT
Prescott es el nombre código del ultimo desarrollo de la arquitectura Net-Burst P4 de
séptima generación. El nuevo procesador debuta a poco más de 3 GHz, pero su diseño
podría escalar hasta los 5 GHz en el futuro cercano.
La aparición del Prescott coincide con el lanzamiento del Athlon 64, a diferencia de este
Prescott sigue ejecutando código de 32 bits.
El diseño básico del prescott es el mismo que el del P4, pero incluye importantes
mejoras. La primera, que tiene un efecto más importante, es que Prescott es fabricado
en un proceso de 0.9 micrones, mientras que en el P4 Nortwood era de 0.13 micrones.
La reducción en el proceso de fabricación permite aumentar el tamaño de la caché L1 a
16 KB y la L2 a 1MB.
Prescott esta preparado para correr sobre un FSB de 800 MHz, además, exigirá el uso
de nuevos motherboards, dado que incorpora un nuevo tipo de conexión el socket 755.
Una de las razones para la utilización de un nuevo socket es la incorporación de las
nuevas instrucciones multimedia, en este caso se trata de 13 nuevas instrucciones
llamadas PNI (Prescott New Instructions), que permiten acelerar operaciones de coma
flotante, compresión de video y otras relacionadas con las matemáticas complejas.
Prescott también guarda compatibilidad con las instrucciones MMX, SEE, SEE2.
Algunas de las Instrucciones PNI mejoran la sincronización de tareas cuando se utiliza
HT, gracias a esto, y al mayor tamaño de caché, Prescott supera a sus antecesores en
aplicaciones HT.
Variantes del Athlon XP
Con el núcleo Palomino XP 2100+ a 1.73 GHz, AMD encontró el limite de lo que la
arquitectura K7 podía ofrecer con un proceso de fabricación a 0.18 micrones. Para
obtener mayores velocidades se hizo necesario un cambio en el proceso de fabricaron.
El nuevo núcleo fabricado en 0.13 micrones debuto con el XP 2200+ y se llevo el
nombre código de Thoroughbred. Este chip no es solo un Palomino fabricado en
miniatura, sino que en el se ha reorganizado la ubicación de los distintos componentes
internos y se le ha agregado una capa adicional de silicio para mejorar la distribución
de los transistores. No obstante, las primeras versiones del núcleo Thoroughbred
calentaban bastante mas que su antecesor, lo que llevo a cuestionar seriamente la
continuidad de este núcleo.
Las presunciones parecieron confirmarse cuando poco tiempo después AMD lanzó una
revisión importante del núcleo y los denomino Thoroughbred B. Esta versión agrega
una nueva capa de silicio, lo que ayuda a reducir las emisiones electromagnéticas
dentro del procesador y permite alcanzar mayores frecuencias. El Tbred B fue lanzado
con el modelo 2400+, pero también se fabrican modelos de velocidades inferiores
basados en el.
El ultimo y mas mejorado núcleo del Athlon XP es el Barton, que es similar al Tbred B,
pero lleva una caché L2 de 512 KB, gracias a lo cual aumenta su IPC (Instruction per
Cicle – Instrucción por Ciclo)
Como se mide la Performance
Con el modelo XP, AMD ha lanzado un nuevo sistema de denominación de los
procesadores, que no indica su frecuencia en MHz, sino un numero que es estimativo
de su rendimiento comparado con los chips PENTIUM (oficialmente, AMD explica que la
comparación es con el Athlon Thunderbird, pero el rendimiento siempre se ha
mantenido parejo con el P4).
AMD propone que el rendimiento es mas importante que la velocidad en MHz que un
micro pueda desarrollar, y al ver el desempeño del Athlon contra el P4, notamos que
AMD tiene razón.
Sin embargo, ocurre que se siguen tomando los MHz como principal parámetro de
rendimiento. Por esta razón AMD ha lanzado la iniciativa del “Verdadero Rendimiento”
(TPI), donde con otras empresas de la industria, se trata de establecer nuevos
parámetros para medir la performance de los chips. La idea es que otros fabricantes se
sumen a TPI.
ATLHON 64 y OPTERON
El primer procesador que soporta el grupo de instrucciones x86-64 es conocido con el
nombre código Hammer. Este chip también llamado K8, incluye muchas innovaciones
pero también conserva algunos elementos del viejo Athlon K7. Entre ellas se encuentra
la arquitectura con un alto IPC y una poderosa unidad de coma flotante tradicional
x87.
