Componentes hardware: todo lo que necesitas saber

Los componentes hardware es el conjunto de elementos físicos que conforman el ordenador. Desde la caja hasta la placa base, pasando por todos los periféricos externos para aplicaciones especiales.

En este documento estudiamos cada componente aportando consideraciones sobre sus especificaciones y prestaciones, y cómo estas influyen en el funcionamiento y rendimiento del sistema informático.

Componentes hardware principales para aplicaciones generales

Se entiende como hardware principal el conjunto mínimo de componentes que dotan al sistema de operatividad. La operatividad es subjetiva y depende de la aplicación de cada equipo, pero refiriéndonos a usos de ámbito general, podemos incluir dentro de este segmento los siguientes subgrupos:

• Unidades de procesamiento
• Unidades de almacenamiento
• Periféricos de entrada
• Periféricos de salida
• Periféricos mixtos

Cada uno de estos está compuesto a su vez por varias unidades diferenciadas.

Componentes hardware: unidades de procesamiento

La placa base; y más concretamente CPU, circuito integrado auxiliar, memoria ROM, buses de conexión y batería CMOS, conforman las unidades de procesamiento indispensables para el correcto funcionamiento de cualquier ordenador.

CPU o unidad central de procesamiento

La CPU, también conocida como unidad central de procesamiento, es el elemento encargado de interpretar las instrucciones del software. De él depende la potencia de computación de nuestro ordenador.

Desde su concepción, no todas las CPU son iguales. Los materiales y procesos que se empleen para fabricar estos elementos tienen un efecto decisivo sobre el rendimiento de los microprocesadores.

La producción a bajo coste suele implicar la utilización de pastas térmicas, aislantes plásticos y aleaciones para pines o soldaduras de peor calidad; un ahorro que va en detrimento de la calidad, durabilidad y fiabilidad de la CPU. En resumen, el empleo de materiales subóptimos reduce la esperanza de vida de la pieza. Esto puede derivar en problemas como:

• Cuellos de botella al interactuar con otros componentes
• Incapacidad de operar a capacidad máxima
• Mayores probabilidades de fallo al someterse a sobre-esfuerzos térmicos o de computación
• Fallo temprano del componente

Al estudiar qué CPU se adapta mejor a nuestras necesidades, otra característica de vital importancia es la frecuencia de reloj. Esta especificación limita el número de operaciones por segundo que el ordenador podrá acometer.

Las CPU de gama alta actuales tienen frecuencias de reloj de entre 3.5 y 3.8 GHz. Mediante la práctica conocida como overclocking se pueden rebasar los 4.5 GHz, pero no todas las CPU permiten esta técnica. Las especificaciones de los fabricantes indican qué modelos aceptan overclocking y cuáles no.

En las unidades de procesamiento antiguas la frecuencia de reloj estaba estrechamente ligada a la potencia de computación, en la actualidad otras dos características de la CPU influyen sobre la verdadera capacidad del sistema.

Hablamos del número de núcleos y los hilos de procesamiento o threads. Los núcleos actúan como subprocesadores: cooperan para dividir las tareas en las que trabaja el ordenador. Los hilos optimizan los tiempos de espera entre operaciones de una misma tarea. En un ordenador orientado a multitasking los procesadores multinúcleo cobran mayor relevancia, mientras que en aplicaciones de computación bruta el multithread es la opción preferida.

Las CPU nivel usuario disponibles en el mercado cuentan con 4 a 16 núcleos (nuevos modelos veremos próximamente), habiendo modelos monohílo y multithread.

Otro aspecto importante de la unidad central de procesamiento es la memoria interna. Aunque la CPU toma instrucciones directamente de la memoria RAM, cuenta también con memoria caché. La memoria caché el tiempo y energía invertidos en la lectura y escritura de información que se necesita de forma reiterada. Cuanto mayor sea la memoria caché disponible, mejor será el rendimiento de la unidad.

Las CPU modernas suelen tener su memoria caché divida por niveles jerarquizados. El nivel básico o L1 está asociado a un núcleo particular; los niveles L2 y superiores pueden atender a todos los subprocesadores o a algunos de ellos. El funcionamiento real depende de la topología de las memorias. El nivel superior (o externo) siempre interactúa con todos los núcleos, mientras que los niveles inferiores están vinculados a núcleos individuales o grupos de núcleos.

L3 es el estándar actual en equipos de venta al público, pero la caché de CPU L4 es también una realidad. Además existen cachés especiales más o menos apropiadas según la aplicación: WCC, UC, caché inteligente, etcétera.

