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Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Escrito por: Lic. Felipe Benjamin Neuss Diseño: PBX Estudio Gráfico Comunidad Reparando 2022 2 Cu...

Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Escrito por: Lic. Felipe Benjamin Neuss Diseño: PBX Estudio Gráfico Comunidad Reparando 2022 2 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Índice Módulo 1 Placas Madre 1.1 | Introducción......................................................................................................................................... 8 1.2 | CMOS y BIOS......................................................................................................................................... 8 1.3 | CLEAR-CMOS........................................................................................................................................ 10 1.4 | Componentes de una computadora................................................................................................. 11 1.5 | Set mínimo............................................................................................................................................ 12 1.6 | Tipos de placa madre.......................................................................................................................... 12 1.6.1 | Placa Madre ATX.......................................................................................................................... 13 1.6.2 | Placa Madre Micro ATX................................................................................................................ 13 1.7 | Puente Norte y Puente Sur (Chipset)............................................................................................... 14 1.7.1 | Video integrado (onboard).......................................................................................................... 15 1.8 | Descripción de partes de una placa madre...................................................................................... 17 1.8.1 | Área de microprocesador............................................................................................................. 17 1.8.2 | Área de memoria RAM................................................................................................................ 19 1.8.3 | Area de Buses de expansión....................................................................................................... 20 1.9 | Energía eléctrica en la placa madre.................................................................................................. 23 1.10 | Panel externo y periféricos............................................................................................................... 26 Módulo 2 Microprocesadores 2.1 | Introducción....................................................................................................................................... 28 2.2 | Estructura Interna.............................................................................................................................. 28 2.3 | Frecuencia.......................................................................................................................................... 29 2.4 | Núcleos e Hilos................................................................................................................................... 30 2.5 | Historia y Fabricantes................................................................................................................................................................................................................................. 32 2.6 | Overclocking (OC)............................................................................................................................. 34 2.7 | Sockets............................................................................................................................................... 36 2.8 | Disipadores de calor............................................................................................................................ 38 2.9 | Pasta Térmica....................................................................................................................................... 40 Módulo 3 Memoria RAM 3.1 | Introducción......................................................................................................................................... 42 3.2 | SIMM y DIMM....................................................................................................................................... 43 3.3 | Características de las memorias RAM.............................................................................................. 44 3.3.1 | Latencia........................................................................................................................................ 44 3.3.2 | Frecuencia.................................................................................................................................... 45 3.3.2.1 | DDR1..................................................................................................................................... 45 3.3.3 | Voltaje......................................................................................................................................... 46 3.3.4 | Capacidad................................................................................................................................... 46 3.4 | Multichannel......................................................................................................................................... 47 Comunidad Reparando 3 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Módulo 4 Placa de video 4.1 | Introducción.......................................................................................................................................... 48 4.2 | ¿Video integrado o dedicado?.......................................................................................................... 48 4.3 | Componentes....................................................................................................................................... 49 4.3.1 | GPU................................................................................................................................................ 49 4.3.1.1 | Sombreadores o Shaders......................................................................................................... 50 4.3.1.2 | Resolución................................................................................................................................. 50 4.3.2 | VRAM........................................................................................................................................... 51 4.3.3 | Unidad de refrigeración............................................................................................................ 52 4.4 | FPS........................................................................................................................................................ 53 4.5 | Historia y fabricantes......................................................................................................................... 53 4.6 | Salidas de video................................................................................................................................ 55 Módulo 5 Fuentes de Alimentación 5.1 | Introducción.......................................................................................................................................... 57 5.2 | Electricidad........................................................................................................................................... 57 5.3 | Transformación de la electricidad..................................................................................................... 58 5.4 | Fuentes ATX.......................................................................................................................................... 58 5.4.1 | Rails ATX............................................................................................................................................ 58 5.5 | Potencia suministrada........................................................................................................................ 60 5.6 | Overclocking....................................................................................................................................... 60 5.7 | Tipos de fuente de Alimentación................................................................................................. 61 5.7.1 | Fuente de poder genérica........................................................................................................... 61 5.7.2 | Fuente Semi modular.................................................................................................................. 61 5.7.3 | Fuente de poder Modular.......................................................................................................... 61 5.8 | Certificación 80 Plus............................................................................................................................ 62 5.9 | Recomendaciones............................................................................................................................... 62 Módulo 6 Dispositivos de Almacenamiento 6.1 | Introducción.......................................................................................................................................... 63 6.2 | Tipos de dispositivos de almacenamiento....................................................................................... 63 6.2.1 | Discos Rígidos (Hard Disk Drive - HDD).................................................................................... 63 6.2.2 | Discos de estado sólido (Solid State Drive - SSD)................................................................. 64 6.2.3 | Dispositivos SSD M.2................................................................................................................... 