Conoce los componentes de una placa base y para qué sirven

Actualizado a: 22 de enero de 2024

La placa base es uno de los componentes más importantes de un PC, junto con el microprocesador. En algunas zonas la llaman también placa madre, que proviene de la traducción literal del inglés «motherboard» (a veces abreviada como mobo). Sea como sea como la llames, debes conocerla a fondo, ya que de ella dependerá en gran medida la compatibilidad de otros muchos componentes.

Esta pieza de hardware es, comparándolo con la anatomía humana, similar al bulbo raquídeo y la columna vertebral de un ser humano. Se encarga de interconectar al cerebro (CPU), con el resto de elementos mediante una sistema de E/S muy particular. Por tanto, gracias a ella, todo el resto de componentes y periféricos pueden trabajar juntos.

Cómo elegir placa base: factores a tener en cuenta

Partes de una placa base

A pesar de que en la actualidad existe un sin fin de fabricantes de placas base (ASUS, Gigabyte, MSI, Biostar, ASRock, SuperMicro, DFI, Tyan, etc.), así como múltiples estándares o factores de forma (ATX, EATX, microATX, ITX,…), todas ellas tienen en común sus partes esenciales.

Socket o zócalo

El zócalo o socket de la placa base es donde va insertado el microprocesador o CPU. En el pasado, algunos procesadores se insertaban en slots como los slot A de AMD, el slot 1 y 2 de Intel, etc. Pero actualmente todas van en su zócalo y no en una ranura, aunque hay algunas excepciones como los chips que van soldados a la propia placa base en miniPCs, portátiles y AIO.

Notarás que alrededor del zócalo hay gran cantidad de condensadores electrónicos. Eso es así porque la CPU necesita estar bien alimentada de energía, por ello están ahí…

El zócalo no es más que la interfaz donde encajan los pines o pads de conexión del microprocesador para hacer contacto físico y eléctrico y que puedan viajar todas las señales eléctricas hacia o desde la CPU para comunicarse con el resto de componentes de la placa base.

Y digo pines o pads, ya que algunas CPUs no tienen los típicos pines de los PGA (Pin Grid Array), sino que van en zócalos tipo LGA (Land Grid Array). Los chips de Intel más modernos suelen ir en LGA, así como algunos modelos de AMD como los Threadrippers y los EPIC, así como en las nuevas generaciones Zen para escritorio, como los AMD Zen 4 (Raphael o Ryzen 7000 Series). En cambio, el resto de chips de AMD seguirán la métodología tradicional por PGA.

En el caso de los PGA, se eleva la palanca del zócalo hasta formar un ángulo de 90º con la placa y se inserta el chip haciendo coincidir con una muesca o chaflán en la esquina para que vayan todos los pines en su sitio (normalmente no entra de otra forma) y una vez insertado se baja la palanca para que queden atrapados y no se pueda desprender.

Para los LGA el procedimiento es diferente, ya que al no tener pines, sino contactos metálicos, el proceso implica que con la palanca se quede sujeto un marco metálico que atrapa al microprocesador en su lugar exacto para que no se mueva.

Además de eso, debes saber que existen muchos tipos de zócalos, ya que cada serie o familia de modelos puede usar un zócalo diferente. Esto afectará a la compatibilidad a la hora de querer cambiar de microprocesador o quererlo ampliar. Así mismo, a diferencia del pasado, ahora no son compatibles entre sí cuando se habla de zócalos AMD e Intel. Cada uno necesita el suyo particular…

Por ejemplo, los actuales AMD Ryzen usan el socket AM4, mientras que Threadripper necesita el TR4 o el sTRX4 para los modelos más nuevos. En cambio, en Intel tienes el socket 1151. Cada uno de ellos con un recuento de contactos diferente. Por ejemplo, en el 1151 de Intel es de 1151 y de 1331 para el AM4 de AMD. Los actuales AMD Threadripper Pro también llegarán con un nuevo socket denominado sWRX8.

Slots o ranuras de memoria

Las ranuras o slots de la memoria principal o RAM son las interfaces donde se inserta la memoria RAM del equipo. Los módulos RAM solo encaja de una forma posible, ya que tienen una mueca que impide su inserción de otra forma. Además, en este caso solo habría que abrir las pestañas de los laterales e insertar el módulo hasta que las pestañas dejen atrapado al módulo con un sonido clic característico.

