Overclocking
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Microprocesadores clase Pentium II, III, 4 y Athlon
Pentium II
En realidad, se trata del micro Pentium Pro con algunos cambios y en una nueva y fantástica presentación, el cartucho SEC: una cajita negra que en vez de a un zócalo se conecta a una ranura llamada Slot 1.
Los cambios respecto al Pro son:
* optimizado para MMX
* nuevo encapsulado y conector a la placa
* rendimiento de 16 bits mejorado
* caché secundaria encapsulada junto al chip (semi-interna, como si dijéramos), pero a la mitad de la velocidad de éste (un retroceso desde el Pro, que iba a la misma velocidad; abarata los costes de fabricación).
* El bus del sistema correría a 100 Mhz a partir del 350.
* Arquitectura de bus doble independiente.
Celeron (Pentium II light)
Pentium II sin la caché secundaria, y pinchado sobre un zócalo socket 7.Muy poco recomendable, rendimiento mucho más bajo que el d Pentium II, casi
idéntico al del Pentium MMX.
Celeron "A" (Mendocino)
Una revisión muy interesante del Celeron que incluye 128 KB de caché secundaria, la cuarta parte de la que tiene un Pentium II. Pero mientras que en los Pentium II dicha caché trabaja a la mitad de la velocidad interna del micro,a 150 MHz para un Pentium II a 300 MHz,por ejemplo en los nuevos Celeron trabaja a la misma velocidad que el micro, o lo que es lo mismo: ¡a 300 MHz o más!
Gracias a esto, su rendimiento es casi idéntico al de un Pentium II de su misma velocidad de reloj, lo cual ha motivado que lo sustituya como modelo de entrada en el mercado, quedándose los Pentium III y 4 como modelos de gama alta.
Pentium III
Este micro sería al Pentium II lo que el K6-2 era al K6; es decir, que su única diferencia de importancia radica en la incorporación de unas nuevas instrucciones (las SSE, Streaming SIMD Extensions), que aumentan el rendimiento matemático y multimedia... pero sólo en aplicaciones
específicamente optimizadas para ello. Los primeros modelos, con núcleo Katmai, se fabricaron todos en el mismo formato Slot 1 de los Pentium II, pero la actual revisión Coppermine de este
micro utiliza mayoritariamente el Socket 370 FC-PGA.
Pentium III Coppermine
Coppermine es como un procesador Pentium III mejorado ya que está basado en su predecesor. Y también abría que decir que el nombre clave Coppermineno hace referencia a la nueva tecnología de cobre de IBM (copper=cobre). Las capas de metal usadas en Coppermine aún utilizan aluminio. Todas las novedades son las siguientes:
* 512 Kb de caché de segundo nivel (L2) integrada, corriendo a la misma velocidad de reloj.
Cambio de formato: Seguirá habiendo Coppermine para Slot1 porque Intel lo quiere así, pero los nuevos procesadores Coppermine basados en Pentium III pueden funcionar también en el socket 370. Intel llama a estos chips FC-PGA370.
* Fabricado con tecnología de 18 micras.
* Hay procesadores Coppermine que son capaces de funcionar con una velocidad de bus de sistema de 133 MHz gracias a los nuevos chipset de las placas.
* Velocidades de reloj de 1 GHz, 933, 866, 850, 800, 750,733,700, 667, 650, 600, 550, 533, 500 y 450 MHz
Pentium 4
La última apuesta Intel, que representa todo un cambio de arquitectura pese a su nombre internamente poco o nada tiene que ver con otros miembros de la familia Pentium.
Su principal rasgo para alcanzar tales niveles de prestaciones reside en su microarquitectura denominada NetBurst TM , que a su vez incorpora la tecnología Hyper Pipelined Technology, que
incrementa significativamente las prestaciones del microprocesador y la velocidad de frecuencia. Una de sus principales características es el empleo del Motor de Ejecución Rápida que hace funcionar las Unidades Aritmético Lógicas del procesador a dos veces la frecuencia del núcleo del resto del procesador, proporcionando por tanto una capacidad de tratamiento mucho más rápida. La plataforma del procesador Pentium â 4 está basada en el chipset Intel 850, cuyos bancos de memoria RDRAM dual se adaptan excepcionalmente al bus del sistema de 400 MHz, que es el que tiene el Pentium â 4, ofreciendo hasta 3.2 Gbytes de datos por segundo.