64 6.2.4 | Unidades de medida.................................................................................................................. 66 6.3 | Velocidades......................................................................................................................................... 67 6.4 | Conexiones a la placa madre............................................................................................................. 67 6.5 | Sistema de Archivos........................................................................................................................... 69 6.6 | Formateo............................................................................................................................................. 71 6.6.1 | Mini sistemas operativos virtuales/portables........................................................................ 73 6.6.2 | Bootear sistemas operativos virtuales..................................................................................... 74 6.6.3 | Opciones de arranque avanzadas............................................................................................. 80 6.6.4 | Reparación de inicio................................................................................................................... 81 6.6.5 | Clonación de discos.................................................................................................................... 82 6.7 | Chequeo de disco................................................................................................................................ 83 Comunidad Reparando 4 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Módulo 7 Sistemas Operativos (S.O.)........................................................................................................................ 85 7.1 | Funciones Principales del SO.............................................................................................................. 86 7.2 | Windows.............................................................................................................................................. 87 7.2.1 | Organización interna del sistema operativo Windows............................................................ 89 7.2.1.1 | Archivos de programa.......................................................................................................... 89 7.2.1.2 | Windows............................................................................................................................... 91 7.2.1.3 | Usuario.................................................................................................................................. 93 7.2.2 | Panel de Control del Windows.................................................................................................. 94 7.2.2.1 | Sistema y seguridad............................................................................................................. 95 7.2.2.1.1 | Seguridad, mantenimiento y Firewall......................................................................... 95 7.2.2.1.2 | Firewall.......................................................................................................................... 97 7.2.2.1.3 | Sistema.......................................................................................................................... 98 7.2.2.1.4 | Energía.......................................................................................................................... 99 7.2.2.1.5 | Historial de archivos y copias de seguridad............................................................ 100 7.2.2.1.6 | Cifrados.......................................................................................................................... 100 7.2.2.1.7 | Administrador de almacenamiento............................................................................ 100 7.2.2.1.8 | Carpetas de trabajo..................................................................................................... 100 7.2.2.1.9 | Herramientas administrativas..................................................................................... 101 7.2.2.1.9.1 | Administración de equipo (Opción Administrar en Mi equipo)...................... 101 7.2.2.1.9.2 | Administrador de Impresiones........................................................................... 105 7.2.2.1.9.3 | Configuración del sistema................................................................................... 105 7.2.2.1.9.4 | Desfragmentar y optimizar................................................................................. 107 7.2.2.1.9.5 | Diagnóstico de memoria..................................................................................... 108 7.2.2.1.9.6 | Editor de Registro................................................................................................ 109 7.2.2.1.9.7 | Información del sistema...................................................................................... 110 7.2.2.1.9.8 | Liberador de espacio en disco........................................................................... 111 7.2.2.1.9.9 | Monitor de Recursos............................................................................................ 112 7.2.2.1.9.10 | Programador de tareas...................................................................................... 113 7.2.2.1.9.11 | Servicios............................................................................................................... 114 7.2.2.2 | Redes e Internet.................................................................................................................. 120 7.2.2.3 | Hardware y sonido............................................................................................................... 125 7.2.2.3.1 | Dispositivos e impresoras........................................................................................... 125 7.2.2.3.2 | Reproducción automática.......................................................................................... 127 7.2.2.3.3 | Sonido.......................................................................................................................... 128 7.2.2.3.4 | Panel de control de NVIDIA....................................................................................... 131 7.2.2.3.5 | Administrador de sonido Realtek.............................................................................. 132 7.2.2.4 | Programas............................................................................................................................ 132 7.2.2.4.1 | Programas y características....................................................................................... 133 7.2.2.4.2 | Programas predeterminados..................................................................................... 134 7.2.2.4.3 | Java.............................................................................................................................. 135 7.2.2.5 | Cuentas de Usuario............................................................................................................. 135 7.2.2.6 | Apariencia y personalización............................................................................................. 136 7.2.2.6.1 | Barra de tareas y navegación..................................................................................... 137 7.2.2.6.2 | Imagen......................................................................................................................... 139 7.2.2.6.2.1 | Fondo.................................................................................................................... 139 7.2.2.6.2.2 | Colores................................................................................................................. 142 Comunidad Reparando 5 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 7.2.2.6.2.3 | Temas................................................................................................................... 143 7.2.2.6.2.4 | Pantalla de bloqueo........................................................................................... 147 7.2.2.6.3 | Centro de accesibilidad............................................................................................. 148 7.2.2.6.4 | Opciones del Explorador de archivos...................................................................... 150 7.2.2.6.5 | Fuentes........................................................................................................................ 152 7.2.2.7 | Idioma, Reloj y región........................................................................................................ 153 7.2.2.7.1 | Fecha y hora................................................................................................................. 153 7.2.2.7.2 | Región.......................................................................................................................... 155 7.2.2.7.3 | Idioma............................................................................................................................ 156 Módulo 8 Malwares...................................................................................................................................................... 157 8.1 | Tipos de Malwares................................................................................................................................. 157 8.2 | Maneras de evitar y protegerse......................................................................................................... 159 8.3 | Ubicaciones típicas............................................................................................................................. 160 Módulo 9 Redes............................................................................................................................................................ 161 9.1 | Placa de red y redes............................................................................................................................ 