MOTHERBOARDS:
SOCKETS Y BIOS

La empresa Krismar Computación produce libros electrónicos interactivos que son actualizados constantemente, de acuerdo con el avance de la tecnología en materia de computadoras. En esta nota comenzamos a analizar uno de estos productos describiendo lo que precisa saber sobre las placas madre de las computadoras.

INTRODUCCION

La tarjeta madre o Motherboard, es la tarjeta principal de la computadora. Es ahí donde se conectan la mayoría de las placas (o tarjetas) y la que determina el crecimiento del equipo. Existen muchos modelos de Motherboard con características muy diferentes. Los principales componentes que la integran son:

  • Socket para el microprocesador
  • Bancos de Memoria
  • Memoria Caché
  • BIOS
  • Chipset
  • Slot’s o Ranuras de expansión (ISA, EISA, PCI, AGP)
  • Interfase para discos (IDE, floppy’s,SCSI, etc)
  • Puertos (paralelo, serial, USB, etc.)
  • Conectores de la fuente de poder
  • Jumpers de configuración o dip switches
  • CMOS del sistema
  • Reloj de tiempo real
  • Pila
  • LEDs y conectores para el panel frontal (RESET, encendido, etc.)
  • Tarjeta (sonido, red, fax módem)

No todas las Motherboards tienen estos componentes y en la presente sección tocaremos cada uno de ellos. Muchos de los componentes no pueden ser actualizados, por lo que al adquirir cierto modelo de Motherboard se está haciendo una inversión decisiva. Por ejemplo, el reloj del sistema es el que determina la velocidad máxima de su microprocesador. Si la Motherboard no soporta un CPU de 400MHz, no importa que usted tenga uno de 500MHz.

 
BANCOS DE MEMORIA
La memoria es el almacén temporal de datos y código ejecutable que utiliza el microprocesador. La memoria RAM es volátil, esto quiere decir que cuando se apaga la computadora, toda la información almacenada se pierde. Los Chips de memoria (DIPS, SIMMs, SIPPs y DIMMs) están organizados en bancos en la Motherboard y en las tarjetas de memoria. Al agregar memoria a un sistema, se debe conocer el diseño del banco de memoria y la posición correspondiente en la Motherboard y la tarjeta de memoria. Los bancos de memoria, por lo regular, corresponden a la capacidad del bus de datos del microprocesador del sistema, el número de bits para cada banco puede conformarse por chips individuales, SIMMs o DIMMS. La orientación física utilizada en una Motherboard o en una tarjeta de memoria es arbitraria y determinada por los diseñadores de las mismas.

Antes de comprar los módulos de memoria conviene informarse de los tipos de módulos que utiliza la Motherboard de nuestra PC. Los módulos de 72 o 168 contactos pueden ser de simple o de doble cara. Debemos asegurarnos bien del tipo de módulos que utiliza su Motherboard. Es muy importante que sepamos qué orden llevan los zócalos (es el nombre que se le da a la base donde se coloca la memoria) para los SIMM. Se agrupan en bancos de uno, dos o cuatro zócalos numerados como SIMM0, SIMM1, SIMM2, etc. (o DIMM0, DIMM1, etc.). Debemos consultar la documentación de la Motherboard para saber cuántos módulos de memoria y de qué capacidad tenemos que comprar para así conseguir el número de Megabytes que queremos tener, sobre todo a la hora de combinar antiguos SIMM con nuevos DIMM. Por otra parte, en la misma base se puede poner memoria de diferente capacidad (el tamaño físico es el mismo). Por ejemplo, existen DIMMs de 16Mb, 32Mb, 64Mb y 128Mb que pueden ser utilizados en la misma base.

 
SOCKETS PARA LA MEMORIA
Los circuitos integrados o IC que constituyen la configuración de memoria de su computadora se conocen como Direct Random Access Memory, o DRAM. La DRAM es, sin lugar a dudas, el tipo de memoria más común. La calidad de los chips DRAM utilizados en un módulo de memoria es el factor más importante que determina la calidad y confiabilidad general del módulo. Un producto de memoria bastante común es el SIMM (Single in-line, Memory Module).

