Juan Carlos López
La placa base da forma, literalmente, alos cimientos de nuestros ordenadores. Los usuarios que no están familiarizados con el hardware no suelen darle la importancia que merece porque se fijan más en otros componentes a priori más llamativos, como la CPU o la tarjeta gráfica. Y es comprensible que sea así, pero, en realidad,el rol de la placa base es crucial. De hecho, en gran medida de ella dependen la estabilidad y la capacidad de actualización de nuestro PC.
Los entusiastas del hardware no solo suelen prestar mucha atención a este componente, sino que a menudo también le dedican una parte importante de su presupuesto. Y tiene todo el sentido si tenemos presente que una placa base a la última y de buena calidadpuede permitirnos actualizar en el futurola mayor parte de los componentes de nuestro equipo, incluido el procesador, sin necesidad de cambiarla. Y, además, como veremos más adelante en este texto, puede tenerun impacto profundo en nuestra experiencia.
Este artículo es la primera entrega de una guía extensa en la que todos los componentes y los principales periféricos de un PC tendrán su dosis de protagonismo. Nuestra intención es ayudar a los usuarios que han decididomontar un equipo a la medidaa encontrar los componentes que resuelven mejor sus necesidades y encajan mejor en su presupuesto, y para lograrlo dedicaremos a la mayor parte de ellos un artículo en exclusiva. Estas son las entregas en las que estamos trabajando y el orden en el que las iremos publicando:
El chipset: el auténtico cerebro de la placa base
Poner a punto una placa base de calidad requiere un esfuerzo importante en materia de ingeniería. De hecho, no cabe duda de que es uno de los componentes más complejos de un ordenador. En este artículo indagaremos con cierta profundidad en algunos de sus elementos, pero para ir familiarizándonos con ella nos viene bien saber que en su estructura básica destacanla placa de circuito impreso, o PCB (Printed Circuit Board), que es el sustrato no conductor de la carga eléctrica sobre el que se colocan los demás componentes; los circuitos integrados, zócalos, condensadores y los demás dispositivos eléctricos y electrónicos indispensables para que los subsistemas de la placa base lleven a cabo su función; y, por último, las pistas o buses de material conductor que se responsabilizan de transportar la información entre unos componentes y otros.
El chipset de la placa base se responsabiliza de administrar el tráfico de la información que intercambian algunos de los subsistemas de nuestro PC
Entre todos estos componentes hay uno al que merece la pena que prestemos mucha atención debido a que es el auténtico cerebro de la placa base:el chipset. Identificarlo sobre la superficie del PCB es sencillo porque suele ser el circuito integrado más grande de todos. Eso sí, en las placas base actuales si queremos verlo tendremos que retirar previamente el disipador que suele ocultarlo para ayudarle a evacuar con eficacia la energía que disipa en forma de calor. En cualquier caso, más allá de su tamaño y su complejidad,el chipsetes importante debido a la función que lleva a cabo: se responsabiliza de administrar el tráfico de la información que intercambian algunos de los subsistemas de nuestro PC.
Tradicionalmenteel chipset estaba constituido por dos circuitos integrados: elnorthbridgey elsouthbridge. De ahí su nombre original (chipset en inglés significa ‘conjunto de chips’). El primero y más complejo de ellos, elnorthbridge, se encargaba esencialmente de administrar el tráfico de datos entre la CPU, la memoria principal y el subsistema gráfico. El otro chip, elsouthbridge, estaba conectado alnorthbridgea través de un enlace de alto rendimiento y quedaba relegado a controlar la comunicación con los demás subsistemas del equipo, como las tarjetas que podíamos instalar en las ranuras de expansión, los puertos USB y SATA, el chip de audio o la controladora de red, entre otros dispositivos.
La razón por la que en el párrafo anterior he utilizado los verbos en pasado, y no en presente, es que prácticamente todos los chipsets para las placas base actualesutilizan un solo circuito integrado, y no dos. Buena parte de la lógica que incorporaba en su interior elnorthbridgeha pasado a estar integrada en el interior del encapsulado de la CPU, por lo que ya no son necesarios los dos chips a los que recurrían las placas base hace unos años. Con uno solo que lleve a cabo esencialmente las tareas que desempeñaba elsouthbridgees suficiente.
