Factor de forma ITX

Reducir el tamaño de un PC sin comprometer sus prestaciones y conseguir solucionar el problema de la disipación del calor de la CPU sin emplear ventiladores parece algo imposible, sin embargo puede que tu ya tengas en tu escritorio una unidad de sobremesa más pequeña que el monitor, silenciosa, y con un consumo cinco veces menor que el que pueda tener una caja ATX.

Una placa base Mini-ITX es un cuadrado de sólo 170mm de lado, la CPU está integrada y sólo tiene una ranura PCI. Existen factores de forma aún más reducidos pero con un Mini-ITX se pueden configurar equipos perfectamente válidos para una gran mayoría de usuarios.

Personalmente una de las cosas que más me gustan es el bajo consumo que se consigue. Una unidad central de un PC consume entre 80w y 150w, con una placa ITX los consumos típicos oscilan entre 19w y 25w.

Las cajas para las placas Mini-ITX  incorporan fuentes de alimentación de menos de 150w y carecen de ventiladores con lo que si no hay ventiladores, no hay ruido, menos potencia, menos calor, menos ruido.. suena bien.

¿Donde está el pero? desde luego que no en el precio, una unidad central con placa Intel Atom D510MO, RAM DDR2 1G y HD 160GB se puede conseguir por 230 euros (ii). El pero quizás esté en que es un equipo bastante light, pero sin duda puede satisfacer las necesidades de usuarios que no pasan de la navegación web, aplicaciones ofimáticas y la reproducción de contenidos multimedia.

PCI Express

Cuando a principios de los noventa aparece la especificación PCI se produce un efecto de unificación sobre los buses de entrada/salida (MCA, VESA, EISA, VL) que poblaban hasta entonces las placas base con ranuras ISA.

PCI e ISA convivieron unos años pero pronto se produjo la desaparición del propio bus ISA.

Evoluciona Bus by EMTT-Marismas

El bus PCI que sustituyó al bus ISA ha ido mejorado sus especificaciones desde sus primeras versiones, pero los dispositivos de entrada/salida más exigentes, como por ejemplo las tarjetas gráficas pronto necesitaron de una conexión más rápida que se materializó con la especificación AGP. Poco a poco, tal como pasó con ISA en los noventa, el bus PCI en los últimos años se ha incorporado en las placas base con diferentes versiones, PCI1.x, PCI2.x, PCI-X 1.0 conviviendo con las sucesivas generaciones AGP x.

Parece que ahora PCI convencional esta siendo unificada y sustituida por la especificación PCI Express. En placas base se siguen viendo ambas ranuras. Pero aunque las veas juntas entre ellas existen diferencias que no son sólo de velocidad, también lo son de concepto. PCI Express introduce importantes novedades:

• Las comunicaciones PCI Express son en serie, no en paralelo.
• El bus no está compartido por las diferentes ranuras, cada línea PCI Express establece una conexión punto a punto dedicada.

El concepto de la líneas otorga a la estructura PCI Express una gran flexibilidad, tal como ves en la tabla de la izquierda a medida que se aumentan las líneas dedicadas, 1x, 2x, 4x, 8x, 16x, 32x la tasa máxima de transferencia de datos lo hace en consecuencia.

Una tarjeta introducida en una ranura PCI 2.1 (33Mhz, 32bit) puede alcanzar una tasa de transferencia máxima de 133 MB/s, si hablamos de AGP 8x subimos a 2,1 GB/s.

En este sentido la ventaja de PCI Express es demoledora, en su versión 8x alcanza los 4 GB/s en un sentido, 8 GB/s sumando su característica bidirecional. En una placa base actual la ranura PCI Express que te encontrarás para conectar la tarjeta gráfica será 16x, es decir 8GB/s en cada sentido.

Solo por esto las ranuras AGP han desaparecido de las placas base, los fabricantes de las tarjetas gráficas centran su líneas de productos en PCI Express. Las ranuras PCI convencionales aguantan el tipo pero es fácil imaginar que no será por mucho más tiempo.