Un SIMM típico consiste en varios chips DRAM instalados en una pequeña placa de circuito impreso o PCB, la cual calza en un receptáculo SIMM en la motherboard. La mayoría de los motherboards vienen de 2 a 8 sockets para instalar memoria. Estos son usualmente SIMMs (Single inline memory modules) o DIMMs (Dual inline memory modules). Se diferencian por su tamaño. Cuando se van a instalar en la motherboard, ésta normalmente los nombra desde “SIMM0” hacia “SIMM7” o “DIMM1” hacia “DIMM3”, etc. Los sockets casi siempre se llenan con el sockets que tiene la numeración más baja, por ejemplo, el SIMM0. La mayoría de los primeros microprocesadores de la clase Pentium y sus respectivos motherboards requieren SIMMs, los cuales se insertaban en pares, a diferencia de los DIMMs que se insertan de manera individual. El número máximo de módulos de memoria que podemos insertar en una motherboard lo determina el chipset. De todas formas, no todas las motherboards tienen el número máximo de sockets que el chipset permite.

Como los microprocesadores, la memoria está hecha de pequeños chips semiconductores y debe ser empaquetada en algo menos frágil y pequeño para ser integrados con el resto del sistema. Como sea, en muchos casos, los paquetes de chips se integran en empaques muy grandes, es por eso que existen muchos tipos diferentes de empaques de memoria de las diferentes PCs del mundo y puede ser difícil saber qué tipos se necesitan o usará una PC. Los módulos de memoria que tenemos son:

  • A) SIMMs de 30 pines
  • B) SIMMs de 72 pines
  • C) DIMMs de 168 pines

La gran mayoría de las PCs usan el estándar o tipo genérico de SIMMs- /DIMs.

A) SIMMs de 30 contactos:
Veamos el ejemplo de una CPU que brinda soporte para 32 bits de datos. Si la motherboard tiene conectores para SIMMs de 30 contactos, cada uno de los cuales proporciona 8 bits de datos, se necesitarán 4 SIMMs de 30 contactos para obtener 32 bits. (Esta es una configuración común en los sistemas que utilizan SIMs de 30 contactos.) En un sistema de esta clase, la configuración de la memoria tipicamente se divide entre dos bancos de memoria: el banco cero y el banco uno. Cada banco de memoria consiste en cuatro conectores de SIMMs de 30 contactos. La CPU se dirige a un banco de memoria a la vez.

En la mayoría de las computadoras, el combinar SIMMs de diversas capacidades en el mismo banco no permite que la computadora detecte con exactitud la cantidad de memoria disponible. Esto puede ocasionar uno de dos problemas:

  1. La computadora no arrancará.
  2. La computadora arrancará pero no reconocerá, ni utilizará parte de la memoria del banco. Por ejemplo, si un banco tuviera tres SIMMs de 16 megabyte y un SIMM de 4 megabyte, el sistema los reconocería a todos como SIMMs de 4 megabyte.

B) SIMMs de 72 contactos:
El SIM de 72 contactos fue desarrollado para satisfacer los requisitos de memoria cada vez mayores de las computadoras de escritorio. Un SIMM de 72 bytes brinda soporte para 32 bits de datos, o sea cuatro veces más bits de los que se pueden obtener con un solo SIMM de 30 contactos. Si tiene una CPU de 32 bits, se necesitará un solo SIMM de 72 contactos por banco para proveerle a la CPU de 32 bits. Tal como vimos anteriormente, esa misma CPU requeriría de cuatro SIMMs de 30 contactos por banco para obtener sus 32 bits de datos.

C) DIMMs de 168 contactos:
Los módulos de memoria DIMM, o DUAL In-Line, se parecen bastante a la memoria del tipo SIMM. Al igual que los SIMMs, la mayoría de los DIMMs, se instalan verticalmente en los conectores de expansión. La diferencia principal entre los dos consiste en que, en un SIMM, los contactos de cada fila se unen con los contactos correspondientes de la otra fila para formar un solo contacto eléctrico; en un DIMM, los contactos opuestos permanecen eléctricamente aislados para formar dos contactos separados. Los DIMMs se utilizan frecuentemente en las configuraciones que brindan soporte para un bus de memoria de 64 bits o más amplio. En muchos casos, estas configuraciones se basan en procesadores poderosos de 64 bits, tales como Pentium de Intel o PowerPC de IBM. Por ejemplo, el módulo KTM40P/8 DIMM de Kingston que se utiliza en la computadora PowerPC 40P RICS 6000 es un DIMM de 168 contactos.

