CURSO DE INFORMÁTICA TÉCNICA PARA MASTODONTES. Capítulo 7. Memorias. Lo que tenemos que saber de ellas.

 

Bueno, en primer lugar, perdón por tardar tanto en poner este capítulo. Si algo os puedo prometer es que acabaré el curso. En segundo lugar, si habéis ido siguiendo el curso, gran parte de lo que os voy a comentar ya os sonará de algo.

Empecemos con el capítulo. 

1. ¿Qué es la memoria informática?

Entendemos como memoria informática todo aquel dispositivo que almacene de forma temporal o permanente la información que procesa un pc. 

2. Tipos de memorias.

a. De acceso instantáneo para trabajo. 

Básicamente esta la utiliza el microprocesador para su trabajo, ya sea dentro del microprocesador o en la placa base. Hay de dos tipos:

- La RAM, acrónimo del inglés de Random Access Memory o Memoria de Acceso Aleatorio, que se utiliza para cargar y ejecutar programas binarios. Están formadas con circuitos integrados (como en el microprocesador) con millones de transistores o con millones de condensadores (según el tipo), que mantienen los bits 0 o 1, mientras tengan tensión. 

Por tanto, si apagas el pc, el contenido de la RAM se borra irremediablemente.

Esquema genérico de la memoria RAM

- La ROM, acrónimo del inglés Read Only Memory o Memoria de Sólo Lectura, aunque en la práctica, algunas se pueden re-escribir.

De memorias ROM han habido y hay de muchos tipos, desde ROMs puras hasta PROMS, EPROMs, EEPROMS y otras, como las Flash actuales (aunque os parezca raro, las microSD, los pendrives y demás, son ROMs con otra tecnología, se le llama NAND).

Las primeras que salieron eran ROMs en el sentido estricto, es decir, la casa fabricante las producía, con los valores ya establecidos de la casa, y eran invariables.

Entonces, las grandes casas fabricantes vieron, con la entrada de un nuevo concepto llamado BIOS (que ya dimos en el curso, capítulo anterior) que en los nuevos PC's con la entrada de los primeros Sistemas Operativos, la necesidad de que se pudieran modificar, al menos en parte, para poder almacenar y/o modificar algunos datos de esta (cosas tan básicas como la hora del sistema). Al ser la ROM invariable, estas no valían.

Dichas ROMs (las que no se podían grabar) las utilizaban ordenadores como el Amstrad, el Spectrum, el Commodore o el MSX, como más conocidos (ente otros) pero de lo único que se encargaban era de ejecutar un programa de arranque, que acababa en una consola para poder ejecutar con simples instrucciones de ejecución o entrar en un lenguaje llamado Basic (en sus distintas modalidades).

De estas ROMs básicas que acabo de comentar, surgieron los primeros prototipos llamados PROMs, que eran memorias ROMs que podían ser borradas con luces ultravioleta (Gamma) y con un aparato externo, podías volverlas a programar eléctricamente. Pero esto requería de una cierta pericia, de saber muy bien lo que estabas haciendo y tener siempre presente que un fallo podía dejarte sin ROM y por tanto, sin PC.

Afortunadamente esto fue mejorando con la mejora de la tecnología, y fueron saliendo modelos nuevos de ROMs, programables eléctricamente desde la propia placa base. Estos modelos les llamaron EPROMS y luego el modelo más avanzado EEPROMs, y ya no necesitaban de luz ultravioleta para borrarlas.

Se podían reprogramar y reprogramar, sin necesidad de sacarla de su zócalo.

Los modelos de ROMs actuales para las BIOS son una evolución de este último modelo y que se fabrican con una nueva tecnología que se llama Flash (la misma que los pendrives, compact Flash, etc). No vamos a tocar todos los modelos que hay pero si una información general de las ROMs, para que a un nivel inicial, se sepa que es una ROM y que está asociada a la BIOS.

Las memorias Flash las tocaremos en el siguiente capítulo ya que, comúnmente se utilizan como dispositivo de almacenamiento (siguiente apartado) más que de acceso de trabajo instantáneo (este apartado).

Distintos modelos de ROMS.

Esta última foto, ROM Flash reprogramable

b. De almacenamiento.

De la necesidad de poder almacenar los datos para no tener que introducirlos manualmente cada vez que se arranca la computadora, se comenzaron a diseñar sistemas alternativos para leer y almacenar datos, y a su vez, que fueran transportables.

Los primeros sistemas de almacenamiento eran ópticos. Es decir, con unas tarjetas perforadas o no simulaban el sistema binario. Si no estaba perforado, era un 0 y y si lo estaba un 1. Si embargo, este sistema era muy rústico y requería de muchas targetas y amén si te equivocabas.

Luego este sistema sufrió una ligera transformación, dejando de ser tarjetas y pasando a ser cinta continua de papel, sistema similar al del teletipo antiguo. 

Pero pronto quedó obsoleto con una nueva invención, los sistemas de almacenamiento magnéticos, que fue un paso de gigantes. 

Primero vinieron las cintas magnéticas, al igual que las cintas de papel. Y luego vinieron las unidades de disquete. Eran más sencillas de usar, de mayor capacidad, transportables y no requerían de gasto de papel innecesario. Fueron las primeras unidades de disquete 💾 , con distintos formatos y capacidades, que entre las más famosas fueron las de 3", 3 1/4", 3 1/2" y 5 1/4" (los primeros pc's).

Disquete 3 pulgadas Amstrad y Spectrum+2

Disquetes 3 pulgadas y media y 5 pulgadas y cuarto

Y basándose en una pequeña evolución de la misma tecnología, surgieron los primeros discos duros magnéticos, que estaban fijos en los primeros pc's y que se dedicaban a almacenar los primeros sistemas operativos, que ya no se encontraban en las ROMs.

Disco duro HDD de 20 Megas super viejo. Marca SeaGate.

