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Reparación de Computadoras 3

AA rtículortículo dede ttApAApA

RepaRación de pc:

cómo RealizaR el diagnóstico de una computadoRa con

intel coRe i7Desde la aparición de las PC de escritorio, a comienzo de los 80, la tecnología a avanzado a pasos agigan-

tados pero la concepción de estos equipos sigue siendo la misma a tal punto que sus componentes básicos

siguen siendo los mismos, aunque de menor tamaño y mejores prestaciones, gracias al avance de las téc-

nicas de integración. Una computadora de escritorio sigue teniendo una CPU, una pantalla, un teclado y un

ratón (mouse); el corazón del equipo se encuentra dentro de la CPU y es la denominada placa madre, placa

base o motherborad y mucho ha cambiado en cuanto a lo que puede hacer desde las primeras computado-

ras con microprocesador 8086 hasta las modernas tarjetas con Intel i7, sin embargo en las placas madre que

alojan a estos chip hay una memoria de programa, una memoria de datos, una BIOS, puertos para comuni-

carse con el exterior, etc. El primer libro editado por Quark sobre reparación de computadoras data de 1989

y, desde entonces, son varios los libros, artículos, cursos y videos producidos sobre este tema ya que en la

medida que aparecen equipos con nuevas tecnologías es necesario explicarle al técnico diferentes técnicas

para poder realizar un diagnóstico apropiado cada vez que una PC presenta una falla.

Hoy encontramos PCs de escritorio “todo en uno” donde la placa madre está en el mismo gabinete donde

se encuentra la pantalla, también existen notebooks de todo tipo y hasta tablets con pantalla touch que

emplean sistemas operativos que permiten su manejo sin necesidad de teclado externo.

El último artículo publicado sobre estos temas fue en Saber Electrónica 317 y debido a las preguntas de

nuestros lectores decidimos preparar este informe que lo complementa y en el que analizaremos cómo son

las placas madre comerciales de última generación y de altas prestaciones, cuáles son sus principales com-

ponentes, cómo se realiza su diagnóstico y cuáles son los problemas más frecuentes.

Coordinación: Ing. Luis Horacio Rodríguez - e-mail: [email protected]

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Artículo de tapa

4 Informática

DesCripCión De una plaCa MaDre

CoMerCial De ÚltiMa GeneraCión

Tal como describimos en el Artículo de Tapa deSaber Electrónica Nº 316, la placa base de unacomputadora se usa para interconectar los dispos-itivos de un ordenador o PC entre sí y controlarlosde forma adecuada e incluye componentes elec-trónicos necesarios para el funcionamiento dedichos componentes. Conectados a ella podemosencontrar, entre otros:

El microprocesador,

La memoria RAM,

Conexiones para USB,

Disco duro,

Ranuras para tarjetas,

Puertos SATA,

Puntos de alimentación,

Tarjeta de sonido integrada,

Etc.

El “cerebro” de una com-putadora u ordenador es elmicroprocesador (en ade-lante µP), que va insertadoen la placa base, suele seruno de los componentesimprescindibles más caros oincluso el más caro (actual-mente existen hasta por1500 dólares, de 6 núcleos)que podemos encontrar enun ordenador. Su misiónprincipal es procesar infor-mación y, al contrario que unmicrocontrolador, por sí solono puede funcionar.

Generalmente la gentese fija básicamente en la fre-cuencia del µP para determi-nar la potencia de un equipopero no sólo hay que fijarseen eso, hay muchas otrascosas que influyen en lapotencia que dependen deluso que se le vaya a dar a laPC, como ser la capacidadde procesamiento gráfico(necesidad de una tarjetagráfica aparte), la memoriaRAM (no sólo la cantidadsino también el tipo de

memoria), los tipos de ranuras de expansión de laplaca base para tarjetas que se quieran añadir, eldisco duro (igual que en la RAM no sólo hay quefijarse en la cantidad de memoria sino también enla velocidad), etc.

Se suele pensar que todos los dispositivostienen conexión con el microprocesador, pero nadamás lejos de la realidad; tan sólo unos pocos ele-mentos se conectan directamente a él, la mayoríade los dispositivos son controlados por un chip quehace de “hub” o centro de operaciones.

El procesador (cpu) es un chip que se vale deotros chips que hacen la comunicación con lamemoria, los discos duros, los puertos de impre-sora, video, audio, los CDs, etc.