En equipos portátiles el formato de los módulos es diferente, ya que son SO-DIMM en vez de los DIMM más largos de los equipos de sobremesa. Por tanto, no son compatibles unos con otros. Además de eso, cada tipo de memoria tendrá una cantidad de contactos diferente, por lo que no es compatible una interfaz para una DDR3 con una DDR4, etc.

En algunas placas base los bancos o ranuras para memoria están separados físicamente en grupos de dos o más ranuras. En otras ocasiones están coloreados de varios colores (como en la imagen). Eso te está indicando que no solo se usa un canal de comunicación entre la memoria RAM y la CPU, sino que puede ser DualChannel o QuadChannel. Es decir, doblan o cuatriplican los canales de memoria para la comunicación con respecto a una SC (Single Channel).

En esos casos, si por ejemplo tienes dos canales, entonces podrás aprovechar todo el potencial instalando dos módulos de RAM uno en cada canal. Es decir, uno en cada banco separado físicamente o uno en cada color. Si los pones en el mismo color o en el mismo grupo que está junto físicamente estarás desaprovechando el resto de canales.

Estos bancos estarán lo más cerca posible de la CPU para que la comunicación tenga los mínimos retrasos posibles y reducir así la latencia de comunicación. Y aunque no lo he dicho antes, la placa base y la plataforma (chipset), van a limitar en gran medida la cantidad de memoria que puedes instalar y el tipo.

Ranuras de expansión

Otra de las partes importantes de la placa base son sus ranuras de expansión. Estas ranuras dan la posibilidad de ampliar las capacidades de la placa base mediante tarjetas que se pueden insertar en ellas, como tarjetas de red, tarjetas capturadoras de vídeo, tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, tarjetas para agregar más puertos de algún tipo, etc.

Estos slots de expansión solían ser variados en el pasado, con tecnologías como la ISA, AGP, PCI, etc., aunque en la actualidad se han reducido a las PCI básicas (para las tarjetas más básicas), y las PCIx o PCI Express, que son las más rápidas para los elementos más avanzados, como las tarjetas gráficas.

Principalmente se diferencian por su tamaño, además de la posición. Siempre las PCI están en la zona más periférica de la placa base, mientras que las PCIx se encuentran más arriba y cercanas a la CPU o al chipset.

Al igual que ocurría con el slot de la memoria RAM, no se pueden insertar de otra forma, ya que también tienen una muesca que lo impide. En algunos casos, como las tarjetas gráficas, suelen tener también un anclaje adicional para que la tarjeta se fije bien, aunque no siempre…

Debes saber que existen PCIx varios tamaños o carriles: x1, x4, x8, x16 y x32. Al igual que ocurría con las AGP, que podían ser x4 o x8, etc. El x1 sería el más lento y reducido en tamaño, ya que solo alberga un único carril de comunicación, mientras que el x16 es el de mayor longitud y más rápido. El x16 es usado por muchas tarjetas gráficas, ya que posee 16 lanes o carriles de comunicación para unas transferencias más rápidas. Las x32 son mucho más potentes, pero son raras en la actualidad… En cuanto a las x1, x4, y demás, puedes ver algunas tarjetas de sonido para estos slots menos potentes.

Además, debes saber que no siempre un lane o carril PCIx tiene la misma velocidad de transferencia. Dependerá de la versión del protocolo, o revisión del hardware que se tenga. Por ejemplo:

• Rev 1.0: esta revisión del estándar apareció en 2003. Cada carril puede llegar a transportar 0,25 GB/s, llegando a los 4 GB/s si se cuenta con una x16. Es decir, la transferencia en este caso sería de 2 GT/s, o lo que es lo mismo, mil millones de transferencias por cada segundo.
• Rev 2.0: en 2007 llegaría esta otra mejora que doblaba la velocidad de la anterior. Por tanto, se tienen 0,5 GB/s por cada carril. Eso llevaría a una x16 a los 8GB/s. En este caso, la transferencia es de 5GT/s aproximadamente.
• Rev 3.0: en 2010 aparecería una nueva versión con cambios más profundos sobre las anteriores en cuanto al protocolo. La transferencia alcanzada llega a los 8 GT/s, con 0,985 GB/s cada carril, con un límite de 15,754 GB/s transferidos para una PCIe x16.
• Rev 4.0: actualmente, la mayoría de los dispositivos de hardware toleran esta nueva versión introducida en 2017. Nuevamente dobla la transferencia, con 16 GT/s. En este caso, una PCIe x1 llega a los 1,969 GB/s y la x16 hasta 31,508 GB/s.
• Rev 5.0: es una de las revisiones más recientes, y aún no está soportada por algunos sistemas. Poco a poco irá reemplazando a la 4.0 en los nuevos equipos. Con ella se alcanzan transferencias de 32 GT/s. Cada carril podría transportar 3,938 GB/s, alcanzando 63,015 GB/s en caso de tener x16.
• Rev 6.0: planificada en 2021, es muy similar a las tres anteriores, añadiendo al protocolo PAM-4 (modulación de amplitud de pulsos de 4 niveles) y ECC (código de corrección de errores). Por supuesto, no es la única mejora, además de la fiabilidad, también se ha doblado la velocidad, con transferencias de hasta 64 GT/s. Cada carril puede transportar 7,877 GB/s, lo que le permite llegar a los 126,031 GB/s en una PCIe x16.