DIMM de contorno pequeño:
Es otro tipo de memoria que se usa comúnmente en las computadoras portátiles (laptop) y se llama Small Outline DIMM (de contorno pequeño) o SO DIMM. Un DIMM de contorno pequeño es como un SIMM de 72 contactos en un paquete de dimensiones reducidas, sin embargo, existen algunas diferencias técnicas importantes. El DIMM de contorno pequeño y el SIMM mostrados, tienen 72 contactos cada uno, sin embargo, es la disposición de los contactos lo que diferencia estos dos tipos de memoria. El DIMM de 168 contactos brinda soporte para transferencias de 64 bits, sin duplicar el tamaño del SIMM de 72 contactos, el cual brinda soporte sólo para transferencias de 32 bits. El SO DIMM también brinda soporte para transferencias de 32 bits y fué diseñado para su uso en las computadoras portátiles.

SO DIMM:
La Small Outline Dual In-line Memory Module es una version mejorada del DIMM estándar. El SO DIMM (de contorno pequeño) tiene aproximadamente la mitad de la longitud de un SIMM típico de 72 contactos.

 
OTRAS TECNOLOGIAS
RDRAM (Rambus DRAM)
La tecnología RDRAM de Rambus, ofrece un diseño de interface chip a chip de sistema, que permite un paso de datos hasta 10 veces más rápido que la DRAM estándar, a través de un bus simplificado. Rambus utiliza la tecnología exclusiva RSL (Rambus Signaling Logic). Se presenta en dos modalidades: RDRAM y RDRAM concurrente. A finales de 1996, Rambus llegó a un acuerdo con Intel para que sean compatibles con la memoria Rambus a partir de 1999.

SOJ (Small Outline J-lead)
Una forma común de paquete DRAM para el montaje superficial. Se trata de un paquete rectangular con conductores en forma de J, dispuestos por los dos lados del dispositivo.

TSOP (Thin Small Outline Package)
Un tipo de paquete de DRAM que utiliza contactos en forma de “gaviota” en los dos lados. La DRAM TSOP se instala directamente en la superficie de la placa de circuito impreso. La ventaja del paquete TSOP consiste en que tiene un tercio del grosor de un paquete SOJ. Los componentes TSOJ se utilizan comúnmente en los SO DIMM (de contorno pequeño) y en las aplicaciones de memoria en tarjetas de crédito.

SDRAM
La SDRAM sincrónica es una nueva tecnología de DRAM que utiliza un reloj para sincronizar la entrada y la salida de señales en un chip de memoria. El reloj está coordinado con el reloj de la CPU, para que la temporización de los chips de la memoria y de la CPU estén sincronizados. La DRAM sincrónica ahorra tiempo al ejecutar los comandos y al transmitir los datos, aumentando de esta manera el rendimiento total del ordenador. La SDRAM permite que la CPU acceda a una velocidad 25% superior a la de la memoria EDO.

DDR o SDRAM II
Double Data Rate SDRAM es la próxima generación de la SDRAM. La DDR se basa en el diseño de la SDRAM, con mejoras que suponen un aumento de la velocidad de transferencia. Como resultado de esta innovación, la DDR permite la lectura de datos tanto en la fase alta como baja del ciclo de reloj, con lo que se obtiene el doble de ancho de banda que con la SDRAM estándar. La DDR duplica la velocidad respecto a la tecnología SDRAM sin aumentar la frecuencia del reloj.

SLDRAM (Synclink)
La SLDRAM es una DRAM fruto de un desarrollo conjunto y, en cuanto a la velocidad puede representar la competencia más cercana de Rambus. Su desarrollo se coordina a través de un consorcio de 12 compañías desarrolladoras de sistemas y fabricantes de DRAM. La SLDRAM es una extensión más rápida y mejorada de la arquitectura SDRAM que amplía el actual diseño de 4 bancos a 16 bancos.

DIP (Dual In-line Package)
Un formato para paquetes de componentes DRAM. Los DIPs se pueden instalar en receptáculos o se pueden soldar en forma permanente en agujeros que se perforan en la superficie de la placa de circuito impreso. El paquete DIP era extremadamente popular cuando era común instalar la memoria directamente en la placa matriz del ordenador

EDO
La memoria EDO (Extended Data Out) forma parte de una serie de recientes innovaciones en la tecnología de chips de DRAM. En los sistemas de ordenadores diseñados por esta tecnología, la memoria EDO permite que la CPU obtenga acceso a la memoria a una velocidad de 10 a 15% más rápida que los chips de modalidad de paginación rápida. Los ordenadores que han sido diseñados para aprovechar las ventajas de velocidad de EDO incluyen los que incorporan el chip Triton de Intel.