Existen 2 tipos de microprocesadores basados en el núcleo Hammer: el OPTERON,
para configuraciones de multiproceso y el ATHLON 64, para las PC de escritorio.
El primero también conocido por su nombre código SledgeHammer. Este micro esta
dirigido al ámbito empresarial; donde equipa servidores y workstatios.
Desde luego nada impide que una persona adquiera un procesador OPTERON para su
uso, pero su nivel de precios es superior al las versiones Hammer para escritorio
(ATHLON 64).
Las principales características del OPTERON son su controlador de memoria de doble
canal y la posibilidad de ser utilizado en configuraciones de procesamiento simétrico de
hasta 8 chips.
El procesador se comunica con el mother mediante 3 canales hyper-transport y tiene
una cantidad de caché L2 mas grande que las versiones de escritorio.
El procesador x86-64 de escritorio, el ATHLON 64, utiliza un solo canal hypertransport, lo que disminuye su valor y hace posible utilizar un formato de socket con
menos contactos.
El OPTERON tiene 940 pines y el ATHLON 64 solo 754.
Controlador de memoria de los AMD-64 Bits
Además de las extensiones de 64 bits, la principal novedad del diseño de los hammer
es el controlador de memoria integrado. Hasta ahora, en todos los procesadores
existentes. El control de la memoria lo realiza el northbridge del Chipset incluido en el
motherboard. Al tener el controlador de memoria integrado, estos micros están
directamente conectados con los bancos de memoria DDR.
Esto le permite disponer de un gran ancho de banda real, dado que la latencia
disminuye drásticamente.
Como contrapartida, el controlador de memoria integrado puede acarrear algunos
inconvenientes. Su diseño se deberá modificar cada vez que se quiera dar soporte a
una nueva tecnología de memoria (ejemplo: Al pasar de DDR 400 a DDR II). Estos
chips soportan las instrucciones SSE2 así como todas las anteriores.
Tema: Ranuras para Módulos de Memoria RAM
RANURAS PARA MODULOS DE MEMORIA DRAM
Son los conectores de la memoria principal, que se encuentran en el motherboard.
Antiguamente, los chips de RAM se colocaban uno a uno sobre el motherboard, lo cual
no era una buena idea debido al número de chips que podían ser necesarios, por ello
se agruparon varios chips de memoria soldados a una plaqueta, dando lugar a lo que
se conoce como Módulos.
Estos Módulos han ido variando de tamaño, capacidad y forma de conectarse.
Es posible hacer también una rápida identificación de la generación del motherboard
observando el tipo de zócalo que presenta para la conexión de los módulos de
memoria DRAM. A continuación observamos los distintos tipos de memorias físicas y
sus ranuras (haciendo hincapié en esto, ya que los módulos de DRAM pueden ser
físicamente similares, pero lógicamente aceptan variados modos de trabajo).
Ranura para SIP de 30 pines:
Llegaron con la segunda generación de motherboards 286, similares a las SIMM de 30
contactos, salvo que las SIP tenían pines.
Módulos de memoria SIPP.
Módulos de memoria SIPP dobles.
Ranura para SIMM de 30 contactos:
Son características de las placas madres para procesadores 286, 386 y también se
encuentran en los primeros modelos 486
Módulos de memoria SIMM de 30 contactos.
Ranura para SIMM de 72 contactos:
Aparecieron a partir de las 486, acompañaron la evolución del 586 y hasta en algunos
modelos de 686 con microprocesadores de AMD.
Módulos de memoria SIMM de 72 contactos.
Ranura para DIMM de168 contactos:
Su aparición fue acompañando a los microprocesadores MMX de Intel en el 586 y se
utilizaron hasta la generación del Pentium III y AMD K6 3
Módulos de memoria DIMM de 168 contactos
Ranura para RIMM de 184 contactos:
Estas memorias de alta performance surgieron junto a la primera generación de Pentium 4 y se
mantuvieron hasta la segunda generación de P4. Estas memorias estaban desarrolladas por
Rambus y por Intel, lo que produjo que Pentium 4 sea el único micro con el cual trabajan.
Módulos de memoria RIMM de 184 contactos.
Ranuras para módulos DDR DIMM de 184 contactos:
Son la nueva tecnología aplicada a cada nuevo modelo de motherboard, como ser placas con
soporte para Pentium 4 o Athlon XP entre otros.
