Placa-mãe

Março 2017

O que é a placa-mãe

O principal elemento constitutivo do computador é a placa-mãe mainboard ou motherboard em inglês, às vezes abreviado como MOBO). A placa-mãe é a parte da máquina que permite conectar e interligar o conjunto dos elementos essenciais de um computador:

placa-mãe

Como o seu nome indica, a placa-mãe é uma placa mestra, tendo a forma de um grande circuito impresso que possui conectores para as placar de extensão, os módulos/cartões de memória, o processador, etc.

Como a placa-mãe é caracterizada

Existem várias maneiras de caracterizar uma placa-mãe:

Pelo fator de obstrução,
Pelo chipset,
Pelo tipo de suporte de processador,
Pelos conectores de entrada/saída.

O que representa o Fator de Obstrução de uma placa-mãe

Ele é designado, quase sempre, pela expressão fator de obstrução ou fator de forma - form fator em inglês, pela sua geometria, dimensões, disposição e pelas características elétricas da placa-mãe. Para fornecer placas-mãe que se adaptem às diferentes caixas de marcas diferentes, foram criados vários padrões. Vejamos quais são eles:

AT baby/full format: formato utilizado nos primeiros computadores do tipo 386 ou 486. Este formato foi substituído pelo formato ATX que possui uma forma mais favorável à circulação do ar e mais prático para acessar seus componentes;
ATX: ela evoluiu do formato Baby-AT. Trata-se de um formato estudado para melhorar a ergonomia da placa-mãe. A disposição dos conectores em uma placa-mãe ATX está prevista de maneira a otimizar a conexão dos periféricos (os conectores IDE por exemplo estão situados ao lado dos discos). Por outro lado, os componentes da placa-mãe estão dispostos em paralelo, de maneira a permitir uma melhor evacuação do calor;
ATX standard: o formato ATX standard apresenta dimensões clássicas de 305x244 mm. Ela propõe um conector AGP e 6 conectores também AGP.
Flex-ATX: o formato FlexATX é uma extensão do formato microATX para oferecer uma certa flexibilidade aos construtores para o design dos seus computadores. Ela propõe um conector AGP e 2 conectores PCIs
miniATX: o formato miniATX é um formato compacto alternativo para o formato microATX (284x208 mm), propondo um conector AGP e 4 conectores PCI ao invés dos 3 do formato microATX. Destina-se principalmente aos computadores de tipo miniPC (barebone).
BTX: o formato BTX - Balanced Technology eXtended, da Intel, é um formato previsto para trazer algumas melhorias na disposição dos componentes, visando otimizar a circulação do ar e permitir uma otimização acústica e térmica. Os diferentes conectores (conectores de memória, conectores de extensão) estão assim alinhados paralelamente, no sentido da circulação do ar. Além disso, o microprocessador está situado na frente da caixa a nível das entradas de ventilação, onde o ar é mais fresco. O conector de alimentação BTX é o mesmo que o das alimentações ATX. O padrão BTX define três formatos:
BTX standard, com uma dimensões standard de 325x267 mm;
microBTX, com dimensões reduzidas (264x267 mm);
pico-BTX, de dimensões extremamente reduzidas (203x267 mm).
ITX: o formato ITX - Information Technology eXtended, da empresa Via, é um formato extremamente compacto previsto para configurações exíguas como os miniPCes. Existem dois principais formatos ITX;
mini-ITX, de dimensões minúsculas (170x170 mm) é um lugar PCI;
nano-ITX, de dimensões extremamente minúsculas (120x120 mm) e um lugar miniPCI.

Assim, da escolha de uma placa-mãe (e do seu fator de forma) vai depender a escolha da caixa do PC. O quadro abaixo recapitula as características dos diferentes fatores de forma:

Fator de formaDimensões Lugares
ATX305 mm x 244 mm AGP/6 PCI
microATX244 mm x 244 mm AGP/3 PCI
FlexATX229 mm x 191 mm AGP/2 PCI
Mini ATX284 mm x 208 mm AGP/4 PCI
Mini ITX170 mm x 170 mm 1 PCI
Nano ITX120 mm x 120 mm 1 MiniPCI
BTX325 mm x 267 mm 7
microBTX264 mm x 267 mm 4
picoBTX203 mm x 267 mm 1


Leia mais sobre as Especificações dos diferentes fatores de obstrução.

