Anakartlar (mainboard)

 ANAKARTLAR (MAINBOARD)


Bütün kartların anası diyoruz; çünkü PC'nin diğer bileşenleri bir şekilde anakarta bağlanıyor, birbirleri ile anlaşmak için anakartı bir platform olarak kullanıyor; yani PC'nin "sinir sistemi" anakart üzerinde yer alıyor. Üzerinde yongalar, transistörler, veriyolları, çeşitli donanımlar için yuvalar, slotlar, bağlantı kapıları, soketler bulunan irice bir baskılı devre. Bir PC'nin hangi özelliklere sahip olabileceğini belirleyen en önemli bileşen, çünkü anakart üzerindeki elektronik bileşenler bu PC'ye hangi tür işlemciler takılabileceğini, maksimum bellek kapasitesinin ne kadar olabileceğini, bazı bileşenlerin hangi hızlara çıkabileceğini, hangi yeni donanım teknolojilerini destekleyebileceğini belirliyor. Burada en belirleyici faktörlerden biri anakartın yonga seti. O halde anakart yonga setinin tanımını vererek işe başlayalım.
• YONGASETİ: Yongaseti (chip set) anakartın "beynini" oluşturan entegre devrelerdir. Bunlara bilgisayarın trafik polisleri diyebiliriz: işlemci, önbellek, sistem veri yolları, çevre birimleri, kısacası PC içindeki her şey arasındaki veri akışını denetlerler. Veri akışı, PC'nin pek çok parçasının işlemesi ve performansı açısından çok önemli olduğundan, yongaseti de PC'nizin kalitesi, özellikleri ve hızı üzerinde en önemli etkiye sahip birkaç bileşenden biridir. Eski sistemlerde PC'nin farklı bileşen ve işlevlerini, çok sayısal yonga denetlerdi. Yeni sistemlerde hem maliyeti düşürmek, hem tasarımı basitleştirmek hem de daha iyi uyumluluk sağlamak için bu yongalar tek bir yonga seti olarak düzenlendi. Günümüzde en yaygın yonga seti Intel tarafından üretilmektedir. Intel kendi yongasetlerini, bunların desteklediği veriyolu teknolo|ilerini de temsil edecek şekilde PCIset ve AGPset olarak da adlandırmaktadır. Silicon Integrated Systems (SiS), Acer Labs Inc. (ALi), VIA gibi üretici firmalann da geliştirdiği popüler yonga setleri vardır.
• VERİYOLU: PC'nizin içindeki bileşenler birbirleri ile çeşitli şekillerde "konuşurlar". Kasa içindeki bileşenlerin çoğu (işlemci, önbellek, bellek, genişleme kartları, depolama aygıtları vs.) birbirleri ile veriyolları aracılığı ile konuşurlar. Basitçe, bilgisayarın bir bileşeninden diğerine verileri iletmek için kullanılan devrelere veriyolu adı (bus) verilir. Bu veriyollarının ucunda da genişleme yuvaları bulunabilir. Sistem veriyolu denince, genelde anakart üzerindeki bileşenler arasındaki veriyolları anlaşılır. Ayrıca anakarta takılan kartların işlemci ve belleğe erişebilmelerini sağlayan genişleme yuvalarına da veriyolu adı verilir. Tüm veriyolları iki bölümden oluşur: adres veriyolu ve standart veriyolu. Standart veriyolu, PC'de yapılan işlemlerle ilgili verileri aktarırken, adres veriyolu, verilerin nerelere gideceğini belirler. Bir veriyolunun kapasitesi önemlidir; çünkü bir seferde ne kadar veri transfer edilebileceğini belirler. Örneğin 16 bit'lik veriyolu bir seferde 16 bit, 32 bit'lik veri yolu 32 bit veri transfer eder. Her veriyolunun MHz cinsinden bir saat hızı (frekans) değeri vardır. Hızlı bir veriyolu verileri daha hızlı transfer ederek uygulamaların daha hızlı çalışmasını sağlar. Kullandığımız bazı donanım aygıtları da bu veriyollarına uygun olarak üretilirler.