Una consecuencia muy interesante que tiene la integración de la lógica delnorthbridgeen el procesador es que este último ahora está conectado de forma directa mediante buses de alto rendimiento a la memoria principal y la lógica gráfica externa. Ya no es necesario que otro circuito integrado actúe como intermediario. Aun así, el chipset sigue responsabilizándose de la administración del tráfico generado por buena parte de los subsistemas de nuestros ordenadores, como son las ranuras PCI Express que no están destinadas a la tarjeta gráfica o los puertos SATA, USB y Thunderbolt, entre otras opciones. Por esta razón, la comunicación entre la CPU y elPCH (Platform Controller Hub), que es el nombre técnico que recibe el chipset, también se lleva a cabo a través de un enlace de alto rendimiento que tiene como objetivo incrementar la velocidad de transferencia de los datos y minimizar la latencia.
La comunicación entre la CPU y el PCH se lleva a cabo a través de un enlace de alto rendimiento para incrementar la velocidad de transferencia de los datos y minimizar la latencia
Como podemos intuir, el PCH es un circuito integrado complejo cuyo consumo y capacidad de disipación de energía en forma de calor no son en absoluto despreciables. De hecho, los últimos chipsets de Intel para ordenadores de sobremesa tienen un TDP de 6 vatios, y, aunque no es lo habitual, algunos PCH tanto de Intel como de AMDrequieren refrigeración activapara mantener su temperatura bajo control cuando el estrés al que están siendo sometidos es alto. Un apunte breve antes de seguir adelante: la refrigeración pasiva recurre únicamente a elementos que apenas están sometidos a estrés mecánico, como los disipadores o los conductos de transporte de calor, para refrigerar el circuito integrado al que está asociada. Sin embargo, la refrigeración activa además requiere que un ventilador «sople» sobre el disipador para optimizar la transferencia de energía térmica entre el núcleo del circuito integrado, el disipador y el aire.
La estrecha cooperación que llevan a cabo de forma permanente la CPU y el PCH tiene una consecuencia que a los usuarios nos interesa conocer: entre estos dos elementos de nuestros ordenadoresexiste una relación de interdependencia. Esto significa, sencillamente, que no todos los chipsets pueden convivir con todos los microprocesadores de una misma marca. Afortunadamente, cuando Intel y AMD lanzan una nueva familia de procesadores que mantiene el zócalo utilizado por la generación anterior existe la posibilidad de que algunos de los chipsets que han colocado previamente en el mercado puedan trabajar codo con codo con las nuevas CPU. Cuando se da esta situación lo único que tenemos que hacer los usuarios es actualizar la BIOS de nuestra placa base recurriendo a la actualización oficial que suelen publicar los fabricantes de placas.
El PCH también condiciona otras características muy importantes de la arquitectura de nuestros ordenadores, como son la cantidad máxima de líneas PCI Express y puertos SATA y USB, entre otros enlaces, que van a estar disponibles. Actualmente tanto AMD como Intel tienen un porfolio amplio de chipsets que aglutina soluciones diseñadas para los equipos básicos, los PC de gama media y las máquinas de alto rendimiento. En la siguiente tabla hemos recogido las especificaciones dealgunos de los modelos del catálogo de AMD:
Después de echar un vistazo a los chipsets del porfolio de AMD merece la pena conocer también las características dealgunos de los PCH del catálogo de Intel. La siguiente tabla las resume:
Los módulos reguladores del voltaje y las fases de alimentación eléctrica
La calidad de una placa base está en gran medida condicionada por la sofisticación de su sistema de alimentación eléctrica. Esta característica adquiere una relevancia enormesi tenemos la intención de practicar overclockingdebido a que tiene un impacto directo en la estabilidad de nuestro equipo cuando lo sometemos a un estrés intenso. Si nos ceñimos a la alimentación eléctrica hay dos características de una placa base que a los usuarios nos interesa conocer:los módulos reguladores del voltaje y las fases de alimentación eléctrica.
