Junto com a variedade de encaixes e interfaces, temos também uma grande variedade de formatos de placas-mãe, que são usados de acordo com o público-alvo e o número de slots que o fabricante pretende oferecer.
O mais antigo é o formato AT, introduzido junto com os micros 286, onde a placa-mãe media nada menos que 36 x 32 cm. Placas tão grandes acabam sendo caras de se
produzir, de forma que pouco depois, em 1986, foi introduzido o formato Baby-AT, em que a placa mede apenas 24 x 33 cm.
O formato Baby-AT teve uma sobrevida surpreendente. Além de ser utilizado nas placas para micros 286, 386, 486 e Pentium, ele também foi utilizado nas placas Super 7, usadas nos micros K6-2 e K6-3, que foram produzidas até o final de 2002.
A principal característica das placas Baby-AT é que, com exceção do teclado, todos os conectores são presos no gabinete e ligados à placa-mãe através de cabos flat, o que tornava a montagem dos micros um pouco mais trabalhosa; e também contribuía para o amontoamento de cabos dentro do gabinete, prejudicando a ventilação. Elas também utilizavam, tipicamente, conectores DIN para o teclado, em vez dos conectores mini-DIN usados atualmente. Para ligar um teclado atual, você precisaria usar um adaptador.
Amontoado de cabos flat num micro com placa Baby-AT
Existiram também placas Baby-AT de tamanho reduzido, com 24 x 24 ou mesmo 22 x 22 cm, geralmente chamadas de micro-AT ou 2/3-Baby. Esse formato foi extremamente popular nas placas soquete 7.
Em seguida temos o formato ATX, que marca o início da era atual. O ATX foi
desenvolvido pela Intel e introduzido juntamente com os primeiros micros Pentium II. O formato ATX trouxe um conjunto de modificações importantes. A mais visível delas é o painel traseiro, que concentra os conectores do teclado, mouse, porta serial, portas USB e também os conectores do vídeo, som e rede onboard.
Painel ATX
Junto com o formato ATX, foi introduzido um novo padrão de fontes de alimentação, em que a fonte passou a fornecer também a tensão de 3.3V, utilizada por diversos componentes e não mais apenas os 12V e 5V das fontes AT. O formato do conector foi alterado e as fontes ATX incorporaram contatos adicionais, que permitem que a fonte seja ligada e desligada via software.
Todas essas modificações tornaram os antigos gabinetes AT obsoletos. Inicialmente, os gabinetes ATX eram bem mais caros, mas conforme o formato se popularizou, os preços foram caindo, até chegar ao patamar atual.
Uma curiosidade é que o padrão ATX original previa o uso de um design de pressão positiva, em que o exaustor da fonte soprava o ar para dentro do gabinete e não para fora, como nos micros atuais. A ideia era reduzir o acúmulo de poeira dentro do gabinete, já que o ar sairia (em vez de entrar) pelas aberturas do gabinete. O problema era que esse design prejudicava a ventilação, já que o ar era aquecido pelos circuitos da fonte e então soprado sobre os demais componentes.
O sistema funcionou bem em conjunto com os primeiros processadores Pentium II, que trabalhavam a frequências relativamente baixas e geravam pouco calor, mas passou a causar problemas de superaquecimento conforme o clock dos processadores foi aumentando.
Nos gabinetes atuais, a fonte sopra o ar para fora e existe espaço para adicionar três exaustores adicionais. Um atrás, logo abaixo da fonte de alimentação (que também deve soprar o ar para fora), um na parte frontal do gabinete e outro na lateral (sobre o
processador), que devem soprar o ar para dentro.
Gabinete ATX
Na maioria dos gabinetes novos é utilizado um tubo plástico na abertura sobre o processador, que canaliza o ar externo até o cooler do processador, fazendo com que o ar seja "puxado" para dentro do gabinete. Esse design melhora a circulação de ar, sem a necessidade de instalar um cooler adicional.