Conector de alimentación y ventiladores

La placa base, en función del factor de forma, tendrá un tipo u otro de conectores de alimentación. Lo más común es que sea ATX o EATX. En el caso de ser EATX tendrá los 24 conectores típicos del ATX a los que hay que sumarle unos pinex auxiliares o complementarios.

En las placas base para portátiles o para algunos AIO (All In One) puede que no se presenten este tipo de conexiones, ya que tendrán unas especialmente diseñadas para adaptarse a la batería o adaptador del equipo, al carecer de una PSU o fuente de alimentación.

Como suele ser habitual, los fabricantes han facilitado mucho la conexión, ya que una pestaña impedirá que puedas invertir la polaridad al conectar estos conectores. Por tanto, no habrá problema al insertarlos.

En cuanto a los conectores para alimentar a los ventiladores (son fáciles de distinguir, en la imagen anterior lo ves al lado del de 8-pin de la alimentación principal, con 4 pines metálicos), es probable que haya varios de estos pines repartidos por distintas zonas de la placa base y marcados como FAN o inscripciones similares. El más cercano al zócalo de la CPU será para conectar el ventilador del microprocesador. Otros pueden servir de suministro eléctrico para los ventiladores de la torre.

Qué significan los pitidos de la placa base

Conectividad y puertos de la placa base

Dentro de la conectividad de la placa base voy a distinguir entre varios grupos.

Puertos

En las placas base para portátiles suelen estar repartidos para hacer coincidir con los flancos laterales de los portátiles. En los AIO también pueden repartirse de diferente forma. En cambio, para los de sobremesa estarán siempre en la zona de la placa base que queda tras la torre. Allí se aglutinan todos los puertos disponibles: Firewire, eSATA, USB, PS/2, HDMI, VGA, DVI, DisplayPort, Jacks de sonido, RJ-45, etc. Algunas placas base también incluyen adaptadores de red inalámbricos, por lo que integrarán antenas para dar conectividad WiFi también.

Los puertos más habituales que se encuentran en las placas base modernas son:

• USB: el Universal Serial Bus es uno de los estándares más populares del mercado. Una inmensa mayoría de dispositivos se fabrican para emplear esta popular conexión. Estos puertos pueden tanto transferir datos como también alimentar dispositivos. Así mismo tienen diferentes formatos y versiones que deberías conocer:
  • Tipo: generalmente las placas base aceptan dos tipos fundamentales, los A y C, ambos hembra. Los A son los convencionales, mientras que los tipo C tienen unas dimensiones más reducidas y han sido los últimos en llegar. Además, dentro de estos tipos suele haber varios formatos:
    • Estándar: los hay tanto A, B como C.
    • Mini: es una versión más reducida que el estándar, y encontrarás A, B y AB. El más cotidiano es el miniUSB-A.
    • Micro: también suele ser habitual en algunos casos, con tipos A, B y AB. Evidentemente, el USB-C no tiene estas versiones, ya que su tamaño es ya de por sí similar al microUSB. Además, la ventaja del C frente a un micro USB es que se puede conectar de cualquier manera (es reversible), mientras que el resto de USBs solo entran en el puerto en una única posición…
  • Versión: las versiones han ido mejorando el protocolo de comunicación para alcanzar velocidades de transferencia cada vez mayores. Por ejemplo, tenemos las revisiones:
    • USB 1.0 y 1.1: pueden ser tanto A como B. Se introdujo en 1996/1998 y llega a los 1.5 Mbit/s en Low Speed o a los 12 Mbit/s en Full Speed.
    • USB 2.0: esta revisión llegaría en 2001, agregando lo que se conoce como High Speed para alcanzar los 480 Mbit/s. En este caso se pueden encontrar también versiones C, así como minis y micros.
    • USB 3.0: llegaría en 2011, trayendo consigo la SuperSpeed, es decir, las tasas de transferencia de 5 Gbit/s para todos los tipos y formatos.
    • USB 3.1: representó otro salto en 2014, doblando la velocidad anterior hasta los 10 Gbit/s (SuperSpeed+).
    • USB 3.2: llega en 2017, con 20 Gbit/s de transferencia de datos.
    • USB4: llegó en 2019 para alcanzar los 40 Gbit/s, y en la versión USB-C de esta revisión se basan también los populares Thunderbolt 3 y Thunderbolt 4.