Y la cosa evolucionó aún más con la mejora de la tecnología, ya que se hizo un híbrido entre el sistema óptico y el magnético. Con la salida de los primeros CD's, se mejoró la capacidad de almacenamiento. Y luego fueron los DVD's, y continuamente fueron saliendo nuevos y nuevos dispositivos ópticos y a su vez, los discos duros magnéticos fueron también progresando, hasta llegar a lo que tenemos actualmente, con capacidades de Terabytes. Me acuerdo que los primeros discos duros con los que trabajé estaban entorno a los 4 a 8 Mbytes (una ridiculez a comparación de un pendrive actual).

Actualmente también han salido otro tipo de tecnologías, variantes de estas, como los discos duros de estado sólido (conocidos como SSD, o Solid State Disk). 

Por ahora, aparcaremos este apartado b (de almacenamiento) ya que, lo ampliaré en el siguiente capítulo más detenidamente. Nos centraremos exclusivamente en el apartado a, que hay suficiente materia.

Bien, volvamos a las memorias RAM y ROM.

3. Hagamos un resumen de que ventajas e inconvenientes tiene cada una.

a. RAM:

- Es volátil, es decir, si se queda sin corriente, se va el contenido.

- Su acceso es puntual. Es decir, puedes acceder a un punto específico de la memoria sin necesidad de leer el resto de datos.

- Puede ser leída y/o modificada en cualquier punto. A partir de ahora lo llamaremos dirección de memoria. El valor de de dicha dirección de memoria serán los datos. Esto se realiza a través del bus de direcciones y del bus de datos ¿os suena? Y a través de algunos valores dentro del bus de control y del chipset se le dice a la memoria si quiere leer, escribir o no hacer nada.

- Esta memoria es reemplazable o sustituible. Si os acordáis, ya os comenté en el capítulo anterior acerca de los slots de memoria. Si se te rompe, puedes sustituirla por otra igual o superior. Ya veremos en los siguientes apartados como.

- La RAM es, como norma general, mucho más rápida que la ROM. Su tecnología está más evolucionada.

b. ROM.

- Su contenido no es volátil. Es decir, cada vez que arranques lo tienes ahí. 

- Su acceso es secuencial. Aunque internamente pueda acceder a distintas direcciones para tomar datos, cada vez que se arranca el pc, y se requiere de su valor, siempre se accede a la primera instrucción binaria ejecutable el la primera celda de memoria.

- No es sustituible. Me explico. Cada placa base tiene su ROM. Tan solo es sustituible en las siguientes condiciones:

1. Que el ordenador sea el mismo, (en el caso de viejos ordenadores como Amstrad, Spectrum, etc).

2. Que no esté soldada. Se requiere de un nivel técnico informático elevado para desoldar la ROM y poderla poner en una placa de iguales características.

3. Que esté en un zócalo. Misma condición que el punto 2.

4. Que sea un modelo de placa base con BIOS en EEPROM y colocada en zócalo, con exactamente la misma placa base o del mismo modelo.

Por tanto, entendéis que en un principio, no se puede hacer.

- Y como ya comenté, la ROM, es más lenta que la RAM.

Bien, ya hemos tocado lo siguiente, que és la RAM y la ROM y qué ventajas e inconvenientes tienen cada una. Ahora vamos con la biblia en verso.

4. Tipos de memorias RAM.

Antes de comenzar a citarlas, voy a explicar cómo se diferencian las distintas memorias. Las clasificaré por su tecnología pero tenéis que tener en cuenta que hay muchos modelos y que tienen muchas cosas más a tener en cuenta, que voy a descartar por ser este un curso de nivel inicial.

Como es comprensible, no todas las memorias valen para todos los ordenadores. Es más, en una diferencia menor de 5 años, es más que posible que de una placa base a otra ya no valga, por la tecnología en la que están fabricadas. Es más, la velocidad también es otro factor importante a la hora de comprarlas. Por eso, es obligatorio leer el manual de la placa base (o consultar con el vendedor de la placa base) para saber exactamente qué tipos de memorias admite.

Otro factor que se debía tener en cuenta antiguamente era la dualidad o paridad. Es un concepto que actualmente no es necesario pero para equipos no tan nuevos, es importante tener en cuenta. Esto significaba que, si la placa base lo requería, debías de poner la misma memoria en los slots que ellos te indicaban. O sea, si ibas a poner 4 Gb en dos slots de memoria, debías poner 2Gb en uno y luego otros 2Gb en otro. Lo comento tan solo como a tipo informativo ya que, actualmente, con los tipos de memoria que hay, esto no es necesario.

Tener en cuenta también que voy a hablar de modelos generales para pc's con placa base y también para portátiles. Voy descartar las memorias de móviles y tablets ya que, no puedes ampliarlas ni hacer nada, vienen en la placa base del móvil o tablet soldadas.)

Comenzamos con los modelos de RAM:

A. Memorias DIP (obsoletas).

Este tipo de memorias eran las que utilizaban los viejos ordenadores (Amstrad, Spectrum, MSX, etc). Circuitos Integrados soldados o en base DIP, que normalmente eran bancos de 8Kbytes o lo más común 16Kbytes, que llevaban 4, 8 o 16 integrados de estos haciendo la suma de 64Kb, 128Kb o incluso 256Kb. Tan sólo a modo de cultura general.

B. Memorias SIP o SIPP (obsoletas).

Acrónimo de Single In-line Packages – Paquetes simples de memoria en línea.

Sumas parecidas a las del apartado A, con otro formato y tecnología. Iban soldadas también.

C. Memorias SIMM (obsoletas).

Son memorias Single on-Line Memory Module, traducido como “módulo de memoria simple en línea”. Esto significa que la placa donde van las memorias tan sólo va un lado conectado.

Distintos formatos, 30 o 72 pines (conexiones) que podríais encontrar en equipos de más de 35 años, pero que en la actualidad son memorias de museo. XDD

Memorias DIMM:

Las “Dual In line Memory Module” o "módulo de memoria de línea dual" en castellano, son memorias dónde los contactos de la placa donde van son independientes, por lo tanto, hay el doble o más de pines de conexión o contactos que las SIMM. Estas memorias son de 168 pines o contactos.

