Breve introdução e importância da Placa-Mãe no mundo da informática

A placa-mãe pode ter recebido este nome por uma analogia humana, relacionada a tudo desenvolvido considerando suas características, isso pelos periféricos ficarem conectados e sendo diretamente ou indiretamente gerenciados por ela, em outra analogia pode ser considerada a espinha dorsal do computador ou o centro nervoso, por onde as informações transitam interconectando todos os periféricos.

Diversidade de modelos e tamanhos:

Considerando os computadores mais modernos, existe uma generosa variedade de modelos para atender as mais diversas necessidades porém limitando o conteúdo ao campo da microinformática, dessa maneira é abordado apenas os modelos de configuração ATX, MicroATX e Mini-ITX mas você pode conhecer um pouco mais sobre esses padrões clicando aqui.

Dessa maneira o padrão ATX é o mais popular para computadores domésticos adquiridos de distribuidores ou montados pelo próprio usuário, elas estão diretamente relacionadas a suas dimensões geométricas facilitando a inclusão ou substituição de periféricos entre uma grande possibilidade de personalização.

Os componentes necessários:

Ao observar uma placa-mãe fora da embalagem, considerando um pequeno conhecimento em peças de computador, percebemos imediatamente algumas partes-chave desse componente começando numa relativa posição de destaque o local para instalação da CPU, nas configurações mais modernas estamos divididos em modelos apenas para processadores AMD e apenas para processadores INTEL, não apenas isso temos ainda diferença de pinagens (socket) entre elas estando relacionadas às suas famílias como exemplo Opteron, Duron, FX e Ryzem simplificando para AMD e para a INTEL o Pentium, Core2Duo, Core2Quad, Xeon e resumindo para a recente família “i”.

Apesar dessa separação, um mesmo fabricante como ASUS ou GIGABYTE produz esses componentes para ambos os processadores normalmente com algumas variações nos recursos existentes nelas. Na pesquisa para configuração do hardware é sempre recomendado acessar o fabricante da placa-mãe e seus manuais para identificar os processadores compatíveis com o modelo desejado, o mesmo vale quando pretender atualizar apenas o processador ou placa-mãe por defeito ou melhoria e por tabela verificar a compatibilidade dos demais periféricos como memória e fonte de alimentação pelo tipo de modelo escolhido possivelmente necessitar a substituição deles.

Outro componente de extrema importância, que você pode aprender um pouco mais clicando aqui é o CHIPSET, integrante nativo da placa-mãe responsável como centro de comunicações e controlador de tráfego do computador. Identificando e verificando a compatibilidade dos demais periféricos instalados no computador, gerenciando outras tarefas como as de I/O (E/S – Entrada/Saída) de componentes que não se comunicam diretamente com o processador (CPU) como as entradas USB e controladores do barramento SATA.

Retomando a sugestão sobre pesquisar no site do fabricante sobre os modelos de processadores compatíveis, está no chipset a responsabilidade de compatibilidade entre determinadas gerações de CPU (processadores) ficando relacionadas ao custo/benefícios delas simplificando entre os modelos topo de linha, intermediário e baixo custo. Como exemplo para a arquitetura AMD temos atualmente como topo de linha o chipset X570, para o intermediário entra o B550 e por fim para os modelos de entrada o A520.

Seguindo pelos demais componentes depois do socket (entrada/ socket/ suporte etc…), temos as expansões PCI e PCIe ou popularmente slots, em destaque temos o atual PCIe para placas gráficas e dependendo do modelo de placa-mãe podendo ter duas ou mais entradas, depois as placas PCI para outras placas de expansão como sintonizadoras de TV, placas de som (mais robustas que as nativas), placas de rede (mais robustas ou de características diferentes) sem fio ou cabeadas, para conectar periféricos mais robustos como scanners (digitalizadores) citando apenas alguns.

Em especial as placas gráficas (ou placas 3D ou placas de vídeo) utilizam o slot PCIe 16x, o número 16 representa a quantidade de trilhas (ou faixas) utilizadas para o tráfego dos dados compartilhados entre ela e a CPU, os outros slots costumam ter menos de 16 faixas.

A placa gráfica usa o chamado slot x16. Este é um slot PCIe com 16 faixas para mover dados entre a placa gráfica e a CPU. Os outros slots geralmente têm menos de 16 faixas, embora alguns possam ter o mesmo tamanho que o x16.

Não pela ordem mas apenas de maneira sequencial temos a seguir e geralmente próximo do socket da CPU os bancos de memória (ou slots de memória), para os módulos de memória RAM. Nos modelos de entrada e até alguns intermediários são habitualmente oferecidos 2 slots, ainda que para o mercado doméstico existem atualmente placas-mãe com até 8 bancos de memória e considerando que alguns módulos podem chegar até 32GB é possível imaginar a insanidade dessa quantidade de memória.