• Thunderbolt: esta nueva interfaz fue desarrollada por Intel en colaboración con Apple. La versión 1 y 2 se basaban en el conector Mini DisplayPort en combinación con PCIe. En cambio, a partir de la Thunderbolt 3 comenzaron a usar USB-C como base, de hecho, este conector es compatible con cables y dispositivos USB-C (con sus limitaciones). Aunque estos conectores han estado principalmente en los Mac, con la versión 3 se han comenzado también a ver en otros PCs. La ventaja de estos puertos es que pueden trabajar a velocidades de 40 Gbit/s en sus versiones 3 y 4.
• eSATA: el nombre proviene de External SATA, y como su propio nombre indica, se trata de un conector SATA para medios de almacenamiento externos. Aunque lo más habitual es encontrar dispositivos Firewire o USB, también existen algunas unidades que usan esta interfaz. Las últimas versiones operan a 600MB/s, como los SATA3.
• Firewire: es otra conexión popular para medios de almacenamiento externos, aunque poco a poco se va sustituyendo por USB. De hecho, esta interfaz ya está muerta en cuanto a desarrollo, aunque algunas placas sigan teniendo este puerto. Pueden llegar a los 400 MB/s.
• HDMI: cada vez es más popular para transportar audio y vídeo, por lo que es ideal para monitores y pantallas externas, así como otros dispositivos de vídeo. Este puerto se introdujo en 2002, y permite transportar imagen y sonido de forma digital, con soporte para altas frecuencias de refresco, buenas velocidades de transmisión y altas resoluciones de pantalla. Las versiones más actuales son la 2.0, 2.0b y 2.1. El ratio máximo de datos para la 2.1 llega a los 42,6 Gbit/s. Las revisiones 2.0 y 2.0 alcanzaban los 14.4… También existen versiones mini y micro, aunque las placas base suelen incluir solo puertos estándar.
• DisplayPort: esta interfaz puede transportar también vídeo y audio digital, siendo muy popular entre las modernas tarjetas gráficas. Los DP también cuentan con versiones mejoradas, como la DP 2.0 que se introdujo en 2016. Esta revisión supuso una mejora de velocidad de factor x3, pasando desde los 25.92 a los 77.37 Gbit/s, además de soportar pantallas más allá de los 8K. Por otro lado, también vas a encontrar conectores DP y miniDP, similar a lo que ocurre con los USB o HDMI.
• Jack: los conectores de sonido tipo jack o clavijas las encontrarás en varios diámetros, aunque el más popular es el 2.5mm y el de 3.5mm. Estas conexiones se emplean tanto para entrada como para salida, o para ambos si son Jack Combo (por ejemplo, para conectar un micrófono y auricular en el mismo jack).
• RJ-45 y Wireless: los puertos de red habituales son estos para Ethernet LAN. Aunque algunas tarjetas o adaptadores de red integrados en la placa base también incluyen posibilidad para conectividad wireless, es decir, sin cables. Éstos últimos te permitirán conectarte a una red WiFi cercana.

Algunos como DVI, VGA, o PS/2 están cada vez en más desuso, por lo que progresivamente van desapareciendo de las placas base actuales. Algo como lo que le ocurrió a otros puertos seriales y paralelos que se empleaban en el pasado con frecuencia para mandos de juegos, impresoras, etc., y que ahora están ausentes…

Conectores de la placa base

En la propia placa base, al igual que ocurre con las conexiones para los ventiladores, también suele haber repartidos algunos otros conectores para las unidades de disco tales como la disquetera, las unidades ópticas (CD, DVD, BD) y también para los discos duros.

Estos conectores han evolucionado desde los IDE o PATA, hasta los más modernos SATA3, que permiten mayores velocidades de transferencia. Además, con la llegada de los discos duros de estado sólido o SSD, también habrá conectores específicos para estos tipos de discos duros como los M.2 NVMe o los mSATA.