Otro aspecto relevante de las CPU es el tamaño de palabra. El tamaño de palabra dimensiona la longitud máxima de las instrucciones que la CPU puede recibir desde la memoria RAM. Cuanto mayor, mejor.

Finalmente, es interesante conocer cuál es la potencia demandada por la unidad de procesamiento central. En aplicaciones especiales el consumo puede ser uno de los factores decisivos a la hora de elegir una u otra CPU: en centros de computación pequeñas diferencias de consumo pueden repercutir en rendimientos económicos muy divergentes.

Atendiendo al aspecto eléctrico de la unidad, merece la pena conocer también la eficiencia con la que se usa la energía recibida. Eficiencias bajas apuntan a grandes pérdidas por calor, las cuales obligan al uso de mejores sistemas de refrigeración en el equipo. Recordemos que el funcionamiento óptimo de las CPU se da en el intervalo térmico de 30 a 50 grados Celsius, aunque la mayoría de equipos toleran hasta 80ºC sin cambios acusados en su rendimiento.

Circuito integrado auxiliar

El circuito integrado auxiliar está compuesto por una serie de chips especializados para aplicaciones de audio, vídeo y control. Antiguamente estaba conformado por más de una docena de pequeños chips, pero en la actualidad su arquitectura ha sido profundamente simplificada, existiendo tres bloques bien diferenciados: el puente norte, el puente sur y la conexión entre puentes.

El chip que conforma el puente norte también es conocido como northbridge, Memory Controller Hub (MCH) o concentrador controlador de memoria. Le corresponden las tareas de control sobre la memoria, el PCI Express y el bus AGP, así como servir de interfaz de transmisión de datos con el chip del puente sur.

Las CPU modernas de Intel incluyen las funciones de control de memoria y PCI Express, el puente norte es innecesario pues. En AMD existe northbridge, pero este solo se encarga de controlar el AGP o PCI Express; los controladores de memoria se integran en el procesador. Los chipsets más antiguos disponen de una arquitectura aún más ineficiente en la que se usan diversos buses para controlar la RAM y la tarjeta gráfica.

Es importante conocer la estructura del puente norte, el número de carriles punto a punto del PCIe (x1, x4, x8, x16 y x32 son los habituales) y la velocidad de transferencia de la conexión antes de adquirir el chipset.

El estándar PCI-SIG asocia cada denominación con un ancho de banda único facilita conocer las especificaciones del componente. La primera generación de PCI Express, el PCIe 1.0 aparecido en 2003, presenta velocidades de transferencia de datos de 2.5 GT/s; el PCIe 5.0 lanzado este mismo año alcanza las 32 GT/s.

Para elegir un conector PCIe es necesario conocer qué uso se le va a dar. La siguiente lista da una idea generalizada de los carriles requeridos por diferentes componentes de hardware:

• 1 carril: controladores de red, audio, conectores USB hasta 3.1 Gen. 1.
• 2 carriles: USB 3.1 Gen. 2 y superiores, unidades SSD.
• 4 carriles: controladores RAID basados en firmware, aplicaciones Thunderbolt, tarjetas de expansión M.2 (antiguas NGFF).
• 8 o 16 carriles: tarjetas PCIe especializadas, tarjetas gráficas.

El número de carriles totales del circuito integrado auxiliar o CPU es relevante cuando se espera que el número de componentes conectados sea alto. Los modelos de alta gama actuales cuentan con hasta 128 carriles.

Regresando al esquema general del chipset, otro de los bloques básicos que lo conforman es el puente sur. Este se conoce también como southbridge, I/O Controller Hub (ICH), Platform Controller Hub (PCH), concentrador de controladores de entrada y salida, o concentrador controlador de plataforma.

El puente sur controla los dispositivos de entrada y salida, así como los equipos integrados de audio, red e imagen. A continuación figura el listado completo de estos elementos:

• Puertos de almacenamiento (SATA y paralelos)
• Puertos USB
• Audio integrado
• Red de área local integrada
• Bus PCI
• Carriles PCI Express
• Reloj en tiempo real RTC
• Memoria CMOS o ROM: BIOS e interfaz de firmware extensible unificada (UEFI)
• Chip Super I/O (para control de DMA, puertos PS/2 y otras tecnologías desfasadas)

Finalmente, el puente norte y el puente sur están unidos a través de una conexión PCI conocida como inter-bridge. Si este elemento presenta mala velocidad de transferencia formará un cuello de botella en el circuito integrado auxiliar.