Existem três tamanhos de placas ATX. As placas ATX tradicionais, também chamadas de Full ATX medem 30.5 x 24.4 cm. Este formato é geralmente reservado às placas mais caras, que trazem 6 ou 7 slots de expansão.
Em seguida temos o formato Mini ATX, onde a placa é mais "fina", medindo apenas 28.4 x 20.8 cm e o Micro ATX, o formato mais comum, usado nas placas de baixo custo, onde a placa mede apenas 24.4 x 24.4 cm.
Um quarto formato é o Flex ATX, um formato miniaturizado, onde a placa mede apenas 22.9 x 19.1 cm. Este formato foi introduzido pela Intel em 1999, para o desenvolvimento de PCs compactos e de baixo custo.
Os quatro formatos são intercompatíveis, de forma que você pode perfeitamente instalar uma placa Micro ATX em um gabinete Full ATX. A grande maioria dos gabinetes suporta o uso de qualquer um dos três formatos de placas, mas os gabinetes mais compactos geralmente oferecem uma ventilação ruim.
Todos os tamanhos especificados são medidas máximas, que asseguram que as placas funcionem em qualquer gabinete. Nada impede que os fabricantes desenvolvam placas menores (o que é muito comum), desde que a furação da placa continue compatível. É muito comum ver placas Micro ATX com apenas 20.8, ou mesmo 19.8 cm de largura. Produzir placas menores permite reduzir os custos de produção das placas mais simples. Existem ainda os formatos de placas miniaturizadas, originalmente introduzidos pela VIA. O mais popular deles é o mini-ITX, atualmente também usado em placas de outros fabricantes, incluindo até mesmo a Intel. As placas Mini-ITX medem apenas 17 x 17 cm, o que as torna realmente muito pequenas se comparadas a uma placa mini-ATX típica. Elas são muito procuradas por quem quer montar um servidor doméstico ou um media-center.
Esta da foto a seguir é uma Albatron KI690, uma placa soquete AM2, baseada no chipset AMD 690G. Como você pode notar, o tamanho reduzido obrigou os projetistas a fazerem um conjunto de concessões. Ela utiliza módulos de memória SODIMM de notebook, que são mais compactos e inclui um único slot PCI:
Placa mini-ITX
Além do mini-ITX, a VIA fabrica dois formatos ainda mais miniaturizados, chamados de nano-ITX e pico-ITX. Estas placas utilizam processadores VIA C7 de baixo consumo e são extremamente econômicas do ponto de vista do consumo elétrico. As placas pico-ITX (o menor dos dois formatos) medem apenas 10 x 7.2 cm! Apesar disso elas são extremamente incomuns, pois são caras e (devido ao uso dos processadores C7) o desempenho é ruim.
Placa Pico-ITX
Em 2003 a Intel tentou introduzir um novo formato, o BTX. Nele, tanto a placa-mãe quanto o gabinete são maiores e o fluxo de ar dentro do gabinete é otimizado, de forma a melhorar a ventilação sobre o processador. Um módulo de retenção preso ao gabinete melhorava a fixação da placa-mãe e permitia o uso de dissipadores maiores e mais pesados.
Na época, a Intel estava empenhada em lançar versões mais rápidas do Pentium 4, de forma que o padrão BTX foi desenvolvido tendo em mente processadores beberrões, que consumissem acima de 150 watts e utilizassem coolers gigantescos. Com o lançamento da plataforma Core e a ênfase em processadores eficientes, de baixo consumo, a plataforma BTX foi silenciosamente abandonada.
Chipsets
Nos primeiros PCs, os chips controladores da placa-mãe ficavam espalhados em
diversos pontos da placa. Não é preciso dizer que este design não era muito eficiente, já que mais componentes significam mais custos, mas isso era necessário na época, já que os chips eram muito mais simples. Eram usados então chips separados para o
coprocessador aritmético, para o controlador de teclado, para os controladores de disco e assim por diante.