Sadece iki donanım aygıtını birbirine bağlayan veriyoluna "port" adı verilir. (örneğin AGP = Advanced Graphics Port). Bugün PC'lerimizde ISA, PCI ve AGP veriyolları bulunmaktadır. Anakartın üzerindeki farklı boyut ve renklerde, yan yana dizilmiş kart takma yuvalarından bunları tanıyabilirsiniz.
• ISA. (Industry Standard Architecture) Anakartınızın kenarına yakın yerde bulunan uzun siyah kart yuvaları ISA yuvasıdır. 17 yıldan beri kullanılan eski bir veriyolu mimarisidir. 1984'te 8 bit'ten 16 bit'e çıkarılmıştır. Ama bugün bile 8 bitlik kartlar olabilir. Orneğin bir ISA kartın, yuvaya giren iki bölmeli çıkıntısının sadece bir kenarında bağlantı bacakları varsa, bu 8 bitlik bir karttır. 90'lardan itibaren çoğu aygıt'ın daha hızlı PCI modeli çıktığından yavaş yavaş terkedilmeye başlanmıştır; hatta bugün ISA veriyolu olmayan anakartlar bile çıkmıştır. 1993'te Intel ve Microsoft, Tak Çalıştır ISA standardını geliştirmiştir. Böylece işletim sistemi ISA kartların konfigürasyonunu, sizin jumper'larla, dip svvitch'lerle boğuşmanıza gerek kalmadan otomatik yapmaktadır.
• PCI. (Peripheral Component Interconnect) 1993'te Intel tarafından geliştirilen bu veriyolu 64 bit'liktir ama uyumluluk problemlen nedeniyle uygulamada genelde 32 bit'lik bir veri yolu olarak kullanılır. 33 veya 66 MHz saat hızlarında çalışır. 32 bit ve 33 MHz PCI veriyolunun kapasitesi 133 MB/sn'dir. Anakartınızda PCI yuvaları ISA yuvalarının hemen yanında bulunur; beyaz renkte ve ISA'dan biraz daha kısadır. PCI veriyolu Tak Çalışır desteklidir.
• AGP. (Advanced Graphics Port) Sadece ekran kartları için çıkarılmış bir veriyoludur. Grafik ağırlıklı uygulamalar geliştikçe (örneğin 3 boyutlu grafikler, tam ekran video) işlemci ile PC'nin grafik bileşenleri arasında daha geniş bir bant genişliğine ihtiyaç doğmuştur. Bunun sonucunda grafik kartlarında ISA'dan bir ara veriyolu standardı olan VESA'ya, oradan da PCI'a geçilmiştir; ama bu da yeterli görülmeyince, grafik kartının işlemciye doğrudan ulaşmasını sağlayacak, ona özel bir veriyolu olan AGP 1997 sonunda geliştirilmiştir. AGP kanalı 32 bit genişliğindedir ve 66 MHz hızında çalışır. Yani toplam bant genişliği 266 MB/sn'dir. Ayrıca özel bir sinyalleşme metoduyla aynı saat hızında iki katı veya 4 katı daha hızlı veri akışının sağlanabildiği 2xAGP ve 4xAGP modları vardır. 2xAGP'de veri akış hızı 533 MB/sn olmaktadır. Ancak sistem veriyolu hızı 66 MHz ise, 2xAGP tüm bant genişliğini kaplayıp diğer aygıtlara yer bırakmayacağı için 66 MHz'lik anakartlarda 1 xAGP kullanılır. 100 MHz anakartlarda bant genişliği 763 MB/sn'ye çıktığından 2xAGP ile uyumludur. 1 GB/sn isteyen 4xAGP'nin ise gelecekte çıkacak 133 MHz'lik sistem veriyoluna sahip anakartlarla uyumlu olup olmayacağını hep birlikte göreceğiz. Peki bu kadar hıza ihtiyacımız var mı diye sorarsanız, günümüzün en ağır 3D oyunları bile ihtiyaç duymuyor. Bu yüzden aynı kartın PCI ve AGP versiyonları arasında pek performans farkı olmuyor. Yine de grafik için daha gelişmiş bir veriyolu olduğu ve bize fazladan bir PCI yuvası boş bıraktığı için AGP kartları tercih ediyoruz.
