Cajas de Ordenadores

Función

La caja es el soporte físico encargado de «guardar» los componentes del ordenador y protegerlos. Protege los componentes internos de golpes, polvo y ondas electromagnéticas.

Factor de Forma

El factor de forma define el estilo, tamaño, forma, organización interna y componentes compatibles de una caja, incluyendo:

• Placa base
• Fuente de alimentación
• Ubicación de los puertos de entrada y salida
• Conectores

El tamaño y la forma de una caja vienen determinados principalmente por el factor de forma de la placa base, dado que es el componente más grande que irá dentro. También se deben considerar las dimensiones de otros componentes como tarjetas gráficas o sistemas de refrigeración.

Diferentes Estilos

Torre

Las torres pueden ser de tres tamaños (hoja, midi y mini):

• Las hoja son las más grandes y se utilizan en servidores.
• Las midi son las más comunes, y se pueden instalar la mayoría de los componentes.
• Las mini también son bastante comunes, aunque son para placas base más pequeñas (micro ATX).

Sobremesa

Son las que van colocadas «bajo» la pantalla. Están de forma horizontal sobre su apoyo, y no tienen muy buena ventilación porque están en contacto con una mayor superficie de la mesa, lo que no permite que pase tanto aire.

Otros Tipos

Son los tipos más innovadores. Existen cajas con formas que pueden requerir placas base específicas, o que pueden tener una ventilación particular o limitaciones en la compatibilidad de componentes.

Componentes de la Caja

Cubierta

Parte exterior. Se sujeta a la estructura con tornillos o clips. Antes las cubiertas tenían forma de U.

Fuente de Alimentación

Muchas cajas ya la llevan incorporada. Es la que proporciona la electricidad a los componentes internos. Hay que tener en cuenta la potencia necesaria para alimentar todos los componentes y asegurar un voltaje mínimo adecuado.

Bahías

Son donde se instalan los discos duros, el CD-ROM, etc. El número de bahías es una de las cosas más importantes a la hora de comprar una caja. Las hay de dos tipos (internas o externas):

• Internas: Son donde se colocan los discos duros, que no se pueden acceder desde fuera.
• Externas: Se colocan los CD-ROMs, DVDs, etc., y se puede acceder a ellos sin necesidad de abrir la caja.

Interruptores

• Encendido/Apagado: Está conectado a la placa base, aunque antes se conectaba a la fuente de alimentación.
• RESET: Permite reiniciar el equipo.

Panel Frontal

Es la parte que cubre la parte frontal de la caja. Tiene unos LEDs que indican el estado del ordenador. No son necesarios, pero son útiles.

Estructura

Es el esqueleto del ordenador. Sirve de soporte para montar los componentes. También hay que tener en cuenta que se pueda abrir por un lado para acceder a los componentes y que la fuente de alimentación no quede en medio, facilitando el montaje y desmontaje. Las cajas preparadas para refrigeración líquida tienen espacio para la bomba o orificios para sacar los tubos y colocar la bomba fuera.

Estándar AT

Anterior al ATX

Las fuentes de alimentación AT se utilizaron hasta que apareció el Pentium MMX. Los conectores en la placa base varían respecto a los que utilizan las fuentes ATX, deben activarse con el interruptor y no permiten apagar el equipo por software. También tenían una mala refrigeración, ya que el procesador estaba al lado de la fuente de alimentación y se calentaba mucho.

ATX

No era compatible con ningún otro formato anterior. Es mucho más fácil de montar, tiene un coste relativamente bajo, mejor disposición de los componentes, el procesador está mejor ubicado para una buena refrigeración, más cantidad de puertos integrados y más puertos PCI.

