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O que é e como funciona uma placa-mãe?

25 de Abril de 2021

por: MKT Positivo

Na hora de montar o computador, muita gente se preocupa apenas com processador e com a placa de vídeo, deixando peças importantes em segundo plano. É o caso da placa-mãe, um componente essencial para seu computador, que pode afetar diretamente os recursos da máquina, bem como o desempenho de todas as outras partes.

Confira a seguir o que é a placa-mãe e como ela funciona. Entenda também o impacto dela no seu uso cotidiano do computador.

O que é uma placa-mãe?

As placas-mãe são os componentes responsáveis por abrigar e conectar todas as outras peças do seu computador. É na placa-mãe que são instalados processador, memória RAM, placa de vídeo e todas as outras peças de expansão que conhecemos, tais como placas PCI Express.

É comum vermos a placa-mãe sendo chamada de “mobo” na internet. Essa redução vem do nome em inglês, motherboard.

Dentro do gabinete, a placa-mãe geralmente é instalada na lateral direita do gabinete. Essa orientação mantém todas as outras peças viradas para o lado interno, garantindo fácil acesso e visualização ao conjunto. Muitos gabinetes aproveitam esse padrão para trabalhar com acrílico, vidro e LEDs RGB, criando uma janela perfeita para exibir o hardware.

Cada componente tem um tipo especial de conexão na superfície da placa-mãe, geralmente chamado de slot ou soquete. Todas elas são padronizadas mundialmente, o que evita erros no processo de montagem.

Entenda como funciona a placa-mãe

Em termos práticos, a placa-mãe é um grande circuito impresso (PCB – Printed Circuit Board), dotado de uma enorme quantidade de trilhas que interligam os diferentes componentes do PC. Elas são construídas em diferentes tamanhos, formatos e cores, variando os recursos oferecidos de acordo com o público-alvo e preço.

Para fazer a conexão entre todas as peças, as placas-mãe utilizam PCBs bastante complexos. Alguns modelos chegam a ter até 12 camadas de trilhas sobrepostas em 3D, o que exige altíssima tecnologia. Isso é necessário para garantir que os sinais dos diferentes componentes transitem livremente e sem interferências. A quantidade de camadas também é necessária dada a altíssima velocidade de padrões de comunicação como o PCI Express 4.0.

Economizar na placa-mãe e pegar um modelo de baixa qualidade muitas vezes significa comprometer o desempenho de todo o restante da máquina, que enfrentará gargalos em suas diferentes rotinas.

Uma peça importantíssima para desempenho e segurança

Outro papel crucial da placa-mãe é a correta alimentação de energia para cada uma das peças do computador. Imagine, por exemplo, o seu processador: ele é um circuito extremamente sensível a qualquer variação de energia, precisando de um sinal puro para funcionar corretamente.

Normalmente, o processador opera com uma tensão de aproximadamente 1,2 volts. Contudo, a sua fonte de alimentação entrega 12 volts para a placa-mãe. E o que aconteceria se toda essa energia fosse direto para os núcleos?

A resposta é: fumaça e fogo!

Para ajustar a quantidade de energia que vai para a CPU, a placa-mãe utiliza diversos módulos reguladores de tensão (ou VRM – Voltage Regulator Modules, em inglês). A quantidade e a qualidade dos VRMs utilizados varia de acordo com o preço e fabricante da placa.

Modelos com um conjunto de alimentação muito fraco (poucas fases) podem apresentar instabilidade ao trabalhar com processadores com um consumo de energia ou clock mais elevado.

Outra consequência de uma placa com poucas fases de alimentação é a flutuação de tensão nos componentes, que a longo prazo pode causar danos à CPU e aos demais circuitos. Por isso, pesquise bem sobre a placa-mãe escolhida. Ela pode ser a diferença entre um PC feito para durar ou uma máquina que só dá dor de cabeça.

Conectada ao mundo externo

Além de servir como uma ponte de conexão entre todas as partes do computador, a placa-mãe também fica responsável por grande parte das ligações do PC com o mundo externo. Por essa razão, todas elas têm um painel traseiro repleto de portas e conexões, que fica visível mesmo com o PC montado.

A maior parte das portas é do tipo USB A, o padrão da indústria para conectar periféricos e aparelhos como impressoras, mouse, teclado, scanners, entre outros. Olhando para este painel traseiro, você encontrará a maioria (senão todos) dos itens listados abaixo:

  • – Portas USB (Tipo A)
  • – Portas USB (Tipo C)
  • – Conectores de vídeo (VGA, HDMI ou Display Port, dependendo do modelo)
  • – Conectores de áudio
  • – Conector de Rede
  • – Antenas para WiFi e Bluetooth

Placa de som onboard é uma boa?

Quase todos os modelos de motherboards disponíveis à venda têm um sistema de som integrado (onboard), com conectores de áudio instalados no painel traseiro e conectores para o painel frontal dos gabinetes. Os tempos de chiados e áudio distorcido ficaram no passado. Para a maioria esmagadora dos casos, a fidelidade de áudio oferecida é suficiente para jogos e entretenimento.

placa-mãe

Ainda assim, ressaltamos que a qualidade do áudio depende diretamente dos componentes utilizados, como o CODEC, capacitores e conversores escolhidos pelo fabricante. Se você quiser fazer um upgrade mais tarde, basta investir em interfaces de áudio ou headsets com conexão USB ou placas PCI Express.