Inicialmente el procesador sale a unas velocidades de 1.4 y 1.5 GHz, fabricándose en tecnología de proceso de 0,18 micras, aunque en un futuro se espera fabricarlo en proceso de 0.13 micras. Con un bus del sistema de 400 MHz, el nuevo Pentium â 4 consta de un nuevo grupo de instrucciones y tiene nada menos que 42 millones de transistores. La tecnología Hyper Pipelined permite duplicar la profundidad del pipeline a 20 etapas, incrementando así las prestaciones y capacidad de frecuencia del procesador. El Pentium â 4 posee el mayor ancho de banda que actualmente hay disponible. El denominado Execution Trace Cache se trata nada más y nada menos que de una avanzada caché de instrucciones de primer nivel que cachea las instrucciones descodificadas, eliminando la latencia del decodificador del bucle principal de ejecución. En consecuencia, proporciona un caché de instrucciones de prestaciones más elevadas y gana en eficacia en almacenamiento de memoria caché. A esto hay que unir que la Caché de Transferencia Avanzada de 256 KB de segundo nivel ofrece un interfaz que escala con los incrementos de frecuencia del núcleo del microprocesador. La Ejecución Dinámica Avanzada se trata del motor de ejecución especulativa sin orden que mantiene ocupada la unidad de ejecución. También cuenta con una capacidad de predicción de ramificación mejorada que mantiene el procesador ejecutando el flujo de programa correcto, reduciendo las malas predicciones asociadas con los pipelines más profundos. Mientras que la última microarquitectura utilizada por Intel, la P6, utilizaba juegos de instrucciones MMX y SSE (streaming SIMD extensions), el Pentium â 4 posee la tecnología Streaming SIMD Extensión 2 (SSE2), la cual extiende la tecnología MMX y SSE con la adición de 144 nuevas instrucciones, incluyendo la aritmética de enteros de 128 bits e instrucciones de coma flotante de doble precisión de 128 bits, ganando en prestaciones en una amplia gama de aplicaciones. Al igual que ocurrió con el cambio de Pentium â a Pentium â II y más tarde de slot a socket en el Pentium III, en la cuarta versión del procesador se utiliza un nuevo zócalo. El nuevo socket 423, que es el sustituto del anterior 370, tiene un total de 423 agujeros para encajar en el al Pentium 4. La posición del microprocesador en este zócalo deja al descubierto en su parte superior el cuadrado metálico de disipación calórica. Sobre el nuevo micro, se ha de colocar un disipador de calor bastante más grande que en los anteriores, debido a que el elevado número de transistores, unido al notable aumento de frecuencia de reloj en el mismo hacen que se genere bastante más calor que el habitual en anteriores generaciones del Pentium. Uno de los principales objetivos que se han perseguido con el desarrollo de la nueva microarquitectura del Pentium 4, la NetBurst, es el tratamiento de instrucciones multimedia enfocadas a la reproducción del sonido y la generación de imágenes 3D en tiempo real. Con esto, se pretende el procurar un soporte multimedia sólido para la potenciación de una Internet visual.
AMD Athlon (K7)
La gran apuesta de AMD: un micro con una arquitectura totalmente nueva, que le permitía ser el más rápido en todo tipo de aplicaciones. En el K7 se ha incluido una unidad de coma flotante que emplea técnicas pipeline, lo que quiere decir que la ejecución de una instrucción se ha dividido en un determinado número de fases que son totalmente independientes las unas de las otras. De esta forma una instrucción puede encontrarse en una fase avanzada de su ejecución, mientras que la instrucción que la sigue puede encontrarse en una fase inicial de ejecución.
Al igual que los anteriores AMD K6-2 y K6-3, el nuevo K7 soporta la tecnología 3DNow!
Otras novedades:
* 128 KB de caché de primer nivel.
* Velocidades de bus de 200 ó 266 MHz (realmente 100 ó 133 MHz físicos con doble aprovechamiento de cada señal, utiliza el bus EV-6 diseñado por Digital).
* La interfaz para gestionar la memoria de segundo nivel, será programable, pudiendo gestionar tamaños de cahé entre 512 KB y 8MB.
* La velocidad de caché de segundo nivel podrá ser un tercio, la mitad o igual a la velocidad del micro.
* Realmente notable en cálculos matemáticos. Su único y mínimo inconveniente radica en que necesita placas base específicamente diseñadas para él, debido a su método de conexión, el "Slot A" (físicamente igual al Slot 1 de Intel, pero incompatible con él... entre otras cosas porque Intel no quiso dar licencia a AMD para utilizarlo) o "Socket A"
AMD K7 THUNDERBIRD
A partir del modelo a 750 MHz del Athlon, la tecnología de integración de los K7 pasó de 0.25 micras a 0.18 micras, capaz de alcanzar velocidades de 1.3 GHz. También se cambió el formato del procesador K7 pasando a ser del tipo socket A (un zócalo cuadrado similar al Socket 370, pero con muchos más pines). Los modelos actuales usan el núcleo Thunderbird, con la caché secundaria integrada.
AMD Duron
Un micro casi idéntico al Athlon Socket A, pero con una memoria caché de nivel L1 de 64 KB y menos memoria secundaria (128 KB), aunque integrada (es decir, más rápida, la caché va a la misma velocidad que el micro).
Microprocesadores clase Pentium y Pentiun MMX
Llegó por fin el esperado 586. Los primeros Pentium, a 60 y 66 MHz, eran, pura y simplemente, experimentos. Eso sí, los vendían como terminados, aunque se calentaban en exceso ( se alimentaban a 5 V) y tuvieron un fallo en la unidad matemática.
Estos fallos se depuraron, se le bajo el voltaje a 3,3 V, y se fijaron las frecuencias de las placas base en 50, 60 ó 66 MHz, y sacaron, más o menos por este orden, chips a 90, 100, 75, 120, 133, 150, 166 y 200 MHz (que iban internamente a 50, 60 ó 66 x1,5, x2, x2,5...). Con este juego de frecuencias llegó también lo que es conocido ahora como overclocking.
El caso es que sobraban muchas de las variantes, pues un 120 (60x2) no era mucho mejor que un 100 (66x1,5), y entre el 133 (66x2) y el 150 (60x2,5)la diferencia era del orden del 2%(o menor) debido a esa diferencia a nivel de placa. Además, el "cuello de botella" hacía que el 200 se pareciera a un 166 en un buen día.
Pero el caso es que eran buenos chips, eficientes y matemáticamente insuperables, aunque con esos fallos en los primeros modelos. Además, eran superescalares: admitían más de una orden a la vez.
K5 de ADM.
K5 de AMD
AMD crea su "Pentium clónico", con un retraso más que importante. El K5 era un buen chip, rápido para labores de oficina pero con peor coprocesador matemático que el Pentium. Su ventaja, la relación prestaciones/precio.
