Como funcionam as placas-mãe

Autor: 
Tracy V. Wilson

Se você já viu um computador por dentro, já reparou na peça que conecta todos os demais componentes: a placa-mãe. Uma placa-mãe permite que todas as partes de seu computador recebam energia e comuniquem-se entre si. As placas-mãe evoluíram bastante nos últimos vinte anos. As primeiras placas tinham poucos componentes funcionais. A placa-mãe do primeiro IBM PC tinha somente um processador e slots. Os usuários conectavam componentes como controladoras de discos rígidos e memória nos slots.  Hoje, as placas-mãe ostentam uma variedade de itens embutidos nela que afetam diretamente a capacidade  e potencial de atualizações do computador. Neste artigo, veremos os componentes gerais de uma placa-mãe.


Uma placa-mãe moderna


O computador precisa ter uma placa-mãe para funcionar. Sua principal função é abrigar o chip do microprocessador do computador e permitir que tudo se conecte a ele. Tudo o que faz o computador melhorar sua performance faz parte da placa-mãe ou se conecta nela via um slot ou uma porta.
O formato e o desenho de uma placa-mãe é chamado de tamanho físico. O tamanho físico influi onde os componentes devem se encaixar e na forma do gabinete. Existem milhares de tamanhos físicos específicos que as placas-mãe usam para que possam se encaixar dentro de gabinetes padrão. Para uma comparação de tamanhos físicos, passado e presente, veja esse site (em inglês)  Motherboards.org.
O tamanho físico é somente um de muitos padrões que se aplicam às placas-mãe. Alguns outros são:
  • o soquete para o microprocessador determina que tipo de Unidade Central de Processamento (CPU) a placa-mãe usa;
  • o chipset faz parte do sistema lógico da placa-mãe e é geralmente feito de duas partes: a ponte norte e a ponte sul. Essas duas "pontes" conectam a CPU a outras partes do computador;
  • o chip da memória BIOS (Basic Input/Output System) controla a maioria das funções básicas do computador e realiza um auto-teste toda vez que você o liga. Alguns sistemas tem BIOS duplas, que fornecem um backup no caso de um deles falhar ou no caso de erro durante a atualização;
  • o chip do relógio de tempo real é um chip que funciona operado por bateria (em inglês) e mantém as configurações e o tempo (data/hora) do sistema.

Os slots e portas encontrados na placa-mãe incluem:

Algumas placas-mãe também têm novos avanços tecnológicos:

  • RAID (Redundant Array of Independent Discs) permitem que o computador reconheça diversos discos rígidos como sendo um único;
  • PCI Express é um novo protocolo que atua mais como uma rede do que um barramento. Ele pode eliminar a necessidade de outras portas, incluindo a porta AGP;
  • ao invés de placas plug-ins, algumas placas-mãe já vem com som, vídeo e rede embutidos ou outros periféricos.


Uma placa-mãe com Soquete 754

Muitas pessoas pensam na CPU como uma das partes mais importantes de um computador. Veremos como isso afeta o resto do computador nas próximas seções.

Saquetes e CPUs

A CPU é a primeira coisa que vêm em mente quando muitas pessoas pensam sobre a velocidade e performance de um computador. Quanto mais rápido é o processador, mais rápido o computador consegue "pensar". Antigamente, todos os processadores tinham o mesmo conjunto de pinos que conectavam a CPU à placa-mãe, chamado de Pin Grid Array (PGA). Esses pinos se encaixavam em um soquete conhecido como Soquete 7. Isso significa que qualquer processador se encaixava em qualquer placa-mãe.


Uma placa-mãe Soquete 939

Hoje, contudo, os fabricantes de CPU, Intel e ADM, usam uma variedade de PGAs, onde nenhum se encaixa no Soquete 7. Enquanto os microprocessadores avançam, eles precisam de mais pinos para lidar com novas características e também com o intuito de fornecer mais energia para o chip.

As configurações atuais do soquete são nomeadas de acordo com os números de pinos no PGA. Os mais comuns são:

  • soquete 478 - para processadores Pentium e Celerom mais antigos;
  • soquete 754 - para processadores AMD Sempron e alguns processadores AMD Athlon;
  • soquete 939 - para processadores AMD Athlon mais recentes e mais rápidos
  • soquete AM2 - para os mais novos processadores AMD Athlon;
  • soquete A - para processadores AMD Athlon mais antigos.


Uma placa-mãe com soquete LGA755

A mais nova CPU da Intel não tem PGA. Ao invés disso, ela tem um LGA também conhecido como soquete T. LGA que quer dizer Land Grid Array. Um LGA é diferente de um PGA, pois os pinos fazem parte do soquete e não da CPU.

Qualquer pessoa que já tiver uma CPU específica em mente, deve escolher uma placa-mãe baseada naquela CPU. Por exemplo, se você quer usar um dos novos chips feitos pela Intel ou AMD, deve selecionar uma placa-mãe com o soquete correto para aqueles chips. As CPUs não vão se encaixar em soquetes que não combinam com seus PGAs.

A CPU se comunica com outros elementos na plca-mãe por meio do chipset. Veremos a seguir os chipsets com maiores detalhes.

Chipsets

O chipset é a "cola" que conecta o microprocessador ao resto da placa-mãe, e assim, ao resto do computador. Em um PC, ele consiste em duas partes básicas, a ponte norte e a ponte sul. Todos os diversos componenetes do computador se comunicam com a CPU pelo chipset.

O chipset conecta a CPU às outras partes do computador

A ponte norte se conecta diretamente ao processador via barramento frontal (FSB- Front Side Bus), também conhecido como barramento externo. Um controlador de memória está localizado na ponte norte, onde a CPU consegue um acesso rápido à memória. A ponte norte também se conecta ao AGP ou ao barramento PCI Express e à própria memória.

A ponte sul é mais lenta do que a ponte norte, e a informação da CPU tem que ir pela ponte norte antes de chegar à ponte sul. Outros barramentos se conectam à ponte sul ao barramento PCI, às portas USB e às conexões de dísco rígido IDE ou SATA.

As seleções de chipset e CPU caminham juntas, porque os fabricantes otimizam os chipsets para funcionarem em específicas CPUs. O chipset é uma parte integrada da placa-mãe e não deve ser removido ou atualizado. Isso significa que os soquetes das placas-mãe não têm somente que se encaixar à CPU. Os chipsets das placas-mãe tem que funcionar de forma otimizada com a CPU.

Na próxima seção, falaremos sobre barramentos, memória e outras características que compõem a placa-mãe.