D. Memorias DIMM - DRAM (las primeras DIMM, obsoletas).

DRAM significa Dynamic RAM. Estas son la primeras, por tanto, las más lentas. Estas memorias las podréis encontrar en los 386, o sea que son bastante viejas. 

E. Memorias FPM (obsoletas).

Acrónimo de Fast Page Memories, o Memorias de Pagina Rápida. Son del tipo SIMM, de unos 30 o 72 contactos y se utilizaban en los 486 finales y los primeros Pentium.

F. Memorias EDO (obsoletas).

Acrónimo de Extended Data Output o Salida de Datos Extendida. Eran un modelo especial para algunas versiones de Pentium pero personalmente las vi poco.

G. Memorias DIMM - SDRAM (obsoletas).

Acrónimo de Syncronic - DRAM. Una versión mejorada de la memoria D. Estas las usé bastante con los Pentium II, III y los Celeron de entonces. Eran unas DIMM de 168 pines o contactos, que funcionaban de forma sincrónica con el bus de la placa base.

Estas memorias tenían una numeración que les indicaba con qué tipo de frecuencias trabajaban. Estas son:

- PC66, PC100 y PC133.

O sea que si veis una memoria que ponga esto es una de este grupo seguro.

H. Memorias DDR - SDRAM o DDR (obsoletas).

Acrónimo de Doble Data Rate. Son una mejora de las memorias G. Duplican la velocidad de trabajo con la misma frecuencia. Tipo DIMM.

Este tipo de memorias son de 184 contactos y son mucho más rápidas que las anteriores. Las usaban los Pentium 4 y algunos AMD (Athlon). Módulos hasta 1 Gb.

También tienen otra numeración que indicaba a que frecuencia de bus trabajaba, en definitiva, en qué placas base podían ir. Estas son:

- PC-1064, PC1600, PC2100, PC2700 y PC3200.

Como las anteriores, si veis esta numeración en la memoria, se trata sin duda de una DDR.

I. Memorias RDRAM (obsoletas).

Las utilizaron algunos Pentium IV. Tecnología RIMM (no DIMM) aunque no prosperaron mucho. Del tipo Rambus, iban 10 veces más rápidas que las DRAM pero más lentas que las DDR. También tienen su propia numeración. Estas son:

- PC600, PC700 y PC800.

J. ESDRAM, SLDRAM y nRDRAM (obsoletas).

Las menciono aunque realmente creo no haberlas visto casi nunca. No son de las comunes. A modo de cultura general.

K. Memorias DDR2 - SDRAM o DDR2 (casi obsoletas pero aún podéis verlas en equipos no tan viejos).

Acrónimo de Double Data Rate type two Synchronous Dynamic Random-Access Memory.

Unas memorias mejoradas de las DDR - SDRAM (apartado H). Más rápidas. Las usan los primeros I3, i5 e i7 (9xx) de Intel y algunos de AMD. Tienen 240 pines o contactos. Módulos hasta 2Gb. Estan numeradas como:

- PC2-2600, PC2-3200, PC2-4200, PC2-4800, PC2-5300, PC2-6400, PC2-8000, PC2-8500, PC2-9200 y PC2-9600

O sea que si veis alguna de estas numeraciones en la memoria, se trata de una DDR2.

L. Memorias DDR3 - SDRAM o DDR3 (en uso actual pero no en equipos de última generación).

Acrónimo de Double Data Rate type three Synchronous Dynamic Random-Access Memory.

Una evolución de las DDR2. Son más rápidas y consumen menos (la tensión de consumo pasa de 1,5v a 1,2v). Tienen 240 pines o contactos. Módulos hasta 16Gb. Las usan los i3, i5 e i7 de generaciones medias, así como modelos similares de AMD. Las numeraciones son:

- PC3-6400, PC3-8500, PC3-10600, PC3-12800, PC3-14900, PC3-17000 y PC3-19200.

Si veis alguna de estas denominaciones, ya sabéis que es una DDR3.

M. Memorias DDR4 - SDRAM o DDR4 (en uso actual para equipos de última generación).

Acrónimo de Double Data Rate type four Synchronous Dynamic Random-Access Memory.

Obviamente, otra evolución de las DDR3. Tiene 288 pines o contactos. Hasta la fecha, las usan las últimas generaciones de microprocesadores Intel y AMD. También a 1,2v. Hasta 16Gb y 32 Gb por módulo. Las numeraciones que llevan son (nombres de los módulos):

- PC4-12800, PC4-14900, PC4-17064, PC4-19200 y PC4-21328.

Con estas denominaciones, ya sabéis que es una DDR-4.

N. Memorias DDR5 - SDRAM o DDR5 (última generación de memorias).

Acrónimo de Double Data Rate type five Synchronous Dynamic Random-Access Memory.

Sin duda, estas son las últimas que hay para pc's. Salieron a finales del 2021. Permiten superar el límite de los 64Gb con módulos hasta 128Gb. Trabajan a 1,1v y tienen 288 pines o contactos. Su numeración imagino que será PC5-XXXXX pero no lo puedo asegurar porque de estas todavía no he visto ninguna entre mis manos, por lo que todo lo que os puedo decir de ellas es lo que se puede encontrar por internet.

Lo normal es usar, a día de hoy, DDR3 o DDR4.

Ñ. Memorias GDDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5 y GDDR6.

Estas las cito a modo de mención ya que, son memorias con otra tecnología y se usan exclusivamente para tarjetas de vídeo, principalmente ATI e nVidia, así como vídeoconsolas de juego tipo PSX y XBox 360.

Pero para que os suene. No entraré en más profundidad con este tema.

Módulos GDDR3 y GDDR5

O. Memorias SO-DIMM y micro DIMM.

Estas memorias cumplen con los mismos valores que sus análogas DIMM para placa base pero, con la diferencia que son de un tamaño más reducido porque son memorias para los portátiles. Las diferencias entre pines o contactos entre ellas son:

- DDR: 184 pines (DIMM), 200 pines (SO-DIMM) y 172 pines (micro DIMM).

- DDR2: 240 pines (DIMM), 200 pines (SO-DIMM) y 214 pines (micro DIMM).