• PORTLAR, KONNEKTÖRLER: PC ile çalışırken kasa kapalı olduğundan anakartı görmeyiz ama çeşitli aygıtları bağlamak için kasanın arkasında yer alan girişler (portlar) doğrudan anakarta bağlıdır. Eski anakartlarda AT form faktörü kullanılırken bu portlar birer kablo aracılığı ile anakart üzerindeki konnektörlere bağlanırdı; ama ATX form faktörü ile artık anakart ile bütünleşik. Yani anakartın bir kenarında bulunan bu portlar, tam kasanın arka kısmındaki boşluklara denk geliyor. Bu yüzden kasalar da anakart form faktörlerine uygun olarak üretiliyor.

Anakartınız ve kasanız ATX formundaysa (artık tüm yeni PC'lerde öyle) kasanın arkasında tipik olarak bir klavye, bir fare portu, iki USB portu, iki seri pc (COM portu), bir paralel port (LPT Portu) göreceksiniz. Günümüzde klavye ve fare için artık PS/2 portu adı verilen küçük yuvarlak, 6 pinli portlar kullanılıyor. Aslında fare seri portu da bir adaptör yardımıyla kullanabilir (veya zaten seri kablolu fareler vardır), ama kendine ait bir port olması daha iyidir. Seri portlara genelde harici modemler bağlanır ama seri port kullanan başka aygıtlar da vardır (yedekleme cihazları, dijital kameralar gibi). Paralel porta ise yazıcı veya tarayıcı bağlanır. USB portlara neredeyse her tür hariç cihaz bağlanabilir. Ancak USB cihazla yeni yeni yaygınlaşmaktadır. USB'nin özelliği, seri ve paralel portlara göre çok daha hızlı olması ve USB aygıtlar üzerindeki yeni USB portları aracılığı ile ucuca çok sayıda cihazın zincirleme bağlanabilmesidir.
Bunların dışında, anakart üzerine takılan (veya bütünleşik olan) grafik kartı, ses kartı, TV kartı, SCSI kartı gibi aygıtların portları da kasa arkasında yer alır.
Anakart üzerinde, kasa içinden ulaşılabilen portlar da bulunur. Bunlar genel olarak iki adet IDE portu, bir disket sürücü portu, anakart ile bütünleşikse SCSI portudur. Bu portlara takılan yassı kablolar aracılığı ile anakartımıza sabit disk, CD sürücü, CD yazıcı, disket sürücü gibi dahili cihazları bağlarız. Bir IDE portuna bağlı kabloya, üzerindeki iki konnektör aracılığıyla iki cihaz bağlanabilir.
Bunların dışında anakart üzerinde işlemciyi takmak için bir soket veya slot bulunur. Soket, yassı dikdörtgen şeklindeki işlemciler üzerinde iki düzlem üzerinde (enine ve boyuna) uzanan iğnelerin oturduğu yuvaya verilen addır. Günümüz anakartlarında PGA370 tipinde 370 iğneli Celeron işlemciler için PGA soketleri, AMD K6-2 ve K6-3 işlemciler için AGP ve 100 MHz sistem veriyolu desteği bulunan Super 7 soketleri, Cyrix (K6-2 ve eski Pen-tium MMX işlemciler için) 66 MHz destekleyen Socket 7 tipi soketler bulunabilmektedir.
Slot ise, genişleme yuvalarına benzer, uzun ince dikdörtgen şeklindeki işlemci yuvalarına verilen isimdir. Pentium II, slot tipi Celeron ve Pentium III işlemciler için Slot 1, Xeon işlemciler için Slot 2 adı verilen modelleri bulunur.
