Partes que conforman una PC: del gabinete ATX al estándar moderno
Descubre las partes que conforman una PC: motherboard, chipset, buses, fuentes de alimentación y más. Una guía completa con la evolución del hardware hasta la actualidad.
Conocer las partes que conforman una PC es el primer paso para cualquier persona que quiera adentrarse en el mundo del hardware. Aunque los componentes fundamentales no han cambiado tanto como podría parecer, la forma en que se conectan, se alimentan y se comunican entre sí ha evolucionado de manera radical desde los tiempos de Windows XP.
En este artículo hacemos un repaso por todos los elementos que componían un ordenador de escritorio en la era dorada del Pentium 4 y el Athlon XP, y te explicamos cómo ha cambiado cada uno de ellos en los equipos modernos. Si alguna vez te has preguntado para qué servía el puente norte, qué fue del bus AGP o por qué las fuentes de alimentación ya no tienen aquel interruptor rojo, aquí encontrarás todas las respuestas.
El encendido de la CPU: el viaje de la electricidad hasta el procesador
El proceso de encendido de un ordenador es una cadena de eventos que comienza en el enchufe de la pared y termina en el VRM que regula el voltaje del procesador. Aunque hoy todo es más eficiente, los principios siguen siendo los mismos.
Los componentes que intervienen en el encendido
- Red domiciliaria: la red eléctrica instalada en el inmueble, con una tensión aproximada de entre 100 y 230 voltios de corriente alterna.
- Estabilizador de tensión: el intermediario entre la red y la fuente de alimentación. Su función era mantener los niveles de energía estables para evitar picos o bajadas que dañaran los componentes.
- Botón POWER ON: el inicio de todo. Un simple pulsador conectado a la placa base que daba la orden de encendido a la fuente.
- Recorrido hacia la fuente: al pulsar el botón, la señal recorría la placa base hasta llegar al conector de 20 pines que alimentaba la motherboard.
- Fuente de alimentación: recibía la corriente alterna de la red y la transformaba en corriente continua mediante un proceso llamado rectificación.
- Alimentación de la placa base: el conector de 20 pines distribuía diferentes voltajes: 12 V para partes mecánicas, 5 V para las lógicas y 3,3 V para circuitos específicos.
- Alimentación de dispositivos: cada componente recibía la energía que necesitaba a través de las diferentes líneas de cables.
- VRM (Módulo de Regulación de Voltaje): ubicado cerca del procesador, ajustaba los valores de voltaje a las necesidades exactas del microprocesador.
La fuente de alimentación: de AT y ATX a los estándares actuales
La fuente de alimentación no solo convertía la corriente alterna en continua, sino que también se aseguraba de que todas las tensiones fueran correctas. Si algún valor no era el adecuado, la fuente impedía que la PC encendiera para evitar daños.
Diferencias entre fuentes AT y ATX
En las computadoras de aquella época convivían dos tipos de fuentes:
- Fuentes AT: las más antiguas. El interruptor era una llave eléctrica que cortaba físicamente el paso de la corriente de 110/220 V.
- Fuentes ATX: las más modernas entonces. El interruptor no cortaba la corriente, sino que enviaba una señal a la fuente para que se encendiera, como el botón de un mando a distancia.
Una característica importante de las fuentes ATX es que la PC nunca quedaba del todo apagada. Cuando se apagaba el equipo, una fuente auxiliar seguía suministrando 5 V para mantener activos los circuitos de encendido. Por este motivo, si se iba a manipular el hardware, era obligatorio desconectar el cable de alimentación.
Hoy en día, las fuentes siguen siendo ATX, pero han evolucionado hacia versiones como ATX12VO, que eliminan los voltajes de 3,3 V y 5 V y entregan solo 12 V a la placa base, que se encarga del resto de la conversión. Además, los conectores de alimentación han pasado de 20 a 24 pines, y las tarjetas gráficas de gama alta requieren conectores PCIe específicos.
La motherboard (placa base): el centro de todo
La placa base es el componente que conecta físicamente todos los elementos del ordenador y regula el tráfico de información entre ellos. Su función no es solo de soporte, sino de mediadora entre componentes con características y señales completamente diferentes.
Cómo se distribuían las tareas en la placa base
- Conexión física: responsabilidad de los conectores y las pistas del circuito impreso.
- Conexión eléctrica: responsabilidad de los buses del sistema.
- Regulación y adaptación: responsabilidad del procesador y del chipset.
Las pistas son conductores milimétricos de cobre impresos en las sucesivas capas de material aislante por las que circulan las señales eléctricas que intercambian los componentes con el procesador.
El factor de forma ATX
El factor de forma determina las dimensiones de la placa y, por tanto, el tipo de gabinete necesario. El estándar ATX, que sigue vigente hoy, establecía:
- Conectores de puerto serie, paralelo y USB integrados en la placa.
- Conectores mini-DIN para teclado y ratón.
- Un único conector de alimentación de 20 pines.
- Slots PCI (los ISA estaban desapareciendo).
- Un slot AGP dedicado exclusivamente para la tarjeta de vídeo.
Conectores externos de una placa ATX clásica
- Conectores PS/2 para mouse y teclado: cada uno con un color distintivo (verde para el ratón, morado para el teclado).
