Placa-mãe
O principal elemento constitutivo do computador é a placa-mãe. É a parte da máquina que permite conectar e interligar o conjunto dos elementos essenciais de um computador, como o processador, a memória RAM, o disco rígido ou SSD, a placa de vídeo, entre outros componentes. Veja a seguir tudo que você precisa saber sobre a placa-mãe e seu funcionamento.
O que é uma placa-mãe
A placa-mãe é essencialmente um circuito multicamadas com centenas de pistas que conectam e alimentam os conectores e os componentes eletrônicos específicos para interligar componentes removíveis, como CPU, memória RAM, placa de vídeo etc:
A placa-mãe é fixada na unidade por meio de espaçadores que proporcionam um intervalo de poucos milímetros entre a face inferior do circuito e a estrutura metálica. Isso evita o contato do lado de baixo da placa-mãe com a caixa. As posições dos orifícios de montagem são padronizadas de acordo com os diversos tamanhos das placas-mãe, de modo a permitir a instalação da placa-mãe nas caixas dos diversos fabricantes.
Quais são as características da placa-mãe
Existem várias maneiras de caracterizar uma placa-mãe, principalmente de acordo com o fator de obstrução, o chipset, o tipo de suporte de processador e os conectores de entrada/saída. Leia sobre cada um deles a seguir.
O fator de obstrução de uma placa-mãe
Normalmente chamado de fator de obstrução ou fator de forma, 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:
AT baby/full format: utilizado nos primeiros computadores do tipo 386 ou 486. Este formato foi substituído pelo formato ATX, que é mais favorável à circulação do ar e torna o acesso para seus componentes mais prático.
ATX: evolução do formato Baby-AT. Trata-se de um formato estudado para melhorar a ergonomia da placa-mãe. A disposição dos conectores é prevista de maneira a otimizar a conexão dos periféricos. Por outro lado, os componentes da placa-mãe estão dispostos em paralelo, de maneira a permitir uma melhor evacuação do calor.
ATX padrão: apresenta dimensões tradicionais de 305x244 mm. Possui um conector AGP e seis conectores PCI.
Flex-ATX: extensão do formato microATX para oferecer uma certa flexibilidade aos construtores para o design dos seus computadores. Possui um conector AGP e dois conectores PCI.
miniATX: formato compacto alternativo ao microATX (284x208 mm), possuindo um conector AGP e quatro conectores PCI ao invés dos três do formato microATX. Ele se destina, principalmente, aos computadores de tipo miniPC.
BTX: traz melhorias na disposição dos componentes, visando otimizar a circulação do ar e permitir otimização acústica e térmica. Os diferentes conectores (de memória e extensão) ficam alinhados paralelamente, no sentido da circulação do ar. O processador está situado na frente da unidade, na altura das entradas de ventilação. Esse padrão define três formatos: BTX padrão, com dimensões padrão, microBTX, com dimensões reduzidas e pico-BTX, de dimensões extremamente reduzidas.
ITX: formato extremamente compacto, com uma opção de apenas 120x120 mm.
A escolha de uma placa-mãe - e do seu fator de forma - vai depender da escolha da caixa do PC. O quadro abaixo recapitula as características dos diferentes fatores de forma:
| Fator de forma | Dimensões | Locais |
|---|---|---|
| ATX | 305 mm x 244 mm | AGP/6 PCI |
| microATX | 244 mm x 244 mm | AGP/3 PCI |
| FlexATX | 229 mm x 191 mm | AGP/2 PCI |
| Mini ATX | 284 mm x 208 mm | AGP/4 PCI |
| Mini ITX | 170 mm x 170 mm | 1 PCI |
| Nano ITX | 120 mm x 120 mm | 1 MiniPCI |
| BTX | 325 mm x 267 mm | 7 |
| microBTX | 264 mm x 267 mm | 4 |
| picoBTX | 203 mm x 267 mm | 1 |
Quais são os componentes integrados à placa mãe
A placa-mãe contém diversos elementos integrados no seu circuito impresso: o chipset, que é o circuito que controla a maioria dos recursos (interface de canais de barramento do processador, memória cache e memória viva, slots de extensão, etc.), o relógio e a pilha do CMOS, o BIOS e o barramento do sistema e os barramentos de extensão.
Além disso, as placas-mãe recentes geralmente comportam diversos dispositivos multimídia e de rede que podem ser desativados: placa de rede integrada, placa de vídeo integrada, placa de som integrada e drivers de discos rígidos.
O chipset
O chipset é um circuito eletrônico encarregado de coordenar as trocas de dados entre os diversos componentes do computador (processador, memória etc.). 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 de áudio, o que significa que não é necessário instalar uma placa de vídeo ou uma placa de som. Contudo, às vezes, é aconselhável desativá-los (quando é possível) no BIOS e instalar cartões de extensão de qualidade nos lugares previstos para eles.
O relógio e a pilha do CMOS
O relógio de tempo real (RTC) é o circuito encarregado da sincronização dos sinais do sistema. Ele é constituído por um cristal que, vibrando, gera impulsos para cadenciar o sistema. Chama-se frequência do relógio (expressa em MHz) o número de vibrações do cristal por segundo, ou seja, o número de tops do relógio emitidos por segundo. Quanto mais elevada for a frequência, mais o sistema poderá tratar as informações.
Quando o computador é desligado da tomada, a alimentação deixa de fornecer energia à placa-mãe. Um circuito eletrônico, chamado CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor - Semicondutor metal-óxido complementar), mantém certas informações no sistema, como a hora, a data do sistema e alguns parâmetros essenciais.