Com o avanço da tecnologia, os circuitos passaram a ser integrados em alguns poucos chips. Isso trouxe duas grandes vantagens: a primeira é que, estando mais próximos, os componentes podem se comunicar a uma velocidade maior, permitindo que a placa-mãe seja capaz de operar a frequências mais altas. A segunda é a questão do custo, já que produzir dois chips (mesmo que mais complexos) sai mais barato do que produzir vinte. Muitas vezes, temos a impressão de que novas tecnologias (sobretudo componentes miniaturizados) são mais caras, mas, na maior parte dos casos, o que acontece é
justamente o contrário. Produzir chips utilizando uma técnica de 45 nanometros é mais barato do que produzir utilizando uma técnica antiga, de 90 ou 180 nanometros, pois transistores menores permitem produzir mais chips por wafer, o que reduz o custo unitário.
Usando uma técnica de 180 nanometros (0.18 micron), temos transistores 16 vezes maiores do que ao utilizar uma técnica de 45 nanometros. Isso significa que, utilizando aproximadamente o mesmo volume de matéria-prima e mão de obra, é possível produzir quase 16 vezes mais chips.
É bem verdade que migrar para novas tecnologias implica em um grande custo inicial, já que a maior parte do maquinário precisa ser substituído. Os fabricantes aproveitam o impulso consumista do público mais entusiasta para vender as primeiras unidades por preços muito mais altos (o que cria a impressão de que a nova tecnologia é mais cara), mas uma vez que os custos iniciais são amortizados, os produtos da nova geração acabam custando o mesmo, ou menos que os anteriores, mesmo incluindo mais funções. Assim como os demais componentes, os chipsets evoluíram e incorporaram mais
funções. Nos micros 386, até mesmo as interfaces IDE e portas seriais eram adicionadas através de placas de expansão, enquanto a maioria das placas atuais incluem, além das interfaces básicas, também interfaces de vídeo, som e rede onboard, ou seja, oferecem a um custo muito baixo funções que antes precisavam ser adicionadas através de placas extras.
A grande maioria dos chipsets segue o projeto tradicional, onde as funções são divididas em dois chips, chamados de ponte norte (north bridge) e ponte sul (south bridge). Nos últimos anos essa designação anda um pouco fora de moda, com os fabricantes
adotando nomes pomposos, mas ainda pode ser utilizada como uma definição genérica. A ponte norte é o chip mais complexo, que fica fisicamente mais próximo do
processador. Ele incorpora os barramentos "rápidos" e as funções mais complexas, incluindo o controlador de memória, as linhas do barramento PCI Express (ou AGP, no caso das placas antigas) além do chipset de vídeo onboard, quando presente. As placas
para processadores AMD de 64 bits e para os Core i3, i5 e i7 não possuem o controlador de memória, já que ele foi movido para dentro do processador.
Nas placas atuais, a ponte norte do chipset é sempre coberta por um dissipador metálico, já que o chip responde pela maior parte do consumo elétrico e, consequentemente, da dissipação de calor da placa-mãe. Em muitos casos, os fabricantes utilizam coolers ativos ou até mesmo heat-pipes para refrigerá-lo.
Ponte norte do chipset G45 (com o dissipador removido)
A ponte sul é invariavelmente um chip menor e mais simples que o primeiro. Nas placas atuais ela incorpora os barramentos mais lentos, como o barramento PCI, portas USB, SATA e IDE, controladores de som e rede:
Ponte sul (chip ICH9 da Intel)
É comum que os fabricantes agreguem funções adicionais ou substituam componentes disponíveis na ponte sul, incluindo controladores externos. Com isso, podem ser adicionadas portas SATA ou IDE extras, o controlador de áudio pode ser substituído por outro de melhor qualidade ou com mais recursos, uma segunda placa de rede onboard pode ser incluída e assim por diante. Entretanto, com pouquíssimas exceções, as funções da ponte norte do chipset não podem ser alteradas. Não é possível adicionar suporte a mais linhas PCI Express ou aumentar a quantidade de memória RAM
suportada (por exemplo) incluindo um chip externo. Estas características são definidas ao escolher o chipset no qual a placa será baseada.