Módulos de memoria DDR de 184 contactos.
LA BATERIA
La batería (Pila), se encarga de mantener a la información existente en la memoria CMOS-RAM
(complementary metal oxido semiconductor- random acces memory)
En la memoria CMOS-RAM se guardan los datos declarados previamente y mediante el uso del
SETUP, por ejemplo cantidad y tipo de discos rígidos , orden de booteo (arranque), fecha y hora
etc., y como la CMOS-RAM es una memoria volátil necesita ser alimentada por una pila para no
perder estos datos cuando el equipo esta encuentra apagado.
Se trata de un acumulador que se recarga cuando la PC está encendida.
No obstante, con el paso de los años va perdiendo esta capacidad como todas las baterías
recargables y llega un momento en que hay que sustituirla. Esto, que ocurre entre 2 y 5 años
después de la compra de la PC, puede verificarse mirando si la hora se atrasa demasiado.
Batería con formato condensador, típica de los 486.
Batería de lithio actual.
Batería de lithio en posición vertical, para ahorrar espacio.
Actualmente todos los motherboards suelen venir con una pila tipo “moneda”, la cual
es muy fácil de reemplazar. Antes, los mothers traían un condensador soldado a la
misma, en realidad eran tres pilas en serie embutidas en un plástico cobertor. Esto
dificultaba muchísimo el cambio, además de otros problemas como que la pila tuviera
pérdidas y se sulfataran junto con la placa.
COMPONENTES INTEGRADOS
Existen placas base en las que ciertos componentes están integrados en la propia placa
base, es decir, están incluidos en ella en vez de estar montados en una ranura de
expansión.
Los más comunes son
Controladoras de dispositivos: en general presente en todas las placas desde los
últimos 486, disponen de unos chips que se encargan de manejar los HDD, disqueteras
y puertos serie, algunas de gama alta incluso tienen controladoras SCSI integradas.
Placa de sonido: ahora que una tarjeta de 16 bits suele consistir en un único chip,
cada vez más motherboards la incorporan.
Controladora de vídeo: las que incorporan los motherboards no suelen ser de una
potencia excepcional, pero sí suficiente para trabajos de oficina, como por ejemplo una
Intel 740,748 o una AMD 598, 599.
Placa de red: estos dispositivos no tienen grandes requerimientos de funcionamiento,
por lo que la gran mayoría de los motherboards ya incluyan una interna que soporte
velocidades estándar de 10Mbps o 100Mbps.
Modem: son módems denominados HSP o Winmodems ya que solo funcionan bajo el
sistema operativo Windows, en los cuales se han eliminado varias piezas electrónicas,
generalmente determinados chips como el UART, de manera que el microprocesador
de la PC debe sustituir su función mediante software. Indudablemente, estos son más
baratos, es más cómodo, ya que el interior del gabinete está libre de cables y placas y
su instalación es mas rápida, sin embargo no siempre son componentes de alta gama
sobre todo las placas de sonido, vídeo y el modem que suele ser lentas, además de
que cualquier fallo importante en la placa nos deja sin casi nada que poder aprovechar
de la PC.
CON LAS INDICACIONES QUE SE DAN A CONTINUACIÓN USTED PODRA RESOLVER
SIN INCONVENIENTE SU PRACTICA 4 DE LABORATORIO, QUE CONSISTE EN:
PRACTICA N° 4
-Seteo de Microprocesadores.
-Seteo de controladoras multi-ide.
-Montaje de la Motherboard.
Opciones de configuración
El manual que acompaña al mother describe la forma en que se deben configurar los
diferentes jumpers, para poder ajustarlo a las distintas clases de elementos que serán
incorporados.
Nota: Los Jumpers son habilitadores o deshabilitadotes de funciones, se trata de un
conjunto de pines que están en los circuitos impresos de las placas, tarjetas, en los
discos y CD-ROMs. Gracias a ellos, se pueden configurar determinados aspectos de
estos periféricos.(Mediante la utilización de puentes de conexión), estos unen dos
pines del jumper y de esta manera determinan la función a establecer.
Jumper de configuración estandar.
Switch de configuración, con 2 posiciones on/off.
Las opciones configurables típicas son:
Selección del voltaje de trabajo del Chip ROM (BIOS).
Este jumper viene configurado correctamente, por lo tanto no es necesario modificarlo.