161 9.2 | Instalación de una placa de red......................................................................................................... 161 9.3 | Tipos de placas de red....................................................................................................................... 162 9.3.1 | Transferencia por cable o inalámbrica...................................................................................... 163 9.3.1.1 | Placas inalámbricas.............................................................................................................. 163 9.3.1.2 | Placas Ethernet................................................................................................................... 163 9.3.1.3 | Placas de fibra óptica.......................................................................................................... 163 9.4 | Características de las placas de red................................................................................................. 164 9.5 | Módem.................................................................................................................................................. 164 9.5.1 | Función de un Modem................................................................................................................. 165 9.5.2 | Utilidad del modem................................................................................................................... 165 9.5.3 | Tipos de módems....................................................................................................................... 165 9.5.3.1 | Modem analógico................................................................................................................ 165 9.6 | Router................................................................................................................................................... 167 9.6.1 | Función del router....................................................................................................................... 167 9.6.2 | Tipos de Router.......................................................................................................................... 167 9.7 | Access Point......................................................................................................................................... 168 9.7.1 | ¿Qué usos tienen los puntos de acceso?................................................................................... 168 9.7.2 | ¿Cuáles son las ventajas de un punto de acceso?.................................................................. 169 9.7.3 | ¿Dónde poner tu punto de acceso?........................................................................................... 169 9.7.4 | ¿En qué se diferencia un AP y un router?................................................................................ 169 9.8 | Diferencias entre Módem y Router................................................................................................... 170 9.9 | Funciones de la dirección IP.............................................................................................................. 170 9.9.1 | ¿Qué es una dirección IP?........................................................................................................... 171 9.9.2 | ¿Cómo funciona una dirección IP?............................................................................................ 171 9.9.3 | Tipos de direcciones IP............................................................................................................... 171 9.9.4 | ¿Cómo se asigna una dirección IP?......................................................................................... 172 9.9.5 | ¿Cómo está compuesta una IP?................................................................................................ 173 9.9.6 | Características de una dirección IP......................................................................................... 173 Comunidad Reparando 6 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 9.9.7 | Diferencia entre dirección IP y MAC............................................................................................. 173 9.9.8 | ¿Cómo saber la dirección IP?.................................................................................................... 173 9.9.9 | VPN (Virtual Private Network)................................................................................................. 174 9.10 | Firewall................................................................................................................................................ 174 9.10.1 | ¿Qué es un firewall?.................................................................................................................. 175 9.10.2 | ¿Cómo funciona un firewall?.................................................................................................... 175 9.10.3 | Tipos de Firewall...................................................................................................................... 175 9.10.3.1 | Firewall via software......................................................................................................... 176 9.10.3.2 | Firewall por hardware....................................................................................................... 176 9.10.4 | | ¿Para qué sirve un firewall?............................................................................................. 177 9.10.5 | ¿Por qué usar un firewall?................................................................................................... 177 9.10.6 | Configuración en un firewall.............................................................................................. 177 9.11 | Protocolos de comunicación....................................................................................................... 177 9.11.1 | ¿Qué son los protocolos de comunicación?....................................................................... 177 9.11.2 | ¿Para qué sirven los protocolos de comunicación?............................................................... 178 9.11.3 | Tipos de protocolos de comunicación..................................................................................... 178 Comunidad Reparando 7 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Móodulo 1 Placas Madre 1.1 | INTRODUCCIÓN La Placa Madre (PM) es el circuito electrónico donde se conectan todos los componentes que dan funcionamiento a un sistema de cómputo o computadora. (En el caso de las computadoras portátiles, muchos de estos componentes están soldados a dicha placa). La Placa Madre también es un componente y es intermediario entre cada una de las partes para que puedan comunicarse entre sí. Estas piezas individuales se instalan en la placa por medio de los diversos conectores, fichas y puertos localizados en su parte superior. Entre todas esas piezas y la PM conforman un sistema que permite emitir imagen en un monitor e interactuar en ella. 1.2 | CMOS Y BIOS Al inicio y sin conectar ninguna pieza externa, la PM cuenta con un firmware (tipo particular de software muy pequeño) almacenado dentro de una pequeña memoria volátil denomina- da CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor). Ese firmware integrado es conocido como BIOS o UEFI BIOS (Basic Input/Output System). La memoria CMOS sólo puede almacenar información cuando se encuentra conectada a una fuente de alimentación eléctrica, de allí su nombre de memoria volátil. Al estar cargada la me- moria puede almacenar la configuración que hayamos ajustado en nuestra BIOS. ¿Qué pasaría si apagamos la computadora y la memoria CMOS se queda sin alimentación eléc- trica? Se borrará la configuración del BIOS y debemos volver a configurarla. Ahora bien, para que la memoria cumpla su función, incluso cuando nosotros queremos apa- gar el equipo y no suministrar corriente externa, las PM vienen con alimentación propia, una pequeña pila redonda de 3 Voltios instalada. Esta pila brinda la energía suficiente para que la memoria CMOS permanezca alimentada siempre. Cuando se agote la batería de la pila, nos daremos cuenta rápidamente, ya que al encender la computadora, notaremos que es preciso configurar el BIOS en cada intento de encendido. Aparecerá un cartel en pantalla indicando que la memoria se ha descargado y consecuentemente también se ha desconfigurado el ajuste de fábrica que tiene en el firmware. Comunidad Reparando 8 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s El BIOS es un programa ejecutable ubicado dentro de la CMOS. Se caracteriza por ser el fir- mware específico de cada modelo de PM. Su principal función es controlar la interfaz de bajo nivel y la comunicación entre periféricos, slots, procesadores y memorias. Puede accederse a él desde la interfaz de arranque del equipo. Al ser encendido y puesto en ac- ción, el sistema hace instantáneos chequeos. Mientras tanto, en la pantalla se observa la etapa del POST, se muestran los chequeos de hardware junto con el logo de la PM. Es justamente en ese instante cuando debemos presionar alguna de las siguientes teclas de modo intermitente: F2, F5, F8, F10, F12, SUPR o DEL (dependiendo del modelo de la PM). Al esperar unos segundo, ya estaremos dentro. Imagen donde se observa el chequeo de hardware y la etapa de POST. Desde esta pantalla ingresamos al BIOS. Notar que en el sector inferior de la imagen están precisamente las teclas que debemos presionar en este momento. Como sucede con toda la tecnología, el firmware fue mejorando con el paso del tiempo. Se pasó del simple BIOS monocromático al complejo UEFI de la actualidad. Por ese motivo, la diferencia principal entre un BIOS y UEFI BIOS es su antigüedad. La primera es la BIOS clásica, monocromática en general de color azulado, controlada con el teclado, posee las opciones justas para configurar el inicio y otras opciones del hardware. No posee opciones predeterminadas para conectarse a Internet. La segunda es la UEFI BIOS, presente en las PM modernas. Se puede manejar con mouse y teclado, mejora en gráficos, opciones de configuración y se puede conectar a internet para actualizarse automáticamente. Comunidad Reparando 9 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Tipos de BIOS disponibles en el mercado. La BIOS clásica es menos gráfica que la otra y tiene la configuración mucho más simplificada. Hay que tener en cuenta que muchísimas BIOS o UEFI BIOS están configuradas de fábrica y no es necesario que el seteo inicial lo haga el usuario. Las opciones básicas a configurar en una BIOS son: la fecha y hora, orden de arranque de componentes, velocidad de ventilación, leer los sensores de temperatura integrados y en algunos casos permite controlar el voltaje de las piezas para realizar overclocking. 