• ÖNBELLEK: Bugün PC'lerde kullanılan tüm donanımlar 15 yıl öncesine göre çok daha hızlı. Ama her bir donanım bileşeninin hızı eşit ölçüde artmadı. Örneğin işlemcilerdeki performans gelişimi, sabit disktekilerden kat kat daha fazladır. Hani bir PC'nin gücü en zayıf halkası kadardır derler ya, işlemci ve bellek çok hızlı olsa da yavaş kalan bir sabit disk ile bu performans artışını tam anlamı ile yaşamanız mümkün değildir. İşlemci boş boş oturup kendisine bilgi gelmesini bekler. Tabii bunu önlemek için bazı ara çözümler geliştirildi. Örneğin yakın zamanda kullanılan bilgileri sabit diskten önbellek (cache) adı verilen bir birime aktarılması, işlemcinin ihtiyaç duyduğunda sık kullanılan bilgileri bu önbellek alanından alması.İşte önbelleklemenin esası budur. Bir PC'de çeşitli bellek kademeleri vardır: birincil önbellek (L1 cache); ikincil önbellek (L2 cache); sistem belleği (RAM) ve sabit disk veya CD-ROM. Diyelim ki işlemci bir bilgiye ihtiyaç duyuyor. Önce gider, en hızlı bellek türü olan L1 önbelleğe bakar. Bilgi orada varsa gecikme olmaksızın bu bilgileri alır ve işler. L1 önbellekte yoksa L2'ye bakar ve buradaysa nispeten küçük bir gecikme ile bilgileri alır. Orada da yoksa önbelleğe göre daha yavaş kalan sistem belleğine, yine yoksa en yavaşları olan sabit diske veya CD-ROM vb. bilginin geldiği cihazlara bakar.

L1 ön bellek en hızlısıdır ve günümüz PC'lerinde doğrudan işlemci üzerinde yer alır. Bu önbellek genelde küçüktür (genelde 64K'ya kadar; Pentium III, Pentium II ve Celeron işlemcilerde 32K; AMD K6-2 ve K6-3 işlemcilerde 64K). L2 önbellek biraz daha yavaş ama biraz daha büyük olabilir. Pentium II ve III'lerde boyutu 512K'dır ve işlemci ile işlemci hızının yarı hızında haberleşir. İlk Celeron'larda yoktur; günümüz Celeron'larında boyutu 128K'dır ve işlemciyle aynı hızda haberleşir. AMD K6-2'lerde işlemci üzerinde değil, anakart üzerindeki bir yuvada 2GB'a kadar L2 önbellek bulunabilir ve veriyolu hızında (66 veya 100 MHz) haberleşir. AMD K6-3'de 256K önbellek bulunur ve işlemci ile aynı hızda haberleşir. AMD K6-3 L1 ve L2 önbelleği üzerinde bulundurduğu, aynı zamanda kullanıldıkları anakartlarda da sistem veriyolu hızında çalışan bir önbellek daha bulunduğu için 3. seviye (L3) önbelleği literatüre sokmuştur.
• IRQ (KESME) : (Inrerrupt Request) Bir süre PC kullanan herkes şu ünlü "IRQ çakışması" tabirini duyar. Peki nedir bu IRQ? Türkçesi "kesme"; yani işlemci bir işle meşgulken, bilgisayarın bir yerinden başka bir donanımdan işlemciye şöyle bir emir geliyor: "Benimle de ilgilen!" Yani işlemcinin işini böler. Tabii işlemci aynı anda çok sayıda işi birden yapabilir: Klavye ve fare kullanırken bir yandan ekrana gönderilen verileri işler, sabit diskten okuma yapar, modemin indirdiği dosyalara bakar vs. Ama işlemciye işini görmesi için ihtiyaç duyan bir aygıtın ona sinyal gönderebilmesi için özel bir hatta ihtiyacı vardır. İşte buna IRQ hattı adı verilir. PC'mizde 0'dan 15'e kadar numaralanan 16 IRQ hattı vardır. Bunlar şu aygıtlar için kullanılabilir ("default", yani pik aygıtın yanı sıra bu IRQ'yu kullanabilecek diğer aygıtlar parantez içinde verilmiştir)
• IRQ 0: Sistem saati.
• IRQ 1: Klavye
• IRQ 2: Programlanabilir IRQ denetçiısi. (Modemler, COM3 ve COM 4 portları)
• IRQ 3: COM 2 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
• IRO 4: COM 1 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birirnlerini hızlandıran kartlar)
• IRQ 5: Ses kartı (LPT2, LPT3 - yani ikinci ve üçüncü paralel portlar - COM 3, COM 4, modemler, ağ karflan, MPEG kartları, teyp yedekleme binmlerini hızlandıran karflar)
• IRQ 6: Disket sürücü denetleyicisi (teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
• IRQ 7: LPT1, yani ilk paralel porf (LPT2, COM 3, COM 4, modemler, ağ kartları, ses karflan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran karfları
• IRQ 8: Gerçek zamanlı saat.