Cada compañía de procesadores presenta una solución propia. En Intel existe una conexión dedicada conocida como Direct Media Interface o DMI, similar a un PCIe full-duplex. Alcanza un ancho de banda de 1 GB/s por dirección, o 10 Gbps entre los cuatro carriles punto a punto que configuran el DMI. AMD emplea una ruta de información conocida como A-Link con tres versiones: básica, II y III. Se trata de líneas PCIe 1.1 y 2.0 (para A-Link III) con cuatro carriles.

Memoria ROM

La memoria ROM o memoria de solo lectura es un elemento de hardware interno que suele estar integrado en la placa base.

No se puede modificar (o al menos no de forma fácil) por lo que suele contener el firmware que permite el funcionamiento del equipo. Su capacidad de almacenamiento es limitada. Los equipos modernos cuentan con 4, 8 o 16 Mb, suficiente para alojar el código del SMBIOS, responsable de inicializar procesos básicos en el ordenador como activar el POST, detectar hardware, establecer el entorno básico de ejecución o cargar rutas de memoria RAM prioritarias.

La ROM ha cambiado a lo largo del tiempo, desde ser una memoria inalterable (MROM) hasta funcionar como una memoria flash. Los diferentes tipos de ROM disponibles en la actualidad son:

• Memoria programable de solo lectura (PROM) o programable una sola vez (OTP). Reconfigurable con equipo especializado. Ofrece la mayor seguridad pues es resistente a ataques rootkit.
• Memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM). Permite hasta 1000 ciclos de borrado y reescritura. Suelen equiparse con una etiqueta que las protege de la luz ultravioleta (la UV borra la información).
• Memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente (EEPROM). Las más habituales en aplicaciones comerciales actuales. Son más lentas que las memorias ROM tradicionales. La memoria flash es un tipo concreto de EEPROM más rápida y resistente (soporta hasta un millón de ciclos de borrado y reescritura). Cabe mencionar también el subtipo EAROM, lento pero más seguro.

Las principales especificaciones de las unidades de memoria RAM son: velocidad de lectura, velocidad de escritura, resistencia y robustez del almacenamiento frente a altas temperaturas y emisiones de radiación.

Unidades de almacenamiento en componentes hardware

Aunque la memoria ROM rara vez es tratada fuera del entorno del chipset, se podría argumentar su inclusión dentro de este segmento. Hemos preferido no hacerlo para proteger el protagonismo de las tarjetas de memoria RAM y las unidades de almacenamiento físicas, bloques que investigamos en los siguientes apartados.

Memoria RAM

La memoria RAM o memoria de acceso aleatorio es un dispositivo de almacenamiento que permite acelerar la velocidad de acceso y lectura de información en uso. Minimizan el tiempo empleado para obtener los datos requeridos.

La memoria RAM difiere de las unidades de almacenamiento físicas en que es volátil: la memoria almacenada se pierde cuando se corta la alimentación.

Este hardware ha experimentado múltiples evoluciones desde su concepción en 1959 (transistor MOS, también conocido como MOSFET). Actualmente, la memoria RAM se presenta en dos ramas principales: la SRAM o RAM estática y la DRAM o RAM dinámica.

El primer grupo concluyó su evolución en 1995 con un dispositivo de 256 Mb desarrollado por SK Hynix, por aquel entonces Hyundai Electronic Industrial. La DRAM llegó hasta los 4 Gb en 2011 de la mano de Samsung, y luego derivó en nuevas tecnologías como la RAM dinámica sincrónica o SDRAM que en sus tipos DDR2, DDR3, LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4 y LPDDR5 son ampliamente utilizados en la actualidad; o la RAM gráfica sincrónica y la memoria de gran banda ancha (HBM y HBM2) que también están vigentes.

Las diferentes tipologías poseen especificaciones muy diferentes que las hacen incompatibles entre sí.

Las últimas novedades en materia de memoria RAM son los tipos GDDR5X y GDDR6, la tecnología empleada en las aplicaciones Ray tracing de Nvidia.

Otra posible clasificación habla de memorias SIMM (Single In-line Memory Module) y su evolución: las DIMM (Dual In-line Memory Module). Las tarjetas de memoria RAM modernas se incluyen en esta última familia. Los portátiles suelen equiparse con memorias de menor tamaño denominadas SO-DIMM (solo cambia el factor de forma, no la tecnología).