EOS (ECC on SIMM)
Una tecnología de verificación de integridad de datos diseñada por IBM, la cual incorpora la verificación de datos ECC en un SIMM.

 
INTEGRIDAD DE DATOS
ECC (Error Correction Code)
Un método electrónico para verificar la integridad de los datos en DRAM. ECC es un método de detección de errores más avanzado que el de la paridad; puede detectar errores de múltiples bits y puede localizar y corregir errores de un solo bit. ECC normalmente utiliza tres bits adicionales por byte de datos (en comparación con el bit adicional que se usa con el método de paridad).
 
BIOS
El BIOS (Basic Input Output System, sistema de entrada/salida básico) es una memoria ROM, EPROM o FLASH-Ram la cual contiene las rutinas de más bajo nivel que hace posible que la computadora pueda arrancar, controlando el teclado, el disco, etc. además de pasar el control al sistema operativo.

El BIOS se apoya en otra memoria, la CMOS (se llama así porque suele estar hecha de esta tecnología), que almacena todos los datos de la configuración de la computadora, como pueden ser los discos duros que tenemos instalados, número de cabezas, cilindros, número y tipo de floppy, la fecha, hora, etc, así como otros parámetros necesarios para el correcto funcionamiento de nuestra computadora. Esta memoria se alimenta constantemente con una batería, de modo que, aunque apaguemos nuestra computadora, no se perderán todos esos datos que la máquina necesita para funcionar. Antiguamente las computadoras traían una pila corriente soldada, lo que dificultaba muchísimo el cambio, además de otros problemas como que la batería tuviera pérdidas y se sulfataran ésta y la motherboard. Las motherboard actuales, ya no utilizan la pila o batería, ahora se usan de Niquel Cadmium porque se recargan con la misma energía de la fuente de poder. Otra opción es la llamada Dallas Nov-RAM. En este último caso se coloca una pila de lithium con duración de 10 años.

Una de las tareas del BIOS es realizar las pruebas del equipo (POST) con las cuales cuenta el sistema en el arranque y la autorregulación de las mismas (Plug and Play). En la actualidad ya existe la actualización del BIOS mediante circuitos que pueden ser reprogramados. Además el BIOS contiene el programa de configuración, es decir, los menúes y pantallas que aparecen cuando accedemos a los parámetros del sistema, pulsando una secuencia de teclas durante el proceso de inicialización de la máquina. Actualmente la interface es mucho más amigable (los BIOS marca AMI, se gestionan con ventanas y con el ratón) y dan muchas facilidades, como la auto-detección de discos duros.

ROM BIOS es una abreviatura de Read Only Memory Basic Input Output System (memoria de sólo lectura, sistema básico de entrada/salida). La tarea del ROM BIOS es encargarse de las necesidades inmediatas del hardware y aislar a todos los demás programas de los detalles sobre la manera en que funciona el hardware.

Fundamentalmente, el BIOS es un circuito integrado donde se almacenan las rutinas básicas para el desempeño de la computadora. Los programas almacenados en ese circuito son llamados por casi todos los periféricos y programas que ejecuta la computadora, por lo cual se llama BIOS (sistema básico de entrada y salida). Inicialmente fueron puestos en ROM para evitar que se alteraran, pero ahora se ha encontrado la ventaja de “copiar” estos programas en RAM para ser modificados y actualizados según las necesidades del equipo. No por ello, dejan de estar en ROM, lo cual hace posible que la computadora, al encenderse, ejecute siempre los mismos procedimientos.

Otras de las tareas del BIOS son realizar las pruebas de equipo (POST) con las cuales cuenta el sistema en el arranque y la autorregulación de las mismas (Plug and Play). En la actualidad ya existe la actualización del BIOS mediante circuitos que pueden ser reprogramados.

De más está decir que este tema no termina aquí y que continuaremos con él en futuras ediciones, pero para que Ud. sepa con qué herramientas cuenta para adquirir mayores conocimientos en el area de las computadoras, detallamos el contenido de los otros libros electrónicos preparados por la empresa Krismar Computación.

 
Sobre un trabajo de Jonás Heriberto Mejía Robles
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
FIGURA 4
 
FIGURA 5
 
FIGURA 6
 
 
 
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES
 
 
PROMOCIONES