1.3 | CLEAR-CMOS Al ingresar al BIOS debemos leer estrictamen- te las opciones y si encontramos algo que no conocemos googlearlo. De todas maneras, a no preocuparse, en caso de configurar algo incorrectamente que genere un error fatal, podemos hacer un Clear-CMOS Se puede resetear la configuración prese- teada por el usuario utilizando el Jumper del CMOS. Hay que dirigirse a las cercanías de la memoria CMOS o de la pila de la PM y ubicar al Jumper en un conector macho de 3 pines. El Jumper es un tipo de conector que, al es- Jumper azul de la PM cuya función es mantener a la me- moria CMOS alimentada. Si hacemos un switch o cambio, tar conectado en los pines, produce un puente esta configuración es reseteada de fábrica. eléctrico. Para resetearlo hay que sacarlo del Comunidad Reparando 10 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s pin unos segundos (o colocarlo en el par de pines contiguo unos segundos) y luego volverlo a colocar en el par original, restaurando así la configuración a su estado default o de fábrica. Luego de hablar del firmware controlador de una computadora, pasemos a ver las partes que componen cualquier equipo informático. 1.4 | COMPONENTES DE UNA COMPUTADORA Típicos componentes que integran una computadora Placa Madre Microprocesadores Memoria RAM Almacenamiento Video (integrado o dedicado) Fuente de alimentación Refrigeración Unidades ópticas Periféricos Set Mínimo 1.5 | SET MÍNIMO Para que una computadora muestre imagen en pantalla debe estar correctamente conectado y en funcionamiento un set mínimo de componentes compuesto por Placa Madre, Microproce- sador, Memoria RAM, Fuente de Alimentación y Video. Lo interesante a discutir es que si el equipo muestra imagen en pantalla, implica que ningún componente de los nombrados está fallando críticamente. En cambio, si luego de verificar que todo está correctamente conectado, el equipo no muestra imagen en pantalla, es una evidencia para empezar a pensar que algún componente del set mínimo está funcionando incorrectamente. Comunidad Reparando 11 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1.6 | TIPOS DE PLACA MADRE Si analizamos las placas madre desde el punto de vista histórico, podemos decir que hay 3 tipos de placas, las AT, ATX y las micro ATX. Las diferencias en esas placas las notamos princi- palmente en sus tipos de conectores y puertos. Las placas AT son antiguas, lo que significa que tiene conectores que nos parecerán extraños, desconocidos y no los encontraremos fácilmente en la actualidad. Son caracterizadas por los conectores de corriente que venían de a pares, P8 y P9. Hoy encon- tramos estos conectores de corriente como los ATX de 20/24 pines. Además y dependiendo la época, los lugares donde colocamos el microprocesador, las memorias RAM, las placas dedica- das como Video, Red, etc… eran característicos de cada PM. Solo a modo de ejemplo, algunos microprocesadores de estas placas se conectaban en Slots del tipo “memorias RAM”. Práctica- mente en la actualidad estas placas están en desuso. Placa madre AT, muchos slots de Buses de expansión (marrón arriba a la derecha de la imagen), entre otras característi- cas determinantes, las memorias RAM están todas integradas (abajo a la izquierda de la imagen). Comunidad Reparando 12 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Por el momento nos centraremos en las placas modernas, las ATX. Estas placas son las más distribuidas mundialmente y entre ellas las hubo de diferentes versiones o generaciones. Dentro de la tecnología ATX podemos encontrar que sus características van a depender de la generación que estemos viendo. Según van saliendo componentes más potentes, las PM deben ir adaptándose y modificando sus conectores y puertos. 1.6.1 | Placa Madre ATX Estas placas son de un tamaño relativamente grande (30 x 30 cm aproximadamente). Su tama- ño nos permite añadir más componentes extra, más almacenamiento, más RAM, dos placas de video en simultáneo (SLI), USB, ventilación. 1.6.2 | Placa madre micro atx Tal y como su nombre lo indica, son la versión Micro de las placas ATX. Su tamaño es significa- tivamente menor y son utilizadas para ensamblar PCs más pequeñas. El problema del espacio es que, en definitiva, se le restan conectores y consecuentemente componentes. Por ejemplo, si una placa ATX posee cinco (5) conexiones USB 3.2, una micro ATX podría sólo tener tres (3), además la comunicación SLI entre placas de vídeo queda casi descartada. Hemos visto que por sí sola nues- tra PM posee un pequeño firmware ubicado en una pequeña memoria, la CMOS. Otra de sus característi- cas es que posee soldados o inte- grados (on board) en su superficie muchos microchips (Chipset). Hay dos de estos microchips que son por lejos los más importantes. El Puente Norte y Puente Sur (North and South Bridges) Placa madre ATX, notar el brusco cambio respecto a las AT. Conec- tores nuevos, mayor cantidad de disipadores y muchísima mayor potencia. Comunidad Reparando 13 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1.7 | PUENTE NORTE Y PUENTE SUR (CHIPSET) Históricamente, las PM contaban con dos procesadores integrados (también conocidos como coprocesadores para diferenciarlos del microprocesador principal), el Puente Norte (PN) y el Puente Sur (PS). Estos chips comunican diferentes componentes entre sí. El PN es muy potente y puede levantar mucha temperatura mientras funciona. Por tal motivo, suele encontrarse a simple vista por el gran disipador metálico que lleva encima, hoy en día ese disipador lleva impresa la marca de la PM. Su trabajo es interconectar al Microprocesador y sus núcleos con las memorias RAM, los puertos PCIe y también con el PS. En cambio, el PS no puede comunicarse directamente con el Microprocesador, debe comuni- carse con el PN primero, lo que hace un poco más lentos esos procesos. El PS no es tan potente como el PN, no levanta temperatura y no tiene disipador. Se encarga de controlar la comunica- ción entre el BIOS, los puertos SATA, los Slots PCI y los periféricos como los USB, Audio, Red entre otros. Se pueden reconocer a simple vista ya que, después del Microprocesador, son los chips más grandes de la placa. Antes del salto generacional las placas madre tenían dos coprocesadores que permitían mejorar la comunicación entre los componentes. Comunidad Reparando 14 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Con el tiempo los Microprocesadores cada vez fueron más potentes y pudieron encargarse cada vez de una mayor cantidad de operaciones, entre ellas las que realizaba el PN. Así fue que Intel decidió dar un giro, dando el trabajo que cumplía PN directamente al Micro- procesador, e integrando un nuevo chip llamado PCH (Platform Controller Hub), cumpliendo ahora el rol del antiguo Puente Sur. Pudiendo así hablar directamente el PCH con el Micropro- cesador. Por su parte, AMD demoró un poco más en dar el salto, pero con la llegada de la serie Ryzen, el Microprocesador comienza a encargarse del PN y el PS es ahora el Chipset AM4. Logrando así reducir la latencia de comunicación entre chips y mejorar la experiencia del usuario. Funcionamiento interno del Microprocesador, Puente Norte y Puente Sur (Izquierda) y el funcionamiento del Microprocesa- dor y el Chipset / PCH (Derecha). 1.7.1 | Video integrado (onboard) En algunas placas, el PN se encargaba de procesar el video, sacando así muchos recursos del sistema. Posteriormente, ese trabajo fue delegado al Microprocesador, liberando al PN. De este modo, el Microprocesador comenzaba a dedicarse a tareas gráficas, perdiendo recur- sos a expensas de dar video al sistema. Por ese motivo, se suele utilizar una placa de video dedicada y así no obligar al Microprocesador a encargarse del procesamiento gráfico. Comunidad Reparando 15 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Se detecta fácilmente si la PM tiene o no video integrado. Verificamos su panel externo y si no encontramos salidas de video, no hay video integrado y estamos en presencia de una PM de alta potencia que consecuentemente necesitará una placa de video dedicada para dar imagen. Vale la aclaración, que si se tiene una PM con video integrado y además una placa dedicada, por medio del sistema operativo se puede deshabilitar la integrada y solo dejar la placa dedi- cada instalada en los Slots PCIe de mayor potencia. Teniendo como resultado dos placas de video en la PC en cuestión, pero solo una de ellas habilitada. ¿Cómo detectar si tenemos una placa madre que soporta video integrado? Si al ver el panel externo detectamos salidas de video sin necesidad de una placa de video dedicada. En el centro de la imagen encontramos las salidas de video hembra HDMI y VGA. En las placas la transferencia de in- formación se logra a través de los canales o BUS de datos. Las carac- terísticas principales de un BUS de datos son el ancho del canal o banda y la frecuencia. Para luego calcular la velocidad de transferencia como el ancho de canal multiplicado por la frecuencia. Ancho x Frecuencia = Velocidad. Canales o BUSES que intercomunican a cada componente o integrado. Comunidad Reparando 16 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1.8 | DESCRIPCIÓN DE PARTES DE UNA PLACA MADRE 1.8.1 | Área de microprocesador Es el sector de la PM dedicado al Microprocesador. Posee gran cantidad de capacitores y bo- binas (fases) que bordean al Socket. Este