Componentes Clave del Hardware de un Ordenador: CPU, Placa Base y Más

Chasis y Tipos de Caja

Chasis: Es el armazón, normalmente de aluminio o plástico, que contiene todos los elementos del ordenador.

Tipos de Caja

• Torre, Minitorre
• Sobremesa
• Barebone: Caja de tamaño muy reducido cuyo propósito es ocupar poco espacio y tener un diseño algo más llamativo.
• Rack: Pueden almacenar un número muy alto de equipos en un formato conocido como U (Unidad de Rack). Utilizado principalmente en CPD (Centro de Procesamiento de Datos).

Sistemas de Refrigeración

Componentes destinados a mantener una temperatura adecuada para el funcionamiento del hardware.

• Disipadores: Elementos, generalmente metálicos, que aumentan la superficie de contacto con el aire para enfriar componentes como el procesador y los puentes norte y sur del chipset (disipación pasiva).
• Ventiladores: Utilizados para forzar el flujo de aire. Los aspectos a tener en cuenta son el ruido (medido en decibelios, dB) y la velocidad de giro (revoluciones por minuto, rpm), que normalmente será variable en función de la necesidad de refrigeración del equipo.
• Heat-pipes: Consisten en tubos huecos sellados con un fluido en su interior que, mediante evaporación y condensación, transfiere eficientemente el calor generado por componentes como el procesador hacia un disipador.

Procesador (CPU)

El Procesador o CPU (Central Processing Unit) es el encargado de ejecutar cada una de las instrucciones que forman cualquier programa que se encuentre en ejecución. La velocidad de un procesador se mide en Hertz (Hz), que indica el número de ciclos de reloj por segundo a los que opera. Para determinar la velocidad real del procesador es necesario conocer también cuántas operaciones puede éste ejecutar en cada ciclo (IPC - Instrucciones Por Ciclo).

Información Relevante del Procesador

• Velocidad del reloj o frecuencia interna (medida en GHz).
• Velocidad del bus frontal (FSB - Front Side Bus) o interfaces equivalentes (como DMI o HyperTransport).
• Memoria caché (L1, L2, L3): Memoria ultrarrápida integrada en el procesador.
• Número de núcleos (cores): Unidades de procesamiento independientes dentro del mismo chip.
• Consumo energético (medido en vatios, W) y TDP (Thermal Design Power).

Tecnologías Destacadas en Procesadores

• SMM (System Management Mode): Permite gestionar la energía a bajo nivel y controlar el hardware de forma transparente al Sistema Operativo. Incluye funcionalidades como:
  • Funciones ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) y APM (Advanced Power Management) para la gestión avanzada de energía del sistema.
  • Soporte para versiones heredadas de USB (Universal Serial Bus).
  • Monitorización del sistema (temperaturas, voltajes).
  • WOL (Wake-on-LAN): Capacidad de encender el equipo remotamente a través de la red.
• SSE (Streaming SIMD Extensions): Conjunto de instrucciones sucesoras de MMX. Incorpora nuevas instrucciones que mejoran el rendimiento de aplicaciones de gráficos avanzados, 3D, audio y video streaming, y reconocimiento de voz. Existen múltiples versiones (SSE2, SSE3, SSE4, AVX, etc.).
• 3DNow!: Alternativa de AMD a las instrucciones SSE de Intel (actualmente en desuso).
• Multicore: Arquitectura que permite disponer de varias unidades de procesamiento (núcleos) en un solo encapsulado de procesador, mejorando el rendimiento en multitarea y aplicaciones optimizadas.

Zócalo del Procesador (Socket)

Elemento de la placa base donde se conecta físicamente el procesador.

Tipos de Zócalos Comunes (Históricos y Actuales)

Intel

• Socket 478: Para procesadores Pentium 4 y Celeron 4.
• LGA 775: Para Core 2 Duo y Quad, últimas versiones de Pentium 4, Pentium D y Celeron D.
• LGA 1156: Para la primera generación de Core i3, i5, i7.
• LGA 1366: Para la gama alta de la primera generación de Core i7 y procesadores Xeon.
• LGA 1155: Para la segunda y tercera generación de Core i3, i5, i7.
• LGA 1150: Para la cuarta generación de procesadores Intel Core i.
• LGA 2011 / 2011-v3: Para modelos de gama alta/entusiasta de Core i7 y procesadores Xeon.
• (Existen zócalos más recientes como LGA 1151, LGA 1200, LGA 1700, LGA 2066)

AMD

• AM2 / AM2+: Para AMD Athlon 64, 64 FX y 64 X2.
• AM3 / AM3+: Para algunos modelos Athlon II, Phenom II, FX y Sempron de AMD.
• Socket F: Para procesadores AMD Opteron (servidores).
• (Existen zócalos más recientes como FM1, FM2, FM2+, AM4, TR4, sTRX4, AM5)

Modelos de Procesadores (Ejemplos Históricos)

Intel

• Pentium 4: Lanzado en el año 2000.
• Pentium D: Lanzado en 2005 (primer procesador multicore de Intel para escritorio).
• Core 2 Duo / Quad: Lanzados en 2006.
• Serie Core i (i3, i5, i7): Introducida a partir de 2008.
• Celeron: Línea de procesadores de bajo coste y rendimiento, presente desde finales de los 90 hasta la actualidad.

AMD

• Athlon 64: Lanzado en 2003 (primer procesador de 64 bits para escritorio).
• Athlon X2 y Athlon 64 X2: Lanzados en 2005 (primeros multicore de AMD).
• Phenom / Phenom II: Lanzados a partir de 2007.
• APU (Accelerated Processing Unit): Procesadores que integran CPU y GPU en el mismo chip.
• FX: Línea de procesadores de gama alta (basada en arquitectura Bulldozer y sucesoras).
• Duron: Línea de bajo coste lanzada en el año 2000.
• Sempron: Lanzado en 2004 como sucesor del Duron, enfocado al segmento de bajo coste.