Tipos de placas base ATX:

• ATX estándar
• microATX
• FlexATX

Conectores

En el manual de la placa base se indica dónde deben ir conectados cada uno de ellos. Los conectores básicos son:

• Indicador de funcionamiento (Power SW)
• Indicador de acceso al disco duro (HDD LED)
• Pulsador de RESET
• Conector de altavoz interno (Speaker)

Los conectores frontales son:

• USB
• Audio

Una Caja Ideal

• Que tenga la ventilación adecuada.
• Que tenga el número de bahías que se necesite.
• Que tenga conexiones frontales, tantas como sea posible.
• Que sea ligera y resistente.
• Que tenga suficiente espacio.

Sistemas de Refrigeración

Disipadores y Ventiladores

Para el buen funcionamiento y conservación de un ordenador, la refrigeración es importante. Los componentes electrónicos generan calor al funcionar, y si la temperatura supera ciertos límites, pueden aparecer problemas de rendimiento e incluso daños. Por eso es fundamental refrigerar los componentes.

Disipadores

Un disipador es un elemento encargado de disipar el calor producido por un componente electrónico.

Disipadores Pasivos

Son los más utilizados y los menos eficaces. Se basan en la ley de Fourier: la capacidad de conducir calor es directamente proporcional a la superficie de contacto. Cuanto mayor sea la superficie, mejor se disipa el calor. Son un conjunto de láminas unidas que pueden ser de cobre o aluminio, ya que son buenos conductores de calor. El cobre suele estar en contacto con el procesador, mientras que el aluminio ayuda a expandir el calor. Una de las ventajas es que no generan ruido, pero a menudo no son suficientes para refrigerar adecuadamente los componentes de alto rendimiento.

Disipadores Activos

Cada vez se usan más, ya que combinan las ventajas de la refrigeración pasiva con la ventilación. El ventilador crea una corriente de aire que refresca la superficie del disipador. Cuanto mayor sea el ventilador, más aire mueve y mejor refrigera. Las aspas diseñadas para un flujo de aire óptimo son más efectivas. Los sistemas de control gestionan el funcionamiento del ventilador, regulando su velocidad o encendiéndolo y apagándolo según la temperatura. Esto reduce el desgaste, prolonga la vida útil y reduce el ruido.

La Ventilación del Procesador

El procesador genera mucho calor, especialmente a altas velocidades. Si se calienta demasiado, el rendimiento se reduce e incluso puede dañarse. Por eso, cada procesador necesita una refrigeración específica para mantener una temperatura óptima. La refrigeración activa, con un disipador y ventilador, es la más común para los procesadores.

Caja del Ordenador

El calor generado por el procesador, la tarjeta gráfica, los discos duros y otros componentes se acumula en el interior de la caja. Para evitar que se sobrecalienten, es necesario refrigerar la caja adecuadamente. La temperatura óptima de funcionamiento suele ser inferior a 25 o 30 ºC. La temperatura máxima que pueden soportar los componentes varía, pero no deben superar los límites especificados por el fabricante.

Refrigeración por Aire

Es el método más utilizado y el más barato. Consiste en renovar el aire dentro de la caja para que la temperatura se acerque a la temperatura ambiente. Los ventiladores pueden estar colocados en la caja o en los componentes, como la fuente de alimentación, la tarjeta gráfica y el procesador.

Optimizar la Refrigeración

• Instalar otro ventilador en la parte posterior de la caja para expulsar el aire caliente.
• Organizar los cables del interior para que no obstruyan el paso del aire.
• Instalar un ventilador en la parte frontal para forzar la entrada de aire fresco.
• Ubicar la caja en un lugar ventilado, sin objetos que bloqueen el flujo de aire.
• Controlar la temperatura de la habitación donde se encuentra el ordenador.

Programas que controlan la temperatura:

• Motherboard Monitor
• SpeedFan

Características de los Ventiladores

Nivel Sonoro

Es la cantidad de ruido que genera un ventilador cuando está funcionando. Se mide en decibelios (dB).

Revoluciones

Son las veces que da una vuelta completa por minuto. Se mide en revoluciones por minuto (rpm).

Flujo de Aire o Caudal

Cantidad de aire que es capaz de mover. Se mide en metros cúbicos por hora (m³/h). Cuanto más aire mueva, mejor.