último es el zócalo donde es encastrado el Micropro- cesador. Área del microprocesador destacando el Microprocesador en el Socket antes de colocar la traba de seguridad. Notar que alrededor del Socket se encuentran los capacitores cilíndricos y, debajo de disipadores, las bobinas reguladoras del voltaje. Existen sockets para todos los gustos. Principalmente diremos que según fue avanzando la tecnología y forma de los microprocesadores, los sockets fueron variando. Algunos de sus cambios fueron la forma, la cantidad de pines, la potencia y las medidas de seguridad para ajustarlos a la placa, entre otras. Antiguamente, al colocar los microprocesadores en el Socket, debíamos encastrar correcta- mente el chip y luego ejercer fuerza hacia abajo, bastante fuerza… Eso generaba que si llegabas a colocar mal el Microprocesador y hacías fuerza sin medir, adiós Chip. Hoy día, reina la tecnología de ZIF (zero insertion force) lo que significa que no hay que presio- nar el Microprocesador para encastrarlo al Socket sino que simplemente se lo coloca correcta- mente, se deja caer y luego es ajustado bajando la palanca lateral. Comunidad Reparando 17 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s En este sentido, nuevamente, los fabricantes Intel y AMD, decidieron diseñar los sockets por caminos separados. La fragilidad del Microprocesador siempre fue un tema a solucionar. Si al colocar mal el Mi- croprocesador, los pines se doblaban, era la muerte de la pieza o el inicio de un arduo tra- bajo para enderezarlos o soldarlos nuevamen- te si se habían roto. En tal dirección, Intel decidió cambiar de tec- nología, creando un nuevo tipo de pin, pero en vez de estar presentes en el Microprocesador como pequeñas agujas, estaban presentes en el Socket de la PM, o sea, se invirtió el orden. El diseño de los pines pasó de ser en formato aguja para ser redondeado. De esa manera, los microprocesadores Intel, tenían simples En vez de tener pines, los microprocesadores Intel poseen contactos planos. contactos planos en su base. Al colocarlo en el Socket hay que asegurarse que estos contactos toquen los pines redondea- dos, luego se baja la traba de seguridad y listo. No hay más peligro de doblar pines. En cambio, AMD no dejó de utilizar tecnología de pines y hasta el día de hoy en los Rayzen hay que tener especial cuidado en no doblar ninguno de los pines que lo componen. En el área del Microprocesador también vamos a encontrar los encastres o agujeros de los tor- nillos de los disipadores térmicos que son colocados por encima del Socket luego de instalar el Microprocesador. Tener en cuenta que el Socket es un elemento muy importante a la hora de planear qué Micro- procesador comprar para instalar a tu PM o viceversa. Comunidad Reparando 18 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1.8.2 | Área de memoria RAM Este sector está también bordeado de capacitores que cumplen la función de regular la co- rriente que llega a cada uno de los Slots de Memoria RAM. Los Slots se caracterizan por venir de a pares y poder utilizar las memorias en Dual o Multi channel, mejorando así el rendimiento del equipo. La frecuencia máxima soportada por el Slot será también la memoria más rápida que podrá leer tu placa. Pero también el límite de frecuencia leída por nuestra PM está dado por la memoria RAM más lenta que se tenga. Los Slots están segmentados por una muesca plástica. Deja un lado corto y otro lado largo. Mientras fue avanzando la tecnología, la posición de la muesca de los Slots y su potencia fue variando. Es así que podemos encontrar memorias RAM tipo DDR1, DDR2, DDR3, DDR4 y DDR5. (SO DIMM DDR en equipos portátiles). Siempre recordar que la compatibilidad necesaria entre los Slots y las memorias RAM a colocar es otro factor muy importante a tener en cuenta antes de comprar una PM. Slots de memoria RAM, diferenciados por colores según se quiera aprovechar la tecnología Dual o Multi Channel. Debemos colocar los pares de memorias en los Slots de cada color. Podemos decir que la compatibilidad más determinante en el armado de una computadora es la que tienen la Placa Madre, el Microprocesador a través del Socket y las Memorias RAM a través de los Slots, la compatibilidad de las tres M (Mother, Micro y Memorias). Al momento de comprar un nuevo equipo, hay que verificar esa compatibilidad. Por ejemplo, si nuestra placa madre es DDR5 y tiene un socket AM4, debo colocar un Microprocesador AMD Rayzen y una Memoria RAM DDR5 ya que es lo único que podría conectarse. La misma forma de los conecto- res nos limita. Ojo, es fácil cometer un error a la hora de armar una PC en lo que a compatibili- dad respecta, así que debemos investigar muy bien las piezas a comprar. Comunidad Reparando 19 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1.8.2 | Área de Buses de expansión Es una manera complicada pero correcta de nombrar al sector donde se colocan las placas de- dicadas. En este área encontramos distintos tipos de fichas o slots que están disponibles para agregar placas de Video, Audio, Red, Expansión USB, SATA y muchas más. No debemos confundirnos con los canales BUS que comentamos previamente. En este caso las fichas se llaman buses de expansión, pero además se conectan mediante buses o canales con otros componentes como el Microprocesador. Por ejemplo, el Puente Sur o PCH, se conecta por medio de buses con los integrados que controlan los puertos SATA de Unidades de Almacena- miento o a los integrados de Audio. Como sucedía con el Socket y los Slots de memorias, los buses de expansión fueron cambiando con el correr del tiempo y siempre aumentando su potencia. Hoy en día podemos encontrarnos las tres clásicas PCI, PCI express x1, x4, x8, x16 y PCI express 3.0. Buses de expansión interna disponibles para conectar diversos tipos de placas para extender las capacidades de nuestra computadora. Comunidad Reparando 20 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Los buses de expansión se diferencian por su forma y tamaño. Comenzando por los slots PCI y las PCI express, al igual que en las memorias, la diferencia está dada por la división de la mues- ca. Esta división genera una parte corta y una parte larga. En los slots PCI la parte corta está ubicada en la parte interna del Slot. En cambio, las fichas PCI express, la parte corta se encuen- tra en la parte externa del Slot. Adicionalmente las fichas PCIe poseen una traba de seguridad, ausente en los Slots PCI. Notar que, en particular, el Slot PCIe x1, es más pequeño que el PCIe x16 y es rápidamente distinguible. Los buses de expansión a su vez utilizan los canales bus que transfieren datos a alta velocidad, tomemos en cuenta que se conectan directamente al Puente Norte o al Microprocesador si hablamos de placas modernas. Tomar en cuenta que una vez instalada una placa dedicada, debemos instalar un driver con- trolador (software). Así es cómo el Sistema Operativo puede reconocer y controlar el nuevo hardware instalado. Otros buses de expansión a considerar son los que están ubicados en otro sector de la PM, en general en posiciones marginales en el borde de la placa, se encuentran los puertos IDE, IDE Ul- tra y SATA para Unidades de Almacenamiento y lectograbadoras. Se entiende que es una frase repetida, pero conforme avanzó la tecnología, fueron cambiando la forma de los puertos y su velocidad de lectoescritura. A diferencia de los buses de expansión anteriores que se conectan directo al Puente Norte o Microprocesador. Estos buses se conectan con el Puente Sur o PCH y luego estos últimos se comunican con el Microprocesador o Puente Norte. Antiguamente, existían las fichas Floppy, IDE e IDE Ultra, dicho en otras palabras, la disque- tera, la lectograbadora de CD y discos rígidos, entre otros tantos dispositivos. A todas ellas se les conectaba un cable pla- no de transferencia de datos conocido con el mismo nombre: cable Floppy, cable IDE y ca- Diferentes cables para conectar las unidades de almacena- ble IDE Ultra. miento a los buses de expansión Floppy, IDE e IDE Ultra. La velocidad de transferencia de datos en es- tos buses se calcula como vimos más arriba. Considerando el ancho de banda (en general 32 bits para estos cables antiguos) y la fre- cuencia (en general 20 Mhz para estos cables). Acercándonos al presente, la tecnología cam- bió para bien. Los puertos IDE fueron reem- plazados por los SATA. Típicos conectores Diferentes cables para conectar las unidades de almacena- machos y hembras con forma de L. miento a los buses de expansión Floppy, IDE e IDE Ultra. Comunidad Reparando 21 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Existen en diferentes versiones: SATA 1.0, SATA 2.0, SATA 3.0, eSATA. Todos ellos aumentan su velocidad según consideramos de los más antiguos a los más modernos. Tabla de frecuencias y velocidades de los puertos SATA. Considerar que la calidad del cable utilizado puede limitar las velocidades aquí expresadas. SATA 1.0 SATA 2.0 SATA 3.0 Frecuencia 1500 MHz 3000 MHz 6000 MHz Velocidad de 1,5 Gb/s 3 Gb/s 6 Gb/s transferencia Un caso particular que combina los dos tipos de buses aquí tratados es el famoso M.2. Es un dispositivo de almacenamiento que no se conecta en los puertos SATA, sino que se co- necta en un nuevo BUS conocido como puerto PCI Express para SSD M.2. Posee la tecnología y velocidad entregada por los Slots PCIe, es por eso que son las unidades de almacenamiento de mayor velocidad del mercado. Internamente poseen un chip procesador que se conecta, si se trata de los M.2. NGFF SATA, con el PS o PCH y éste luego se conecta con el Microprocesador; y si se trata de los M.2. NVMe PCIe, con el PN o Microprocesador. Entre ellos se diferencian por el tipo de ficha. Luego los veremos en el apartado de unidades de al- macenamiento. MSATA SSD M.2. Se observan las pastillas de memoria y el chip coprocesador que se comunica con el Puente Sur o PCH. Comunidad Reparando 22 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1.9 | ENERGÍA ELÉCTRICA EN LA PLACA MADRE La corriente eléctrica es entregada desde la Fuente de Alimentación hacia las diferentes áreas de la computadora. La PM es el principal distribuidor de esa energía y