Técnicamente, los modelos PR75, PR90 y PR100 se configuraban igual que sus PR equivalentes (Performance Rating) en Pentium, mientras que los PR120, PR133 y PR166 eran más avanzados, por lo que necesitaban ir a menos MHz(sólo 90, 100 y 116,66 MHz) para alcanzar ese PR equivalente.
6x86 (M1) de Cyrix (o IBM)
Un señor avance de Cyrix. Un chip tan bueno que, a los mismos MHz, era algo mejor que un Pentium, por lo que los llamaban por su PR (un índice que indicaba cuál sería su Pentium equivalente), según Cyrix, un 6x86 P133 iba a menos MHz (en concreto 110), pero rendía tanto o más que un Pentium a 133.
En realidad, algunos cálculos de Cyrix le beneficiaban un poco, ya que le daban un par de puntos más de los reales; pero esto era insignificante. El auténtico problema radicaba en su unidad de coma flotante, francamente mala. El 6x86 (también llamado M1) era una elección fantástica para trabajar rápido y a buen precio con aplicaciones de ofimática, pero mala, peor que un K5 de AMD, si se trataba de AutoCAD, Microstation o, sobre todo, juegos, hasta el punto de que muchos juegos de alta gama no arrancan si lo detectan. Otro problema de estos chips era que se calentaban mucho, por lo que hicieron
una versión de bajo voltaje llamada 6x86L (low voltage).
Pentium Pro
Intel decidió innovar el terreno informático y sacó un"súper-micro", al que tuvo la original idea de apellidar Pro. Este micro era más superescalar que el Pentium, tenía un núcleo más
depurado, incluía una unidad matemática aún más rápida y, sobre todo,tenía la caché de segundo nivel en el encapsulado del chip. Esto no quiere decir que fuera una nueva caché interna, término que se reserva para la de primer nivel. Un Pentium Pro tiene una caché de primer nivel junto al resto del micro, y además una de segundo nivel sólo separada del corazón del micro por un centímetro y a la misma velocidad que éste, no a la de la placa (más baja);digamos que es semi-interna. El micro es bastante grande, para poder alojar a la caché, y va sobre un zócalo rectangular llamado socket 8. El único problema de este micro era su carácter profesional. Además de ser muy caro, necesitaba correr software sólo de 32 bits. Con software de 16 bits, o incluso una mezcla de 32 y 16 bits como Windows 95, su rendimiento es menor
que el de un Pentium clásico; sin embargo, en Windows NT, OS/2 o Linux, literalmente vuela.
Pentium MMX
La tecnología MMX
Aunque no se pueda considerar la tecnología MMX (MultiMedia eXtensions), es uno de los mayores pasos que ha dado Intel. Para su desarrollo se analizaron un amplio rango de programas para determinar el funcionamiento de diferentes tareas: algoritmos de descompresión de vídeo, audio o gráficos, formas de reconocimiento del habla o proceso de imágenes, etc. El análisis dio como resultado que numerosos algoritmos usaban ciclos repetitivos que ocupaban menos del 10%
del código del programa, pero que en la práctica suponían el 90% del tiempo de ejecución. De modo que nació la tecnología MMX, compuesta por 57 instrucciones y 4 tipos de datos nuevos, que se encargan de realizar esos trabajos cíclicos consumiendo mucho menos tiempo de ejecución. Antes, para manipular 8 bytes de datos gráficos requería 8 repeticiones de la
misma instrucción; ahora, con la nueva tecnología, se puede utilizar una única instrucción aplicada a los 8 bytes simultáneamente, obteniendo de este modo un incremento del rendimiento de 8x. Con la llegada de esta tecnología los procesadores que aparecieron fueron los pentium MMX a 166, 200 y 233 MHz, aumentando también su memoria caché a 32 KB.
El microprocesador y su zocalo
El zócalo para el microprocesador
Este elemento de la placa base está bien diferenciado y salta a la vista. Podemos encontrar tres tipos basicos:
* Para clase 486 y overdrive tanto en formato ZIF como no ZIF.
* ZIF para Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium III y IV o compatibles de de AMD y Cyrix (cuando se habla de compatible de refiere a un µP con características similares).
* Zócalo slot 1 para Pentium II y Pentium III.
* Zócalo slot A para Athlon.
Estos se muestran en la Imagen
La colocación del µP en el zócalo no reviste ningún problema, sin enbargo, se deben tomar ciertas precauciones, como son:
* Comprobar si la placa base admite el µP que deseamos instalar, tanto el zócalo del que dispone como las tensiones que se pueden aplicar. Esto viene en el manual de la placa base.
* Si el zócalo es ZIF (Zero Insertion Force -fuerza de inserción nula-), conprobar el número desocket según la Imagen
* El pentium II se instala en el zócalo slot 1.
* El pentium III se instala en el zócalo slot 1 y socket 370 según modelo.
* El pin 1 del zócalo viene marcado y debe coincidir con el pin 1 del µP, segun se indica en la Imagen
* Si el microprocesador necesita ventilador, colocarlo según se indica en la Imagen. Los Pentium III suelen traer el ventilador incorporado en la cápsula. Es necesario poner silicona de semiconductores a partir del Pentium III.
* Comprobar la configuración de los jumper (o SETUP) de la placa base para la frecuencia de trabajo y el modelo del µP que se desea conectar.
Imagen Zócalo para microprocesador de cuatro modelos distintos: a) 486 y overdrive, b) ZIF socket 7 para clase Pentium y Pentium MMX; c) ZIF socket 8 para Pentium pro; d) Slot 1 para Pentium II, Pentium II y slot A para Athlom; e) socket 370 para celeron y Pentium III ; f) socket 462 para Athlom y Darom también nombrado socket A; g) socket 423 para Pentium 4 , que será sustituido por el socket 478.