Los módulos reguladores del voltaje, oVRM (Voltage Regulator Module), de las placas base tienen una responsabilidad decisiva: adaptar el voltaje suministrado por la fuente de alimentación a las necesidades específicas de algunos de los componentes más delicados de nuestros ordenadores, como son la CPU y la memoria principal. Si la regulación del voltaje no es precisa estos elementos no funcionarán correctamente. Cuando el voltaje que reciben es inferior al que requieren su estabilidad suele verse comprometida, y cuando es superior pueden verse forzados a disipar más energía en forma de calor, algo que quizá no pueda ser asumido por el sistema de refrigeración. En estas circunstancias en el mejor de los casos el sistema se volverá inestable, y en el peor, si el componente supera su umbral máximo de temperatura, podría quedar dañado irremediablemente.
Los VRM son relativamente fáciles de identificar, siempre y cuando retiremos previamente los disipadores que suelen cubrirlos en las placas base modernas, porque están alojados en la superficie del PCB cerca del procesador y los bancos de memoria. No obstante, una vez que los hayamos localizado comprobaremos que, en realidad, cada uno de ellos es un pequeño circuito en el que intervienen diodos, resistencias, transistores MOSFET, bobinas de ahogo o choque y condensadores. Ya conocemos cuál es el propósito conjunto de estos elementos, por lo que no es necesario que indaguemos en el rol que tiene cada uno de ellos dentro del circuito del módulo regulador del voltaje. Aun así, merece la pena que conozcamos dos pinceladas del componente más importante del VRM:los transistores MOSFET(Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor).
Los transistores de metal óxido semiconductor con efecto campo, que es lo que significa en castellano el acrónimo MOSFET, se utilizan con mucha frecuencia en microelectrónica para amplificar y conmutar señales eléctricas. De hecho, los microprocesadores y los procesadores gráficos de nuestros PC incorporan en su interior millones de transistores diminutos de un tipo concreto de dispositivos MOSFET conocido como FinFET (Fin Field-Effect Transistor). El rol que tienen estos transistores dentro de los VRM no es otro que comunicarse con el circuito integrado cuya línea de alimentación deben regular, como la CPU, paraentregarle exactamente el voltaje que requiere. Un apunte interesante: los transistores MOSFET son los dispositivos del módulo regulador del voltaje que más se calientan, por lo que casi siempre estarán ocultos debajo de un disipador.
La siguiente característica del módulo regulador del voltaje en la que nos interesa indagar son las fases de alimentación eléctrica que implementa. Cada una de estas fases equivale a una etapa de filtrado de la señal eléctrica que tiene como propósito proporcionar al procesador o la memoria principaluna alimentación lo más plana y estable posible. La fuente de alimentación se encarga de transformar la corriente alterna que recibe de la red eléctrica en la corriente continua que demandan los elementos de nuestro PC, pero el VRM se ve obligado a reducir el voltaje que recibe de la fuente para adecuarlo a las necesidades específicas del componente al que alimenta.
Además del proceso de reducción del voltaje del que ya hemos hablado, el VRM tiene que enfrentarse a un reto adicional: eliminar los picos de la onda que la fuente de alimentación no ha conseguido regular del todo al llevar a cabo la transformación de la corriente alterna en continua. Cada una de las fases de alimentación eléctrica implementadas por los fabricantes de placas base en el VRM actúa como una etapa de rectificación y filtrado que consigue estabilizar un poco más la señal de alimentación. Y esta estrategia tiene una consecuencia muy importante: cuantas más fases de alimentación eléctrica introduzca el VRM,más «limpia» y estable será la señal de alimentaciónque proporciona al componente al que alimenta.
Los fabricantes de placas base suelen reflejar en las especificaciones de sus propuestas, especialmente si son de gama alta, el número de fases de alimentación que implementan. Pero, curiosamente, la nomenclatura que utilizan adquiere con frecuencia la forma de suma de dos números enteros. Como ejemplo, las placas base de Gigabyte con chipset TRX40para microprocesadores Ryzen Threadripper de 3ª generaciónintroducen16+3 fases de alimentación eléctrica. Las primeras 16 fases hacen referencia al número de etapas de filtrado y estabilización de la señal de alimentación de la CPU, y las otras 3 reflejan el número de fases de filtrado de la señal de alimentación que va a parar al controlador de memoria. Un apunte interesante: las tarjetas gráficas incorporan su propio VRM y también suelen utilizar esta última nomenclatura debido a que además del procesador gráfico tienen su propio controlador y memoria local.