Quais são os componentes integrados à placa mãe

A placa-mãe contém diversos elementos embarcados, ou seja, integrados no seu circuito impresso:


O chipset, é o circuito que controla a maioria dos recursos (conversão de canais do processador, de memória cache e memória viva, slots de extensão,...),
O relógio e a pilha do CMOS,
O BIOS,
O canal sistema e os canais de extensão.

Além disso, as placas-mãe recentes comportam geralmente diversos periféricos multimídia e rede que podem ser desativados:

Placa de rede integrada;
Placa gráfica integrada;
Placa de som integrada;
Controladores de discos rígidos evoluídos.

O que é o chipset

O chipset (jogo de componentes ou jogo de circuitos) é um circuito eletrônico encarregado de coordenar as trocas de dados entre os diversos componentes do computador (processador, memória...). Na medida em que o chipset está integrado na placa-mãe, é importante escolher uma placa-mãe que integre um chipset recente a fim de maximizar as possibilidades de evolução do computador.

Alguns chipsets integram um chip gráfico ou um chip áudio, o que significa que não é necessário instalar uma placa gráfica ou uma placa de som. Contudo, às vezes é aconselhável desativá-lo (quando é possível) no setup do BIOS e instalar cartões de extensão de qualidade nos lugares previstos para esse eles.

Como se apresentam o relógio e a pilha CMOS

Orelógio de tempo real, RTC - Real Time Clock é o circuito encarregado da sincronização dos sinais do sistema. É constituído por um cristal que, vibrando, dá impulsos para cadenciar o sistema. Chama-se frequência do relógio (expresso em MHz) o número de vibrações do cristal por segundo, ou seja, o número de tops do relógio emitidos por segundo. Quanto mais a frequência é elevada, mais o sistema pode tratar informações.

Quando o computador é desligado da corrente, a alimentação deixa de fornecer corrente à placa-mãe. Um circuito eletrônico, chamado CMOS - Complementary Metal-Oxyde Semiconductor em inglês (Semicondutor metal-óxido complementar), às vezes chamado BIOS CMOS, conserva certas informações sobre o sistema, como a hora, a data sistema e alguns parâmetros essenciais ao sistema.

O CMOS é continuamente alimentado por uma pilha (modelo achatado) ou uma bateria situada na placa-mãe. Assim, as informações sobre o material instalado no computador (como por exemplo o número de pistas, setores de cada disco duro) são conservadas em CMOS. Na medida em que CMOS é uma memória lenta, às vezes, certos sistemas copiam o conteúdo CMOS em RAM (memória rápida) -memory shadow em inglês, é empregado para descrever este processo de cópia na memória viva.

Complementary metal-oxyde semiconductor (Semicondutor metal-óxido complementar) é uma tecnologia de fabricação do transístor, precedida de muitos outros, como o TTL - Transistor-transistor-logic, o TTLS - TTL Schottky, o mais rápido, ou ainda o NMOS (canal negativo) e o PMOS (canal positivo).

CMOS permitiu integrar canais complementares em um mesmo chip. Em relação ao TTL ou TTLS, CMOS é muito menos rápido, mas consome, em contrapartida, menos energia, por isso o seu emprego nos relógios de computadores, que são alimentados por pilhas. O termo CMOS às vezes é utilizado sem razão para designar o relógio dos computadores.

Quando a hora do sistema é reiniciada, ou quando o relógio se atrasa, na maior parte dos casos, basta mudar a pilha.

O BIOS

O BIOS - Basic Input/Output System - Sistema Básico de Entrada e Saída é o programa básico que serve de interface entre o sistema operacional e a placa-mãe. O BIOS está armazenado em uma ROM (memória morta, ou seja uma memória só de leitura), e utiliza os dados contidos no CMOS para conhecer a configuração do material do sistema.

É possível configurar o BIOS graças a um interface (chamada BIOS setup, configuração do BIOS) acessível durante o arranque do computador através do simples toque em uma tecla (geralmente a tecla Delete ou F2). Na realidade, o setup do BIOS serve apenas de interface para a configuração, os dados são armazenados no CMOS. Para mais informações não hesite em consultar o manual da sua placa-mãe.

Qual o papel do processador e quais são os suportes

O processador (também chamado microprocessador) é o cérebro do computador. Ele executa as instruções dos programas graças a um jogo delas. O processador é caracterizado pela sua frequência, ou seja o ritmo no qual executa as instruções. Assim, um processador cadenciado a 800 MHz efetuará 800 milhões de operações por segundo.

