No coração de um sistema computacional está o motherboard, a pedra angular sobre a qual todos os outros componentes encontram o seu lugar. Este artigo serve como um guia para iniciantes em placas-mãe, atendendo àqueles com conhecimento limitado de hardware. Ao final desta leitura, você compreenderá sua importância, compreenderá suas funcionalidades básicas e reconhecerá sua composição essencial.
Chamada de placa-mãe, placa-mãe ou simplesmente mobo, essa peça crítica de hardware é o circuito impresso principal de um computador. Sua função consiste em servir de base à qual vários componentes e interfaces são interligados para instalação. A placa-mãe tem dois propósitos principais: facilitar a intercomunicação entre os componentes montados e distribuir efetivamente a corrente elétrica que alimenta esses elementos.
Ao embarcar na compra de um novo PC, a seleção da placa-mãe é uma decisão inicial fundamental. Está intimamente ligado à escolha do processador, à caixa para montagem dos componentes, RAM configuração e muito mais. Embora seja comum imaginar a placa-mãe como uma placa de circuito integrado substancial onde os componentes se conectam, seu verdadeiro significado pode muitas vezes nos deixar em dúvida.
Explorando a estrutura e a finalidade de uma placa-mãe
Um exame mais detalhado da placa-mãe de um computador revela um intrincado circuito eletrônico composto por duas categorias distintas de componentes:
- Componentes analógicos: Esses elementos são responsáveis por orquestrar a distribuição da energia elétrica que alimenta os diversos componentes. Sua função principal é alocar com precisão a corrente e a tensão entre os diferentes elementos.
- Componentes Digitais: Estes abrangem processadores e unidades de memória que executam as operações fundamentais de um computador.
Indo mais fundo, cada chip exibe uma série de interfaces de comunicação e energia, manifestando-se como pinos ou terminais. Cada pino exigiria um cabo separado se as placas-mãe estivessem ausentes, resultando em uma complexa rede de interconexões.
Considere as imagens acima – ambas retratam o mesmo computador. A imagem à esquerda retrata um protótipo de design de pré-placa-mãe, mostrando uma massa emaranhada de cabos ausentes na segunda imagem. O mesmo fenômeno é evidente no exemplo subsequente:
Mas onde desapareceu o emaranhado? A solução está no design engenhoso da placa-mãe. Utilizando uma rede de caminhos que atravessam sua superfície, as placas-mãe modernas geralmente incorporam múltiplas camadas que abrigam canais de comunicação internos. Consequentemente, a principal função da placa-mãe centra-se em permitir a comunicação perfeita entre diversos componentes, eliminando a necessidade de uma confusão caótica de cabos.
Interfaces de expansão na placa-mãe
Embora os componentes da nossa placa-mãe sejam soldados, nem todos os componentes do computador seguem essa prática. Para permitir um certo grau de flexibilidade na escolha do hardware, é necessária uma variedade de interfaces. Essas interfaces nos permitem anexar vários componentes sem soldar, facilitando assim a seleção dos componentes.
Sockets
Os soquetes servem como conexões para o chip central do computador, também conhecido como CPU ou processador. Na contemporaneidade, eles normalmente possuem centenas de pinos ou interconexões, às vezes até chegando a 1800. Dada a sua natureza volumosa, esses pinos são distribuídos em um padrão de grade. Entretanto, diferentemente de outras interfaces, os soquetes não são padronizados; cada marca e geração de processadores vem com seu soquete distinto. Esta escolha do soquete também afeta o chipset da placa-mãe.
Rodapés
Os slots, de formato estreito e alongado, geralmente servem a dois propósitos: conectar memória RAM e placas de expansão. Inicialmente, um único tipo de soquete – S-100 – foi usado para ambos. Hoje em dia eles são separados, pois cada tipo de módulo de RAM utiliza seu soquete exclusivo, enquanto as interfaces PCI Express são dedicadas a placas de expansão.
Essas interfaces são projetadas especificamente para componentes além do processador que exigem largura de banda substancial, obtida por meio de uma infinidade de pinos, contabilizando seu comprimento estendido. Além disso, eles geralmente incorporam energia e dados na mesma interface. Atualmente, os soquetes de memória não transmitem dados através do chipset, conectando-se diretamente ao processador.
conectores
Por último, os conectores acomodam cabos ligados a interfaces como SATA e USB. Esses conectores atendem componentes que exigem transferências de dados mais lentas ou periféricos externos. Eles também facilitam as conexões da fonte de alimentação, servindo como conduítes para diversos componentes, sistemas de refrigeração e muito mais.
Chipset da placa-mãe
Uma faceta notável da evolução do hardware é a Lei de Moore, que afirma que a contagem de transistores dentro de uma determinada área aumenta periodicamente. Esse fenômeno levou à diminuição da complexidade da placa-mãe ao longo dos anos. Os chipsets originais eram substancialmente maiores.
A imagem acima retrata uma placa-mãe IBM PS/1987 de 2, densamente povoada de componentes. Por outro lado, compará-lo com um equivalente moderno revela designs mais limpos com menos chips. Essa transformação ocorreu à medida que os circuitos integrados se amalgamaram ao longo do tempo, alguns deles sendo incorporados aos processadores. O conjunto de chips antes distribuído nas placas-mãe evoluiu para uma unidade singular, ainda conhecida como chipset.
O objetivo do chipset é diminuir o número de interfaces que circundam o perímetro do processador, uma medida que aumentaria custos e dimensões. Todas as interconexões da placa-mãe estão concentradas no chipset, posteriormente ligadas à CPU por meio de uma interface única e mais rápida. Por exemplo, os chipsets das placas-mãe contemporâneas podem unir conexões USB e SATA, canalizando-as para o processador via PCI Express – uma configuração que exige menos pinos. Esse cabeamento interno simplificado otimiza os caminhos de dados.