- Puerto paralelo: utilizado principalmente por las impresoras. Hoy ha sido reemplazado por USB.
- Conectores de sonido: las placas modernas ya incluían sonido integrado con todas sus conexiones.
- Puerto serie: usado para el ratón y conexiones de baja velocidad entre PCs.
- Puerto USB: el estándar de alta velocidad que perdura hasta hoy.
- Puerto FireWire: un puerto de alta velocidad que nunca llegó a popularizarse del todo.
- Red: las placas de última generación ya incluían conexión de red integrada.
El chipset: el coordinador de todo el sistema
El chipset era el componente de la placa base que coordinaba el intercambio de información entre todos los dispositivos. Originalmente era una batería de casi cien chips, pero con el tiempo se redujo a solo dos.
Funciones principales del chipset
- Mediar entre las diferentes señales de los componentes (cada una con su tipo, forma y velocidad).
- Regular el intercambio de datos entre la memoria RAM y el resto de componentes.
- Controlar los pedidos de interrupción (IRQs) y los accesos directos a memoria (DMAs).
- Controlar el reloj del sistema.
- Gestionar el segundo nivel de memoria caché (L2).
Puente norte y puente sur
El chipset se dividía en dos chips:
- Puente norte (Northbridge): el más importante y el que solía llevar un disipador. Controlaba el bus del procesador, la memoria RAM y el puerto AGP. Su complejidad era comparable a la de un procesador moderno.
- Puente sur (Southbridge): controlaba los buses de entrada y salida para periféricos, los puertos USB, el bus PCI y el soporte IDE.
En los procesadores modernos, el puente norte ha desaparecido como chip independiente. Sus funciones se han integrado directamente dentro del propio procesador, lo que ha reducido la latencia y mejorado el rendimiento. El puente sur, ahora llamado PCH (Platform Controller Hub), sigue existiendo como un único chip en la placa base que gestiona todo lo demás.
Los buses del sistema: PCI, AGP y la llegada de PCI Express
Los buses son los canales por los que circulan los datos entre los componentes. En la época del artículo original, convivían varios tipos:
- Bus PCI: el estándar para tarjetas de expansión. Físicamente se identificaba como un conector blanco de 8,5 cm.
- Bus AGP: un canal exclusivo para la tarjeta de vídeo, de color marrón y situado más cerca del procesador.
- Bus ISA: prácticamente extinto ya entonces, pero presente en algunas placas antiguas.
El artículo original ya vislumbraba la llegada de PCI Express, que acabaría reemplazando tanto al PCI como al AGP. Hoy en día, el estándar PCIe es el único que se utiliza para tarjetas de expansión, con versiones que van desde PCIe 3.0 hasta PCIe 5.0, ofreciendo anchos de banda que multiplican por cien los del antiguo bus PCI.
La interfaz de disco: de IDE a SATA y NVMe
La interfaz IDE (Integrated Drive Electronics) fue el estándar de conexión para discos duros y unidades de CD/DVD durante más de una década. En las placas base se identificaba como una doble hilera de pines donde se conectaba un cable plano de 40 u 80 hilos.
Cada canal IDE soportaba dos dispositivos (maestro y esclavo), lo que permitía un máximo de cuatro unidades. El artículo ya anticipaba la llegada del estándar ATA Serie (más tarde conocido como SATA), que hoy es el estándar para discos duros mecánicos y unidades SSD de 2,5 pulgadas.
En los equipos actuales, los discos SSD NVMe conectados directamente al slot M.2 de la placa base han reemplazado progresivamente tanto a IDE como a SATA para el almacenamiento principal, ofreciendo velocidades de transferencia que pueden superar los 7 GB/s.
Los zócalos del procesador: de ZIF a LGA
El zócalo es el conector donde se instala el procesador. A partir de los 486, se popularizaron los zócalos ZIF (Zero Insertion Force), que permitían intercambiar el procesador fácilmente mediante una palanca.
Desfilaron los Socket 3, 5 y 7, hasta que Intel presentó el Pentium II en formato SECC (Single Edge Contact Cartridge), que se conectaba en una ranura llamada Slot 1. Posteriormente, la industria volvió a los zócalos, y hoy tanto Intel como AMD utilizan zócalos LGA (Land Grid Array) en los que los pines están en la placa base y no en el procesador.
Conclusión: la evolución constante del hardware
La arquitectura básica de un PC no ha cambiado tanto en esencia: sigue habiendo una placa base, un procesador, memoria RAM, una fuente de alimentación y dispositivos de almacenamiento. Lo que ha cambiado radicalmente es la forma en que estos componentes se conectan y se comunican.
Los buses AGP e ISA han desaparecido, el PCI está en vías de extinción, y el PCI Express es el estándar universal. Las fuentes AT son historia, y las ATX han evolucionado para ser más eficientes. Los discos IDE han dado paso a los SSD NVMe, y los zócalos ZIF han sido reemplazados por LGA.
Conocer esta evolución no solo nos ayuda a entender mejor nuestro equipo actual, sino que nos permite valorar el camino recorrido desde aquellos gabinetes ATX con cables planos y conectores PS/2 hasta los equipos actuales, mucho más rápidos, eficientes y compactos.
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