- DDR3: 240 pines (DIMM), 204 pines (SO-DIMM) y 214 pines (micro DIMM).

- DDR4: 288 pines (DIMM) y 256 pines (SO-DIMM). El formato micro DIMM ya no existe.

- DDR5: 288 pines (DIMM) y 262 pines (SO-DIMM). El formato micro DIMM ya no existe.

Módulo memoria SO-DIMM DDR4 para portátiles

Equivalencias memorias normal a memorias para portátiles 

5. Slots, muescas y fijadores (¡muy importante!).

De todas estas memorias que os he citado en el apartado 4, prácticamente casi todas tienen su slot de memoria propio en su placa base, es decir, si tenéis una memoria DDR, no vais a poder meterla en un slot para DDR3, como ejemplo. Esto es debido a que cada módulo de memoria (se llama módulo a la placa entera de memorias que se introduce en el slot) incorpora una muesca, rebaje o cortes en el módulo, que estará situado en la parte de los conectores o pines que se introducen en el slot (recordar, el zócalo), y que, dependiendo del tipo de memoria se encontrará en una posición u otra.

Se pueden observar que los cortes o muescas se encuentran en distintos 

lugares, para evitar confusiones

Esto facilita la tarea a los técnicos y montadores que, además de evitar que se coloque mal, puedan haber confusiones entre distintos tipos de memorias. Además de esto, los módulos también tienen muescas en ambos lados, de tal forma que cuando insertas la memoria en el slot, a través de unos fijadores abatibles hacia adentro del slot o también llamados eyectores o palanca eyectora, que permiten fijar aún más el módulo.

6. Capacidades.

No he querido liaros más con frecuencias de buses y otros aspectos como latencias, velocidades y demás que, en un nivel básico de curso, realmente no interesa. Si alguien está realmente interesado en este aspecto, en la Wikipedia podrá encontrar esa información. Respecto a las capacidades de almacenamiento, tan sólo he apuntado hasta que capacidad máxima puede llegar un módulo de memorias, en aquellos formatos que realmente son los más utilizados actualmente.

Ni que decir tengo a estas alturas del curso que, la capacidad de memoria (tanto RAM como ROM se mide en bytes, y que la capacidad actual máxima (por el momento) son Gigabytes.

Bien, hasta ahora he explicado que es la memoria, que tipos de memoria hay, cuáles son las más utilizadas actualmente, qué tecnología tienen. Ahora explico de forma breve como trabajan.

7. Trabajo de una RAM.

Como ya expliqué, a través del puente NordBridge se efectuan las lecturas y escrituras a memoria (en los actuales microprocesadores).

El microprocesador, a través de una instrucción de código máquina, sitúa en el bus de direcciones la dirección de memoria exacta a leer o escribir. Después envía por el bus de control una señal, 0 = lectura o 1 = escritura. Si es lectura, coge el valor de esa posición y a través del bus de datos lo presenta al microprocesador. Si es escritura, el microprocesador previamente ya ha puesto en el bus de datos el valor a poner en memoria. Si por un casual, no hay datos en el bus de datos y manda escribir, pondrá en la memoria el valor que contenga el bus de datos, que por defecto será 0 o lo que se traduce en código maquina como nop (null) o NO oPeration (sin operaciones a realizar). Cuando el microprocesador no requiere de ninguna operación de lectura o escritura de memoria (cosa rara) ordena ponerse a un nivel intermedio (tristate) para que no realice ni lectura ni escritura.

Muy a grandes rasgos, las memorias trabajan así. Y cuando digo microprocesador, también me puedo referir a otros integrados que gestionen memoria, como por ejemplo las GPU's de las tarjetas de vídeo o controladores de otros dispositivos.

8. Marcas fabricantes de memorias RAM.

Las tres casas que más memorias para pc's (tipo DRAM) fabrican son, en este orden:

1. Samsung (Korea) 42%.

2. SK Hynix (Korea) 29%.

3. Micron (US) 23,1%.

Alguien puede preguntar por las memorias de Kingston Tecnologies. Es una compañía líder en memorias Flash, pero en memorias RAM no lidera la cuota, aunque se vendan muchas.

9. Encapsulados y radiadores.

El hecho de ver bastantes módulos de memorias encapsuladas, no significa que sean de otro tipo de memorias sino que, protegen y también permiten radiar mejor las altas temperaturas que alcanzan las memorias al trabajar, a pesar de su baja tensión de trabajo. Estas además, permiten mejorar su atractivo visual.

10. Creo que me falla la memoria. ¿Cómo lo averiguo?

Para saber si tienes la memoria dañada o rota, puedes saberlo de varias formas distintas.

a. En equipos muy muy viejos. Al arrancar, comprobación de memoria que hace la BIOS. Te dice si está bien o no.

b. En todos los equipos. Entrar en el menú de la BIOS y compruebas que la memoria instalada es la que te marca realmente.

c. Al arrancar, en equipos viejos, el altavoz te marca una serie de pitidos tipo codigo morse con 1 pitido largo y 3 cortos o simplemente con 3 cortos. Te indica que te falla la RAM.

d. Si cuando arrancas el PC, pasas la BIOS y empiezas a cargar el S.O. (el que sea) y se te cuelga y reinicia, y así continuamente.

Si te sucede algo así, es probable que la tengas mal puesta o que esté dañada. 

¿Cómo asegurarte de esto?

Mi consejo es que si tienes dos módulos puestos, saques uno (solo para prueba) y arraques el ordenador. Si te sigue haciendo lo mismo, intercambia los módulos y vuelve a arrancar. Si te deja de hacerlo, ya tienes en la mano el módulo dañado. Compra otro exactamente igual, lo pones y vuelves a probar arrancando el pc. ¿Te desaparece el problema? Tira el módulo a un punto de reciclaje ♻️ para componentes electrónicos. ¿No te desaparece el problema? Si con un módulo te iba bien y con dos no, el problema es que tu pc (tu placa base) necesita de memorias pareadas. Prueba entonces de colocar los dos módulos en dos slots del mismo color o separados por un espacio.

En todo momento comprueba con las características técnicas de tu placa base qué tipo de memorias necesita.