Las fases de alimentación eléctrica importan. Mucho. Especialmente si utilizamos una CPU con una cantidad alta de núcleos (12 o más) o queremos practicaroverclockingextremo. En estas condiciones un sistema de alimentación eléctrica sofisticado que implementa muchas fases puede garantizarnos la estabilidad que buscamos. Sin embargo, a pesar de su indiscutible importancia, el número de fases no lo es todo en el contexto del VRM. También es crucialla calidad que tienen los componentes del módulo regulador del voltaje, especialmente de los transistores MOSFET, los condensadores y las bobinas. El problema es que para los usuarios es muy difícil valorarla más allá de lo que nos dicen las marcas, que son, lógicamente, parte interesada. En este contexto pueden ayudar los análisis de la prensa especializada y las opiniones vertidas por los usuarios en los foros acerca de la estabilidad que nos ofrece una placa base concreta en un escenario de uso real.
Una placa base bien refrigerada es una placa base mejor
Algunos de los componentes alojados sobre el PCB de las placas base disipan una cantidad de energía en forma de calor que no es en absoluto despreciable. Dos de los elementos que más se calientan son el PCH y los transistores MOSFET del VRM, de los que hemos hablado con anterioridad en este artículo, por lo que buena parte de las placas base actuales recurre a disipadores que ayudan a estos y otros componentes a evacuar con eficacia el calor residual. Llevar a cabo esta tarea de una forma eficaz es imprescindible para evitar que estos elementossuperen su umbral máximo de temperaturadebido a que, si lo alcanzan y ese valor se sostiene durante el tiempo suficiente, podrían dañarse irremediablemente.
Los fabricantes de placas base suelen tomarse la refrigeración de sus propuestas, sobre todo de las de gama alta, muy en serio. De hecho, algunas placas tienen buena parte de la superficie del PCB recubierta por disipadores. Pero es posible ir incluso un paso más allá. Y es que no es difícil encontrar modelos que recurren a la refrigeración activa, y, por tanto, a los ventiladores, para mantener bajo control la temperatura de algunos componentes, como el PCH. Esta decisión de diseño tiene ventajas e inconvenientes. La ventaja más evidente es quela refrigeración activa suele ser más eficaz que la pasiva, sobre todo si esta última se implementa únicamente con un disipador. Pero el precio a pagar es que el ventilador es un elemento mecánico con una vida útil limitada y, además, por muy silencioso que sea, contribuye a incrementar ligeramente el nivel de ruido emitido por el PC.
Una innovación interesante que algunos fabricantes de placas base están introduciendo en sus modelos de gama alta es un escudo térmico de metal, normalmente de aluminio, fijado al reverso del PCB y que ocupa prácticamente toda la superficie de la placa. Esta plancha de metal puede tener un impacto beneficioso en la habilidad con la que la placa base evacúa el calor disipado por los componentes que más se calientan, pero tiene un beneficio adicional:incrementa la resistencia estructural del PCB. Esta característica es muy interesante si tenemos la intención de refrigerar la CPU con un ventilador voluminoso y pesado, o bien si hemos decidido instalar una tarjeta gráfica con unas dimensiones y un peso importantes. Cualquier mejora ideada para incrementar la robustez del PCB es bienvenida.
La placa base condiciona la conectividad de nuestro PC
Las dos tablas que hemos publicado un poco más arriba en este artículo reflejan con claridad en qué medida el chipset condiciona la conectividad que va a poner en nuestras manos nuestro PC. El PCH estableceel número máximo de líneas PCI Expressque van a estar disponibles, y el tándem constituido por el procesador y el chipset condiciona la revisión de PCI Express más avanzada implementada en nuestro ordenador. Actualmente la norma de PCI Express más ambiciosa y la que mejores prestaciones nos ofrece es la 4.0, y no cabe duda de que poco a poco se irá generalizando porque estará implementada en la mayor parte de los procesadores y las placas base que llegarán en el futuro (curiosamente algunas delas especificaciones de PCI Express 6.0se desvelaron a mediados del año pasado).