Las especificaciones más importantes de la RAM son: capacidad, límite de capacidad tolerado por el sistema operativo instalado, frecuencia y latencia.

La RAM limita la cantidad de procesos en marcha en el equipo. El sistema operativo contiene una dirección conocida como espacio swap o de intercambio que puede venir en forma de archivo o partición. Este elemento ayuda a gestionar los datos procedentes de la RAM cuando la memoria de acceso aleatorio en uso está cerca de ocuparse por completo. Este exceso de memoria RAM disponible se conoce como RAM virtual; la denominación no debe llevar a engaño pues esta memoria está ubicada en el SSD o HDD y no tiene las características definitorias de la RAM.

Cuando se excede la RAM disponible, este archivo aumenta su peso. Al rebasarse el límite de peso definido aparecen errores. En general, operar con la memoria RAM al límite ralentiza los procesos del ordenador y es poco recomendable, tanto desde un punto de vista de rendimiento como de preservación del hardware.

Conviene saber también que la memoria que ha pasado por un periodo de inactividad en la RAM puede estar comprimida. Este estado se conoce en algunas ocasiones como ZRAM (Linux) o ZSWAP (Android). Esto evita la paginación en disco (con velocidades de lectura y escritura mucho menores) y aumenta el rendimiento de la RAM. Un uso optimizado de esta tecnología permite sacar el máximo provecho a la RAM instalada sin necesidad de ampliar hardware.

Unidades de almacenamiento físico

Actualmente dentro de esta categoría solo se pueden considerar como hardware principal los HDD o SSD sobre los que se instala el SO. Existen también aplicaciones híbridas conocidas como discos duros híbridos o SSHD, pero su uso no es generalizado.

Los HDD o unidades de disco duro son elementos de almacenamiento que emplean un sistema de acumulación de datos electromagnético. La información se graba en un disco giratorio conocido como plato gracias a la actuación del cabezal de escritura y lectura.

La capacidad de los HDD es mayor que las de otros dispositivos de almacenamiento. En la actualidad ya hay modelos de 20 terabytes, aunque son más comunes los de 4, 6 y 8 TB correspondientes a la generación anterior.

Aparte de la capacidad, hay otras características de los HDD que conviene conocer:

• Índices de error y firmware de corrección. Cuanto más resistente sea el sistema a la introducción de errores en los bits acumulados mayor fiabilidad presentará el componente. Hoy muchos discos duros recurren a código para paliar los errores de escritura. Así, se asigna una partición protegida del hardware para códigos de corrección de errores (ECC), comprobaciones de paridad de baja densidad (LDPC) o software privado de los fabricantes.
• Velocidad rotacional. Mide el número de revoluciones por minuto del disco. Los modelos modernos utilizan motores de hasta 7200 rpm. A mayor velocidad rotacional; mayor velocidad de lectura y escritura, consumo eléctrico, ruido producido y desgaste físico.
• Tiempo de búsqueda, latencia rotacional y velocidad de transmisión de datos. Afectan a la velocidad de lectura y escritura. Los dos primeros son impedimentos físicos de la estructura de la unidad de disco duro; dependen de la posición de los platos que se deseen leer y de la ubicación del cabezal de lectura y escritura. La velocidad de transmisión de datos actúa como cuello de botella cuando los conectores son inadecuados.
• Factor de forma. Se trata de una relación del tamaño de la envolvente del HDD. Hemos de elegir un factor de forma que se pueda acoplar sin problemas en nuestra torre o portátil.
• Interfaces de conexión y buses. Los buses empleados por las computadoras contemporáneas son del tipo ATA, Serial ATA (SATA), SCI, Serial Attached SCI (conocido más comúnmente como SAS) y canal de fibra o FC.
• Equipo auxiliar. Son componentes que forman parte inseparable del HDD: sensores de temperatura, filtros, adaptaciones para atmósferas exigentes…

Los HDD se han venido usando en ordenadores de sobremesa, portátiles y electrónica de consumo no solo para acumular información, sino también para instalar el sistema operativo y el software que se usa de forma cotidiana. No obstante, en los últimos años una nueva tecnología basada en las memorias flash ha empezado a desplazar a este elemento en su función más básica, la de albergar el SO.

Hablamos de los SSD o unidades de disco de estado sólido. Se trata de un almacenamiento persistente que mejora varias propiedades de los HDD tradicionales: son silenciosos, no tienen partes móviles que se puedan degradar con el uso, su velocidad de lectura y escritura es mayor, y su latencia menor. Su único inconveniente es el precio, y este no deja de reducirse.

