Make your own free website on Tripod.com
 

BILGISAYAR DONANIM

DERS NOTLARI

(Ana kartlar)

 

  

 

 

 

HAZIRLAYANLAR :

 

SELÇUK SÖNMEZ

&

FARUK MALTAS

 

Anakart (Mainboard)

Anakart, bir bilgisayarın tüm parçalarını üzerinde barındıran ve bu parçalar arasındaki iletişimi sağlayan elektronik devredir.

Bir ana kartın üzerinde işlemci, ram, ses kartı, ekran kartı, modem, Ethernet, TV kartı, radyo kartı ve sesi kartı vb.. girebileceği yuvalar, klavye, sabit disk, floppy disk ve seri - paralel port denetçileri, ve bunların koordinasyonunu sağlayan chipset'ler bulunur.

Ana kartın üzerinde genişleme kartlarının takılabileceği yuvalara slot  adi verilir. Bu slotlar, VESA, EISA, ISA, PCI ve AGP olmak üzere çeşitli bölümlere ayrılır. Bunlardan su anda en çok kullanılanları ISA, PCI ve AGP dir. VESA slotlar eski 486 işlemcili anakaralarda kullanılmaktaydı. Pentium işlemcilerin devreye girmesiyle birlikte 32 bit veri yolunu destekleyen PCI slotlar  kullanilmaya baslandi. Zamanla Pentium II ve Pentium III’lerin çıkmasıyla ISA slotlar yerini tamamen PCI slotlara bırakmaktadır. 

Ana kartın üzerindeki kartlara veri akışı “bus” adi verilen elektronik yollar üzerinden yapılır. Bunlar kendi içinden ikiye ayrılır.  Bunlar System Bus ve I/O Buslardir. System Bus, işlemci ile RAM arasındaki veri akışını sağlar. I/O Bus ise çevre kartların iletişimini ve bunların işlemci ile arasındaki iletişimi sağlar. Ana kart üzerindeki köprü chipsetler (bridge) I/O Bus’i System Bus’a bağlar.

Anakartin Yapisi

Sistem Bus

Sistem Bus , islemci, RAM ve L2 önbelleği birbirine baglar.

Diğer I/0 bus da bu yol üzerinden işlemciye giriş/çıkış yapar. System Bus kullanılan işlemciye göre farklılık gösterir. Islemcinin tipi system bus'in genişliğini ve hızını belirler. Ne kadar hızlı System bus kullanılırsa sistemin hızı ve  diğer parçalarla haberleşmesi de o derecede artar. Eski bilgisayarlarda kullanılan 486 islemciler 25 MHz bus hızına sahipken, Pentium işlemciler bu hız barajını 66 MHz'ye yükselttiler. Pentium II ve Pentium III islemciler  bu hiz 100 MHz  ve 133 MHz hızına kadar yükseltmiştir. Ancak bu hizda çalışabilmek için 100 MHz destekli PC100 SDRAM  ve 133 MHz  RDRAM   kullanılması gerekmektedir. (bkz sh. 39 )

I/O (Input/Output) Bus

Bilgisayarın dis dünyayla ve kullanıcısıyla iletişimini sağlayan tüm giriş/çıkışlar bu yolla yapılır. Klavye, fare, ses kartı, ekran kartı, modem, monitör, disk/disket sürücüleri bu yolla ana karta bağlanırlar. Günümüz bilgisayarlarında dört farklı I/0 bus  çeşidi yer alır. Bunlar ISA , PCI , USB  ve AGP 'dir. ISA bus en eskisi ve en yavaşıdır. 16  bit iletişim kullanan kartlar tarafından kullanılır. Bu kartlar Ethernet kartları, ses kartları ve faks-modemlerdir (PCI olan ses kartı, Ethernet kartı ve modemler de vardır). Bu veri yolu eskiden kullanılan 386 ve 486 işlemcili ana kartlarda da yer alır. PCI bus, daha hızlı olan güçlü bir veri aktarım yoludur. 64 bit veri aktarımı yapar. Ekran kartları, ses kartları, modemler, Ethernet kartları, SCSI kontrol kartları ve başka bir çok kart bu yolu kullanır.