10 que parecen 100

Como ya está muy dicho eso de que la placa base es lo más importante de un PC no voy a insistir más en ello, no por que no esté de acuerdo, que lo estoy. Más bien me gusta dar otro enfoque al asunto: quien logra entender todo lo que hay en una placa base termina sabiendo del hardware de los ordenadores, de hecho logra entender de verdad como funcionan estas máquinas en conjunto.

Este post tiene un cierto tono nostálgico, al parecer los profesores técnicos de electrónica que enseñamos esto en FP ya no vamos a seguir haciéndolo dentro de la estructura de los nuevos títulos. En fin, que nos quiten lo bailado han sido diez años muy intensos en los que hemos aprendido juntos muchas cosas.

Se podría decir mucho de la evolución de los ordenadores en este tiempo, aunque como siempre una imagen vale más que mil palabras, aquí tenéis dos imágenes, por tanto valen por dos mil palabras y seguramente por muchas más horas de trabajo...

La primera placa tiene el famoso chipset 440BX que se instalaba en los equipos allá por 1998, quienes estudiaban aquí entonces montaron sus primeros equipos con un Pentium II y nos maravillábamos de tener un FSB a 100Mhz, con la posibilidad de ponerlo a 133Mhz mediante combinaciones de jumpers que consultábamos en las tablas del manual de la placa. Las ranuras PCI empezaban a desplazar a las ranuras ISA y la tarjeta gráfica se montaba sobre las primeras versiones de la ranura AGP. Parece increíble, ahora ninguna de estas existe, tampoco existe el Slot1 para la CPU ni los zócalos para módulos de memoria DIMM.

Si pasas el ratón sobe la imagen te aparecerá una placa base del 2008, aparte de tener mucho más color es como si le sacara a la primera 100 años en vez de 10. Se trata de una placa de Asus, en concreto la P5Q3 Deluxe con un chipset de Intel P45, las radiadores que brillan son un ingenioso sistema para refrigerar los dos integrados del chipset (norte y sur), no emplea ventiladores, no hace ruido. Además Asus apuesta por el ahorro de energía con su tecnología EPU, todo un detalle. Las ranuras son PCI-Express, el zócalo de la CPU es LGA 775, los bancos de memoria admiten DDR-3, en la misma placa base está integrada la tarjeta de red, la de sonido, las controladoras USB, SATA, IEEE1394, en fin todo aquello que hace 10 años ni podíamos imaginar.

No obstante y quizás por que la memoria es frágil en clase tenemos varias placas base 440BX, de la moderna sólo una, en fin con lo que tenemos hacemos milagros, se habla del milagro japonés, del milagro alemán, pero el auténtico milagro, el de verdad, es el nuestro.

Un Chipset P35 refrigerado

Una de las mayores novedades en las placas base es la propuesta de refrigerar los chip de los puentes norte y sur con un sistema de tuberías de cobre que conducen el calor extraido de los integrados hacia unas aletas de refrigeración ubicadas alrededor del Socket de la CPU y que se aprovechan del aire generado por su ventilador para enfriarse.

El aspecto que confieren estas tuberías a la placa base es sencillamente impresionante, aunque ya veremos la cantidad de polvo que acumulan estas aletas de refrigeración pasados un par de años de funcionamiento... No deja de ser llamativo como se ha pasado de refrigerar la CPU con un pequeño radiador y un ruidoso ventilador a poner enormes radiadores con ventiladores a bajas revoluciones, pero no se queda la cosa ahí, también se refirgeran las tarjetas gráficas, los discos duros y ahora el Chipset. tantos ventiladores traen consigo un problema: ruido, y esto a muchos usuarios nos resulta molesto. No es de extrañar por tanto que las placas base incorporen utilidades que controlan las revoluciones de los ventiladores de acuerdo a la carga de trabajo que tenga el equipo.

Esta placa de MSI integra un Chipset P35 especialmente preparado para procesadores Intel de doble y cuádruple núcleo que soporta FSB de hasta 1333 MHz y módulos de memoria DDR3

Ranuras de expansión AGP, PCI y PCI-express

PCI (Peripheral Component Interconnect) Es un estándar abierto desarrollado por Intel en tiempos del 486. Permite interconectar tarjetas de vídeo, audio, adaptadores de red y otros muchos periféricos con la placa base. El estándar PCI 2.3 llega a manejar 32 bits a 33/66MHz con tasas de transferencia de datos de 133MB/s y 266MB/s respectivamente. No obstante y hoy en día Intel impulsa decididamente el estándar PCI express, que en su versión x16 y funcionando en modo dual proporciona una tasa de transferencia de datos de 8GB/s, ni más ni menos que 30 veces más que PCI 2.3.