es por ese motivo que se conecta un gran cable de alimentación directamente a ella denominado Rail (conector macho ATX de 20 a 24 pines). Al ser el Microprocesador un componente de gran demanda energética tiene un cable particu- lar, el conector macho EPS o CPU de 4 a 8 pines. Comenzando por el conector de corriente ATX presente en las placas, este puede presentarse tanto de 20 como de 24 pines. Muchas fuentes, traen un conector híbrido donde se puede adaptar un conector de 20 a uno de 24 sin problemas. Conectores de corriente ATX 20/24 pines en el sector superior de la imagen. Conectores EPS para microprocesadores de 4/8 pines a la derecha de la imagen. Notar la presencia de las trabas de seguridad en los conectores. Comunidad Reparando 23 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Al colocar el cable de corriente ATX de la Fuente de Alimentación al conector hembra existente en la PM, debemos asegurarnos de conectarlo en la orientación correcta. Esa orientación está dada por una traba de seguridad, al conectarla notaremos que hace un ruido a clic. De manera contraria, para quitar el conector ATX, debemos presionar la traba para abrirla y luego extraer el conector. En línea con el conector ATX de la PM, encontramos el conector EPS o CPU para el Micropro- cesador. Este conector es parecido al ATX de la PM, pero más pequeño. En vez de tener 20 o 24 pines, el conector tiene entre 4 y 8 pines y siempre se ubica cercano al área del Micropro- cesador, a diferencia del conector ATX de la Placa Madre que generalmente se encuentra en posiciones marginales de la placa. La manera de conectar el enchufe macho al conector hembra de la PM es idéntico que con el conector ATX anterior, tiene una traba de seguridad que al presionarla a la placa, hace un clic de ajuste. Para quitarlo, habrá que presionar la traba de seguridad y tirar para arriba el conector macho. Desde el rail EPS llegan diferentes voltajes, es por eso que el área del Microprocesador tiene re- guladores. Estos reguladores de voltaje le brindan al Microprocesador en tiempo real diferentes tipos de voltajes precisos. Estos reguladores están compuestos por bobinas y capacitores que se llaman fases. Cuanta mayor cantidad de fases, más potente será la placa madre. Ya que debe regular mayor cantidad de voltaje en menor tiempo, típico de Microprocesadores potentes. Reguladores de voltaje en área del Microprocesador. Notar la presencia de capacitores cilíndricos y de fases o bobinas cúbicas. Comunidad Reparando 24 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Otro conector de corriente imprescindible es el asociado a la ventilación, generalmente vienen más de tres (3) por cada placa. Sabemos que hay muchísimas maneras de dar corriente a los ventiladores o fans, pero por ahora solo trataremos las que nos brinda la PM de fábrica. Son conectores tipo macho que en general tienen de 3 a 4 pines. En algunos casos cuen- tan también con un riel plástico útil para que haya una sola manera de orientar el conector proveniente de la pieza en particular que lo Conector hembra para darle corriente a los ventiladores de requiera. la computadora. Notar la presencia del riel plástico tanto La placa tiene un correspondiente conector en la ficha como en el conector de la placa. De esa manera del CPU FAN (fan = ventilador) y varios del tenemos una sola manera de conectar el ventilador. tipo CHASSIS FAN, los cuales son para conec- tar diversos ventiladores de entrada y salida de aire del gabinete o torre. La pila es un caso particular. Como ya se vió anteriormente, la pila entrega corriente a la memoria CMOS. De esta manera, la memoria puede almacenar información en tiempo real y así conservar la configuración del firmware BIOS aunque la computadora esté apagada. Posee un voltaje muy bajo (3v) que permite una alimentación continua. Pensemos que si debemos mudar nuestra computadora y no Pila que alimenta a la memoria volátil CMOS, cuya función existiera la pila, deberíamos re-configurar el es almacenar el firmware BIOS y brindar corriente conti- nuamente para que la configuración nunca se borre. BIOS una vez que la volvamos a conectarla al tomacorriente de nuestro hogar. Comunidad Reparando 25 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1.10 | PANEL EXTERNO Y PERIFÉRICOS Es una solución interesante para todo técnico poder saber datos de la computadora sin necesi- dad de abrirla. Más adelante veremos que desde software se puede ver la información precisa sobre cada uno de los componentes, pero nuestra idea es poder hacer un rápido diagnóstico sin necesidad de abrirla ni encenderla. ¿Qué pasa si la computadora no enciende y queremos saber qué componentes tiene una PC sin abrirla? Muy fácil, verificamos el panel externo del gabinete. Allí podremos ver que salidas y en- tradas posee la computadora e incluso si cuenta con alguna placa dedicada extra. De ese modo podemos hacer una rápida evaluación sobre qué podemos encontrarnos al momento de abrirla. Diferentes salidas y entradas de periféricos a la computadora. Tan solo viendo las entradas y salidas podremos entender la potencia y características de nuestra placa madre. Comenzando por las entradas de teclado y mouse. La primera tradicionalmente era violeta mientras que la segunda era verde. Hoy en día estos periféricos se conectan vía USB por cable o inalámbrico por bluetooth. Continuando con la salida de video. Encontramos salidas de video de muchos tipos, pero entre las más comunes y de más actual a más antigua encontramos: Displayport o mini DP HDMI, DVI, S-Video y VGA. Lo que cambia entre todas ellas es la cantidad y calidad de información que transmiten. Tengamos en cuenta que a partir de la aparición del HDMI, el audio y el video fueron transmi- tidos por el mismo conector. Considerando que existen adaptadores de una tecnología a otra es posible combinarlos. Se pierde mucha calidad gráfica pero puede servirnos para no tener que comprar otro monitor por problemas con las fichas de entrada y salida. La entrada y salida de audio es controlada por el chip integrado de audio. De fábrica las PM tie- nen buen audio. Uno mismo puede decidir agregarle una placa de audio dedicada. Dicha placa permite además de escuchar audio de calidad, conectar instrumentos para grabarlos desde la computadora. Comunidad Reparando 26 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Tengan cuidado con el audio integrado, si le exigen mucho pueden generar un cortocircuito, por ese motivo es recomendado que si van a utilizar la computadora para grabar sonido, con- sigan una Placa de Audio dedicada. En el panel externo de la PM podemos tener entre tres (3) y seis (6) conectores del tipo Auxi- liar. Los cuales sirven para calidad de audio 3.0 y hasta 5.1. Entre ellos también está presente el micrófono y es posible conectar instrumentos. Un detalle a tener en cuenta es que, en general, el integrado de audio soldado a la PM se en- cuentra alejado de las áreas que reciben mayor cantidad de corriente. Y eso está relacionado a evitar la interferencia y ruido en un periférico altamente sensible como es el audio. La ficha para Internet, conocido como puerto RJ45 o puerto Ethernet, permite tanto la descar- ga como la carga de datos. En general podemos ver que tienen dos luces titilantes, una naranja y otra verde. La verde es descarga de datos mientras que la naranja es carga de datos a Inter- net. El cable de Ethernet es otra pieza que hay que conectarla con cuidado, ya que conectarla mal o forzarla puede traer un cortocircuito y dañar la placa. Finalmente, analizaremos el sector correspondiente a los puertos USB. Los encontraremos tan- to en el panel externo de la PM como en el sector frontal del Gabinete o Torre. Existen una gran variedad y todos están diferenciados por su velocidad de transferencia. Se destacan por sus formas y colores. No es una regla absoluta, ya que pueden haber casos particulares teñidos de colores personalizados, pero en general se puede decir que blanco/negro son los USB 2.0, azul USB 3.0 y 3.1, rojo USB 3.2, el USB tipo C es pequeño y redondeado y es de alta velocidad. Diferentes tipos de conexiones USB, todas ellas son para la trans- ferencia de datos. Tabla comparativa entre tipos, modelos y velocidades de los USB existentes: Tipo USB 1.0 USB 2.0 USB 3.0 Modelo compatible A, B, Mini A,B, Mini, Micro C, Micro B Velocidad de 1,5 - 12 Mb/s 400 Mb/s 5 -10 Gb/s transferencia Comunidad Reparando 27 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Módulo 2 Microprocesadores 2.1 | INTRODUCCIÓN El Microprocesador está compuesto por circuitos semiconductores ultracompactos en un pe- queño chip impreso en una lámina de Silicio metálico que opera negando y permitiendo el paso de la corriente eléctrica. Su lenguaje es binario y está asociado a la ausencia o presencia de energía eléctrica (0 ne- gativo/ausencia – 1 positivo/presencia). La sumatoria de millones de transistores que operan simultáneamente permite la complejidad y la potencia de operación alcanzada hoy en día. El nombre “Microprocesador” pro- viene de su gradual disminución de tamaño. A medida que sus materia- les se iban haciendo más eficientes, livianos y reducidos ingresamos en la era del Microchip. Si pensamos en un contexto histórico, conforme el avance de la Revolución Informá- tica de la segunda mitad del siglo XX, la complejidad tecnológica fa- cilitó la creación de artefactos cada vez más diminutos y exponencial- Lámina de Silicio metálico donde se imprimen los circuitos que serán las neuronas de la computadora. mente potentes. 2.2 | ESTRUCTURA INTERNA Los microprocesadores se dividen en tres partes esenciales: La primera de ellas es la Unidad de Control (UC), la cual se encarga de descifrar, leer y ejecutar las tareas alojadas en la memoria CACHÉ, que es la segunda parte esencial, conocida como Banco de Registro-memoria (RB). El RB es una pequeña memoria de acceso ultrarrápido que tiene el Microprocesador en su interior (aproximadamente 256 kb de almacenamiento). Si el microchip no tuviera esa memoria debería utilizar otras, lo cual retrasaría muchísimo cada ta- rea, por más mínima que sea. Finalmente, la tercera parte es la Unidad Aritmética Lógica (ALU) que efectúa los cálculos de las operaciones. Comunidad Reparando 28 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Debemos conceptualizar que a pesar de que nosotros utilizamos el equipo gráficamente, el Microprocesador, lo único que hace son cálculos aritméticos. Cada orden que se le de a la com- putadora, desde mover el mouse hasta renderizar videos, tiene detrás cálculos y algoritmos matemáticos. 