Bueno, para empezar, ya tenéis información más que suficiente para saber lo que son las memorias, como trabajan, qué tipos hay, cuáles son las que se usan actualmente, cómo saber si están rotas, cómo averiguar los modelos de tu placa base y un montón de información más. Por ser un curso inicial, creo que que más que suficiente.

Pero por supuesto, si ha dudas, mejoras, intereses, cualquier cosa, podéis pedírmelo por Mastodon.

Enlaces de interés:

ROM:

https://concepto.de/memoria-rom/

RAM:

https://concepto.de/memoria-ram/

Tipos de memoria RAM:

https://seguidores.online/tipos-de-memoria-ram/

https://danygiva93.wordpress.com/memoria-ram/

Otros:

https://hardzone.es/tutoriales/componentes/diferencias-memoria-ram-ddr/

https://www.profesionalreview.com/2022/03/19/fabricantes-ram/

https://www.profesionalreview.com/hardware/mejores-memoria-ram/

🖌️ © A sus respectivos autores.

Saludos.

CURSO DE INFORMÁTICA TÉCNICA PARA MASTODONTES. Capítulo 6. Placa base, chipset y BIOS. Puertos, buses y más.

 

Bueno, en el capítulo anterior dimos los microprocesadores, y os inicié con nuevos conceptos que, van a continuar con este capítulo porque, la placa base (o llamada también placa madre o PCB, acrónimo de PC Board) es la placa electrónica que enlaza al microprocesador con el resto de componentes de tu pc. Siguiendo con las comparaciones toscas, la placa base es como el cuerpo humano, el tronco de una persona. Y es un elemento tan importante como el propio microprocesador. Es más, la placa base tiene que estar en perfecta unión con el microprocesador, para que todo funcione correctamente, porque en caso contrario, el pc no trabajará bien o simplemente no trabajará (y si te equivocas mucho incluso tendrás fuegos artificiales gratuitos).

Placa base de ejemplo

A. composición placa base.

Bien, empiezo, no os alarmeis ni nada. Que no os de miedo la placa base. La vamos a dar poco a poco con los principales componentes que tienen genéricamente, explicando poco a poco qué tiene; qué es lo que podemos encontrar en ella. Evidentemente, cuanto más cara sea, más cosas tendrá. Yo voy a coger una placa base para un solo microprocesador. Hay placas bases más grandes, para varios micros, o con otras características, que se usan en servidores, pero vamos a lo sencillo. ¿Qué es lo que llevan?

1. Conector de alimentación.

Como ya os expliqué en el capítulo 4, la alimentación de la placa es importante. En el caso del ejemplo es una ATX12V, dos conectores independientes, pero ya os comenté que hay distintas alimentaciones. En la gran mayoría de placas bases existen dos alimentaciones, una para la placa en sí, y otra para el microprocesador, esto hay que tenerlo mucho en cuenta. La más extensa es la del tipo ATX-ATX2, que ya vimos en el capítulo de F.A.

2. El zócalo (socket) para el microprocesador.

En este caso, es un LGA 1155. Si miráis el listado del capítulo anterior, veréis que pertenece a Intel. Cuando compráis la placa base (porque os estáis montando un pc o se os ha roto y tenéis que cambiarla), siempre tenéis que, o bien leer las características técnicas (que deberíais de entender cuando acabéis el curso) o bien preguntar para qué microprocesadores es la placa base. En este caso, es una placa base para Intel Core i3/i5/i7 y supongo que i9, ya que no es nueva nueva del todo.

3. Las ranuras de memoria, técnicamente se llaman slots de memoria.

¡Ojo! Al igual que en los microprocesadores, también hay que saber para qué tipos de memoria es la placa base. Os ampliaré esto cuando demos el capítulo de memorias pero, por el momento, esta placa base es para memorias DDR3. En este caso tiene 4 slots de memoria, es decir, como máximo tan solo podréis poner 4 placas de memoria. Ver mas abajo apartado ranuras de expansión. 

4. El reloj.

Se le llama simbólicamente reloj, porque genera una frecuencia de pulsos cuadrados para que trabaje el microprocesador. Si os recordáis en el capítulo pasado, esta señal de frecuencia entra en el microprocesador para indicarle los pulsos de trabajo. Su principal componente es un cristal de silicio, que tiene la particularidad de vibrar a una frecuencia determinada. Y esta velocidad es la velocidad de trabajo del microprocesador, que es la velocidad que se os muestra en los microprocesadores, en sus características.

5. La famosa BIOS.

BIOS es un acrónimo del inglés, Basic Input Output System o Sistema Básico de Entrada y Salida. Lo forma un circuito integrado más, que se encuentra en la placa base. Es un integrado muy especial. En ciertas placas base vienen 2 integrados, en vez de uno. Este circuito integrado, en sus principios era un modelo programable llamado EEPROM, algo así como Memoria de Solo Lectura Programable Eléctricamente, para que lo entendáis, que, con el tiempo y la mejora de la tecnología, se ha ido perfeccionando. Es un tipo de memoria ROM (Read Only Memory) o solo lectura, en su concepto. En el capítulo de las memorias, os explicaré más detalladamente esto.

Bien, ¿Para que sirve la BIOS? En la BIOS, contiene el código máquina necesario para que un PC arranque, así como su configuración. Sin la BIOS, la placa base no sirve de nada. Os he comentado que en algunas placas base vienen 2. Pues una es programable y la otra es una ROM que no se puede modificar. Esto viene excelentemente bien para recuperar la configuración de fábrica, si hemos tocado un parámetro de la BIOS erróneamente en la programable, y no sabemos como iba.

Las marcas de BIOS más famosas son la AMI BIOS de la compañía America Megatrends, la AWARD BIOS, que pasó a llamarse Phoenix Tecnologies, tras una compra de industrias.