El chipset es el nombre de identificación de loschips que indican la marca y versión que se estáempleando en una tarjeta madre en especifico.Existen chipset de marca Intel, o Nvidia, VIA, SIS,etc., todos son de diferentes características y con-fiabilidad, se sabe que a mejores características y

Figura 1


cómo realizar el diagnóstico de una computadora con Intel core i7


estabilidad hacen más caras las tarjetas madresque los llevan.

El "chipset" es el conjunto (set) de chips que seencargan de controlar determinadas funciones delordenador, como la forma en que interacciona elmicroprocesador con la memoria o la caché, o elcontrol de los puertos y ranuras de expansión .

Antiguamente estas funciones eran relativa-mente sencillas de realizar y el chipset apenas

influía en el rendimiento de la computadora, por loque el chipset era el último elemento al que se con-cedía importancia a la hora de comprar una tarjetamadre. Pero los nuevos y muy complejos micro-procesadores, junto con un muy amplio abanico detecnologías en materia de memorias, caché y per-iféricos, han hecho que la importancia del chipsetcrezca enormemente.

Del tipo de chipset dependerá el tipo de memo-ria, la gama de proce-sadores que la tarjetasoportará, el número máx-imo de discos, el númerode puertos USB, y suvelocidad.Como ejemplo, en la figura1 tenemos el esquema dela placa DZ68BC que usael chipset Z68 como con-trolador de toda la placa.Como se puede observar,excepto la RAM, PCIe x16-x8, HDMI y DP (conexionesque demandan muchacapacidad de proce-samiento), todo lo demásestá centralizado en el chip

Figura 2

Figura 3


Artículo de tapa

6 Informática

Z68. Recordemos tambiénque la función de un µP es,como su nombre indica,procesar información y nocontrolar.

En a figura 2 se tieneuna imagen de la placabase Intel DZ68BC.

Comenzando a ver enmás detalle algunas de laspartes más interesantes dela placa, empezamos por elzócalo del µP, figura 3. Hayque tener en cuenta queexisten varios tipos dezócalos, cada uno con unaforma o tamaño diferentespor lo que, a la hora de ele-gir un microprocesador ouna placa, hay que tenerloen cuenta. En este caso setrata de un LGA1155, quesirve perfectamente paraun microprocesador i7.

En la figura 3, sobre elzócalo está situada unatapa de color negro quesirve para proteger la zonade golpes, roces y polvo.Para insertar el µP hay quequitar dicha tapa. En lafgura 4 se puede ver elzócalo o base sin dichatapa.

La RAM se inserta enlas ranuras que se ven enla imagen de la figura 5. Enellas no se puede instalarcualquier tipo de RAM, porello que es otro punto atener en cuenta a la horade elegir una placa o unamemoria RAM. Inclusopara memorias que física-mente se pueden insertaren estas ranuras, interna-mente la placa puede noser compatible con ellasasí que hay que tenermucho cuidado y leer bienlas hojas técnicas de cadauna.

En mi este caso son

Figura 4

Figura 5

Figura 6


Art Tapa - OBD y escaner.qxd:ArtTapa 17/01/14 09:56 Página 13

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8 Informática

conexiones para memoriasRAM DDR3. De nuevo, porsi alguien se pregunta porqué dos son de un color ylas otras dos de otro, loespecificaré más adelante.

A continuación, en lafigura 6, se puede ver unaimagen del lugar dondeestá el chip Z68 del quehablé antes, justo debajode ese pequeño radiadorazul disipador de temper-atura.

Si desea añadir una tar-jeta de red (si no vieneintegrada en la placa oqueremos una mejor), unatarjeta gráfica, una placade sonido, una tarjeta Wi-Fi, etc. debemos insertar-las en las ranuras PCI(Interconexión de Compo-nentes Periféricos) queestán en la placa. Haydiferentes variantes que sediferencian a grandes ras-gos en el número de pinesy velocidad de transferen-cia de datos. En la figura 7se puede ver una foto devarios zócalos (bases)junto a su denominación.

Para conectar más per-iféricos, como discos durosinternos o unidades deCD/DVD/Blu-Ray, entreotros, actualmente se usauna interfaz SATA. Al con-trario que la interfaz PATA,la que se usaba hace años,los dispositivos no necesi-tan configurarse comoesclavos o maestros. En lafigura 8 se pueden apreciarun total de ocho conex-iones SATA.

El hecho de que esténagrupadas por color obedece a que tienen difer-entes velocidades de transferencia de datos oestán conectados a diferentes controladores (paraeste caso particular).