2.3 | FRECUENCIA Para entender el presente hace falta entender el pasado. Al pasar los años, los microprocesadores fueron cada vez más potentes. La velocidad de un mi- croprocesador (Frecuencia de Reloj) tiene una unidad específica y se llama Hercio (se abrevia Hz por su origen Alemán Hertz). Sucede que los Hercios expresan la cantidad de operaciones que puede realizar un microprocesador por segundo. Como es de suponerse, mientras más alto sea el valor, quiere decir que el procesador es mucho más rápido. Lo interesante es que un microprocesador no puede realizar únicamente una operación por segundo, sino que puede hacer miles e incluso millones. Por tal motivo, se utiliza el Hercio multiplicado y abreviado, por ejemplo miles de millones de operaciones por segundo serían los GigaHercios (GHz). Esto es una medida particular del procesador en solitario, ya que su desempeño general de- penderá en gran medida del resto de los com- ponentes del sistema, como la Memoria RAM o el software que estemos utilizando. Cada fabricante confecciona diversos tipos de procesadores, los hay económicos (con menos GHz) y otros de enorme potencia. Por consiguiente, hay procesadores diseñados para labores específicas. Por ejemplo, hay al- gunos que son de uso hogareño ya que con 2,5 o 3 GHz estamos bien, pero hay otros que son para trabajar como servidores y pueden llegar a 6 GHz con dos microprocesadores trabajando en simultáneo y en la misma PM. Los Microprocesadores, a inicios de los 2000, comenzaron a implementar la opción mul- tinúcleo. ¿Y cómo es esto? Inicialmente los procesadores eran lo explicado hasta aquí, la Ejemplos de frecuencias, en ellas notamos que cada pico es una operación diferente, cuanto mayor frecuencia, ma- división en tres partes internas y la resolución yor cantidad de operaciones se pueden hacer en el mismo de tareas y acertijos en serie, uno a la vez, intervalo temporal. muy rápido, pero uno a la vez. Comunidad Reparando 29 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Con la creación de los Microprocesadores multinúcleo se ideó el multitasking o multitarea en simultáneo (Multitasking = Caso en el que se le exige el procesamiento de diferentes programas y tareas al mismo tiempo). 2.4 | NÚCLEOS E HILOS Los núcleos de procesamiento pueden ser físicos, o sea, el chip internamente está dividido en diferentes núcleos que ejecutan tareas independientemente según los requerimientos del sistema o los núcleos pueden ser virtuales. Estos últimos son creados por los núcleos físicos y cumplen el mismo rol de ellos, ejecutar tareas en paralelo según lo requiera el sistema. De aquí tenemos que desprender tres ideas, cuanto más núcleos físicos mejor, es conveniente verificar cuántos núcleos virtuales tiene nuestro Microprocesador y, finalmente, poder tener un buen equilibrio entre núcleos físicos y virtuales al elegir un microprocesador. De todas maneras, es un tema de discusión aún hoy en día cuál es la verdadera eficiencia de procesamiento de los núcleos físicos y los virtuales. Al fin de cuentas, en nuestra experiencia de uso, veremos que según se necesite los núcleos se activan solos y cada uno independiente- mente tendrá una fracción del procesamiento total del Microprocesador. Otra característica asociada a los núcleos son los hilos y los hilos también van a estar relaciona- dos con la potencia de nuestro Microprocesador. Los hilos son la cantidad de tareas que puede ejecutar en simultáneo cada núcleo. Si una tarea requiere buscar información en la memoria RAM, el núcleo no quedará esperando sino que pasará al siguiente hilo hasta que el anterior esté listo para continuar su ejecución. De ese modo logramos que ningún núcleo desperdicie su tiempo esperando. Debemos encontrar el equilibrio entre cantidad de núcleos e hilos. Pero como consejo siempre elijan microprocesadores de más de 6 núcleos y 6 hilos. En ellos se en- cuentra la mejor experiencia de uso. Dependiendo el desarrollador de software va a ser el grado de eficiencia que tenga cada uno de los núcleos con el Microprocesador. Hay casos donde los softwares están diseñados de una manera poco eficiente y deciden utilizar solo un núcleo para todas las tareas, lo que resulta en un cuello de botella (similar al embotellamiento en una autopista, muchas tareas queriendo pasar por un camino muy estrecho). Otros desarrolladores, crean sus softwares de tal manera que utilizan todos en simultáneo, disminuyendo el trabajo y aumentando la eficiencia. Comunidad Reparando 30 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Dentro de un microprocesador encontraremos los núcleos (cores), a su vez, dentro de cada núcleo tendremos dife- rentes cantidades de hilos. En el caso de la imagen tenemos un ejemplo donde compara un Microprocesador sin hilos (arriba) y uno con hilos (abajo). Notemos que en el caso de los microprocesadores con hilos, tendremos la posibilidad de ejecutar mayor cantidad de operaciones ya que están divididas. Comunidad Reparando 31 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 2.5 | HISTORIA Y FABRICANTES En el mercado sobresalen los microprocesadores fabricados por dos compañías principales: Intel y AMD. Este par de fabricantes elaboran casi la totalidad de procesadores para ofrecerlos al público en general, empresas e incluso a fabricantes de hardware no vinculado con la infor- mática como son los chips de vehículos y electrodomésticos. BUS de datos Año Fabricante Modelo Núcleos Socket y Frecuencia 1971 Intel Intel 4004 4 bits | 740 Khz 1 DIP 16 pines 1972 Intel Intel 8008 8 bits | 800 Khz 1 DIP 18 pines 1974 Intel Intel 8080 8 bits | 2 Mhz 1 DIP 40 pines 16 bits 1978 Intel Intel 8088 1 DIP 40 pines 5 - 10 Mhz 16 bits 1982 Intel Intel 80286 1 PGA 68 pines 4 - 25 Mhz Intel 80386 32 bits PGA 132 68 1985 Intel 1 (i386) 12 - 40 Mhz pines Intel 80486 32 bits Socket 1-3 196 1989 Intel 1 (i486) 16 - 120 Mhz pines 32 bits 1993 Intel Pentium 1 Socket 4-7 60 - 300 Mhz 32 bits 1996 AMD AMD5 1 Socket 7 90 - 133 Mhz 32 bits 1997 AMD AMD6 1 Socket 7 200 Mhz 32 bits 1997 INTEL Pentium 2 1 Slot 1 233 - 450 Mhz 32 bits 1998 AMD AMD7 1 Socket 7 300 Mhz Comunidad Reparando 32 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 1999 32 - 64 bits - INTEL Celeron 1y2 375, FCLGA1700 266 - 3400 Mhz 2022 1999 32 - 64 bits - AMD Athlon 1 A, 563, Slot A2 0,7 - 2,4 Ghz 2002 32 bits 1999 INTEL Pentium 3 1 370 0,4 - 1,5 Ghz 2000- 32 - 64 bits INTEL Pentium 4 1 423,427, 775 2008 1,3 - 4 Ghz Athlon 64 y 32 - 64 bits 754,940, AM2, 2003 AMD 1y2 64x2 1 - 3,2 Ghz AM2+ 32 - 64 bits 2006 INTEL Core Duo 2 478, 479 1 - 2,5 Ghz 32 - 64 bits 2007 INTEL Core 2 Quad 4 775 1,3 - 3,6 Ghz 32 - 64 bits 2007 AMD Phenom 3y4 AM2+ 1,8 - 2,6 Ghz 32 - 64 bits 2009 AMD Phenom II 3y4 AM2+, AM3 2,5 - 3,8 Ghz 32 - 64 bits AM2+, AM3, 2009 AMD Athlon 2 4 1,6 - 3,5 Ghz FM1, FM2 2009 LGA 1150, 2011, 32-64 bits - INTEL Core i3, i5, i7, i9 8 y 16 2066, Socket 2,4 - 4,8 Ghz 2021 1366,1156 2016 32 - 64 bits - AMD Ryzen 8 y 16 AM4 3 - 4,7 Ghz 2022 Comunidad Reparando 33 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 2.6 | OVERCLOCKING (OC) Por el modo en que se fabrican los microprocesadores, con millones de transistores microscó- picos entrelazados, es que ninguno resulta igual al anterior, todos poseen sutiles diferencias. Aunque a veces esas sutiles diferencias pueden ser grandes diferencias. Logrando así segmen- tar los microprocesadores para ser vendidos como gama alta o baja. Los microprocesadores vienen configurados de fábrica de manera que limitan su rendimiento a las condiciones óptimas de frecuencia, consumo energético y temperatura. Así es como par- tiendo de diferentes microchips, se aseguran que todos funcionen con el mismo límite o tope de fábrica y pueden confirmar 100% que nuestro modelo tendrá ese rendimiento. De aquí se desprende que no todas las configuraciones de overclockings serán idénticas, serán particulares de cada uno de los micros. ¿Qué es el OC? En pocas palabras, el OC es el aumento de corriente circulante a través de los micro transistores internos del Microprocesador para obtener mayor frecuencia, dicho de otro modo, se pueden hacer más operaciones por segundo por haber aumentado la frecuencia de reloj, se puede pensar como acelerar el corazón dándole mayores pulsaciones por minuto. A mayor cantidad de latidos, mayor actividad. El término reloj deriva que los chips reguladores de la frecuencia del Microprocesador, funcio- nan con los mismos principios que los relojes de cuarzo (Quartz). El cuarzo tiene la propiedad del oscilador de cristal. Al aplicarle un campo eléctrico o una diferencia de potencial determi- nada, puede vibrar con una frecuencia muy bien marcada. Esta propiedad ayuda a dar electri- cidad a los componentes electrónicos con esa frecuencia y mejorar su funcionamiento. Volviendo, si aumentamos la corriente circulante en el Microprocesador, consecuentemente, aumentaremos la frecuencia del mismo, podrá hacer mayor cantidad de operaciones por se- gundo y el rendimiento de nuestra PC aumentará. Se le puede efectuar OC a cualquier compo- nente que tenga un procesador o integrado de control, entiéndase como Memorias RAM, GPU de placas de video, microondas, lavadoras, cafeteras. Si hacemos circular mayor cantidad de corriente en los circuitos indefectiblemente aumentará la temperatura. Lo mismo sucede con el Microprocesador, el OC aumenta la frecuencia, a ex- pensas de aumentar el voltaje, generando consecuentemente el aumento de la temperatura. Imaginemos la circulación de corriente como la fricción, cuanto mayor circule, mayor fricción habrá y mayor temperatura levantará el circuito. Es por esto que la refrigeración es importantí- sima al momento de efectuar OC. Si el experimento es sólo elevar un poco el rendimiento, no