Los SSD están formados por controladores, la unidad de memoria, un caché o buffer, una batería o supercapacitor, y una interfaz de conexión con el equipo. El controlador es uno de los elementos más relevantes pues la cantidad de chips NAND que lo conformen establece la velocidad de lectura y escritura del aparato.

El SSD soporta alrededor de un millón de reescrituras. Dependiendo de la gama a la que se acceda, se equipa con memoria flash NAND no volátil o con memorias flash de célula de triple, cuádruple o múltiple nivel (TLC, QLC y MLC) que son más baratas y presentan peores prestaciones. También hay artículos en el mercado con memorias basadas en la DRAM, 3D Xpoint (tecnología de Intel y Micron), NVDIMM (Hyper DIMM) y ULLtraDIMM. La velocidad del SSD depende del tipo de memoria usado; la mejor opción es la DRAM.

Las interfaces de transferencia de datos disponibles son: SAS, SATA, mSATA, PCI Express, M.2, U.2, Fibre Channel, USB, UDMA (o Parallel ATA) y SCSI.

En general los SSD son más robustos, más duraderos y más rápidos, de ahí que sean la opción preferida actualmente.

Componentes hardware de periféricos de entrada

Se entiende como periférico de entrada al equipo externo a la torre del ordenador que permite la introducción de información al sistema. Dentro del hardware principal debemos considerar el teclado y el ratón.

Teclado

El teclado presenta una colección de teclas (matriz) que posibilita la introducción de comandos en el sistema y realizar ciertas operaciones predefinidas. El teclado se cuenta con un microprocesador que transforma las señales que llegan desde la matriz a información eléctrica interpretable por el equipo al que está conectado.

Existen diferentes tipos de teclados en el mercado según la utilidad que se les vaya a dar:

• Los teclados flexibles se enrollan o pliegan para ocupar poco. Estas envolventes especializadas son muy apreciadas por los viajeros, quienes ahorran espacio en sus maletas. También se emplean en entornos donde el nivel de limpieza necesario es muy alto (laboratorios y hospitales, por citar algunos casos).
• Los teclados proyectados funcionan gracias a un proyector, cámaras y sensores. La imagen de la matriz se proyecta en una superficie plana y se captura el movimiento de las manos sobre esta. Todavía están insuficientemente desarrollados, pero se usan en las mismas aplicaciones que los anteriores.
• Otro caso de teclados especializados son los del segmento gaming. Los más apreciados son los que traen equipados teclas mecánicas, aunque también se valora la capacidad de configuración de shortcuts, la programación de macros, el registro de teclas simultáneas y la estética. La latencia de transmisión de estos equipos es muy reducida para minimizar el impacto sobre las partidas del usuario.
• En los teclados para redacción, programación o databasing, la resistencia de las teclas es inferior para evitar lesiones asociadas a esfuerzos por movimientos repetitivos. También permiten una posición más cómoda de las manos sobre el dispositivo para disminuir la incidencia del síndrome de túnel carpiano. La ergonomía es uno de los factores fundamentales en el diseño de estos modelos.

El uso que se les va a dar a los teclados no es único factor que permite una clasificación. Según el método de conexión con el ordenador diferenciamos teclados cableados e inalámbricos. Estos últimos usan una conexión wireless por Bluetooth, wifi, radio o infrarrojos. Los primeros emplean cableado USB o PS/2.

El mecanismo detrás el funcionamiento de las teclas también permite una diferenciación fundamental. Existen teclas mecánicas, teclas clásicas, teclas de membrana y teclas chiclet (raras).

Las primeras merecen párrafo aparte. Las teclas mecánicas tienen un interruptor de pulsado individual que mejora la precisión del aparato. Hay múltiples interruptores disponibles: Cherry Mx (los más populares), Razer, Kailh, Romer-G, QS1 y Topre. Al comprar teclas mecánicas hay que considerar su punto de actuación, recorrido, sonido de percusión y peso.

Un beneficio poco conocido de los teclados mecánicos es la posibilidad de sustituir teclas rotas de manera individual sin desprenderse de todo el teclado. Esto afecta positivamente la longevidad del equipo, convirtiendo los teclados mecánicos en una opción medioambientalmente responsable.