Las implicaciones del chipset no acaban aquí. Además del número de líneas PCI Express, el PCH también establece el tipo y la cantidad máxima de puertos USB que vamos a poder utilizar, la cantidad y las características de los puertos SATA, y, en ocasiones, también incorpora la lógica de acceso a las redes inalámbricas y de cable. En lo que se refiere a la conectividadel PCH ejerce un rol central, por lo que es importante que antes de elegir una placa base y después de decidir con qué procesador queremos hacernos identifiquemos el chipset que resuelve mejor nuestras necesidades. Cuando sepamos qué chipset nos interesa tendremos que buscar una placa base que lo incorpore y cuyo precio encaje en nuestro presupuesto.
WiFi y sonido integrados: cuándo dan la talla y cuándo es mejor una solución adicional
La calidad del audio integrado en las placas basevaría mucho de unos modelos a otros. Las placas básicas suelen integrar un chip de sonido sencillo que puede ser suficiente para quien no da demasiada importancia a este apartado de su PC, pero también hay modelos de gama alta que se apoyan en chips de sonido muy avanzados yDAC de muchísima calidadequiparables a los que podemos encontrar en el interior de algunos componentes de alta fidelidad. Los DAC más frecuentes en las placas base de gama alta son los Sabre de ESS Technology, que pueden ofrecernos una relación señal/ruido de hasta 130 dB, una distorsión armónica total del 0,0001% y la capacidad de procesar archivos PCM con una resolución de 32 bits y una frecuencia de muestreo de hasta 192 kHz.
Si elegimos una placa base que incorpora una sección de audio tan cuidada como la que acabo de describir es probable que no necesitemos recurrir a una tarjeta de sonido dedicada. Ni siquiera si somos unos jugones exigentes o nos gusta escuchar nuestra música con la máxima calidad posible. Sin embargo, si optamos por una placa base de las gamas media o de entrada y somos medianamente exigentes con el sonido sí podría ser interesante apostar poruna tarjeta de sonido dedicada de cierta calidad. Afortunadamente, las hay con unas especificaciones muy interesantes y precios razonables. Por unos 50 euros ya podemos conseguir una tarjeta de sonido atractiva de marcas como Creative o ASUS, pero si queremos hacernos con una solución avanzada que nos ofrezca la mejor experiencia posible con nuestros juegos, películas y música, y que, además, libere a la CPU de buena parte de la gestión del audio, tendremos que invertir algo más de dinero. Entre 80 y 120 euros hay soluciones de gama media muy atractivas, y si queremos una tarjeta de sonido de gama alta tendremos que invertir en ella de 150 euros en adelante.
Si dejamos a un lado el sonido y nos ceñimos a las controladoras que nos permiten acceder tanto a nuestra red WiFi como a nuestra red de área local cableada el panorama es más amable. Y es que buena parte de las placas base que nos proponen las marcas más respetadas actualmente, como ASUS, Gigabyte, ASRock o MSI, entre otras, incorpora módulos WiFi y controladoras Ethernet de calidad que, con relativa frecuencia,implementan los últimos estándares de conectividad, comoWiFi 6o Ethernet a 10 Gbps. La única razón por la que podría interesarnos instalar en nuestro PC una tarjeta WiFi o Ethernet dedicada es que necesitemos utilizar una norma que no esté soportada por la lógica de red implementada en nuestra placa base. Pero si nos hacemos con un modelo actual de gama media o alta es muy poco probable que necesitemos invertir más dinero para ampliar su conectividad.
Cómo encontrar la placa base idónea
La estabilidad, la conectividad y la capacidad de actualización que tendrá nuestro PC en el futuro están en gran medida condicionadas por la placa base por la que nos decantemos. Ahí reside la complejidad de esta elección. A lo largo de este artículo hemos indagado en las características de este componente que nos parecen más interesantes y que, en nuestra opinión, pueden ayudaros a dar con la placa base idónea. Aun así, y a modo de colofón,este es el procedimiento que os proponemospara conseguir que la búsqueda de la placa base ideal sea un poco más sencilla:
Cómo construirte un PC a la medida en 2020
En nuestro canal de YouTube XatakaTV |Qué tener en cuenta antes de elegir una placa base: todo lo que tienes que saberEn Xataka Basics |Me he comprado un ordenador nuevo con Windows 10, ¿qué hago ahora?Imagen sección chipset |Pedro Sandrini