Dentro de la BIOS podemos incluir la batería de botón de litio. Normalmente son del tipo CR2032 o similares. Esta batería preserva los datos modificados en la BIOS. Suelen durar entre unos 5 y 7 años, aunque es muy relativo. Cuando arrancas tu pc y ves que has perdido la configuración y la hora, es síntoma más que suficiente que la batería está gastada y hay que cambiarla por una nueva. ¡Claro! Eso suponiendo que tu pc (afortunada y lamentablemente) te ha durado eso. Por supuesto, hay que volver a arreglar la configuración de la BIOS. Pensaré si hacer/añadir otro capítulo explicando las configuraciones de las BIOS, ya que esto se requiere de un nivel técnico medio o superior, y este curso es inicial.

6. El chipset.

El chipset es otro circuito integrado, con un número elevado de transistores, como el microprocesador, y el segundo en importancia. Por seguir con mi tosca comparación con el cuerpo humano, el chipset sería como la columna vertebral. Se encarga de recoger los datos del resto de la placa base y pasárselos al microprocesador y a la inversa. Ni que decir tengo, el chipset tiene que ser específicamente uno que vaya exclusivamente con el microprocesador que coloquemos. No puedes poner un chipset de AMD para un micro Intel, y ni siquiera puedes poner un chipset de Intel Pentium 4 para un microprocesador Intel i7. Debe ser el que le corresponde. 

Afortunadamente, el chipset viene soldado a la placa base. Por tanto, cuando se compra una placa base, se debe de especificar para que microprocesador es, así el chipset ya será el que tiene que ser.

Os explico un poco de historia de que era y en que se ha convertido, para que tengáis un ligero conocimiento de lo que es y para que sirve el chipset.

Con los primero microprocesadores, existía un pequeño problema a la hora de acceder a la memoria. Cuando el microprocesador pedía lectura de memoria, leía la posición y listo, Como sabéis, en binario hay dos estados, o 0 o 1, no hay más, o eso no es bien bien del todo cierto. Cuando el microprocesador pedía a través del bus de control escritura de memoria, debía estar en lectura. Me refiero a que o bien era lectura de memoria, o bien escritura (dos estados). 

Pues bien, ¿que sucede si no queremos ni leer ni escribir en la memoria?

Bien, esto se solucionó poniendo un integrado entre el microprocesador y las memorias fisicas, tanto para el bus de datos como en el de direcciones, gestionado a través del bus de control. Este integrado primigenio, era un integrado con lo que llamamos buffer (o caché) tri-state o tres estados. Es decir, si tenemos una tensión de 0v (±20%) se considera un cero binario o lectura de memoria, 5v/3'3v (±20%) se considera un 1 binario, a lo que se traduce como una escritura de memoria, y si tenemos un valor comprendido entre estas tensiones se considera un tercer estado (tri-state), por lo cual se sobreentiende que el microprocesador ni quiere leer memoria ni escribir en ella. Por tanto, en un micro de 8 bits, tiene 8 buffers tri-state y en uno de 64 bits tiene 64 buffers tri-state para su Bus de Datos. De esa forma, el microprocesador controla en todo momento su acceso a memoria. 

Pues bien, la cosa se complica un poquito más. Con la llegada de soportes de grabación, discos duros, etc. Pasaba lo mismo. Este integrado buffer tri-state se empezó a perfeccionar hasta llegar al punto de ser lo que hoy conocemos como el chipset. Se encarga de la gestión de los datos que vienen y van al microprocesador. Y de ahí su importancia.

Bien, os he comentado anteriormente que és lo que este buffer tri-state primigenio realizaba. Pues la cosa no acaba aquí. Había otro problema añadido. La velocidad entre el micro y la la placa dónde se colocaba. Ambas velocidades eran (y son en la actualidad) diferentes.

El problema se solucionó colocando una memoria RAM especial entre el buffer y el microprocesador. Esta memoria servía para adaptar las distintas velocidades de trabajo. En Intel, este bus que comunicaban el micro y el chipset se le llama FSB (acrónimo de Front Side Bus o Bus de la parte Frontal). 

Seguimos. Sobretodo tener en cuenta eso, que la velocidad del microprocesador es mucho más grande que la de la placa base.

Pues bien, a esta memoria, con el tiempo, se le empezó a llamar memoria puente (bridge), llegando al concepto casi actual de lo que ahora llamamos como Northbridge y Southbridge, encargándose la Northbridge solamente del acceso a la RAM y la AGP (lo explico después) y el Southbridge al resto de dispositivos (discos duros y demás componentes).

Dije que es este concepto es casi actual porque, con los últimos microprocesadores (sobretodo con los i3, i5, i7 e i9), estos puentes vienen ya incorporados con el microprocesador, dejando de estar en la placa base.

Acabo de explicar qué es el chipset. Normalmente, este chipset viene con su propio disipador de calor, pero no siempre. En el ejemplo el chipset es el Z77 de Intel.

Pero antes de continuar, voy a hacer un pequeño inciso. Hasta ahora, había explicado (a medias) lo que era un bus. Por si no había quedado claro del todo, lo termino de explicar. 

7. Buses, puertos y ranuras de expansión (slots).

a. Un bus es una serie de líneas de cableado o conexiones físicas por donde se comparte la información. Ya expliqué que en el microprocesador hay 3, el bus de datos, el de direcciones y el de control, y por tanto, en la placa base también hay, al menos esos 3. De hecho hay más. Añado además que, los buses suelen ser bi-direccionales (ida y vuelta).

b. ¿A dónde va a parar cada bus? Bien, cada bus va a parar a un Puerto (como si fuera el de los barcos). Cada puerto conecta un dispositivo concreto.

c. ¿qué particularidad tienen los puertos? Según el puerto que sea, tiene un conector u otro distinto. No os preocupéis, vamos a dar los más importantes en este capítulo, tanto antiguos como nuevos.

d. Ranuras de expansión. No dejan de ser puertos eléctricamente hablando, pero estos se encuentran básicamente dentro de la torre y no son accesibles desde fuera, cosa que los puertos si.

