Placa-mãe

Junho 2015

Apresentação da placa-mãe

O principal elemento constitutivo do computador é a placa-mãe (em inglês "mainboard" ou "motherboard", às vezes abreviado como "mobo"). A placa-mãe é a base que permite a conexão do conjunto dos elementos essenciais do computador.

placa-mãe


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

Características

Existem várias maneiras de caracterizar uma placa-mãe, de acordo com as seguintes:


O fator de obstrução,

O chipset,

O tipo de suporte de processador,

Os conectores de entrada/saída.

Fator de obstrução de uma placa-mãe

Designa-se geralmente com a expressão fator de obstrução (ou fator de forma, em inglês form fator), a geometria, as dimensões, a disposição e as características eléctricas da placa-mãe. A fim de fornecer cartas mães que se podem adaptar a diferentes caixas de marcas diferentes, oram criados padrões:


AT baby/full format é um formato utilizado nos primeiros computadores PC do tipo 386 ou 486. Este formato foi substituído pelo formato ATX que possui uma forma mais propícia para a circulação do ar e tornando o acesso aos componentes mais prático;

ATX: O formato ATX é uma evolução do formato Baby-AT. Trata-se de um formato estudado para melhorar a ergonomia. Assim, a disposição dos conectores em uma placa-mãe ATX está prevista de maneira a optimizar a ligação dos periféricos (os conectores IDE por exemplo estão situados ao lado dos discos). Por outro lado, os componentes da placa-mãe estão orientados paralelamente, de maneira a permitir uma melhor evacuação do calor;

ATX standard: O formato ATX standard apresenta dimensões clássicas de 305x244 mm. Propõe um conector AGP e 6 conectores 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. Propõe um conector AGP e 2 conectores PCI

miniATX: O formato miniATX é um formato compacto alternativo ao formato microATX (284x208 mm), propondo um conector AGP e 4 conectores PCI em vez dos 3 do formato microATX. Destina-se principalmente aos computadores de tipo miniPC (barebone).

BTX: O formato BTX (Balanced Technology eXtended), da empresa Intel, é um formato previsto para trazer algumas melhorias à disposição dos componentes, a fim de optimizar a circulação do ar e permitir uma optimização 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) depende a escolha da caixa. 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

Componentes integrados

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 multimédia e rede que podem ser descativados:

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

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 evolutividade do computador.

Alguns chipsets integram às vezes 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 cartas de extensão de qualidade nos lugares previstos para esse efeito.

O relógio e a pilha CMOS

O relógio tempo real (com a sigla RTC, para Real Time Clock) é o circuito encarregado da sincronização dos sinais do sistema. É constituído por um cristal que, vibrando, dá impulsos a fim de cadenciar o sistema. Chama-se frequência do relógio (expresso em MHz) ao 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, às vezes chamado BIOS CMOS), conserva com efeito certas informações sobre o sistema, como a hora, a data sistema e alguns parâmetros essenciais do 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, sectores de cada disco duro) são conservadas em CMOS. Na medida em que CMOS é uma memória lenta, certos sistemas copiam às vezes o conteúdo CMOS em RAM (memória rápida), o termo de "memory shadow" é empregado para descrever este processo de cópia em memória viva.

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

CMOS permitiu pôr canais complementares num mesmo chip. Em relação ao TTL ou TTLS, CMOS é muito menos rápido, mas consome, em contrapartida, menos energia, daí 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 regularmente reiniciada, ou quando o relógio se atrasa, geralmente basta mudar a pilha!

O BIOS

O BIOS (Basic Input/Output System) é o programa básico que serve de interface entre o sistema de exploração e a placa-mãe. O BIOS está armazenado numa ROM (memória morta, ou seja uma memória só de leitura), assim utiliza os dados contidos em CMOS para conhecer a configuração material do sistema.

É possível configurar o BIOS graças a um interface (chamado BIOS setup, "configuração do BIOS") acessível durante o arranque do computador através do simples toque numa tecla (geralmente a tecla Delete). Na realidade, o setup do BIOS serve unicamente de interface para a configuração, os dados são armazenados em CMOS. Para mais informações não hesite em consultar o manual da sua placa-mãe).

O suporte de processador

O processador (também chamado microprocessador) é o cérebro do computador. Executa as instruções dos programas graças a um jogo de instruções. O processador é caracterizado pela sua frequência, ou seja o ritmo ao qual executa as instruções. Assim, um processador cadenciado a 800 MHz efetuará, grosso modo , 800 milhões de operações por segundo.

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

  • Slot : trata-se de um conector retangular no qual se encaixa o processador verticalmente
  • 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, ligar delicadamente o processador a fim de não torcer nenhum dos seus pinos (conta com várias centenas). A fim de 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 dissipar o calor para evitar que os seus circuitos derretam. É a razão pela qual tem geralmente um dissipador térmico (chamado às vezes 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 contacto 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 encarregue de extrair o ar quente da caixa e permitir ao ar fresco que provém do exterior entrar.

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 duro, capaz de guardar as informações mesmo quando está desligado. Fala-se de "volatilidade" para designar este fenômeno.

Porquê então utilizar memória viva quando os discos duros são menos caros e têm capacidade igual? A resposta é que a memória viva é extremamente rápida em comparação com os periféricos de armazenamento de massa, como o disco duro. Possui, com efeito, 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 duro.

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 (em inglês 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): permitindo conectar cartas ISA, as mais lentas funcionando a 16-bit

Conector VLB (Vesa Local canal): canal servindo anteriormente para conectar placas gráficas

Conector PCI (Peripheral Component InterConnect): permitindo conectar placas PCI, muito mais rápidas do que as placas ISA e funcionando a 32-bit

Conector AGP (Accelerated Graphic Port): um conector rápido para placa gráfica.

Conector PCI Express (Peripheral Component InterConnect Exress): arquitectura de canals mais rápida que os canals AGP e PCI.

Conector AMR (Audio Modem Riser): este tipo de conector permite ligar minicartas 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




A maior parte das placas-mãe propõe os conectores seguintes:


Tomadas de áudio (entrée Line-In, sortie Line-Out e microfone), permitindo ligar colunas ou uma aparelhagem, bem como um microfone. Este conector à placa de som integrada.

Porta série, permitindo ligar velhos periféricos;

Porta paralela, permitindo ligar nomeadamente velhas impressoras;

Portas USB (1.1, baixo débito, ou 2.0, elevado débito), permitindo ligar periféricos mais recentes;

Conector RJ45 (chamados LAN ou porto ethernet) permitindo ligar o computador a uma rede. Corresponde a uma placa de rede integrada na placa-mãe;

  • Conector VGA (chamado SUB-D15), permitindo ligar um ecrã. Este conector corresponde à placa gráfica integrada;

Recursos sobre o mesmo assunto

Especificações dos diferentes fatores de obstrução
Para uma leitura offline, é possível baixar gratuitamente este artigo no formato PDF:
Placa-mae .pdf

Veja também


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Motherboard - Hauptplatine
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