Finalmente, debe considerarse la distribución de teclado. Término que se refiere a las teclas disponibles y su posición en la matriz; topología que varía geográficamente del siguiente modo:

• AZERTY: diseñada especialmente para países francófonos, con variantes francesa, belga y árabe combinado (presente en países norteafricanos como Marruecos, Argelia o Túnez).
• QWERTY: la distribución más común, disponible en versiones alemana, española y japonesa.
• QWERTZ: empleada en países germanohablantes casi de forma exclusiva: Alemania, Austria, Suiza…
• Distribuciones de uso limitado: Colemark, Dvorak, HCESAR…
• Distribuciones especiales: Braille y similares

Componentes hardware enfocados a los dispositivos apuntadores

Son periféricos que convierten el movimiento de la mano en instrucciones comprensibles por el ordenador. El más habitual es el ratón o mouse en ordenadores de sobremesa, y el touchpad y la pantalla táctil en dispositivos portátiles.

Ratón

El ratón es un dispositivo apuntador de pequeño tamaño pensado para ser guiado sobre una superficie plana con la palma de la mano. Se trata de un aparato ergonómico dotado de varios botones, un sistema de captura de movimiento, un controlador y un sistema de transmisión de información.

Dependiendo de las características de algunos de estos elementos constituyentes se pueden clasificar los ratones de diferentes modos.

Según su sistema de transmisión:

• Ratones inalámbricos. Emplean wifi, radiofrecuencias, IR o Bluetooth para intercambiar información con el ordenador.
• Ratones con cableado. Emplean un puerto USB o PS/2 para conectarse a la torre.

Según su sistema de captura de movimiento:

• Mecánico Disponen de una bola de goma rígida en la parte inferior que se mueve activando dos ruedas internas que funcionan a modo de sensor cuando el usuario desplaza el ratón sobre la superficie en la que se apoya. Presenta malas características de durabilidad debido a la presencia de elementos móviles, siendo especialmente susceptible al encasquillamiento por suciedad acumulada en los mecanismos.
• Ópticos. Alcanza una precisión de 800 puntos por pulgada (ppp o dpi). Son más duraderos, pero requieren una alfombrilla de ratón para funcionar adecuadamente.
• Láser. Evolución del anterior que aporta mayores valores de dpi: hasta 2000 ppp. Son los preferidos de jugadores profesionales de videojuegos y diseñadores gráficos.
• Trackballs. Similar al ratón mecánico. Los botones tienen prioridad sobre el movimiento del aparato. La bola de goma migra a la parte superior del ratón y su control se asigna al pólex.
• Multitáctiles. Es un híbrido entre un ratón y un touchpad.

Al elegir un ratón la ergonomía es importante. En este sentido los ratones gaming suelen ofrecer las mayores posibilidades de configuración: distribución de botones instalados, resistencia opuesta por los botones, dimensiones de la envolvente de agarre, etc.

Touchpads

Se trata de un panel táctil que cumple las funciones del ratón en equipos informáticos como netbooks y portátiles.

Dadas sus funciones análogas, el touchpad también dispone de botones que permitan controlar la computadora. Si bien, la parte más importante es la zona táctil. Esta detecta la posición del dedo calculando la capacidad eléctrica presente en los diferentes puntos de la región. Se alcanzan precisiones de 25 micrones.

Algunos touchpads disponen de tecnología multitouch que permite usar varios dedos simultáneamente para manejar el sistema con mayor control. Otros permiten cuantificar la presión empleada.

Pantalla táctil

Algunos netbooks integran funciones de control táctiles en la pantalla. Habitualmente esta solución es más común en teléfonos móviles, tabletas y electrónica de consumo.

Las pantallas táctiles pueden ser resistivas, capacitivas y de onda acústica de superficie. Las primeras son las más económicas y precisas, pero su brillo es un 15% menor y son más gruesas. Las capacitivas funcionan como los touchpads previamente documentados. Las de onda acústica, más endebles, usan localización sonora.

Dispositivos de salida

Son todos aquellos elementos que presentan información de utilidad para el usuario. En este artículo el único que consideramos como estrictamente necesario es el monitor.

Monitor

Se trata de una pantalla que convierte los bits de información en elementos visuales fácilmente interpretables por el usuario.

Existen múltiples tecnologías usadas en los monitores: tubo de rayos catódicos (CRT), plasma (PDP), cristal líquido (LCD), diodos orgánicos de emisión de luz (OLED) y láser.