habrá muchos problemas térmicos. Pero si por el contrario nuestra intención es efectuar un OC extremo, debemos pensar en refrigeración líquida o incluso utilizar nitrógeno líquido que tiene una temperatura aproximada de -210 ºC. Mucho cuidado con su manipulación o consumo porque puede ser mortal tanto para nosotros como para el equipo. Comunidad Reparando 34 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Al aumentar el voltaje, aumenta la frecuencia de circulación de cargas y aumenta drásticamente la temperatura. Notar en este ejemplo que al utilizar nitrógeno líquido para refrigerar un microprocesador con OC, todo el entorno sufre las bajas temperaturas. Debemos considerar que el aumento de la temperatura desgasta de más a los componentes y disminuye su vida útil. Algunas garantías dejan de funcionar si aplicamos OC. No todos los chips soportan que se aplique el OC ¿Recuerdan cuando hablamos sobre el Chip- set? Hay PM que tienen chipsets específicos para diferentes usos. Encontramos chipsets orien- tados al overclocking de sus componentes y otros que no lo están. Pero no se preocupen, en la práctica, es posible hacer OC en la mayoría de componentes sin ver afectado el funcionamiento de la PM. La configuración del OC se hace directamente desde la BIOS. Allí se modifican los voltajes según sea el caso del par Microprocesador-Placa Madre o Memoria RAM-Placa Madre que ten- gamos. Debemos chequear que la versión de BIOS sea la más actual para asegurarnos que no haya inconvenientes. De todas formas, como todos los componentes tienen su auto control, si damos voltaje de menos o de más. No se romperá nada, debemos efectuar un Clear-CMOS y volver todo a la configuración de fábrica. Algunos softwares interesantes para hacer testing de OC son los siguientes: HwInfo, Cinebench, Prime95, XTU de Intel, entre otros. Comunidad Reparando 35 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 2.7 | SOCKETS Es el sistema de inserción o zócalo del Microprocesador a la Placa Madre. El nombre de los Sockets en general está relacionado con la cantidad de pines o contactos que contienen, por ejemplo los Intel 386 - 775 o AMD 940 - 939. La orientación correcta que debe tener el conjunto Micro- procesador-Socket es gráfica y está impresa sobre ellos. Debemos buscar las pistas que nos dan tanto los fabri- cantes de la PM como los fabricantes de los microproce- En este ejemplo se puede notar cómo hay sadores. Debemos buscar una flecha o índice tanto en el que hacer coincidir las muescas de seguri- Socket como en el Microprocesador. Debemos hacerlas dad presentes en el Microprocesador y en el Socket. coincidir entre sí y colocar el chip sin hacer presión. En el caso de los microprocesadores con pines, como es el caso de los AMD, debemos encon- trar los mismos indicadores gráficos y adicionalmente el faltante de un pin en la misma esquina marcada. Por el contrario, en Intel los contactos o pines están del lado del Socket. Colocar el Microprocesador con una orientación incorrecta y además forzar su ingreso genera rupturas insalvables. Cada Socket tiene un sistema de ajuste particular. Antiguamente había que colocar el Micropro- cesador en su orientación correcta y hacer débil presión para abajo (LIF=Low Insertion Force). La experiencia les demostró a los fabricantes que mucha gente hacía fuerza hacia abajo incluso habiendo colocado mal el Microprocesador. Lo que generó un cambio al ZIF (Zero Insertion Force) simplemente se orienta el Microproce- sador, se coloca y deja caer suavemente. Luego de verificar que no se visualizan contactos a los costados, bajamos una palanca de se- guridad. La palanca se levanta para colocarlo o sacarlo y se baja para ajustarlo. Hagamos con cuidado este último paso, ya que es muy intuitivo. La palanca suele tener una forma determi- nada o una muesca plástica para ajustarla al socket. Socket típico de intel con los contactos del lado del Socket. Notemos la presencia de las fases de regu- lación de la tensión en los laterales. También se puede notar el sistema de seguridad de ajuste con su típica palanca metálica. Comunidad Reparando 36 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Típico socket de AMD. Los pines están del lado del Microprocesador. Notar el faltante de pin en la esquina inferior izquier- da. En esa misma esquina se ve el indicador o flecha para colocarlo correctamente. De lo dicho anteriormente se desprende que cada Microprocesador necesita tener un Socket específico, aunque por lo visto en la tabla de microprocesadores sabemos que hay algunas excepciones donde Sockets iguales pueden albergar más de un tipo de Microprocesador. Por ese motivo, al comprar una PM debemos tener en cuenta la limitante de compatibilidad. Misma limitante existente entre los Slots de Memoria RAM. Así como hemos definido los Sockets, hay que aclarar que antiguamente algunos microprocesadores (Intel - Pentium II) se conectaban mediante Slots, similares a los Slots de memoria RAM. En esas PM no existía el Soc- ket como lo conocemos. Comunidad Reparando 37 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s 2.8 | 8 DISIPADORES DE CALOR Los componentes electrónicos generan mucho calor y elevan su temperatura cuando corre electricidad en su interior. Es por eso que se deben utilizar disipadores, refrigerantes o regula- dores para evitar la falla en los transistores y apagones repentinos en la computadora. En casos extremos de temperatura pueden fundirse los metales en su interior y producir cortocircuitos. Los refrigerantes más comunes utilizados en la computación son conocidos como disipadores. Los que se utilizan en la computación son metálicos y vienen además con ventilación de aire o refrigeración líquida. El material metálico que ofrece mejor rendimiento a la hora de transmitir el calor es el cobre y en menor medida el aluminio. Si hablamos de otros materiales que disipen el calor no podemos olvidarnos del agua, por excelencia el mejor regulador natural de la temperatura. Le cuesta mucho aumentar su temperatura, pero también le cuesta mucho disminuirla. Si de alguna ma- nera pudiéramos meter un líquido acuoso dentro de un disipador y combinar sus utilidades obtendremos un disipador con la habilidad de transmitir el calor del metal y con la disipación del agua. Sorpresa, hablamos de la refrigeración líquida. ¿Cómo hacemos para que un disipador metálico sirva para regular la temperatura de un Mi- croprocesador? El Microprocesador tiene una superficie superior plana metálica. En esa superficie se expresa toda su temperatura. Al colocar un disipador en contacto con ella, estamos aumentando la superficie total que transmite ese calor, pasamos de una pequeña lámina metálica a una su- perficie decenas a centenas de veces mayor. Y esto no se logra porque el disipador es gigante, sino que las rendijas existentes en él, logran aumentar su superficie en un pequeño volumen. Pensemos este ejemplo, ¿Qué tiene más superficie? Una burbuja de jabón grande o el mismo volumen pero en muchas burbujas pequeñas. Disipador metálico enrejado. Notar la presencia de un ven- tilador por encima. El calor es transmitido desde la superficie del Microprocesador hacia el metal del disipador. Luego, el aire circula por las rejas y refrigera el área. Comunidad Reparando 38 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Al aumentar esta superficie también aumentamos el contacto total con el aire, el principal agente disipador del calor en el caso de la refrigeración con ventiladores. El aire absorbe el calor del metal y el metal lo libera. Si aumentamos la circulación de aire, este efecto mejora porque siempre hay aire nuevo para transferir calor. Al agregar ventiladores al disipa- dor estamos intentando aumentar la circulación de aire para aumentar así también la transferencia de ca- lor con el medio ambiente, en este caso es el interior de la PC, luego, con más ventilación en el Gabinete o Chasis, expulsamos dicho aire ca- liente al exterior de la habitación, luego abriendo la ventana, expulsa- Otro ejemplo de un disipador metálico refrigerado por ventilación de aire. En este caso tiene un doble ventilador para casos de microprocesa- mos dicho calor al medio ambiente, dores que levantan mucha temperatura. se entendió el punto. Este mismo efecto de transferencia de calor se logra con otro gran disipador de la temperatu- ra, el agua. La refrigeración líquida es utilizada en la actualidad, solo que el disipador en lugar de buscar la circulación de aire, busca la circulación de un gel acuoso que absorbe calor y por convección comienza a circular. Este movimiento, mueve al gel caliente y lo cambia por gel frío generando un ciclo de circulación infinito. Este efecto sostenido en el tiempo logra que nuestro Microprocesador por medio del sistema de cañerías, que conectan la superficie del Chip con reservas de gel, pueda regular su temperatura interna. Refrigeración líquida, en este caso, no cuenta con un disipa- dor metálico común. Sino que cuenta con un radiador lleno de líquido que migra desde las zonas calientes a las zonas frías, transportando el calor y reduciendo la temperatura del Microprocesador. El radiador es ventilado para enfriarlo. Comunidad Reparando 39 Cu rs o Armado y Re p a r a c i ón d e com p uta d or a s Para lograr fijar el disipador a la PM debemos ajustarlo ya sea con tornillos o con trabas plásti- cas, todas ellas son parte misma del disipador. Tomar en cuenta que algunos disipadores traen una chapa de refuerzo que se coloca en la parte anterior de la PM. Se hace coincidir con los orificios y se ajusta con el disipador por medio de tornillos de seguridad. Soporte y placa de hierro para ajustar disipador de Microprocesador a la Placa Madre. 2.9 | PASTA TÉRMICA Cuando definimos la superficie del Microprocesador deberíamos haber puesto las palabras superficie plana entre comillas. Ya que si observamos microscópicamente la superficie ésta es completamente irregular y lo mismo sucede con la superficie del disipador. El disipador frío se pone en contacto con el microprocesador caliente por medio de la pasta térmica, la cual ayuda a mejorar el contacto térmico. Comunidad Reparando 40 Cu rs o Ar