Imagen Colocación del ventilador en el microprocesador y zócalo, para Socket 7.
Imagen Colocación de los jumper para la configuración de los distintos tipos de microprocesadores clase Pentium.
Averías en la fuente de alimentación
Las herramientas necesarias para detectar y corregir los fallos son:
- Destornillador de estrella nº 2.
- Alicate de punta fina.
- Polímetro, soldador, fusibles y cables de repuesto.
Uno de los componentes menos fiable es el interruptor. El típo utilizado en los ordenadores suele fallar bastante, especielmente cuando se utiliza con frecuencia. Ello podría evitarse dejando el interruptor siempre encendido, y encender y apagar el ordenador desde un conmutador externo, por ejemplo un alargador con enchufe e interruptor que puede servir para alimentar el resto de los accesorios del equipo como puede ser la impresora o el scaner. Si hubiera que cambiar el interruptor,fijarse en la conección 4 hilos que lleva y montarlos igual en el nuevo.
A continuación se exponen algunas averías que suelen producirce relacionadas con la fuente de
alimentación, así como su posible solución, en orden a verificar.
- El sistema está completamente parado:
- Comprobar si el selector de tensión de entrada está en la posición adecuada (220v)
- Verificar si el cable de alimentación está bien conectado.· Examinar la continuidad del cable de alimentación
- Comprobar si funciona el interruptor midiendo la resistencia entre los terminales positivo y negativo
- Comprobar utilizando el polímetro, las tensiones de salida del P8 (en las fuentes AT)
- Verificar el fusible de la fuente
Quitar todas las tarjetas de expansión y desconectar la alimentación de las unidades de disco. Volver a comprobar las tensiones de salida.- Si no hay energia, calcular las necesidades de alimentación, comprobando si la fuente es lo suficientemente potente. En caso de que se prevea suficiente alimentación, ir conectando las tarjetas de expansión y periféricos hasta que se encuentre cual es el que está consumiendo demasiada energía.
- El sistema funciona momentáneamente, pero después se para:
- Comprobar si el cable de alimentación está conectado correctamente y si el selector de tensión de entrada está en la posición adecuada
- Comprobar si el interruptor según se expuso anteriormente por si este pudiera moverse libremente por la ranura de selección.
- Comprobar las tensiones de salida y la señal "Alimentación correcta" con un polímetro.
- El sistema falla despues de estar un tiempo funcionando:
- Comprobar si el cable de alimentación está bien conectado a la toma de corriente de red.
- Comprobar la temperatura. Si es demasiado alta, comprobar si funciona el ventilador. Si no funciona, comprobar si le llega una tensión neta de 12v. Si le llega, habrá que reemplazar el ventilador .
- Calcular las necesidades de alimentación para ver si la fuente es lo suficientemente potente.
- Utilizando un polímetro, comprobar las tensiones de salida de la fuente y cambiarla si los valores están cerca de los límites.
- El sistema se bloquea o rearranca por sí solo:
- Es posible que se trate de un problema de fluctuaciones de tensión.
- Utilizando un polímetro, comprobar las tensiones de salida de la fuente y cambiarla si los valores están cerca de los límites.
- Examinar la tensión de la red (220v).
- Cambiar el PC de toma para ver si el problema depende de la toma de tensión de red.
El equipo se enciende, la pantalla permanece negra y no se activa el ventilador de la fuente de alimentación ni el disco duro comienza a girar:
- Si el cable toma de tensión de red está en óptimas condiciones, nos enfrentaremos a un problema de la fuente de alimentación.
- Para averiguar si es la própia fuente el dispositivo defectuoso o si hayotro componente que puede provocar un cortocircuito e impedir una correcta alimentación, iremos desconectando del suministro un dispositivo tras otro, y encenderemos y apagaremos el ordenador cada vez para verificar si el ventilador de la fuente funcona. Empezamos por las disqueteras y segiremos con lod discos duros. Si en medio de estas operaciones el ventilador se pusiera de nuevo en marcha, volveremos a conectar, por seguridad, el último dispositivo conectado, y volveremos a encenderlo. Si el ventilador no se activa es que el dispositivo en cuestión ha sufrido un cortocircuito y debe ser cambiado. Si lo anterior no da resultado se desconectará la placa báse de la fuente de alimentación (en las placas AT) y antes de volver a poner en marcha el equipo habrá que conectar algún otro dispositivo, preferiblemente el disco duro, ya que la mayoría de las fuentes de alimentación no deben de operar sin nigún dispositivo conectado. En el caso de placasa ATX, al desconectar la placa base, la fuente no arranca (para arrancar una fuente ATX desconectada de la placa base, unir las patillas 14 y masa, la mayoría de ellas arrancan). Si el ventilador sigue sin funcionar, la fuente de alimentación puede estar defectuosa. Midiendo las señales de los
diversos conectores se puede comprobar que es realmente así. En el caso de que el ventilador funcionara y el disco duro también, el fallo estará en la placa base.
Cuando la avería es de la fuente y no se ha podido determinar algún componente por inspección visual o medición rápida, suele cambiarse completa, ya que su precio es reducido y no compensa el tiempo empleado en repararla.
Microprocesadores clase 486
Los microprocesadores 486 son identificados por el mismo nombre por Intel, ADM y Cyrix, existiendo los modelos 486SX, DX, DX2, DX4, ect.; su aspecto se observa en la Imagen.