En la actualidad la mayoría de los motherboards son del tipo jumperless (sin jumpers)
ya que auto detectan la mayoría de las configuraciones, por una cuestión de seguridad.
Pero es frecuente toparse con motherboards que se configuren manualmente.
Jumper para configurar voltaje de programación del BIOS.
Jumper para configurar voltaje, seteado en la posición opuesta
Tabla de referencia para el seteo del jumper, presente en el manual.
Selección de voltaje para las ranuras DIMM para módulos de memoria DRAM.
Existen dos tensiones posibles 3.3 V y 5 V, es importante destacar que es muy raro
encontrar DIMM de 5 V ya que estos fueron los primeros en salir al mercado, los DIMM
actuales son de 3.3 V.
Este jumper no siempre se encontrara en el motherboard, ya que en la actualidad el
voltaje de las DIMM viene pre-seteado, de encontrarse el jumper del voltaje de
memoria este estará ubicado cerca de los zócalos de memoria.
Tabla de referencia del jumper de la memoria.
Jumper configurado en el voltaje determinado al modulo de memoria.
Selección del voltaje de alimentación del microprocesador
El voltaje de alimentación difiere de un microprocesador a otro, por lo tanto en el
momento de realizar la configuración de la tensión será necesario conocer con que
voltaje trabaja el micro en cuestión. Generalmente este dato viene indicado en el
microprocesador. Esta es una de las configuraciones mas importantes que podemos
llegar a realizar, ya que si introducimos un valor incorrecto podemos quemar el
microprocesador. En la actualidad los motherboards auto detectan el voltaje del micro.
Tabla de referencia para el Seteo del voltaje del núcleo del microprocesador.
Tabla en serigrafia sobre el mother, para setear al microprocesador.
Borrado de la configuración de la CMOS RAM.
Este jumper es de gran utilidad cuando se desea borrar un password alojado en la
CMOS o cambiar la configuración existente en la CMOS RAM por la original. Dicho
jumper se encuentra cerca de la pila.
Jumper para resetear la configuración almacenada en la memoria CMOS-ram.
Selección del factor de multiplicación.
Cada microprocesador cuenta con una frecuencia base de bus, que viene determinada
por el fabricante acorde al modelo y características del mismo, esta frecuencia base,
debe ser multiplicada para llegar a la frecuencia interna o final del microprocesador.
Ej: Un procesador de 166 Mhz trabaja con una frecuencia base de 66Mhz, debemos
buscar el multiplicador que mas nos acerque a la frecuencia final del microprocesador
(166Mhz), en el ejemplo mencionado seria de 2,5X(ya que 66
X 2,5 =165Mhz, si
hubiéramos configurado un multiplicador de 3 x la frecuencia final del microprocesador
hubiera subido a 198 con lo cual no esta garantizado su correcto funcionamiento ni su
vida útil ya que estaría trabajando a una frecuencia superior para la que fue
desarrollado
A continuación se detalla una tabla con las frecuencias en Mhz de, frecuencia base y
su correspondiente factor de multiplicación, para los procesadores de la línea PENTIUM
I o compatibles (todos aquellos PIN compatibles con SOCKET 7) esta configuración se
realiza por medio de jumpers de seteo (habilitadores o deshabilitadores de funciones),
ya que a partir del modelo PENTIUM II, esta configuración no se realiza mediante
jumpers, sino que se establece mediante el programa SETUP.
Jumper del multiplicador del microprocesador
Selección del bus de la placa madre:
Esta es la frecuencia de bus de la placa madre (FSB). Cuanta más alta sea esta
frecuencia mayor velocidad se obtendrá. En este punto debemos tener en cuenta que
el motherboard debe ser configurado de acuerdo al microprocesador en relación a dos
factores, la velocidad del bus y el multiplicador, con los cuales al multiplicarlos entre si
se deberá alcanzar la velocidad del microprocesador sin sobrepasarla, por ejemplo:
UD. Cuenta con un procesador Pentium 4 de 2,4GHz y tiene la opción de configurarlo
con una velocidad de bus de 400MHz por lo cual deberá multiplicar dicha frecuencia
por 6, en el hipotético caso que esto no sea posible, sino que solo pueda acceder a un
factor de multiplicación de 6,5 o bien de 5,5 deberá optar por el inmediato inferior a la
velocidad correcta, ya que si no estaríamos exigiendo el microprocesador como
resultado este se sobrecalienta y ocasiona cuelgues en el sistema.