Seguimos agora para os conectores SATA tradicionalmente para unidades de armazenamento como os atuais SSD´s ou os clássicos Discos Rígidos (ou HD´s) que podem ser tanto de 3.5” quanto de 2.5” dependendo do Gabinete escolhido e não menos importante, desde a padronização do padrão SATA foi superada a limitação de até 4 periféricos (HD, DVD, CD etc …) como ocorria no obsoleto padrão IDE, por isso a quantidade de entradas também vai depender do modelo escolhido da placa-mãe mas geralmente não inferior a 4 entradas. Em modelos atuais veremos entradas para os novos padrões de barramento NVME e M.2 como possível substituto para o SSD ou complementar a ele, sendo ainda mais compactos e no mínimo com o mesmo desempenho e espaço para armazenamento. Por fim as entradas de energia 24 pinos conectados diretamente à fonte de alimentação, num pequeno artigo clicando aqui, e de alimentação adicional de 4 ou 6 pinos também próximo da CPU para conseguir suprir a demanda para tantos periféricos atuais de alto desempenho.

Os demais componentes estão distribuídos entre as conexões adicionais, sendo conjuntos de pinos metálicos separados em pequenos grupos e identificados na própria placa-mãe por utilidade como exemplo para os chicotes para expansão USB frontais, configuração e conexão do painel frontal de áudio, iluminação RGB, indicação de atividade do HD e da CPU, lembrando que no manual da placa-mãe todos eles estão também identificados e comentados.

Aproveitando o momento, procure o manual da sua placa-mãe e conheça mais sobre ela permitindo também entender mais sobre o que são jumpers e a utilidade das Baterias CMOS.

Apresentando e comentando o relativamente famoso VRM:

Depois da apresentação sobre os componentes principais de uma placa-mãe, atualmente existe um entusiasmo sobre um módulo em particular sendo ele o VRM. Mesmo considerado como “um módulo” regulador de tensão não necessariamente é um único componente, na verdade é um conjunto de peças atuando juntas. Identificar um VRM de alta qualidade é indicado por ele levar em consideração a expectativa de vida útil da placa-mãe, a capacidade da placa-mãe permanecer em atividade quando configurada em overclock (acima da velocidade nominal) é outra característica a ser considerada.

Para alimentar a CPU, a voltagem fornecida pela fonte de alimentação precisa se reduzida para tensões em torno de 1,2 a 1.3 volts, podendo variar acima ou abaixo desse valor dependendo da CPU adotada e estando ou não em overclock. Para reduzir a potência da CPU entra em ação o VRM sendo composto por três principais componentes: MOSFET´s, Capacitores e Reguladores, segue no conjunto o PWM (Pulse Width Modulator – Modulador de Largura de Pulso) e por fim os circuitos integrados ao driver, de maneira geral quando o assunto é VRM então apenas esses três principais componentes são considerados.

Avançando para os capacitores, são aqueles pequenos cilindros distribuídos por toda a placa-mãe, na verdade em praticamente qualquer circuito eletrônico, suportando determinadas cargas de energia e suavizando ou filtrando a voltagem fornecida aos demais componentes, protegendo contra surtos. Outro motivo para pesquisar bem o modelo da placa-mãe desejada e também avaliar a exigência de uso que ela terá pois problemas neles costumam representar instabilidade, podendo ser confundidos com problemas no sistema operacional e até explodirem. Os reparos que permitem a substituição de componentes da placa-mãe são muito comuns atualmente mas depende muito do correto diagnóstico que algumas vezes pela demora, impossibilidade ou o custo do reparo acaba sendo mais vantajoso a troca de toda a placa-mãe.

Ao observar com mais atenção ao redor do socket da CPU notará uma generosa coleção desses capacitores, dispostos geralmente em pé em frente ou próximo a pequenos cubos ou reguladores. Os reguladores possuem a função de ajudar e estabilizar a voltagem, por trás deles estão pequenos chips conhecidos como MOSFET´s ( Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors – Transistores de Efeito de Campo de Óxido de Metal-Semicondutor). Em placas-mãe de alta qualidade esses MOSFET´s ficam tradicionalmente ocultos sob um dissipador térmico próximo dos reguladores. Em outros modelos considerando as intermediárias e de entrada é possível estarem expostos por uma economia até questionável considerando os custos mesmo em larga escala, a própria aquisição separada desses dissipadores com valores atrativos para o consumido final já sugere isso, altamente recomendável pois são componentes com considerável dissipação térmica (aquecimento).