A. Tipos de puertos:

1. Serie. (obsoleto). Conector DB9. Sustituido por el USB. Comunicaciones, router y otros.

2. Paralelo. (obsoleto). Conector DB25. Sustituido por el USB. Comunicaciones. Impresoras y otros.

3. Centronics. (obsoleto). Sustituido por el USB. Comunicaciones. Impresoras y otros.

4. USB. Actual. Comunicaciones. Cualquier dispositivo. 

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus

5. Thunderbolt. Actual. Una variante del USB. Comunicaciones.

6. VGA. (Prácticamente obsoleto). Vídeo. Monitores.

7. DVI. (Prácticamente obsoleto). Vídeo. Monitores.

8. HDMI. Actual. Vídeo. Monitores y televisiones.

9. S-Video. (muy poco usado, prácticamente obsoleto). Vídeo. Video compuesto para otros equipos de vídeo.

10. DisplayPort. Actual. Parecido al HDMI. Video. Monitores.

11. Ethernet. Actual. Redes. Conector RJ45.

12. Audio. Actual. mini-jacks. Audio. Altavoces, micrófono y otros.

13. S/PDIF. Actual. Audio digital. Poco usado.

14. PS/2. (obsoleto). Sustituido por USB. Teclado, ratones y otros.

15. AT. (obsoleto). Usado como comunicaciones de audio y vídeo.

16. F-connector (coaxial). (Poco usado y obsoleto). Vídeo compuesto y radiofrecuencia.

17. SCSI. (obsoleto). Comunicaciones. Conexión con otros dispositivos.

18. SATA. Actual. Comunicaciones. Discos duros, reproductores y grabadores de DVD, otros dispositivos. Actualmente muy utilizada.

19. PCMCIA. (obsoleto). Portátiles. Comunicaciones. Conectar otros dispositivos.

20. Firewire. Actual pero cada vez más en desuso. Comunicaciones. Conexión con otros dispositivos.

Imágenes de conectores de puertos citados anteriormente.

B. Ranuras de expansión (slots de expansión).

1. ISA, EISA.

(Obsoletas). Sustituido por ranura expansión PCI. Conectaba dispositivos.

2. VESA.

(Obsoleta). Sustituida por ranura expansión PCI. Targetas de vídeo muy antiguas.

3. PCI.

(Prácticamente obsoleta). Sustituida por PCIe, SATA y AGP. En esta ranura se conectaban targetas de red, de sonido, de vídeo y otros dispositivos.

4. PCIe.

Actual. Llamada también como PCI-Express (es lo mismo). Sustituye a las anteriores. Se conectan desde targetas de vídeo, sonido, de red, etc. Los hay de varios tamaños, según su velocidad. Actualmente, es la ranura que viene en todas las placas bases y la más utilizada.

5. AMRS.

(Obsoleta). Es una ranura para audio, que se utiliza poco. Con las PCIe ha quedado en desuso.

6. AGP.

(Prácticamente obsoleta). Solo la encontrarás en placas bases viejas. Sustituyó a las PCI exclusivamente para las targetas de video por su bus de mayor velocidad. Las targetas de vídeo más potentes y actuales van en PCIe.

7. CNR.

(obsoleta). Es una ranura especial para tarjetas de red y modems. Ya no se utiliza. Las PCIe las sustituye.

Placa base normalita.

C. Conectores internos de placa base no citados anteriormente.

1. Jumpers.

Hay jumpers para distintas cosas. Los jumpers o briges (puentes) son unos pequeños pines (conectores individuales) metálicos que bien sirven para:

a. Configuración interna.

Hacer una elección de configuración en la placa base para habilitar o deshabilitar alguna función de la placa. En el manual de instrucciones de la placa os vendrá detalladamente cuantos jumpers hay y para que son.

b. Conectar los USB's internos.

A pesar de ya contar USB's laterales externos, bastantes veces hay USB's frontales en vuestra torre. 

Tenéis que tener presente que los USB (primeras versiones de USB) tiene 4 pines. +Vcc (positivo), negativo, Señal + y señal -. Se trata de poner los conectores en los pins correspondientes (ya te lo indican).

c. Arranque PC. 

Existen otros pines, para la parte frontal también, que sirven para leds y encendido del pc, con el botón de encendido.

Normalmente suelen ser entre 8 y 12 pines juntos, y su configuración depende de cada placa base pero suele ser más o menos estándar.

Se suelen usar 9, comúnmente. Estos son:

- dos para encendido pc, que viene del botón de encendido. Suelen ser verdes. Interruptor.

- dos para el reset del pc. Suelen ser lilas. Interruptor.

- dos para indicar que el disco duro está trabajando. Ojo que estos tienen polaridad. Luz LED.

- dos para indicar que el PC está encendido, Otro con polaridad (no da igual como lo coloques, uno +Vcc, otro negativo). Luz LED.

- 1 para 5v Vcc.

d. Conectores de pines para audio.

Para conectar el audio a los lectores de CD, DVD y otros. 

e. Conectores de pines para S/PDIF.

No suelen usarse mucho, pero por si hace falta, ahí están.

f. Conector de dos pines para altavoz (speaker).

Actualmente en desuso, porque ya vienen soldados pero, en alguna placa base os los podéis encontrar.

2. Conectores de alimentación para ventiladores.

Llamados como conectores SPD. Tienen cuatro pines. Se suelen utilizar 3. Vcc 12v, negativo 0v y señal.

3. Conectores para IDE (FDD) y EIDE.

Estos conectores ya están obsoletos. Tan solo para conocimiento. Para conectar lectores/grabadores de CD y DVD's viejos. Foto de abajo  👇

4. Conectores para FDC. 

Obsoletos también. Son los antiguos floppys de 3 1/2" y 5 1/4".

Antigua cinta IDE/ eIDE.

5. Conectores USB versión 3.x. 

Estos conectores son un poco distintos. Ver foto.

6. Conectores internos de comunicaciones.

Obsoletos. Para comunicación RS-232.

7. Conector auxiliar para lectores de CD y DVD.

Estos se usan para lectores/grabadores de CD (obsoletos) y DVD.

Bueno, estos son los principales y más utilizados puertos, ranuras de expansión y otros conectores que podemos encontrar actualmente en una placa base, y por extensión, en un PC. Continuamos con más partes internas de una placa base.