Embora incorpore mais funções (em número) as tarefas executadas pela ponte sul são muito mais simples e os barramentos ligados a ela utilizam menos trilhas de dados. Normalmente os fabricantes empregam as tecnologias de produção mais recentes para produzir a ponte norte, passando a produzir a ponte sul em máquinas ou fábricas mais antigas.
No caso de um fabricante que produz de tudo, como a Intel ou a AMD, é normal que existam três divisões. Novas técnicas de produção são usadas para produzir
processadores, a geração anterior passa a produzir chipsets e chips de memória, enquanto uma terceira continua na ativa, produzindo chips menos importantes e controladores diversos. Isso faz com que o preço dos equipamentos seja mais bem amortizado. No final, o maquinário obsoleto (a quarta divisão) ainda acaba sendo vendido para fabricantes menores.
O chip MCH (ponte norte) do chipset P35, lançado pela Intel em julho de 2007, por exemplo, era ainda produzido em uma técnica de 90 nanômetros (0.09 micron), a mesma utilizada na produção do Pentium 4 com core Prescott, cuja produção foi encerrada mais de um ano antes.
O chip ICH9 (ponte sul), por sua vez, era produzido utilizando uma técnica de 0.13 micron, a mesma usada no Pentium 4 com core Northwood e no Pentium III com core Tualatin, ainda mais antigos. A diferença na técnica de produção é justificável pela diferença de complexidade entre os dois chips. Enquanto o MCH do P35 possui 45 milhões de transistores (mais que a versão inicial do Pentium 4, que possui apenas 42 milhões), o ICH9 possui apenas 4.6 milhões, quase 10 vezes menos.
Conforme os processadores foram sendo migrados para a técnica de produção de 45 nanômetros, os chipsets passaram a ser produzidos na técnica anterior, de 65 nm, como é o caso do chipset P45 (lançado em 2008) e do X58 (lançado em 2009).
Uma curiosidade é que nos antigos chipsets para placas soquete 7 e slot 1, como o Intel i440BX e o VIA Apollo Pro, a ligação entre a ponte norte e ponte sul do chipset era feita através do barramento PCI. Isso criava um grande gargalo, já que ele também era utilizado pelas portas IDE e quase todos os demais periféricos. Nessas placas, até mesmo o barramento ISA era ligado no sobrecarregado barramento PCI, através de um chip conversor, o PCI-to-ISA bridge.
Nas placas atuais, a ligação é feita através de algum barramento rápido, que permite que a troca de informações seja feita sem gargalos. No caso dos chipsets da Intel, por
Diagrama de blocos do chipset Intel P45
Não existe uma padronização para a comunicação entre os dois chips, de forma que (com poucas exceções) os fabricantes de placas-mãe não podem utilizar a ponte norte de um chipset em conjunto com a ponte sul de outro, mesmo que ele seja mais barato ou ofereça mais recursos.
Devido a diferenças no barramento e outras funções, o chipset é sempre atrelado a uma família de processadores específica. Não é possível desenvolver uma placa-mãe com um chipset AMD que seja também compatível com processadores Intel, por exemplo. O chipset é de longe o componente mais importante da placa-mãe. Excluindo o chipset, a placa não passa de um emaranhado de trilhas, conectores, reguladores de tensão e controladores diversos. Placas que utilizam o mesmo chipset tendem a ser muito semelhantes em recursos, mesmo quando produzidas por fabricantes diferentes. Como o chipset é o componente mais caro, ele pode ser considerado também é um indicador da qualidade geral da placa-mãe, já que placas com chipsets baratos, sobretudo as com os modelos mais simples da SiS e VIA tendem a ser "baratas"
também em outros aspectos. Por outro lado, é raro que um fabricante utilize um chipset mais caro, da Intel ou nVidia, em uma placa de segunda linha.
Para o futuro, a tendência é que as linhas PCI Express e os chipsets de vídeo onboard sejam movidos para dentro do processador, reduzindo a importância do chipset. Um bom exemplo são as placas para o Core i7 baseadas nos chipsets P55 e H57, onde em vez de um "chipset", temos um único chip (que corresponde à ponte sul), já que os componentes da ponte norte do chipset foram movidos para dentro do processador.