El 486 es el original, y su nombre completo es 80486 DX; consiste en:
· Un corazón 386 actualizado, depurado y afinado;
· Un coprocesador matemático para coma flotante integrado;
· Una memoria caché (de 8 Kb en el DX original de Intel).
Es de notar que la puesta a punto del núcleo 386 y sobre todo la memoria caché lo hacen mucho más rápido, casi el doble, que un 386 a su misma velocidad de reloj (mismos MHz).
Variantes del 486
· 486 SX: un DX sin coprocesador matemático (como DX y se quema
el coprocesador, tras lo cual en vez de "DX" se escribe "SX" sobre el
chip).
· 486 DX2: un 486 "completo" que va internamente el doble de rápido
que externamente (es decir, al doble de MHz). Así, un 486 DX2-66 va
a 66 MHz en su interior y a 33 MHz en sus comunicaciones con la
placa (memoria, caché secundaria...).
· 486 DX4: en este caso se multiplica por 3 en vez de por 2 (DX4-100
significa 33x3=99 ó, más o menos, 100).
En este terreno Cyrix y AMD hicieron de todo, desde micros "light"
que eran 386 potenciados (por ejemplo, con sólo 1 Kb de caché en vez de 8)
hasta chips muy buenos, un AMD DX4-120 (40 MHz por 3), que rinde casi
como un Pentium 75, o incluso uno a 133 MHz.
El microprocesador
Si nos fijamos en una placa base por ejemplo de un pentium, vemos que configurar el tipo de µP es poner los jumper en una posición determinada, como se indica en la Imagen , obtenida del manual del fabricante, indicándose también cuándo el jumpeer está en una posición o en otra.
Esto mismo sucede con los procesadores clase Pentium II o equialentes, aunque también hay mas modelos de placas base que no llevan jumper (o casi ninguno)y dicha configuración la realizán en el SETUP, siendo la mayor parte de los parámetros de forma automática.
Se analizarán a continuación los distintos tipos de µP a partir del 486 de los fabricantes Intel , ADM y Cyeix, para reconocerlos y configurar adecuadamente los jumper o SETUP de la placa base de cada modelo en concreto.
Los puentes o jumper
Son elementos como los representados en la figura, y que sirven para configurar el tipo de mP utilizado, así como otros elementos de la placa base y que vienen expuestos en el manual de dicha placa base (por supuesto en inglés). También pueden usarse microinterruptores o incluso configurarse en el SETUP en algunos modelos.
Imagen Aspecto de un jumper; a1) P1 y P2 puenteados; a2) P2 y P3 puenteados; b) forma de introducir un jumper e identificación de patillas en la placa.
El fabricante suele indicar mediante unas tablas o dibujos la forma de configurar, usando las formas: on/off; close/open; 1-2 / 2-3; así, en la Imagen se muestra una forma de representarlo y su significado. Jumper puesto: on, closed, short, 1-2, 2-3, jumper quitado: off, open.
Actualmente los modelos de placas base ( con alguna excepción, para alguna determinada función, se utilizan los jumper) utilizan la configuración en el SETUP, de tal forma que la configuración con que arranca por defecto la placa base es la de menor velocidad; por tanto lo primero que habrá que hacer al encender por primera vez el ordenador es entrar en el SETUP y configurar el tipo de microprocesador que se haya colocado en el zócalo. En el apartado relativo al SETUP se explica estas opciones.
Imagen Forma de representar parte de la configuración de una placa base mediante jumper."
Chipset
Se trata del juego o conjunto de chips que actúa como interconexión entre el microprocesador y el resto de los elementos y da el nombre a la placa base. Estos componentes ayudan al µP a acceder a la memoria, bus de datos o direcciones, slots de expansión, discos, etc., es decir, tareas básicas para el funcionamiento de la placa base.
La función principal del Chipset es servir como medio de comunicación entre los otros componentes de la placa base, proporcionando las líneas eléctricas necesarias y las señales de control para que todas las transferencias de datos sehagan de forma fiable.
Función del Chipset. Imagen Por simplicidad se han puesto
dos circuitos integrados que es normal en la actualidad, aunque puede haber uno o más dedos; se ha hecho un reparto de funciones sólo a modo conceptual. El CHIPSET1 se denomida Puente Sur y el CHIPSET2 Puente Norte.
Se pueden distinguir tres canales de comunicación principales:
* Microprocesador con memoria caché y memoria principal (DRAM).
* Microprocesador con tarjetas de expansión.
* Microprocesador con dispositivos de almacenamiento.
El Chipset integra todas estas funciones de control, además de otras. La velocidad con la que se mueven los datos en el interior del PC depende del Chipset por un lado, y del resto de electrónica asociada, por otro.
En los actuales Chipsets se integran diferentes dispositivos, como son:
* Controladora de memoria.
* Puente PCI.
* Puente AGP.
* Controladora EIDE.
* Reloj en tiempo real.
* Controladora DMA.
* Controladora de teclado y ratón.
* Controladora de caché de 2º o 3 er nivel (L2 o L3).
* Controladora de puerto de infrarrojos (IrDA).
Del Chipset depende la cantidad de memoria DRAM que se puede conectar, además de la caché que se puede poner y de la cantidad de DRAM que es cacheable, es decir, la cantidad de memoria DRAM para la cual funcionará la caché.
Hay muchos fabricantes que disponen de juegos de chips, y por tanto hay muchos modelos de placas base para un µP. Estos chips van soldados en la placa base y pueden estar formados por 2 circuitos integrados denominados Puente Norte y Puente Sur.