La placa que estamos analizando también

posee otros puertos para comunicarse con el exte-rior que corresponde a las entradas y salidas deaudio y vídeo, conexiones de red, etc.

Estos zócalos o conectores son accesiblesdesde el exterior de la PC y para la placa madre

Figura 7

Figura 8

Figura 9


Tec Punta - Redes:ArtTapa 08/27/2013 15:29 Página 69

Artículo de tapa

10 Informática

que estamos analizando se muestran en la figura 9,de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo,tenemos:

• Primera columna:

USB 2.0 (amarillo)

P1394 (negro)

eSATA (rojo)

Segunda columna:

USB 2.0 (negro)

• Tercera columna

RJ45 hembra (para conexiones de red)

USB 3.0 (azul)

• Cuarta columna (en vertical)

HDMI

• Quinta columna

DVI-I (azul)

Display Port

• Sexta columna

Entradas y salidas de audio (micrófono, línea,

altavoces, etc.).

el MiCroproCesaDor y el Cooler

Centrándome en el µP, cuando se lo compra,viene con un ventilador para colocarlo justo encimade él (también llamado cooler).

Este elemento es necesario para la correctarefrigeración del µP para que no se recaliente ni sequeme, aunque los hay que son capaces de dis-minuir su funcionamiento si falla el ventilador para

Figura 10

Figura 11

Figura 12 Figura 13




que no se queme. En la figura 10 podemos ver unafoto del ventilador del Intel Core i7 2600k vistodesde arriba. La figura 11 muestra la parte que vaen contacto con el µP para que éste transmita elcalor al “radiador” que, junto a la ayuda del venti-lador, disipará todo el calor generado. Lo que se vejusto en el centro, esas tres rayas de color grisoscuro, es pasta térmica (viene de fábrica). Elmicroprocesador se muestra en las figura 12 y 13.

la MeMoria raM

La memoria RAM (Random Access Memory –Memoria de acceso aleatorio) es un tipo de memo-ria que almacena aquella información (instruc-ciones o datos) que esté usando el sistema en unmomento dado, incluida información del SistemaOperativo. Dicha información no se carga por com-pleto, sino que de forma estratégica (existen méto-dos bien descriptos) se carga sólo aquella informa-ción que se está usando o aquella que se va a usarpronto ya que la capacidad disponible no es infinita.

Sirve de “puente” de intercambio de informaciónentre el microprocesador y el disco duro y se lasusa debido a sus tiempos de lectura/escritura queson mucho más rápidos que los de un disco duro(generalmente sus tiempos se miden en nanose-gundos y los del disco duro en milisegundos). LaRAM tampoco está directamente conectada almicroprocesador sino que puede haber varios nive-les de memoria caché entre ella y el µP.

Dicho esto, cualquiera podría pensar: ¿y si aúnle metemos la RAM entre el disco duro y el µP e,incluso, si complicamos más y ponemos varios

niveles de memoria caché entre la RAM y el µP, nodebería hacerse lenta la transferencia de informa-ción? La respuesta es un “no” rotundo.

Otra de las características especiales que ladiferencian de los discos duros, por ejemplo, esque el tiempo de acceso a cada posición de memo-ria siempre es el mismo, se accede directamente,da igual que sea la primera posición que la última.En un disco duro no, depende de la posición delcabezal de lectura y del plato en el momento detener que proceder a realizar una lectura.

La última característica, de interés para esteartículo, es la volatilidad de la información: “si se vala corriente, se pierde todo lo que tenga almace-nado la RAM (cosa que no pasa en un disco duro)”.

Existen varios tipos que han ido apareciendo alo largo de los años, si alguien quiere profundizar lerecomiendo consultar Wikipedia, pero las que sonmás comunes actualmente son las DDR2 SDRAMy DDR3 SDRAM, figura 14, siendo ésta última laque soporta velocidades de transferencia más ráp-idas y la que se está imponiendo a la otra.

A parte de la velocidad a la que pueda funcionarcada tipo de RAM es interesante destacar que hayplacas que permiten el uso de dos o más canalesde comunicación con la memoria, es decir, para unsistema de doble canal se podría escribir / leer a lavez en dos memorias, duplicando (en la teoría) lavelocidad de transferencia.