Introdução
Todos os componentes do PC são montados dentro do gabinete, que contém outro item importante: a fonte de alimentação. A função da fonte é transformar a corrente alternada da tomada em corrente contínua (AC) já nas tensões corretas, usadas pelos
componentes. Ela serve também como uma última linha de defesa contra picos de tensão e instabilidade na corrente, depois do filtro de linha, nobreak ou outro dispositivo de proteção.
Embora quase sempre relegada a último plano, a fonte é outro componente essencial num PC atual. Com a evolução das placas de vídeo e dos processadores, os PCs consomem cada vez mais energia. Na época dos 486, as fontes mais vendidas tinham 200 watts ou menos, enquanto as atuais oferecem a partir de 350 watts. Existem ainda fontes de maior capacidade, especiais para quem quer usar duas placas 3D de ponta em SLI, que chegam a oferecer 1000 watts!
Uma fonte subdimensionada não é capaz de fornecer energia suficiente nos momentos de pico, causando desde erros diversos, provocados por falhas no fornecimento (o micro trava ao tentar rodar um jogo pesado, ou trava sempre depois de algum tempo de uso, por exemplo), ou, em casos mais graves, até mesmo danos aos componentes. Uma fonte de má qualidade, obrigada a trabalhar além do suportado, pode literalmente explodir, danificando a placa-mãe, memórias, HDs e outros componentes sensíveis.
Tendo isso em mente, evite comprar fontes muito baratas e, ao montar um micro mais parrudo, invista numa fonte de maior capacidade. Não se esqueça também do
aterramento, que é outro fator importante, mas frequentemente esquecido. O fio terra funciona como uma rota de fuga para picos de tensão provenientes da rede elétrica. A eletricidade flui de uma forma similar à água: vai sempre pelo caminho mais fácil. Sem ter para onde ir, um raio vai torrar o filtro de linha, a fonte de alimentação e, com um pouco mais de azar, a placa-mãe e o resto do micro. O aterramento evita isso,
permitindo que a eletricidade escoe por um caminho mais fácil, deixando todo o equipamento intacto.
O fio terra é simplesmente uma barra de cobre com dois a três metros de comprimento, que é cravada no solo, no meio de um buraco de 20 cm de largura, preenchido com sal grosso e carvão. Naturalmente, instalar o terra é trabalho para o eletricista, já que um aterramento mal feito pode ser mais prejudicial que não ter aterramento algum. Não acredite em crendices como usar um prego fincado na parede ou um cano metálico como aterramento.
Nas grandes cidades, é relativamente raro que os micros realmente queimem por causa de raios, pois os transformadores e disjuntores oferecem uma proteção razoável. Mas, pequenos picos de tensão são responsáveis por pequenos danos nos pentes de memória e outros componentes sensíveis, danos que se acumulam, comprometendo a estabilidade e abreviando a vida útil do equipamento. Um PC perfeitamente saudável pode apresentar problemas em apenas um ou dois anos se usado em conjunto com uma fonte de baixa qualidade.
Finalmente, temos as possibilidades de expansão, que também estão relacionadas à capacidade da fonte. Este é um fator que vem recebendo cada vez mais atenção, acompanhando o aumento no consumo elétrico dos PCs. Qualquer PC mediano, com um processador quad-core ou uma placa 3D um pouco mais parruda pode facilmente exceder a capacidade de fornecimento de uma fonte genérica, fazendo com que ela desligue durante o boot, ou (em alguns casos) simplesmente exploda, causando danos aos componentes.
Tendo isso em vista, não é de se estranhar toda a atenção em torno de fontes de grande capacidade e de toda a tecnologia relacionada a elas. Tipicamente, os problemas da fonte se acentuam com o aumento na carga, por isso é tão comum que fontes de baixa qualidade "abram o bico" depois de upgrades que aumentam o consumo do PC.