Las especificaciones que nos importan en estos periféricos son:

• Resolución de pantalla. Actualmente es raro encontrar pantallas con una resolución inferior a 1280×768 píxeles (alta definición o HD). Algunas resoluciones comunes disponibles en el mercado son Full HD, Retina Display y 4K. La resolución define el ratio de aspecto de la imagen y las dimensiones de la pantalla que se pueden usar sin perder definición percibida.
• Tasa de refresco. También conocida como frecuencia de refresco o de barrido vertical, esta especificación se refiere al número de cuadros que se pueden presentar en pantalla cada segundo. Cuanto mayor sea el número, mejor será la fluidez percibida. Valores comunes de velocidad de refresco son 60, 120, 144 y 240 herzios.
• Tamaño. Se mide en pulgadas sobre le diagonal mayor del rectángulo que forma la pantalla. También la geometría tiene relevancia, existen pantallas de nueva generación con un diseño cóncavo desde la perspectiva del usuario que mejoran la inmersión al dar una sensación más panorámica; es una solución óptima para aplicaciones de reproducción de medios.
• Tiempos de respuesta y latencia. Mide el tiempo que pasa desde que el ordenador dispone de cierta información hasta que la presenta. Es relevante en la escena competitiva de videojuegos, entre otras.
• Panel de tecnología. Configuración de conexiones, corrección de color, selectores para parámetros, etcétera.

Alimentación eléctrica y otros elementos

Para que el equipo funcione adecuadamente se necesita una fuente de alimentación eléctrica que capaz de proveer la energía requerida. La fuente de alimentación se integra en la torre y debe estar dimensionada considerando la demanda de tensión de los componentes del ordenador. Estas fuentes pueden ser modulares y semimodulares, y su tensión nominal suele encontrarse entre los 150 y los 2000 vatios.

La caja del ordenador y bastidores para aplicaciones especiales son estructuras de soporte para los compontes de procesamiento y almacenamiento. Es cuestionable si son parte del hardware principal, pero los incluimos aquí igualmente.

Finalmente, atendiendo a las mismas precisiones del párrafo anterior, se puede justificar la inclusión de la refrigeración en este apartado. El sistema de refrigeración es el conjunto de elementos que mantienen la temperatura del ordenador en valores aceptables.

La refrigeración se puede lograr mediante ventiladores, placas de radiación, conductos de refrigerante o una combinación de los anteriores. La disipación de calor efectiva es el parámetro más importante de estos sistemas, pero conviene conocer también la vida útil, el ruido generado y la complejidad de la instalación.

Componentes hardware complementario para aplicaciones comunes

En este grupo encontramos aquellos componentes diseñados para cumplir un cometido específico adicional sobre el funcionamiento básico del ordenador.

Así, ordenadores dedicados a diseño gráfico o aplicaciones gaming requieren componentes hardware extra para suplir sus unidades de procesamiento. Aquellos equipos para ocio deben contar con periféricos de entrada y salida que ensalcen las capacidades multimedia del sistema informático Los trabajadores de equipos internacionales necesitan comunicarse mediante internet y llevar documentos del entorno virtual a un formato físico…

Todos los componentes que permiten estas tareas se consideran hardware complementario. Veamos los casos más habituales.

Unidades de procesamiento en componentes hardware

Dentro de este grupo hablaremos de las GPU, la NIC y las tarjetas de expansión, elementos que permiten expandir las capacidades y poder de computación en determinados usos, pero prescindibles para aplicaciones básicas.

GPU o unidad de procesamiento gráfico

La GPU es un coprocesador especialmente desarrollado para trabajar con gráficos y operaciones de coma flotante. Trabaja en paralelo con la CPU dividiendo en la trabajo según la información implicada.

Los parámetros más importantes de una GPU (rara vez denominada como VPU) son los triángulos o vértices dibujados por segundo (limita la complejidad de los gráficos con los que trabaja) y la velocidad de rellenado de píxeles (que nos informa sobre cuán rápido se aplican las texturas sobre la geometría dibujada). La frecuencia de reloj de la GPU, el tamaño de su bus de memoria, y otros parámetros de la CPU y del chipset definen cuál es el número de cuadros por segundo que la GPU puede generar. Este valor es la tercera especificación determinante al hablar de unidades de procesamiento gráfico.

Dependiendo del modelo de GPU concreto, también interesa conocer la tecnología con la que puede trabajar y si es posible instalar varias unidades en paralelo (SLI).

NIC o tarjeta de red

Este componente de hardware recibe muy diversos nombres: tarjeta de interfaz de red (TIR), network interface controller (NIC), adaptador de red, placa de red, interfaz de red física, adaptador LAN o, simplemente, tarjeta de red, su nombre más común en castellano.