Quais os principais formatos de placa-mãe?

Hoje existe uma grande variedade de tamanhos de placas-mãe. Isso possibilita ao consumidor escolher não apenas o formato e o volume do PC, mas também quais recursos são necessários para ele. Conhecidos como Form Factor, esses padrões são adotados por toda a indústria de componentes, de modo a garantir a compatibilidade necessária entre gabinetes, coolers, memórias e demais partes.

Confira a seguir quais são os principais formatos e tamanhos de placa-mãe:

ATX

O formato de placa-mãe ATX foi criado em 1995 e permanece como o principal padrão da indústria. Ele é o tamanho completo e oferece bastante espaço para o encaixe das peças, bem como para os slots de expansão (PCI-Express). O tamanho físico das placas-mãe ATX é de 305 × 244 mm, embora alguns modelos possam apresentar pequenas variações.

Placas ATX são produzidas para todas as categorias de produto, do segmento de entrada ao entusiasta. Geralmente trazem a configuração completa, com 4 slots para memória RAM. Elas costumam acomodar sistemas de alimentação mais robustos, dando espaço tanto para os componentes quanto para os dissipadores de VRM. Contudo, a qualidade dos componentes elétricos e os recursos variam de acordo com o preço e chipset.

A sigla ATX significa Advanced Technology eXtended e também é utilizada para designar o tamanho padrão das fontes de alimentação.

MicroATX (mATX)

As placas-mãe do tipo Micro ATX são muito comuns atualmente, principalmente em combinação com chipsets de entrada ou custo-benefício. Elas se apresentam como uma alternativa mais barata aos modelos ATX, ainda assim trazendo a maior parte dos recursos e conectividade do padrão maior.

Muitos modelos mATX mantém os 4 slots para memória RAM, mas há vários fabricantes que cortam essa quantidade para apenas 2 slots. Por conta do tamanho reduzido, não há tantos encaixes para placas do tipo PCI Express.

Placas mATX também são visadas por consumidores que procuram máquinas um pouco mais compactas, geralmente escolhendo gabinetes que aproveitem melhor o formato quadrado delas. As dimensões padrão são de 244 × 244 mm.

Mini-ITX (ITX)

O padrão Mini-ITX foi desenvolvido em 2001 pela VIA Technologies, mas foi apenas recentemente que esse tamanho de placa-mãe se popularizou. Graças à evolução dos coolers e dissipadores para CPUs e ao surgimento do padrão reduzido de fontes SFX, diversos fabricantes de gabinete passaram a fabricar cases compatíveis.

O formato ITX é perfeito para quem deseja um PC extremamente compacto, seja para o escritório ou para a sala de entretenimento. Os gabinetes mais modernos permitem a instalação das placas de vídeo gamer mais avançadas do mercado. Para isso, geralmente utilizam uma peça chamada riser cable, uma espécie de extensão de PCI-Express que separa a GPU da placa-mãe, oferecendo flexibilidade no posicionamento dentro do gabinete.

Apesar de possibilitar a construção de PCs muito compactos, o formato ITX tem seu preço. Esses modelos têm espaço para apenas 2 slots de memória RAM. Há apenas um slot de expansão PCI-Express (geralmente utilizado para a placa de vídeo).

Além disso, trabalhar nos gabinetes ITX é sempre um desafio, qualquer que seja sua experiência com computadores. Isso se deve ao espaço bastante restrito. E por se tratar de um padrão que exige retrabalho dos componentes (para que caibam na superfície menor), geralmente essas placas têm um preço mais elevado no mercado.

Existem ainda outros padrões menos comuns no mercado de consumidores finais, tais como as placas eATX (para servidores), DTX e Mini DTX, essas últimas tendo tamanhos intermediários entre o MicroATX e o Mini-ITX.

Confira a ilustração abaixo, comparando os principais tamanhos de placa-mãe comercializados hoje:

Imagem: ScotXW

Conheça as principais partes de uma placa-mãe

Uma placa-mãe possui uma série de encaixes distribuídos pela sua superfície. Geralmente eles ficam concentrados na porção frontal da peça, mas há algumas exceções, como os slots SATA M.2 instalados no verso de certos modelos de placas-mãe do tipo Mini ITX.

Confira a seguir algumas das principais partes e conectores das placas-mãe e as suas funções:

Soquete da CPU

O soquete da CPU (CPU Socket) é o espaço onde se instala o processador da máquina. Eles normalmente são projetados com o conceito ZIF (Zero Insertion Force), bastando soltar a peça na orientação correta para um perfeito encaixe, sem uso de força. Isso evita o risco de danos aos pinos ou pontos de contato da CPU e da placa-mãe. A orientação correta é marcada por um pequeno triângulo no processador e no slot.