Overclocking

Overclocking: Práctica que consiste en forzar a un componente electrónico (como el procesador, la tarjeta gráfica o la memoria RAM) a funcionar a una frecuencia de reloj superior a la especificada por el fabricante, con el objetivo de obtener un mayor rendimiento. Esta práctica puede aumentar el consumo de energía, la generación de calor y potencialmente reducir la vida útil del componente o causar inestabilidad si no se realiza correctamente.

Placa Base (Motherboard)

La Placa Base (también conocida como Motherboard o Placa Madre) es la tarjeta de circuito impreso principal de un ordenador, de tamaño variable, donde se conectan e interconectan todos los componentes y periféricos del equipo.

Características Principales de la Placa Base

• Zócalo del procesador (Socket): Determina qué procesadores son compatibles.
• Tipo y cantidad de memoria RAM soportada (Ej: DDR3, DDR4, DDR5; número de ranuras DIMM).
• Chipset: Conjunto de chips que gestiona la comunicación entre el procesador y el resto de componentes.
• Puertos de expansión: Ranuras para conectar tarjetas adicionales (Ej: PCIe x16 para tarjetas gráficas, PCIe x1, PCI).
• Formato (Factor de forma): Define el tamaño físico y la disposición de los componentes (Ej: ATX, Micro-ATX, ITX).
• Componentes integrados: Funcionalidades incluidas en la propia placa (Ej: Tarjeta de red Ethernet, chip de sonido, a veces gráficos integrados).
• Conectores de almacenamiento: Puertos para discos duros y SSDs (Ej: SATA, M.2).
• Conectores de alimentación: Para recibir energía de la fuente de alimentación (Ej: ATX de 24 pines, EPS de 4/8 pines para la CPU).
• Panel trasero de E/S (Entrada/Salida): Conjunto de puertos para conectar periféricos externos.

Chipset

El Chipset es una característica fundamental que define gran parte de las capacidades y el rendimiento de la placa base. Determina la tecnología soportada por la misma (tipo de procesador, tipo y velocidad de RAM, versiones de PCIe, número de puertos USB y SATA, etc.), por lo que se considera un parámetro crucial al elegir una placa base. Del chipset dependen cómo se interconectan todas las partes del equipo con el procesador, la velocidad del bus del sistema (como el antiguo FSB o interfaces más modernas como DMI o Infinity Fabric), la tecnología de RAM soportada y la tecnología empleada en los buses de entrada/salida, entre otros aspectos.

Arquitecturas del Chipset (Tendencias Históricas)

• Arquitectura de Hub (Puente Norte / Puente Sur): En arquitecturas más antiguas, el Puente Norte (Northbridge) se encargaba de interconectar al procesador con los componentes más rápidos del sistema (memoria RAM, bus gráfico AGP/PCIe). El Puente Sur (Southbridge) interconectaba el Puente Norte con el resto de componentes y buses más lentos (PCI, USB, SATA, audio, red, BIOS).
• PCH (Platform Controller Hub): Arquitectura utilizada por Intel desde aproximadamente 2008 y adoptada de forma similar por AMD. En esta arquitectura, muchas de las funciones del antiguo Puente Norte (como el controlador de memoria y el controlador PCIe principal) se integran directamente en el procesador. El chipset (ahora a menudo un único chip llamado PCH en Intel o simplemente 'chipset' en AMD) gestiona las funciones del antiguo Puente Sur, como los puertos SATA, USB, la red integrada, el audio y los buses PCIe secundarios. La comunicación entre la CPU y el PCH se realiza mediante interfaces como DMI (Direct Media Interface) en Intel o enlaces PCIe en AMD.

Formatos de Placa Base (Factor de Forma)

Los formatos más comunes definen las dimensiones físicas de la placa y la ubicación de los puntos de montaje y conectores:

• AT (Obsoleto)
• ATX (Estándar común para torres de escritorio)
• Micro-ATX (Más pequeño que ATX, compatible con cajas ATX)
• Flex-ATX (Variante de Micro-ATX)
• ITX (Familia de formatos pequeños): Mini-ITX (muy popular para HTPC y SFF), Nano-ITX, Pico-ITX.

Puertos de Conexión Habituales (Panel Trasero E/S)

Conjunto de conectores situados en la parte trasera de la caja, accesibles desde el exterior:

• Teclado PS/2 (morado, cada vez menos común)
• Ratón PS/2 (verde, cada vez menos común)
• USB (Universal Serial Bus): Diferentes versiones (2.0 - negro, 3.0/3.1/3.2 Gen 1 - azul, 3.1/3.2 Gen 2 - rojo o turquesa, Type-C - conector reversible)
• Puerto Paralelo (LPT, DB-25, obsoleto, para impresoras antiguas)
• Puerto Serie (COM, DB-9, obsoleto, para dispositivos antiguos)
• Salidas de Vídeo: VGA (D-Sub 15, analógico), DVI (Digital/Analógico), HDMI, DisplayPort (Estos últimos son los más comunes actualmente para vídeo y audio digital)
• Conectores de Audio: Jacks de 3.5mm para entrada de línea (azul), salida de altavoces frontales (verde), micrófono (rosa), y a veces altavoces traseros (negro), central/subwoofer (naranja), etc. También puede haber salida óptica S/PDIF.
• Puerto Ethernet (RJ-45) para conexión de red cableada.