Jumper del FSB del mother.
Nota: Actualmente muchos fabricantes de motherboards permiten configurar
determinado parámetros, por ejemplo la frecuencia del microprocesador, por medio del
programa Setup.
PLACA MULTIFUNCIÓN
La integración de las funciones mas comunes llevo al diseño de unas placas que contenían el
soporte físico y lógico (conectores) para los dispositivos mas utilizados, permitiendo la conexión de
interfaces seriales, paralelas, discos IDE y disqueteras en una sola placa.
Las placas multifunción llegaron a ser parte integrante de cualquier PC, dejándose de lado su
fabricación en la actualidad, ya que los motherboard incluyen controladores Onboard para estos
dispositivos.
Debemos tener en cuenta que es importante conocer su funcionamiento y su correcta
configuración, ya que son indispensables al momento de reemplazar un puerto o controlador del
motherboard.
Las controladoras multifunción pueden trabajar sobre un bus ISA o PCI, eso dependerá de
nuestras necesidades.
Nota: hay que recordar que si utilizamos una placa multifunción para reemplazar algún puerto de
E/S o conector de disco de la PC, es necesario que antes de su colocación desactivemos el
controlador Onboard correspondiente desde el SETUP, caso contrario se producirán conflictos a
nivel hardware en la maquina, lo que provocara inestabilidad en el sistema..
Placa Multifunción, con conexión ISA.
A continuación podemos ver las diferentes posibilidades de configuración mediante
jumpers para habilitar o deshabilitar funciones en la placa.
Esquema de jumpers de la placa multifunción
ANÁLISIS DEL MOTHERBOARD PREVIO AL ENSAMBLAJE
La operación de instalar una Motherboard (bien porque se dañó el anterior o porque se
desea actualizar una PC o porque se esta armando una PC desde cero), requiere un
análisis previo sobre el tipo de mother que vamos a instalar. Debemos contemplar el
uso que va a tener la PC, cuanto tiempo debe permanecer prendida, cuanta capacidad
de RAM deberá soportar, el microprocesador a instalar, etc. Todos los datos anteriores
serán necesarios para seleccionar la opción de motherboard mas conveniente.
MONTAJE DEL MOTHERBOARD
Retire el motherboard de su envoltorio y colóquelo sobre una superficie antiestática.
Antes de insertar la placa, si su gabinete necesita que ponga los tornillos separadores,
deberá colocarlos. Simplemente deberá presentar la placa dentro del gabinete, mirar
donde coinciden los agujeros de fijación de la placa con los agujeros para tornillos del
gabinete y colocar todos los que pueda. Esto le asegurará que no se doble el
motherboard cuando inserte las placas, si se doblase podría romperse alguna pista de
conexión y el mother quedaría inservible.
Para insertar la placa, simplemente deberá encajar sus conectores en la lámina
agujereada del gabinete y apoyarla suavemente sobre los puntos de sujeción.
Mother montado en gabinete.
Debe quedar lo más pegada (por la parte de los conectores de teclado, usb, etc.) a la
parte trasera del gabinete, con cuidado de que no quede torcida, sino luego no
encajarán las tarjetas AGP, PCI e ISA.
Disposición física de los conectores externos.
En la foto anterior, podrá observar un plano general del motherboard, en él aparecen
señalados con flechas rojas los agujeros de fijación que presenta un mother. Como
hemos dicho le convendrá atornillar todos los que le sean posibles, sobre todo los
cercanos a las ranuras PCI, AGP e ISA y los de los extremos, ya que serán esos los
puntos donde efectuaremos mayor presión sobre el mother al insertarle las placas de
expansión, memoria, etc.
Lo siguiente será atornillar el motherboard a las fijaciones, para ello deberá utilizar los
tornillos que vienen con el propio mother, éstos vienen con una arandela de cartón o
fibra que sirve para aislar al propio mother de los tornillos anclados al chasis del
gabinete. Lo que evita la posibilidad de derivaciones eléctricas que podrían dañarlo.
Por ello, no es bueno fijarlo con tornillos sin las arandelas de aislamiento, una descarga
mínima podría dañar el mother o cualquiera de los componentes instalados en él.
Arandelas de cartón aislantes.
Enganches plásticos para el mother.
Tornillos para sujetar el mother al gabinete.