Cada linha de CPUs costuma exigir um soquete específico. Processadores AMD da linha Ryzen 5000 trabalham com o soquete AM4, por exemplo, enquanto os Intel® Core™ de décima primeira geração exigem o soquete chamado LGA 1200. Por essa razão é essencial consultar a relação de peças compatíveis nos sites das fabricantes.

placa-mãe

Slots de memória RAM

Geralmente esses slots são posicionados próximos do soquete da CPU. Você os reconhecerá por serem finos e alongados. São dedicados à instalação da memória RAM. Na hora de encaixar ou soltar o pente de RAM, levante as pequenas abas laterais para liberar o slot.

Como vimos, a maior parte das placas-mãe possui 4 slots (com algumas ITX vindo com apenas 2 slots). Verifique no manual da sua placa-mãe a configuração deles para saber como ativar o recurso Dual Channel ao utilizar 2 ou 4 pentes de memória. Isso resultará em mais desempenho para o seu PC.

Slots de Expansão (PCI Express ou Bus)

São os slots localizados abaixo da área da CPU. Eles permitem instalar componentes que expandem a funcionalidade do computador. Exemplos incluem placas de captura, placas de áudio e GPUs dedicadas.

Normalmente, há um destaque para os slots nos quais se deve instalar as placas de vídeo. É importante respeitar a indicação do fabricante porque esses encaixes possuem mais linhas de comunicação com o processador, liberando todo o potencial da placa de vídeo.

Atualmente as placas-mãe utilizam a tecnologia PCI-Express (PCIe) para os slots de expansão. Há diferentes tamanhos de slots, com alguns deles oferecendo 16, 8 ou 4 linhas PCI-Express (nos padrões 3.0 e 4.0).

Conectores SATA

Os conectores SATA são pequenos encaixes plásticos onde você liga os seus drives ópticos, HDs e SSDs de interface SATA. A sigla significa Serial Advanced Technology Attachment.

Ao contrário do que se via com a antiga interface IDE, no padrão SATA não é necessário trabalhar com o sistema de mestre e escravo. Basta configurar as unidades na BIOS e definir diretamente qual deve ser o disco de partida. Apesar de ainda bastante utilizado, o padrão SATA está pouco a pouco dando espaço às interfaces NVMe, que veremos a seguir.

Conectores M.2

Os conectores M.2 são relativamente recentes e permitem a instalação de diversos tipos de dispositivos de expansão, tais como placas WiFi e Bluetooth. Contudo, a utilização mais comum nas placas-mãe modernas vem sendo a instalação de SSDs no formato M.2, com interface PCI-Express.

O Slot M.2 pode dar suporte a vários tamanhos diferentes, tais como 2260, 2280 e 22110, onde os primeiros dois dígitos indicam a largura, enquanto os últimos mostram o comprimento da placa a ser utilizada. Ele vem ganhando espaço rapidamente pela praticidade de instalação, por ocupar muito menos espaço no gabinete e também por não exigir cabos.

Ao falarmos dos slots M.2 da placa-mãe, é importante prestar atenção ao que está no manual da fabricante. Algumas podem utilizar o padrão de conexão SATA, enquanto os modelos mais modernos utilizam interface PCIe. O uso da tecnologia PCI-Express é especialmente importante para SSDs, em combinação com a tecnologia NVMe.

As unidades NVMe (Non-Volatile Memory Express) utilizam um novo padrão de comunicação de dados, o que as torna capazes de atingir velocidades bem superiores às do padrão SATA.

Chipset ou HUB Controlador de Plataforma (PCH)

Antigamente as placas-mãe utilizavam dois circuitos especiais para realizar a comunicação entre o processador e os demais componentes. Memória RAM e placa de vídeo eram conectadas à CPU por meio da North Bridge, enquanto os demais componentes, portas USB e meios de armazenamento se comunicavam com o processador pela South Bridge.

Atualmente, essa arquitetura foi substituída pelo que chamamos de PCH, ou Platform Controller Hub. Isso significa que toda a parte feita pela North Bridge foi integrada diretamente à CPU (algo que possibilitou o padrão PCI-Express para comunicação rápida com outros componentes). O controlador PCH cuida das tarefas restantes, substituindo a antiga South Bridge.

Cnectores de alimentação

Geralmente posicionado ao lado direito da placa-mãe, o conector de 24 pinos de padrão ATX fornece energia para os diferentes segmentos e componentes da placa-mãe. Ele se conecta diretamente à fonte, servindo como ponto de partida para ligar e desligar o PC.

Mais recentemente, devido ao aumento do consumo de energia de alguns modelos de processadores (e da necessidade de uma entrega de alimentação mais estável), os conectores de 4 e 8 pinos também se tornaram mais comuns. Eles ficam posicionados mais ao topo da placa, próximos do soquete da CPU.

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Estes foram os principais componentes das placas-mãe. Além desses, você pode encontrar também os conectores de energia e LED para o botão de força do gabinete, jumpers, bateria CMOS e outros, de acordo com o projeto da fabricante.

Agora que você já sabe um pouco sobre placa-mãe, que tal aprender também sobre o que são os processadores (CPU) e o que são as placas de vídeo?