Intel es actualmente el principal fabricante de Chipset y fijó como frecuencia máxima de comunicación entre el µP y la memoria caché 66 MHz . La frecuencia a la que funciona el µP es un múltiplo de ésta. 33MHz es la velocidad de la información del bus PCI, aunque se ha ampliado recientemente a 66 MHZ , sin embargo , con el Pentium II, la frecuencia máxima de comunicación entre el µP y la memoria llegó a 100MHz. Actualmente esta frecuencia es de 133 MHz. Otros fabricantes, como ADM y Cyrix, utilizan frecuencias del orden de 60 a 75 MHz, y también llegan en la actualidad a 133 MHz. Estas frecuencias van en aumento.
Placa Base
Existe una amplia gama de juegos de chips para cada tipo de µP y de bus; así, una placa base de un Pentium lleva un juego de chips distinto de un 486 o anteriores, de un Pentium II o Pentium III y muy diferente a un Pentium IV.
En 1995, Intel lanzó el juego de Chipset conocido como FX (Tritón), diseñado para trabajar con el microprocesador Pentium. Pronto se añadieron tecnologías como USB (Bus Serie Universal) y AGP (Puerto Acelerador Gráfico).
Con posterioridad aparece el Chipset de Intel 430EX. HX, VX y TX. todos para el Pentium en socket 7. Aparece el Pentium II y el chipset 440LX.
En abril de 1998 aparece el 440BX que trabaja a frecuencia de bus de 100 MHz, tiene un mayor ancho de banda (permite trabajar a más velocidad y ráfagas puntuales mayores) para el PCI y AGP, soporte para IEEE 1394 (bus serie de alta velocidad), denominado Firewire (hilo de fuego).
Aparece también el 440EX para el Celerón y también el 440GX y 450NX, éste último para los micros de slot 2 próximos de Intel.
Otros fabricantes de Chipset son VIA (de AMD), OPTI. SIS. ALI. etc., que son más económicos.
Hay ocasiones en las que en la práctica existen problemas de incompatibilidades de determinados chips con determinados componentes hardware, aunque suelen ser problemas poco frecuentes.
Estructura físico/funcional de un equipo microinformático
La estructura físico-funcional se refiere a una estructura física real en la que, además, cada elemento cumple su función y se suele encontrar por separado suministrado por distintos fabricantes.
Dicha estructura se muestra en la Imagen. En ella se puede la unidad central que lleva asociados los elementos de entrada (en el lado izquierdo), los de salida (en el lado derecho) y los internos (debajo) ;obsérvese que en los dispositivos de salida, el elemento "OTROS" es bidireccional, debido a que existen en el mercado muchos dispositivos que se pueden conectar al puerto paralelo y serie para entrada y salida de datos. Se han representado sólo los dispositivos más comunes para mayor claridad.
La placa base o placa madre (mainboard o motherboard, en inglés) lleva el zócalo donde se colocará el microprocesador, estos dos elementos nos definirán las características más inportántes que puede tener el ordenador, siendo a esta placa a la que prestaremos especial atención, ya que de ella depende lo que podamos conectarle.
Estructura externa de un equipo microinformático
La estructura externa de un equipo microinformático basado en PC puede decirse que actualmente consta de los siguientes elementos, que se muestran en la
Imagen
En la Unidad Central se ubicanlas unidades de almacenamiento de información disquetera, disco duro, ZIP, LS120(superdisc), lector de CD-ROM, tarjeta gráfica, tarjeta de sonido, etc., además del microprocesador y menoria.
Los elementos externos a la unidad central se conectan mediante sus respectivos cables con conector en su extremo y que son distintos para cada elemento, aunque hay elementos en que el tipo de conector es el mismo. Un ejemplo de los conectores en una unidad central se muestra en la
Imagen
Conectores normalizados utilizados en una unidad central de PC
El conector PS/2 hembra de color verde es el del ratón.
El conector PS/2 hembra de color violeta es el del teclado.
Estos conectores son los siguientes:
* DB-9 macho: conector de 9 patillas. Es el conector serie RS-232C. Se designa como COM1.
* DB-25 macho: conector de 25 patillas. Es el conector serie RS-232C. También puede ser de 9 patillas. Se designa como COM2.
* DB-25 hembra: conector de 25 agujeros. Es el conector paralelo centronics. Se designa como LPT1.
* DB-15 HD (alta densidad) hembra: salida de video 15 agujeros. Es el conector de salida de la tarjeta gráfica VGA y SVGA.
* DB-15 hembra: es el conector de juegos (joystick).
* PS/2 hembra: es el conector del teclado y ratón tipo PS/2 , también denominado mini-DIN.
* USB: es el conector del bus serie universal.
* DIN hembra: es de 5 agujeros y corresponde al conector del teclado estándar.
* R1-11: conector de módem para enganchar a un teléfono y a la línea telefónica (en caso de módem interno).
Introducción a los sistemas programables
El dinamismo que caracteriza el mundo de los sistemas programables basados en microprocesador hace difícil predecir el camino que seguirán estos dispositivos. Continuamente las numerosas compañías del sector desarrollan nuevos productos, los lanzan al mercado consiguiendo a veces el éxito y otras no, independientemente incluso de las buenas características objetivas del nuevo producto o mejora de uno ya existente. En muchas ocasiones, la clave esta en salir al mercado antes que otros productos similares.
La velocidad de desarrollo de nuevos sistemas y equipos es uno de los aspectos fundamentales en el diseño y producción de sistemas programables. Sin embargo, se pueden delimitar tres grandes tendencias en los sistemas digitales programables.