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 (por exemplo, o número de pistas e setores de cada disco rígido) são conservadas no CMOS. Na medida em que o CMOS é uma memória lenta, certos sistemas copiam o conteúdo do CMOS na RAM (memória mais rápida).
O CMOS é uma tecnologia de fabricação do transistor, 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).
O CMOS permitiu integrar canais complementares em um mesmo chip. Em relação ao TTL ou TTLS, o CMOS é muito mais lento, mas, em contrapartida, consome menos energia, por isso o seu emprego nos relógios dos computadores, que são alimentados por pilhas. O termo CMOS é, às vezes, utilizado sem razão para designar o relógio dos computadores. Na maioria das vezes, quando a hora do sistema é reinicializada ou o relógio se atrasa, 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, memória de leitura apenas) e utiliza os dados contidos no CMOS para conhecer a configuração do material do sistema.
É possível configurar o BIOS graças a uma interface (chamada BIOS setup) acessível durante o arranque do computador por meio do simples toque em uma tecla (geralmente Delete ou F2). Na realidade, o setup do BIOS serve apenas de interface para a configuração já que 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 é o cérebro do computador. Ele executa as instruções dos programas e 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. Podemos distinguir duas categorias de suporte: slot, que é um conector retangular no qual se encaixa verticalmente o processador, e o socket, que é um conector quadrado que possui um grande número de pequenos conectores no qual o processador se encaixa.
Nessas duas grandes famílias, existem versões diferentes do suporte de acordo com o tipo de processador. É essencial, independentemente do suporte, conectar delicadamente o processador para não torcer nenhum dos seus pinos (existem várias centenas). Para facilitar a sua inserção, um suporte chamado ZIF (Zero Insertion Force - Força de inserção nula) foi criado. Os suportes ZIF possuem uma pequena alavanca, que, quando levantada, ajudam na inserção do processador sem nenhuma pressão e, quando baixada, mantém o processador no seu suporte:
Na medida em que o processador irradia calor, é preciso dissipá-lo para evitar que os seus circuitos derretam. Esta é a razão pela qual toda placa-mãe possui um dissipador térmico (também chamado de arrefecedor ou radiador), composto de um metal que tem boa condução térmica (cobre ou alumínio), encarregado de aumentar a superfície de troca térmica do microprocessador.
O dissipador térmico tem uma base em contato com o processador e abas a fim de aumentar a superfície de troca térmica. Em geral, um ventilador acompanha o dissipador para melhorar a circulação do ar ao redor do dissipador e melhorar a troca de calor. O termo ventirad é utilizado para designar o conjunto Ventilador + Radiador. É o ventilador da caixa que se encarrega de dissipar o ar quente da caixa e permitir que o ar fresco, que provém do exterior, entre. Para evitar barulhos ligados ao ventilador e melhorar a dissipação de calor, é possível utilizar um sistema de refrigeração de água.
Os conectores de memória viva
A memória viva (RAM) permite armazenar informações durante todo o tempo de funcionamento do computador. Em contrapartida, o seu conteúdo é destruído assim que a máquina é desligada ou reiniciada, contrariamente a uma memória de massa como o disco rígido, capaz de guardar as informações mesmo estando desligado. Fala-se de volatilidade para designar este fenômeno.
Por que, então, utilizar a memória viva já que os discos rígidos são mais baratos tendo a mesma capacidade? Porque a memória viva é extremamente rápida se comparada aos dispositivos de armazenamento de massa. Ela possui um tempo de resposta de aproximadamente algumas dezenas de nanossegundos (cerca de 70 para DRAM, 60 para RAM EDO, 10 para SDRAM e 6 para SDRam RDA) contra alguns milissegundos para o disco rígido. A memória viva se apresenta na 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 cartões de extensão, ou seja, cartões que oferecem novas funcionalidades ou melhor desempenho ao computador. Existem várias espécies de conectores: conector ISA: permite conectar placas ISA, mais lentas funcionando a 16-bit; conector VLB: canal que servia anteriormente para conectar placas gráficas; conector PCI: permite conectar placas PCI, mais rápidas do que as ISA e que funcionam a 32-bit; conector AGP: conector rápido para placa gráfica; conector PCI Express: arquitetura de barramento mais rápida que os barramentos AGP e PCI; conector AMR: este tipo de conector permite conectar mini cartões ao PCES:
Os conectores de entrada/saída
A placa-mãe possui diversos conectores de entrada/saída reunidos no painel traseiro:
Quase todas as placas-mãe possuem os seguintes conectores: porta série, permite conectar velhos dispositivos, agora obsoleta; porta paralela, permite, principalmente, conectar velhas impressoras, agora obsoleta; portas USB (1.1, velocidade baixa, ou 2.0/3.0, velocidade alta), permite conectar dispositivos mais modernos; conector RJ45 (também chamado de LAN ou porta Ethernet), permite conectar o computador a uma rede e corresponde a uma placa de rede integrada; conector VGA (também conhecido como SUB-D15), permite conectar uma tela, corresponde a uma placa de vídeo integrada e vem sendo substituído pela porta HDMI; e tomadas de áudio (entrada Line-In, saída Line-Out e microfone), permite conectar alto-falantes, som estéreo e microfone e corresponde à placa de som integrada.
Foto: © Elena Abduramanova - Shutterstock.com
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