• IRQ 9: (Ağ kartları, ses kartları,SCSI kartları, PCI aygıtlar, yeniden yönlendirilen IRQ2 aygıfları)
• IRQ 10: (Ağ kartları, ses kartları, SCSI karfları, PCI aygıtlar, ikinci ve dördüncü IDE kanalları)
• IRQ 11: (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü ve dördüncü IDE kanalları)
• IRQ 12: PS/2 fare (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü IDE kanalı)
• IRQ 13: FPU, yani matematik işlemci.
• IRQ 14: Birinci IDE kanalı (SCSI kartlar)
• IRQ 15: İkinci IDE kanalı (Ağ ve SCSI kartlar)
Normalde bir IRQ'yu bir aygıtın kullanması gerekir; aksi halde işlemci şaşırır, yanlış aygıta yanlış zamanda cevap verebilir. işte buna IRQ çakışması denir. Bazen Windows Aygıt Yöneticisi bölümünden donanım aygıtlarının kaynak değerlerini değiştirerek, bazen kartın yerini değiştirerek bu sorun çözülebilir (tüm genişleme yuvaları doluysa bazen de çözülemeyebilir). Aslında PCI Steering adı verilen bir yolla bir IRQ'nun iki PCI aygıt tarafından kullanılması mümkündür. Ama bunun için aygıtın ve sürücülerinin bu işlemi desteklemesi gerekir. Bu konunun detaylarına da Windows ile ilgili bölümümüzde değineceğiz.
• DMA KANALLARI: Doğrudan bellek erişim (Direct Memory Access) kanalları sistem içinde çoğu aygıtın doğrudan bellek ile veri alış verişi için kullandığı yollardır. IRQ'lar kadar "ünlü" değillerdir, çünkü sayıları daha azdır ve daha az sayıda donanımda kullanılırlar. Bu yüzden de daha az soruna yol açarlar. Bildiğiniz gibi işlemci PC'nin beynidir. Eski PC'lerde işlemci neredeyse her şeyi üstlenirdi; tabii, tüm donanım aygıtlarına veri göndermek ve onlardan veri almak işini de. Ancak bu pek verimli olmazdı; işlemci veri transferi ile ilgilenmekten başka işlemleri doğru dürüst yerine getiremezdi. DMA sayesinde bazı aygıtlar kendi aralarında veri transferi yapıp bu yükü işlemcinin üzerinden aldılar. DMA kanalları normalde yonga setinin bir bölümünü oluşturur. Bir PC'de 8 DMA kanalı bulunur ve 0'dan 7'ye kadar numaralandırılır. DMA'lar genelde ses kartları, disket sürücüler, teyp yedekleme birimleri, yazıcı portu (LPT1), ağ ve SCSI kartları, ses özelliği olan modemler tarafından kullanılırlar.
• BIOS: BIOS'un açılımı Temel Giriş Çıkış Sistemi'dir (Basic Input/Output System). PC'deki en temel seviye yazılımdır; donanım ile (özellikle de işlemci ve yongasetiyle) işletim sistemi arasında bir arayüz görevi görür. BIOS sistem donanıma erişimi ve üzerinde uygulamalarınızı çalıştırdığınız ileri düzey işletim sistemlerinin (Windows, Linux vs.) yaratılmasını sağlar. BIOS aynı zamanda PC'nin donanım ayarlarını kontrol eder; PC'nin düğmesine bastığınızda boot etmesinden ve diğer sistem işlevlerinden sorumludur. BlOS da bir yazılımdır dedik; bu yazılım anakart üzerindeki BIOS yongası üzerinde tutulur. Eskiden BIOS bir ROM (Read Only Memory) idi. Yani sadece okunabiliyordu, üzerine yazılamıyordu. Daha sonra eklenen yeni donanımlara göre BlOS'ta güncelleme yapılmasının gerekmesi üzerine Flash BIOS adı verilen yazılabilir/güncellenebilir BIOS yongaları kullanılmaya başladı. Böylece kullanıcılar daha güncel bir BIOS sürümünü anakart üreticisinin Web sitesinden indirerek yükleyebilirler. (Tabii yakın zamanlarda gündeme gelen Çernobil (WinCIH) virüsünü duymuşsunuzdur. Işte bu virüs de yazılabilir BIOS'lardaki bilgileri silerek PC'nin açılmasını engelliyor.)