A placa-mãe possui um lugar (às vezes vários, no caso de placas-mãe com multiprocessadores) para acolher o processador, o chamado suporte de processador. Distinguem-se duas categorias de suportes:

Slot</bold>: trata-se de um conector retangular no qual se encaixa verticalmente o processador
Socket : trata-se de um conector quadrado que possui um grande número de pequenos conectores sobre o qual o processador se encaixa diretamente

Nestas duas grandes famílias, existem versões diferentes do suporte de acordo com o tipo de processador. É essencial, independentemente do suporte, de conectar delicadamente o processador para não não torcer nenhum dos seus pinos (conta com várias centenas). Para facilitar a sua inserção, um apoio chamado ZIF - Zero Insertion Force - força de inserção nula foi criado. Os apoios ZIF possuem uma pequena alavanca, que, quando é levantada, permite a inserção do processador sem nenhuma pressão e, quando é baixada, mantém o processador no seu suporte:

Ventirad

Na medida em que o processador irradia calor, é necessário dissipa-lo para evitar que os seus circuitos derretam. É a razão pela qual tem um dissipador térmico (chamado às vezes de arrefecedor ou radiador), composto de um metal que tem uma boa condução térmica (cobre ou alumínio), encarregado de aumentar a superfície de troca térmica do microprocessador. O dissipador térmico comporta uma base em contato com o processador e abas a fim de aumentar a superfície de troca térmica. Um ventilador acompanha geralmente o dissipador para melhorar a circulação do ar em redor do dissipador e melhorar a troca de calor. O termo ventirad é então utilizado para designar o conjunto Ventilador + Radiador. É o ventilador da caixa que está encarregado de dissipar o ar quente da caixa e permite que o ar fresco, que provém do exterior, entre.

Os conectores de memória viva

A memória viva RAM para Random Access Memory permite armazenar informações durante todo o tempo de funcionamento do computador, em contrapartida o seu conteúdo é destruído assim que o computador é desligado ou reiniciado, contrariamente a uma memória de massa como o disco rígido, capaz de guardar as informações mesmo quando está desligado. Fala-se de 'volatilidade' para designar este fenômeno.

A memória viva é extremamente rápida se comparada com os periféricos de armazenamento de massa, como o disco rígido. Ela possui um tempo de resposta de aproximadamente algumas dezenas de nanossegundos (cerca de 70 para o DRAM, 60 para RAM EDO, e 10 para o SDRAM ou mesmo 6 NS no SDRam RDA) contra alguns de milissegundos para o disco rígido. A memória viva apresenta-se sob forma de módulos que se ligam aos conectores da placa-mãe.

Os conectores de extensão

Os conectores de extensão slots são receptáculos nos quais é possível inserir cartas de extensão, ou seja cartas que oferecem novas funcionalidades ou melhores desempenhos ao computador. Existem várias espécies de conectores:

Conector ISA - Industry Standard Architecture: permite conectar placas ISA, as mais lentas funcionando a 16-bit
Conector VLB (Vesa Local canal): canal que servia anteriormente para conectar placas gráficas
Conector PCI - Peripheral Component InterConnect: permite conectar placas PCI, mais mais rápidas do que as placas ISA e que funcionam a 32-bit
Conector AGP - Accelerated Graphic Port: um conector rápido para placa gráfica.
Conector PCI Express - Peripheral Component InterConnect Exress: arquitetura de canal mais rápida que os canaisAGP e PCI.
Conector AMR - Audio Modem Riser: este tipo de conector permite ligar mini cartas ao PCES:

carta PCI

Os conectores de entrada/saída

A placa-mãe possui diversos conectores de entrada/saída agrupados no painel traseiro:

Conetores sobre o painel traseiro

Quase todas as placas-mãe propõe os seguintes conectores:

Tomadas de áudio - Line-In Entrada, Line-Out -Saída e microfone, e permite conectar colunas ou aparelhar o PC com outros dispositivos, bem com um microfone.
Porta série, permite conectar velhos periféricos;
Porta paralela, permite conectar nomeadamente velhas impressoras;
Portas USB (1.1, baixo débito, ou 2.0, elevado débito), permite conectar periféricos mais recentes;
Conector RJ45 (chamados LAN ou porto ethernet) permite conectar o computador a uma rede. Corresponde a uma placa de rede integrada na placa-mãe;
Conector VGA (chamado SUB-D15), permite conectar uma tela. Este conector corresponde à placa gráfica integrada;

Veja também


Motherboard
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Placa madre
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Motherboard - Hauptplatine
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Carte mère
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Scheda madre
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