1. Los grandes ordenadores o maiframes. Se centran en lograr sistemas para procesado masivo de datos en el menor tiempo posible. Su coste es muy elevado y se dedican a aplicaciones de investigación, gestión de grandes cantidades de datos, etc.
2. Los ordenadores personales y las estaciones de trabajo. El propósito de este tipo de sistemas es aumentar la productividad individual, dando la mayor capacidad posible a cada puesto de trabajo. Los microprocesadores de la gama alta (486, 68040, PENTIUM, POWER PC, ect.) encuentran su campo de aplicación directa en estos sistemas. La competencia entre distintos fabricantes y el abaratamiento de los precios en este sector han colaborado para llevar este tipo de sistemas a un entorno domestico.
3. El control industrial y los automatismos. Se aprovecha la potencia de los microprocesadores en prácticamente cualquier sistema electrónico para lograr la automatización a gran escala en nuestra sociedad.
Debido a esto, la tendencia del mercado de microprocesadores es la de lograr circuitos cada vez más rápidos, más potentes y con mayor capacidad de calculo y, a su vez, de menor tamaño.
En este Blog se trataran los sistemas informativos comprendidos en el apartado 2, y más específicamente, los ordenadores personales, que son los que de forma amplísima constituyen los equipos del entorno domestico o de consumo.
La estructura básica de un sistema basado en microprocesador se muestra en la Imagen; en ella se pueden observar el microprocesador, la memoria y las unidades de entrada y salida, todos ellos interconectados a traves de tres buses: direcciones, datos y control.
Las unidades de entrada / salida permiten que el sistema se comunique con el mundo exterior: teclado, impresora, monitor, sondas de temperatura, ect.
Sin embargo este diagrama no es aplicable directamente a lo que actualmente es un Ordenador Personal. En un ordenador personal tenemos dispositivos controladores de acceso directo a memoria, controladores de disco duro, de teclado, procesadores gráficos, memoria RAN en varios niveles de jerarquía, ect. , De tal forma que para un equipo microinformático basado PC ( Personal Computer), su estructura es más compleja. Veremos esta estructura desde el punto de vista del técnico de mantenimiento o reparación, teniendo en cuenta las unidades mínimas reparables actualmente.
Por "unidad mínima reparable" se entenderá la parte hardware del equipo que se sustituirá en caso de avería, no compensando la sustitución de un componente determinado de la tarjeta estropeada por cuestiones de tiempo de reparación (costo de mano de obra) y equipo de diagnostico necesario; seria mas caro cambiar un componente de una tarjeta que adquirir una tarjeta nueva y cambiarla.
La fuente de alimentación: Conectores
La fuente de alimentación es la encargada de suministrar la tensión continua necesaria para cada uno de los elementos que conectan al ordenador y la corriente que necesitan. Recibe a tensión alterna de 220 voltios y 50 Hertzios de la red eléctrica y la transforma en una tensión continua de +5, -5, +12 y +12 voltios (además en los modelos ATX de 3,3 V). Estas tensiones continuas serán utilizadas por el resto de los componentes del ordenador. La fuente es el componente encargado suministrar a cada placa y dispositivo instalado en el ordenador la energía eléctrica necesaria para que funcione. Dispone también de un pequeño ventilador cuya misión es refrigerar los componentes y evitar que éstos alcancen una temperatura muy elevada que podría dañarlos.
Lo normal es que estén preparadas para suministrar una potencia de 200 a 250 vatios. La tensión continua que suministra es de +5 y +12 voltios en los conectores de las unidades, teniendo además -12 y -5 voltios en el conector de alimentación para la placa base. El número de conectores disponibles está relacionado con la potencia de alimentación, aunque si se necesita algún conector extra, es posible emplear un cable en Y (un conector macho en un extremo y dos hembras en el otro).
En principio, la fuente viene como una parte fija de la carcasa del ordenador. Si hubiera que instalarla, bastaría con colocarla en el hueco de la carcasa destinado a tal efecto, poner los tornillos de la parte posterior y conectar los diversos cables de alimentación. En el mismo lado donde está situado el ventilador, está también el enchufe del cable que va conectado a la red eléctrica. Este enchufe macho tiene tres conexiones por dos de ellas se recibe la energía eléctrica y por la tercera, la central, se recibe la señal de tierra. Junto este conector, se suele encontrar otro conector hembra con mismas conexiones, y que es utilizado para prolongar la alimentación hasta el monitor; no es que la fuente de alimentación trabaje para el monitor, sino que simplemente prolonga el enchufe de la pared hasta aquí, por lo que el monitor puede enchufarse indistintamente aquí o al enchufe de la pared.
Los conectores que vienen incluidos en la fuente de alimentación están normalizados y se muestran en la Imagen 2.5, tanto para los modeos AT como para los ATX. En ellos, como norma general, los hilos de color negro son de masa (cero voltios) , los de color rojo llevan +5 voltios, los de color amarillo llevan +12 voltios, los de color azul llevan -12 voltios y los de color blanco (o gris) -5 voltios, todos ellos todos ellos referidos al hilo de color negro. Existen dos conectores de 6 contactos que salen de la fuente de alimentación , llamados P8 y P9 en los modelos AT, y que van conectados uno al lado del otro al conector de alimentación de la placa madre. Para conectarlos correctamente, los cables negros deben de quedar juntos.
El resto de los conectores que salen de la fuente de alimentación son de 4 contactos y sirve para alimentar la unidad de disco o cualquier otro deispositivo que instalemos en el ordenador. De estos conectores hay uno más pequeño que sólo es valido para alimentar las disquetera 3½.
Conectores de salida de la fuente de alimentación de un PC.