Os MOSFET´s colaboram na alimentação adequado pela CPU enquanto os capacitores e reguladores atuam estabilizando essa energia e protegendo contra sobrecargas, unindo-se para formar a chamada fase sendo composta por dois MOSFET´s, um capacitor e um regulador. Quanto mais fazes possuir uma placa-mãe mais estável e limpo o fluxo além de mais potência em potencial a ser entregue para a CPU quando resolver efetuar um overclock. É possível em alguns modelos identificar o total de fazes pelo número de reguladores identificados na placa-mãe, com seis reguladores indica seis fazes mas não assuma isso como regra geral por alguns fabricantes poderem incluir mais fazes por regulador, podendo interpretar mais fases do que realmente existe e não entenda como um comportamento presumidamente desonesto, pelo maior número de componentes melhorar o compartilhamento da carga de trabalho ainda que não seja tão vantajoso quanto ter fases adicionais.

Usando como exemplo o modelo B450 Aorus Elite v1 da GIGABYTE utilizando 11 reguladores porém adotando a configuração 4+3 quando quatro fases alimentam os núcleos da CPU possuindo reguladores duplos para cada uma das fases. Em seguida outras três fases alimentando os demais componentes, a GPU integrada da CPU (quando existente) ou a matriz de I/O (E/S).

Apesar desse belo conteúdo sobre o VRM tenha em mente que sua importância faz sentido apenas aos que fazem relativo uso da prática do overclocking, pela maior preocupação com o fornecimento limpo de energia mantendo a durabilidade da configuração, para o objetivo do computador não seguir por este caminho a escolha pode figurar mais para manter a boa qualidade construtiva do conjunto.

Para ajudar na escolha e com a grande ajuda da internet, é muito sugerido pesquisar por comparativos e conteúdos explicando os modelos disponíveis, isso pela propaganda ser a alma do negócio onde o modelo mais caro ou de valor mais elevado não necessariamente representar a adoção dos melhores componentes.

Seguindo com as Sugestões de Compra para Placas-Mãe:

Pela imensa variedade de modelos considerando um cenário global, é praticamente impossível até mesmo chegar num modelo específico, afinal ele pode não estar disponível para todos os países ou pela velocidade de atualização até mesmo já ter sido descontinuado.

Por outro lado, para não encerrar esse conteúdo sem uma boa conclusão que permita ao menos considerar algumas características globais e indiferente do fabricante e modelo disponível, veja a seguir alguns deles e suas características:

• Processador (CPU): Mesmo que não seja a decisão final escolha entre AMD ou INTEL como pilar para a configuração do kit, depois levando em conta seu orçamento seguir para a família de processadores que vai refletir diretamente no modelo de placa-mãe e os recursos oferecidos por ela. Não menos importante confirme se o processador acompanha ou não o dispositivo de refrigeração Cooler pelo seu significativo valor se for adquirido separadamente e ainda na etapa dos processadores avaliar a necessidade ou não dos modelos com gráficos integrados (GPU) já que podem ser desnecessários se optar por uma placa de vídeo dedicada e permitem uma boa redução no valor do processador.
• Placa-mãe: É quase uma pesquisa simultânea entre ela e o processador (CPU), provavelmente representando uma boa quantidade de tempo comparando entre modelos, tendo já escolhido o processador, dependendo do país vai significar uma boa quantidade ou poucas opções disponíveis. Os recursos seguem no comparativo como a disponibilidade e necessidade de entradas NVME OU M.2, entradas PCI e PCIe, padrões de saída de vídeo como VGA, DisplayPort, DVI e HDMI, entradas USB integradas, placa de som, rede citando alguns e também os bancos de memória.
• Módulos de Memória: Próximo da lista para comparativo e compatibilidade entre as arquiteturas INTEL e AMD especialmente nessa última por incompatibilidade entre as memórias na mudança da CPU, isso mesmo, existem memórias que funcionam apenas num tipo de processador, veja também padrões de barramento como DDR3, DDR4 e em breve o DDR5 não sendo compatíveis entre si e também a velocidade mas considere aqui sempre a nominal já que as velocidades mais altas são referenciadas apenas em overclock ou para um determinada família de processadores.

• Demais periféricos: Os próprios dispositivos de armazenamento seja HD, SSD ou NVME / M.2 não possuem restrições quanto tipo de processador, o mesmo para placas de vídeo dedicadas, de rede ou outros tipos mas sempre respeitando o tipo de barramento.

Conclusão

O conteúdo apresentando até aqui foi uma pequena, no sentido real da palavra, porção do total significado para o total entendimento do funcionamento de uma placa-mãe e tudo o que pode ser referenciado a ela, evoluindo imensamente da mesma maneira que diversos outros periféricos do computador para conseguir acompanhar as nossas exigências no processamento de nossas informações.

Apesar de retratar apenas as placas-mãe de computadores domésticos, os servidores e notebook´s também possuem seus tipos de placas-mãe sendo muito similares aos descritos aqui, foram desconsiderados para não resultar num conteúdo imenso e certamente cansativo sem aplicação prática, são oferecidos como solução completa e sua troca costuma ser efetuada apenas por profissionais especializados.