Tensión Nominal

La tensión necesaria para hacer funcionar el ventilador. Se mide en Voltios (V).

Dimensiones

Es el diámetro del ventilador. Se mide en milímetros (mm). El mínimo suele ser 80 mm.

Conexión

Cómo se conecta el ventilador a la fuente de alimentación para recibir corriente eléctrica. Se puede conectar a la placa base con un conector de 3 o 4 pines, o a la fuente de alimentación con un conector Molex.

Fijación

Normalmente se fijan con tornillos a los componentes o a la caja.

Rodamiento del Ventilador

Tecnología usada para minimizar el rozamiento del ventilador con el eje de giro y así reducir el consumo de energía y el ruido.

Memorias

Las memorias son componentes o circuitos electrónicos que permiten guardar y recuperar información. En un ordenador, nos referimos a:

• Memoria RAM (Memoria Principal): Es un componente que permite guardar datos temporalmente. Es una memoria volátil.
• Discos Duros (Almacenamiento Secundario): Guardan información de forma permanente.

Perdurabilidad de los Datos

Volátil

Memoria que pierde su información cuando no hay corriente eléctrica.

No Volátil

No pierde su información cuando se apaga el ordenador. Pueden ser memorias magnéticas (discos duros), ópticas (CD, DVD) o electrónicas (memoria flash).

Forma de Acceso

Acceso Secuencial

Para acceder a una porción de información, hay que pasar por todas las anteriores (como en una cinta magnética).

Acceso Aleatorio

Se puede acceder a cualquier posición de memoria directamente, sin tener que pasar por las anteriores (como en la memoria RAM).

Funcionalidad: Registros

Las memorias se organizan en registros, que son unidades de información de un tamaño determinado.

Jerarquía de Memoria

La memoria está jerarquizada en diferentes niveles, desde el punto de vista del procesador. Esto se debe a:

• La velocidad de los procesadores.
• Las características de las memorias (velocidad, capacidad, coste).

Velocidad de Acceso

Para acceder a la memoria se necesita un tiempo mínimo, llamado tiempo de acceso. Se mide en nanosegundos (ns).

Velocidad del Reloj

La velocidad del reloj en la RAM se mide en MHz. Indica la frecuencia a la que la memoria puede acceder a los datos.

Latencia (Retraso)

La latencia CAS es el tiempo que transcurre entre que el controlador de memoria envía una petición para leer una posición de memoria y el momento en que los datos son enviados a los pines de salida del módulo. Cuanto mayor sea la latencia, más tarda la RAM en enviar los datos que la CPU le pide.

Capacidad

Indica el tamaño de la memoria:

• Unidad mínima: bit
• Agrupaciones de bits de 8 en 8: byte
• Múltiplos del byte: kilobyte (KB), megabyte (MB), gigabyte (GB), terabyte (TB), etc.

Ancho de Banda

El ancho de banda es la máxima cantidad de datos que teóricamente se puede transferir por segundo. Se calcula multiplicando la frecuencia efectiva por el ancho del bus de memoria.

Voltaje

El voltaje es diferente en cada tipo de RAM. Cuanto más voltaje, más consumo y temperatura. Un menor voltaje implica un menor consumo y una menor generación de calor.

Módulos

La memoria RAM se agrupa en módulos, que son pequeños circuitos impresos con chips de memoria soldados. Existen diferentes tipos, tamaños y número de conectores.

SRAM y DRAM

SRAM (Static RAM)

Memoria que mantiene los datos mientras haya corriente eléctrica. Es muy rápida, pero cara y ocupa más espacio. Se utiliza como memoria caché, ya que su velocidad es crucial para el rendimiento del procesador.

DRAM (Dynamic RAM)

Utiliza un transistor y un condensador para almacenar cada bit. Es más barata, ocupa menos espacio y se calienta menos que la SRAM. Sin embargo, necesita ser refrescada periódicamente, ya que los condensadores pierden su carga con el tiempo.