Conector P8 en modelo AT
Pin Nombre Color Descripción
1 PG Naranja Power Good, +5V CC(DC) cuando se estabilicen
todos los voltajes
2 +5V Rojo +5 V CC(DC) (o no conectado)
3 +12V Amarillo 12 V CC(DC)
4 -12V Azul -12 V CC(DC)
5 GND Negro Tierra/Masa
6 GND Negro Tierra/Masa
Conector P9 en modelo AT
Pin Nombre Color Descripción
1 GND Negro Tierra/Masa
2 GND Negro Tierra/Masa
3 -5V Blanco o amarillo -5 V CC(DC)
4 +5V Rojo +5 V CC(DC)
5 +5V Rojo +5 V CC(DC)
6 +5V Rojo +5 V CC(DC)
Conector alimentación de modelos ATX.
Pin Nombre Color
1 3.3 v Naranja
2 3.3 v Naranja
3 Masa Negro
4 5 v Rojo
5 Masa Negro
6 +5V Rojo
7 Masa Negro
8 PS-OK(5 v) Gris
9 SB (5 v) Violeta
10 12 v Amarillo
11 3.3 v Naranja
12 -12 Azul
13 Masa Negro
14 PSON(0 v) Verde
15 Masa Negro
16 Masa Negro
17 Masa Negro
18 -5 v Blanco
19 5 v Rojo
20 5 v Rojo
La carcasa exterior e interior
El exterior
La carcasa de la unidad central de un PC la podemos encontrar en tres versiones:
* Horizontales o de sobremesa: Existen de distintos espesores y medidas dependiendo del fabricante; se pueden encontrar con un grosor de 10 a 30 cm, anchura entre 30 a 40 cm y profundidad entre 35 a 50 cm.
* Vertical o de torre: Este tipo suele tener un espesor de 18 cm y un fondo de 40cm; su altura varía entre unos 30 cm en los modelos denomidados minitorre, hasta unos 60 cm en los modelos denominados torre; los intermedios se denominan semitorre.
* Los portátiles: Los hay de muy diversas formas, aunque suelen tener un espesor de 2 a 4 cm (sin contar el espesor de la propia pantalla) y su longitud y anchura se asemejan a un formato A4 (210x297mm).
Las carcasas de sobremesa se utilizan sobre la mesa y con el monitor encima. Las verticales están pensadas para situarlas al lado del monitor o debajo de la mesa sobre algun soporte o en el suelo.
Por la parle de atrás, las carcasas suelen tener el aspecto mostrado en la Imagen. Vista por detrás de la carcasa de una PC. Se puede observar el conector de alimentación a 220 V para enchufar a la red, la salida de alimentación a 220V para el monitor y el ventilador para refrigerar la fuente dealimentación. También se puede observar los espacios reservados para las tarjetas de expansión y el agujero para el teclado en AT y agujeros para teclado, ratón, puertos serie y paralelo en la ATX.
El interior
Interiormente, las carcasas tienen los mismos elementos, pero hay que distinguir entre los dos tipos: AT y ATX.
La diferencia entre ellos está en el conector de alimentación de la placa base,la profundidad, que es mayor en laATX y la disposición de los puertos serie y paralelo, para que coincidan con los que traen las placas base ATX; otra diferencia es en el tamaño de dicha placa, que tendrá el mismo nombre. En la Imagen se puede ver el contenido de una carcasa tipo ATX.
Los conectores del panel de la unidad de control son iguales en todos los modelos, con ligeras diferencias, que consisten en que alguno incorporan algún tipo en concreto de conector, opero en general son iguales y se muestran en la Imagen.
TablaConectores del panel de la carcasa de un PC.
Elementos de la placa base
La placa base o placa madre(mainboard o motherboard) es la parte más importante de un PC. Es la que determina la arquitectura interna y está echa pensando en los tipos de microprocesador con los que puede trabajar y a una frecuencia determinada. De ella depende la cantidad de memoria RAM que se le puede instalar, la memoria caché que puede tener , así como el numero y tipo de tarjetas de ampliación que se pueden poner. Una parte importante es el SETUP incluido en la ROM-BIOS, con el que se configuran los elementos internos más importantes que le conectemos.
Los elementos incluidos actualmente en la placa base, son:
- Chipset.
- Zócalo para el microprocesador.
- Zócalos pata memoria DRAM.
- Memoria caché.
- Conectores de alimentación, panel y altavoz.
- Ranuras o slots de expansión.
- Puertos serie y paralelo.
- Conector de teclado y raton.
- Reloj y ROM-BIOS-CMOS.
- Jumper o microinterruptores.
- Controladora de unidades de disquete y discos duro IDE.
Las primeras placas base basadas en el 486 y las anteriores no solían
incorporar la controladora de unidades de discos y puertos serie y
paralelo; por el contrario, todos los equipos basados en Pentium o
equivalente y superiores la llevan incluida, disponiendo en varios
modelos además , algunas de:
- Controladora SCSI (scasi).
- Controladora de sonido.
- Controladora gráfica.
- Controladora de red local.
- Módem.
Con el constante aumento de la frecuencia de trabajo, cada vez las
placas llevarán más elementos incorporados y estaran más cerca unos de
otros con el fin de no hacer de antena trasmisora/receptora e
interferir en el funcionamiento de otros circuitos. En cuanto a la
placa de circuito impreso de la placa base, cabe decir que es multicapa
y por tanto difícil de reparar, por no decir imposible, en algunos
casos.
Las placas base actuales disponen de un software para
monitorización del sistema que se encarga de meir las principales
constantes de nuestra placa:
- Tensiones.
- Temperatura del µP
- Velocidad de rotacion de los ventiladores.