Es un adaptador que conecta un equipo informático a una red de computadores pública o privada, de forma que los diferentes sistemas conectados puedan compartir información y recursos entre sí.

Las NIC pueden usar distintas tecnologías para transferir paquetes de información: polling, IRQ-E/S controlada, E/S programada, DMA, DMA de terceros, bus mastering…

Al elegir una tarjeta de red que se adecúe a las necesidades del internauta hay que fijarse en su velocidad de transferencia (limitada por los buses equipados -PCI, PCI-X o PCIe-), la tecnología empleada, los tipos de red que soporta y los conectores instalados de serie (SC, FC, LC, RJ45…).

Tarjetas de expansión

Se trata de dispositivos con chips y controladores que aumentan las prestaciones del ordenador cuando se conectan. Tanto la tarjeta de red como la GPU pueden considerarse, en el sentido más general del término, tarjetas de expansión. Dentro de este grupo están, además, los siguientes elementos de hardware:

• Tarjetas de sonido o audio
• Tarjetas gráficas
• Módems internos
• Tarjetas sintonizadoras de radiotelevisión

Unidades de almacenamiento

Cuando se almacena información, dos aspectos son importantes: disponer de tanta memoria como sea necesario y que la información no se pierda con el paso del tiempo. En este sentido las unidades de almacenamiento externas nos permiten aumentar nuestra capacidad de memoria, mientras que los lectores ópticos nos dan acceso a formatos de guardado descontinuados.

Unidades de lectura óptica

Se trata de hardware capaz de leer dispositivos de almacenamiento desfasados o en proceso de abandono: disquetes, CD, DVD, etc. Están compuestos por elementos mecánicos como motores y cabezales de lectura de forma muy similar a los definidos ya en el caso de las unidades de disco duro.

Unidades de almacenamiento externo

Hablamos en este caso de espacios de memoria adicional, ya sea en formato HDD, SSHD o SSD que se unen al ordenador mediante conectores USB o análogos. Pueden ser componentes individuales o formar estructuras de gran capacidad conocidas como SAS, SAN o NAS.

Periféricos de salida, entrada y E/S

Dos de los elementos más comunes entre los periféricos complementarios son los auriculares y la impresora. Hay muchos otros periféricos importantes como el fax, la cámara web, la tableta digitalizadora…, pero abarcar todos ellos pormenorizadamente pudiera rellenar un libro. En los siguientes párrafos nos ceñimos a los dos aparatos ya señalados.

Auriculares

La opción preferida para disfrutar de archivos de audio. Con los auriculares podemos establecer el máximo volumen sin molestar a los que nos rodean. Muchos auriculares disponibles en las tiendas de informática actualmente llevan equipados un micrófono que favorece las conversaciones telemáticas.

Para elegir un buen auricular la fidelidad del sonido, potencia desarrollada por los altavoces integrados, velocidad de transferencia de las conexiones y cableado, y ergonomía del aparato son aspectos relevantes.

La única alternativa a los auriculares son los altavoces, pero estos invaden el espacio de otros usuarios.

Impresoras

Este periférico transforma la información virtual en documentos físicos escritos o ilustrados. Su uso va decayendo según se abandona el papel, pero aún es generalizado.

Junto a escáneres, cámaras fotográficas y webcams, una de las especificaciones más importantes de las impresoras es la definición  a la que trabajan. En el caso de las impresoras se suele referir como puntos por pulgada (ppi o ppp). También importa el tipo de tecnología de impresión:

• Impresión por tinta (inkjet). Son baratas pero consumen tinta rápidamente y los recambios encarecen desmesuradamente el servicio prestado.
• Impresión láser (tóner). Requieren una inversión inicial cuantiosa, pero merecen la pena a largo plazo dado su bajo consumo.
• Métodos de impresión menos usuales: tinta sólida, impacto, matriz de puntos, sublimación de tinta, etc.

Palabras finales y conclusiones acerca de los componentes hardware

Dado que la impresora es un hardware con partes móviles, al comprar una es conveniente cerciorarse de que su construcción sea robusta. Decantarse por fabricantes ampliamente conocidos es siempre recomendable.

Así cerramos este extenso artículo sobre los componentes hardware. Los principales componentes necesarios para que el ordenador funcione así como los complementos más habituales han sido tratados de forma exhaustiva. Esperamos que os haya ayudado.