Acceso a las Posiciones de DRAM

Para acceder a la memoria DRAM, hay que indicar el número de fila y el número de columna de la celda que se quiere leer o escribir. Esto introduce un retraso en el acceso a la memoria.

Tipos de Memoria RAM

FPM (Fast Page Mode) DRAM

Permitía leer datos en bloques, lo que aceleraba el acceso a la memoria. Velocidad de acceso: 60-70 ns.

EDO (Extended Data Output) DRAM

Mejora de la FPM que permitía solapar la lectura de un bloque de datos con la búsqueda del siguiente. Velocidad de acceso: 40-30 ns.

SDR (Syncronic Data Rate, Single Data Rate) DRAM

Se sincroniza con el reloj del sistema, lo que permite transferir un dato por cada ciclo de reloj. Velocidad de acceso: 25-10 ns.

DDR (Double Data Rate Syncronic Dinamic Ram) SDRAM

Transfiere datos en ambos flancos del ciclo de reloj, duplicando la velocidad de transferencia. Trabaja a 2.5V.

DDR2 (Double Data Rate Syncronic Dinamic Ram) SDRAM

Mejora de la DDR que transfiere 4 palabras por ciclo de reloj. Trabaja a 1.8V.

DDR3 (Double Data Rate Syncronic Dinamic Ram) SDRAM

Mejora de la DDR2 que transfiere 8 palabras por ciclo de reloj. Trabaja a 1.5V.

Módulos de Memoria RAM (Presentaciones)

DIP (Dual In-Line Package)

Dos filas de patas de conexión. Se insertaban en los zócalos de las antiguas placas base.

SIPP (Single In-Line Pin Package)

Primer intento de módulo de memoria. Circuito impreso con 30 pines. Delicado y caro de fabricar. Trabajaba con 9 bits.

SIMM (Single In-Line Memory Module)

Tarjeta de circuitos con chips de memoria soldados y un conector de borde. Existían versiones de 30 y 72 contactos.

DIMM (Dual In-Line Memory Module)

Evolución de los SIMM, con conectores en ambos lados del módulo.

SO-DIMM (Small Outline DIMM)

También llamados mini DIMM. Se utilizan principalmente en portátiles.

RIMM (RAMBUS In-line Memory Module)

Módulos de memoria de Rambus, diseñados para un alto rendimiento. Trabajan a alta frecuencia y suelen tener una placa metálica para disipar el calor.

DDR DIMM (Double Data Rate DIMM)

Interfaz de 184 contactos. Frecuencia efectiva = Frecuencia real x 2.

DDR SO-DIMM

Versión para portátiles de los DDR DIMM.

DDR2 DIMM (Double Data Rate DIMM)

Interfaz de 240 contactos. Frecuencia efectiva = Frecuencia real x 4. Ventajas sobre la DDR: menor disipación de calor, menor consumo eléctrico, mayor ancho de banda.

DDR3 DIMM (Double Data Rate DIMM)

Interfaz de 240 contactos. Frecuencia efectiva = Frecuencia real x 8. Ventajas sobre la DDR2: menor disipación de calor, menor consumo eléctrico, mayor ancho de banda.

Clasificación de las Memorias ROM (Sólo Lectura)

Read Only Memory: Memoria no volátil, programada de fábrica y no se puede modificar. Se clasifica en:

• ROM
• PROM
• EPROM
• EEPROM
• Flash

PROM (Programable ROM)

El valor de cada bit se define mediante fusibles. Una vez programada, no se puede modificar.

EPROM (Erasable Programable ROM)

Se puede borrar mediante luz ultravioleta y reprogramar. El borrado es completo.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM)

Se puede borrar y reprogramar eléctricamente. El borrado puede ser selectivo.

Flash

Evolución de la EEPROM que permite escribir y borrar bloques de celdas. Es más rápida que la EEPROM. Se utiliza en pendrives, memorias USB, cámaras digitales, reproductores MP3/4, etc.