8. Vídeo (Chip GPU).

Antiguamente, las placas bases venían sin este componente. Las placas base eran más basicas. Ya desde hace muchos años, los diseñadores incluyeron la posibilidad de tener un procesador de vídeo incluido. Y así fue. La placa base incluía un integrado de video y el conjunto de electrónica suficiente para poder ver en nuestro monitor pues el trabajo normal del pc, sin requerir de una targeta de vídeo adicional para ello. Claro, obviamente es un procesador de vídeo más sencillo aunque, cada vez más, las buenas placas base van incorporando procesadores de vídeo más potentes, sobretodo los de las marcas de ATI e nVidia, punteras en el mercado. También Intel tiene su propia gama de integrados para gráficos. Pues bien, estas señales llegan a través del bus de video, a distintos puertos, incluidos en la placa base. Estos pueden ser:

- VGA, DVI, HDMI y/o DisplayPort. Antaño hubo otros sistemas, pero actualmente ya está totalmente en desuso.

Las placas de última generación salen solamente o bien con DisplayPort, con HDMI o ambos, requeriendo de adaptadores externos para otros puertos.

9. Sonido.

Una forma un poco distinta le pasó al sonido. Los primeros ordenadores venían con un integrado básico de generación de sonido. Todos recordamos aquellas canciones de 8 bits, muy características de ordenadores retro como los Spectrum, Amstrad, MSX, Comodore, etc.

Con los primeros pc's con Intel, la cosa continuó así, pero no se le dio la suficiente importancia al sonido, hast que compañías como SoundBlaster empezaron a sacar verdaderas targetas de sonido, con capacidad de samplear y reproducir música de buena calidad. Con el paso del tiempo, las grandes casas de placas base empezaron a integrar esta electrónica a las placas base, bastante completitas, descartando el uso de targetas de audio adicicionales, excepto para el sector de audio profesional, que requieren de targetas externas aparte para su uso.

Del bus de audio, aparece el puerto de audio, con distintos conectores, principalmente y como mínimo vienen dos mini-jacks, que es un tipo de conector, uno para altavoces y otro para el micro. El de altavoces es de color verde (es un estándar) y el del micrófono que es rosa.

Con la llegada del sistema de audio 5.1, aparecieron más mini-jacks, de diversos colores, para equipos de audio más exigentes. El sistema de sonido más utilizado en las placas base actualmente es el de la compañía Realtek Semiconductores.

10. Ethernet. 

Con la salida de internet al mundo, los antiguos ordenadores vieron de la necesidad de conectarse a la gran red. Los primeros ordenadores que lo pudieron hacer lo hacían a través del puerto serie. Este puerto permitía a los ordenadores poner un router externo, que a bajas velocidades (Kbytes/s) a través del cable de cobre. La mejora de la tecnología hizo que las velocidades de conexión subieran, hasta el punto que las grandes casas de placas base incluyeron un módem interno o lo que se llama modem Ethernet incluido en sus placas. Un error que mucha gente malinterpreta es entender que un módem es un router. No es así. El módem permite la comunicación entre pc's pero no para entrar en la red. El router, además de módem, tiene también la opción de comunicarse. Actualmente, y lo que veréis en todas las placas, es un puerto Ethernet, donde váis a poder conectar un latiguillo con conectores RJ-45, hasta vuestro router de fibra óptica.

Es importante saber qué velocidad trabaja vuestra tarjeta ethernet. Actualmente pueden llegar a velocidades superiores al Ghz.

Integrado Realtek encargado de la red ethernet en la placa base

11. Otros dispositivos.

Paralelamente al puerto de ethernet también surgieron otros sistemas de comunicación, sobretodo en dispositivos portátiles. Los más conocidos son Bluetooth, el IRDA o inflarojos y sobretodo el WiFi. En las placas base de pc es más difícil encontrarlo, excepto en placas base de buena calidad. En esta del ejemplo no dispone.

12. El VRM.

Es otra parte de la placa base. Es el acrónimo en inglés de Voltatge Regulator Module o Módulo Regulador de Voltage. No es importante que lo supiérais pero es una parte de la electrónica de la placa base que se encarga de regular y transformar las tensiones en otras que puedan necesitarse. Las placas base siempre han tenido sus sistemas básicos de protección pero esto ha sido mejorado. En plan de necesidad ha sido un acierto (en mi opinión). Esto es tan solo a modo de conocimiento.

13. Compañías fabricantes de placas base más conocidas:

- Advantech, Albatron, Aopen, ASUS, AsRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, FIC, Foxconn, Gigabyte Technology, iBase, iEi, Intel, Lenovo, MSI, Pc Chips, Sapphire Technology, Super Micro, Tyan, VIA, XFX y Zotac.

La placa del ejemplo es una ASUS MAXIMUS V EXTREME 1155 DDR3 ATX.

14. Tamaños de placas base:

Como modo estándar, hay 4 tamaños que podremos encontrar o solicitar en las tiendas. Estos son:

- Extended ATX.

- Standard-ATX o ATX (la que más se instala).

- Micro-ATX.

- Mini-ITX.

- Nano-ITX 

- Pico-ITX.

Salido de esto, ya no es muy normal pedirlo.

Y con esto damos por finalizado el capítulo de las placas base. Sé que es mucho material pero era necesario explicarlo. Por supuesto, aquí no está todo. Quedan bastantes cosas que explicar, pero para disponer de un conocimiento elemental de la placa base es más que suficiente. Para la próxima entrega, analizamos las memorias que hay, más detenidamente.

Espero que os guste. 

Saludos. 😊😉

Enlaces de interés:

Placa base:

https://www.profesionalreview.com/2018/10/31/que-es-placa-base/

https://sites.google.com/site/fundamentosdehardwarerpa/placas-base

BIOS:

https://www.geeknetic.es/BIOS/que-es-y-para-que-sirve

Puertos:

https://hardzone.es/tutoriales/componentes/puertos-entrada-salida/

https://www.elsate.com/viewtopic.php?t=923

Conectores y más:

https://www.geeknetic.es/Guia/2211/Conectores-de-Placa-Base-Todos-los-tipos-y-modelos.html

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