En las ranuras que mostraba en el apartado dela placa base, el color diferente indica en cuáles sedeben insertar primero las memorias paraaprovechar la característica de doble canal, esdecir, cada par de dos colores indica un canal, porlo tanto, si quisiese añadir dos memorias tendríaque ponerlas primero en el color azul oscuro(quedaría una situada en cada canal) y luego elresto en las del azul claro. Algo a tener en cuentaes que las memorias tienen que ser del mismo tipodentro de un mismo canal… si no el bus usará lavelocidad menor de las dos.

Restricciones (las más comunes):

No se puede insertar cualquier tipo de RAM encualquier placa. Cada placa base tiene unasranuras para un tipo concreto de RAM (físicamenteya no se podría insertar una memoria en unaranura que no le corresponde). Si quieres añadirlemás memoria a tu PC, antes de comprarla debessaber qué tipo soporta para luego no llevar sorpre-sas desagradables. Incluso siendo del mismo tipo,por ejemplo DDR3, puede que tenga algunas car-acterísticas (como por ejemplo ECC) que la placaFigura 14


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no soporte y, aunque la memoria se pueda insertaren la ranura correspondiente, no funcionará y laplaca base se “quejará”.

Además, existe un límite de memoria RAM quepuede soportar un sistema operativo y la propiaplaca base, por lo que de nuevo habrá que infor-marse. Por ejemplo, los sistemas de 32 bits sólopueden tener como máximo 4GB de memoria, losde 64 bits mucha más.

¿Y por qué estos límites? ¿por capricho?

No, realmente es una limitación por el ancho depalabra que usa el sistema y el microprocesador.Por ejemplo, en la teoría, con 32 bits sólo se podríadireccionar un total de:

2³² posiciones de memoria,

es decir, 2³² = 4,294,967,296 Bytes ≈ 4GB.

Con 64 muchísimos más, saldría un churro denúmeros con 2⁶⁴, pero aún así las placas tienen unlímite físico que hay que consultar (la que he

mostrado en el apartado de placa base soportahasta 32GB, pero las hay de muchos más comopueden ser aquellas dedicadas a servidores osúper computadoras).

Si consulta con un programa la velocidad a laque esté trabajando el bus de la RAM y ve que lacifra que aparece es justo la mitad a la que deberíafuncionar, significa que todo va a la perfección. Esexactamente la velocidad a la que realmente estáfuncionando el sistema ya que estas memorias(DDR – Double Data Rate), en cada ciclo envíandos datos, lo que se traduce en duplicar la veloci-dad de transferencia en la práctica. Otra cosa esque, por ejemplo, tenga una memoria de 1600MHzen una placa que lo soporta, pero luego muestrauna velocidad para una de 1333MHz (indicaría667MHz más o menos); eso puede ser debido aque por defecto algunas placas, aunque les pongasuna memoria de 1600MHz, no la autodetectan y lashacen funcionar a la velocidad estándar de1333MHz. Para hacerla funcionar a 1600MHzhabría que configurar el dato en la BIOS.




intel Core i7 3770K

Actualmente encontrará placas madre conmicroprocesadores Intel “Core i” con la nuevaarquitectura Ivy Bridge. Aunque se trata principal-mente de una actualización de la arquitecturaSandy Bridge, estos procesadores presentan cam-bios en su modo de funcionamiento. Además elproceso de fabricación se redujo a 22 nanómetrosen esta generación.

Los procesadores Intel Core i de tercera gen-eración, son los primeros en utilizar la tecnología“Tri-Gate Transistors” o mejor conocida como tec-nología de Transistores 3D. Esta nueva imple-mentación implica un gran cambio en la forma quese transmiten los datos dentro del microproce-sador, la cual explicaremos más detalladamenteconforme avanza este análisis.

Por otro lado el cambio en el proceso de fabri-cación de 32nm a 22nm atrae la atención demuchos, ya que se traduce en un menor consumode energía y en mayor facilidad para aumentar lafrecuencia en estos chips (Overclock). En el casodel procesador Intel Core i7 3770K, como conse-cuencia de esta transición le permitió a Intel ajus-tarlo a una frecuencia superior a la de los proce-sadores Core i7 2600K pero con la ventaja de tenerun TDP menor, el cual es de 77 Watt.

Con estos cambios, sobretodo el uso de Tri-Gate Transistors, Intel permite que la ley de Moorecontinúe vigente.