Poco a poco los IDE/PATA han desaparecido en favor de los nuevos factores de forma e interfaces. Los más habituales en la actualidad son:

• SATA3: el Serial ATA (Advanced Technology Attachment) ha ido avanzando con el tiempo, hasta llegar a la versión 3. Es la que emplean las modernas placas base, aunque poco a poco los nuevos factores de forma y la PCIe están sustituyendo a esta interfaz para los SSDs. No obstante, aún sigue habiendo HDDs que la emplean, además de otras unidades, como las ópticas, e incluso algunos SSDs. Con el SATA3 se ha llegado a transferencais de 6 Gb/s a una frecuencia de 6 Ghz. Es decir, pasa los bits en serie uno a uno por cada ciclo de reloj. No obstante como usan un protocolo con una determinada codificación (8b/10b), esta interfaz tiene una velocidad real de 600 MB/s.
• M.2 NVMe (PCIe): los nuevos formatos M.2 incluyen una conexión más reducida para SSDs en forma de tarjetas. Estos slots suelen emplear tecnología NVMe y actúan sobre el estándar PCIe para alcanzar velocidades mucho mayores a los SATA.

Tanto unos como otros, suelen estar en la zona inferior derecha de la placa base, cerca del BIOS y la batería, es decir, al otro lado de las ranuras de expansión.

Más pines de conexión

Otros pines de conexión importantes son los que suele haber por los laterales inferiores de la placa base. Estos pines tipo Phoenix se agrupan con diferentes colores o inscripciones en la placa base. Se conectarán mediante unos cables de la torre para enlazar la placa con componentes como por ejemplo: el botón de reset, el botón de apagado/encendido, el speaker, así como puertos adicionales que haya en el lateral o frontal de la torre, como los USB.

Chiptset o conjunto de chips

El chipset es un conjunto de chips que está en la placa base y que se ha venido componiendo del northbridge (puente norte) y el southbridge (puente sur). Aunque en los modernos microprocesadores se ha integrado algunos componentes como el controlador de memoria o MMU, lo que ha dejado a muchas placas base sin el northbridge.

Por tanto, en vez de ver dos de estos chips importantes en la coordinación y comunicación entre diferentes partes, solo habrá uno en las modernas placas base para los últimos chips de Intel y AMD.

En las placas base que aún tienen northbridge, lo que hacía este chip era coordinar la comunicación entre la memoria RAM y la CPU, así como asumir otras tareas como el de las ranuras de expansión más rápidas para la GPU, como eran la AGP y la PCIx. En cambio, a hora todo eso es competencia de la propia CPU, para acelerar la comunicación.

En el caso del southbridge (también llamado ICH o I/O Controller Hub), era el que se encargaba de la comunicación o de puente entre BIOS, ranuras de expansión PCI, y diferentes controladores (USB, SATA, IDE, Ethernet, audio, etc.). Actualmente es el único que verás en las modernas placas base, y suele estar bajo un disipador, ya que es uno de los chips más avanzados y que se calienta más de la placa base.

Esos controladores a los que me he referido antes no son más que chips que gestionan la comunicación con la interfaz a la que corresponden. Y son todos esos pequeños chips adicionales que hay repartidos por la placa base… Por ejemplo, un controlador USB se encargará de los datos entrantes y salientes (E/S) de este tipo de puerto.

BIOS/UEFI

El firmware (en parte hardware en parte software) de la placa base es el encargado de todo el proceso de arranque del sistema y de almacenar ciertas configuraciones, así como el reloj del sistema (RTC). Para ello, siempre debe estar alimentada de forma constante, por eso encontrarás una batería o pila de tipo botón (CR2032) junto a ella.

El BIOS (Basic Input/Output System) primitivo ha acompañado al IBM PC desde tiempos pasados, pero últimamente se ha sustituido por un sistema más flexible y mejorado como es el UEFI (Universal Extensible Firmware Interface), aunque muchos lo siguen llamando BIOS.

Básicamente, tanto en un caso como en otro, es un chip con una memoria ROM o flash que guarda ciertas rutinas básicas y algunas configuraciones esenciales del equipo. Se puede acceder a ella y manipularla cuando se arranca el sistema, entrando en el famoso BIOS Setup o UEFI Setup (según la placa base o fabricante se puede hacer pulsando la tecla Supr, F2, etc.).