La fotografía superior nos muestra una ranura PCI (en blanco) y otra PCI-express x16 (en negro), las tarjetas diseñadas para una y otra son incompatibles entre sí. Normalmente el bus PCI de la placa base admite un máximo de cuatro ranuras numeradas del 1 al 4, pueden existir una quinta ranura PCI pero en realidad está compartida. Por ejemplo: con otra ranura ISA como la que se reproduce en la foto inferior.

La primera ranura PCI se utilizaba para el adaptador gráfico,pero se sustituyó por la ranura AGP específicamente diseñada para esta tarea. AGP (Accelerated Graphics Port) es un estándar introducido por Intel en 1996 y en su versión 8x puede sincronizar con frecuencias de bus de 533MHz y ofrecer tasas de transferencia de 2GB/s.

Busca la documentación de la placa base de tu equipo, observa el plano (layout) de la placa base. ¿Cuantas ranuras PCI incluye? ¿Alguna está compartida? ¿ Cuántas ranuras AGP? Responde indicando siempre cual es el chipset.

Factor de forma de la Placa Base

Las placas base pueden tener diferentes tamaños o varios conectores de alimentación, también pueden diferir en la distribución de las ranuras, los bancos de memoria o el zócalo del procesador. Todas estas variaciones son lo que se denomina el Factor de Forma.

Desde 1996 el factor de forma mas extendido es el ATX (Advanced Technology Extended) que fue la evolución de la baby_AT a la que sustituyó. Entre otras mejoras ATX modificó el tipo de alimentación permitiendo que esta fuese controlada desde la BIOS. ATX contempla varios tamaños tal como puede verse en la siguiente figura. (Las medidas están en pulgadas).

Como puedes observar, a medida que la placa reduce sus dimensiones también lo hace el número de ranuras de las que se dispone, un factor de forma Micro-ATX las reduce en tres. Si la placa base reduce su tamaño lo mismo se puede hacer con la caja de la unidad central del ordenador, pero la concentración de elementos y el poco espacio para fluya el aire hacen que la refrigeración se transforme en una cuestión delicada.

Intel propone desde 2005 un nuevo factor de forma al que denomina BTX (Balanced Technology Extended), es una nueva disposición que pretende mejorar la eficiencia en la refrigeración del interior de la caja creando un flujo de entrada y salida de aire en línea recta.

Como con las ATX existen varios tamaños, puedes comparar esta placa Micro-BTX con la anterior Micro-ATX.

Chipset de la placa base

Si la combinación placa base y procesador definen un ordenador, el chipset es quien define a la placa base. Hay muchos fabricantes de placas base, pero muy pocos de chipset para ellas. Esto se traduce en que muchos modelos llevan el mismo chipset, puedes comprobarlo si te animas a hacer este webquest sobre placas base que os he preparado.

El chipset de una placa base esta formado por dos circuitos integrados cuya complejidad no va a la zaga de la del procesador. Ambos tienen nombre propio, puente norte (Northbridge) y puente sur (Southbridge), la siguiente figura muestra el diagrama de bloques del chipset de Intel 975X especialmente desarrollados para los procesadores de doble núcleo del mismo fabricante.

El chip del puente norte se denomina, en este caso 82975X MCH, y se encarga fundamentalmente de coordinar las transferencias de datos entre los dispositivos más exigentes: el procesador, los bancos de memoria, los adaptadores gráficos y lógicamente con el puente sur.

El chip del puente sur (82801GR ICH7R) se encarga del resto: dispositivos de almacenamiento, canales de audio, puertos USB y LAN, y de cualquier otro que este conectado a las ranuras de expansión PCI.

El chip del puente norte esta muy especializado en el procesador para el que es diseñado y su evolución se produce en la misma medida, el chip del puente sur es más genérico y versátil pudiendo ser aprovechado en otros chipset diseñados para otros procesadores.