Pero aun con estas nuevas implementaciones,

¿será esta tecnología capaz de superar en

rendimiento a los procesadores Sandy Bridge? ¿es

verdad que su principal cambio en rendimiento esta

orientado al apartado grafico? ¿presenta esta

nueva arquitectura la oportunidad de crear equipos

móviles con mejores prestaciones?

Eso y más lo trataremos más adelante.

Debajo De la tapa De ivy briDGe

Como lo mencionamos en la introducción a esteanálisis, Ivy Bridge es una renovación de la arqui-tectura Sandy Bridge, lo que implica que “teórica-mente” de acuerdo al reloj de lanzamiento de tec-nologías de Intel, esto seria un Tick, es decir uncambio en lo que respecta al proceso de manufac-tura de 32 a 22 nm, pero esto no quedo ahí, ya queIntel se planteo el uso de una nueva tecnología lla-mada Tri-Gate Transistors y mejoro el GPU conmas unidades de ejecución. Lo que dio como resul-tado lo que llamo Intel un Tick+, un Tick especial.Cabe destacar que un “Tock” significa un cambiosignificativo en su arquitectura como lo fue el cam-bio de Westmere a Sandy Bridge, figura 15.

En los procesadores Ivy Bridge podemosencontrar 1.4 billones de transistores en una super-ficie de tan solo 160 mm cuadrados, esto se debeprincipalmente al uso de la tecnología Tri-Gate

Transitors, que permiteintroducir mas transis-tores en una superficie demenor tamaño, figura 16.

¿Pero como funcionanlos Tri-Gate Transistors?Los transistores planosson transistores de 2dimensiones, están con-stituidos de conductoresque sobresalen mínima-mente del sustrato de sili-cio, los cuales tienen unaúnica puerta de control.En cambio los transis-tores Tri-Gate o 3D pre-sentan un crecimientovertical más significativolo que permite utilizar 3dimensiones de la super-ficie del conductor para

Figura 15


Artículo de tapa

14 Informática

transportar los electrones y de esta manera el con-tacto en la puerta mejora bastante y permite con-trolar mas eficientemente el paso de electrones ycomo efecto se reduce la pérdida de energía signi-ficativamente, figura 17.

Este seria el principal cambio en esta nuevaarquitectura pero también encontramos otros cam-bios importantes, como lo es el aumento de lasunidades de ejecución en el GPU. Sandy Bridgecontiene 12 unidades e Ivy Bridge pasó a tener 16unidades de ejecución. Otros cambios presentesen el GPU es la adicción de soporte para DirectX11, OpenGL 3.3, OpenCL 1.1 y DirectCompute.

Intel ha mencionado que en el lanzamiento deSandy Bridge había 50 juegos optimizados paraeste chip y ahora la lista se ha duplicado a 100 jue-gos con la salida de Ivy Bridge. También mencionaque el rendimiento de Quick Sync fue mejoradoconsiderablemente por lo que ahora podemos con-vertir videos mas rápido, los resultados de estaprueba se dan a conocer mas adelante en el análi-sis.

En la figura 18 vemos unatabla con los modelos de losprocesadores disponibles en elmercado al momento de laredacción de este análisis y losque saldrán pronto.

Para el caso de Ivy Bridge,Intel preparo el chipset Z77,que trae mejoras consider-ables. Pero parece ser que elfabricante escucho los comen-tarios de los usuarios y decidiómantener la compatibilidad conel socket 1155.

Este hecho les da la posibil-idad a los compradores deexperimentar 2 panoramas,según sea su caso, el primerpanorama es de las personasque desean actualizar su tar-

jeta madre para posteriormente actualizar el proce-sador cuando tengan la posibilidad. El otropanorama es donde los usuarios no encuentran lanecesidad de cambiar de tarjeta madre compatiblecon Sandy Bridge pero quieren cambiar su proce-sador por uno con arquitectura Ivy Bridge. En esteúltimo caso es necesario realizar una actualizaciónen el BIOS para que nuestra tarjeta madre seacompatible con los nuevos procesadores.

Evidéntemente hay mucho para hablar de estoscomponentes, pero son detalles técnicos que nosuelen ser muy útiles para el técnico reparador. Detodos modos, en www.webelectronica.com.ar,haciendo clic en el ícono password e ingresando laclave: reparoconi7 encontrará bibliografía adi-

cional. J

biblioGraFía

http://elmundodeja.wordpress.comhttp://tecnoreviews.comhttp://norfipc.comhttp://problemasconlatecnologia.blogspot.mx

Figura 16

Figura 17

Figura 18


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