USB bus Universal Serial Bus'in kısaltılmış halidir. En yeni veri aktarım yoludur. Günümüzde bu bus yolunu kullanan kart ve parçalar yeni yeni yaygınlaşmaktadır. Web kameraları, Infra Red port'lar, tarayıcılar ve yeni üretilen bazı ekipmanlar bu yolla bağlanırlar.

AGP, Accelerated Graphics Port'un kısaltılmış halidir. Sadece yeni geliştirilen ekran kartlarını sisteme bağlamak için kullanılır. (bkz. sh. 10 )

Günümüzdeki yaygın bilgisayarlar 66 MHz bus hızında çalışırlar. Bu yüksek hız ana kart üzerinde bir çeşit elektronik gürültüye ve bazı problemlere yol açar. Genişleme kartlarına ulaşımda bu hız yüksek ve hızlıdır. En yeni ve en hızlı genişleme kartları 40 MHz hızında çalışabilir. Bu yüzden ana kartın üzerindeki System bus, hızı çevre kartlarla problemsiz iletişim için yeniden düzenlenmek zorundadır.

I/0 bus yolları fiziksel olarak elektronik devre üzerinde yer alan çizgiler aracılığıyla iletişim kurar. Data track adi verilen çizgiler bir seferde bir bit iletirler. Address Track'leri verinin nereye gönderileceğini belirler. Bus yolları aracılığıyla veri gönderimi yapılırken adres belirtilmesi gerekir. Veri akısında önce adres çizgilerinden adres, daha sonra da data çizgilerinden veri gönderilir. Bus hızını ve genişliğini data çizgilerinin sayısı belirler. ISA bus veri yolunda 16 adet data çizgisi vardır. Günümüz PC'leri birim zamanda 32 bit gönderimi yapmak üzere tasarlanmışlardır. ISA bus birim zamanda 16 bit gönderebildiği için ana kartın beklemesi gereken bir süre oluşturmaktadır. Ana kart 32 bitlik bilgiyi ISA bus'dan iki seferde alabilmektedir. Bu arada geçen sürede ISA bus “Wait State” (bekle) durumunu anakarta bildirir. Bu işlemciye “Bekle, kalanını birazdan göndereceğim” demektir. Yavaş bir ISA kart sistemin tüm hızını bu yolla oldukça düşürebilir.

ISA

1984 yılında geliştirilmiş bir bus veri yoludur. ISA  Industry Standard Architecture'in kısaltılmış halidir. ISA aslında IBM'in XT veri yolunun geliştirilmiş bir halidir. XT veri yolu 8 bitlik iletişimi kabul eden en eski veri yollarından biridir. ISA 16 bit genişliğinde en fazla 8 MHz hızında çalışabilmektedir. Teorik olarak saniyede 8 Mega bit transfer yapabilmektedir. Pratikteyse en fazla 1 ya da 2 Megabit hızında çalışabilmektedir. ISA slot'lar hızlı iletişime ihtiyaç duymayan seri, paralel portlar ve yaygın olarak kullanilan Sound Blaster uyumlu ses kartları için kullanılmaktalar.

MCA

1987 yılında Micro Channel Architecture adıyla piyasaya sürülmüştür. IBM tarafından lisansı alındığı için IBM dışındaki bilgisayarlarda kullanılamamıştır. Bu yüzden de çok fazla yaygınlaşamadı. MCA  32 bit genişliğinde veri aktarımına imkan sağlıyordu ve 40 MBps hızında çalışabiliyordu. Saat frekansı olarak da 10.33 MHz hızına ulaşıyordu. Bu bus yolunu kullanan çok fazla kart geliştirilmedi. Zamanına göre yenilikçi bir gelişme olmasına rağmen yaygınlaşmadı.

EISA

1988B - 89 yılları arasında bu veri yolu için ortaklık kuran 9 farklı firma (AST, Compaq, Epson, HP, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse ve Zenith) tarafından geliştirilmiştir. Amacı IBM'in MCA'sina yanıt vererek tekel olmasını ortadan kaldırmaktı. EISA  32 bit genişliğinde 8 MHz hızında çalışabilen bir bus veri yoluydu. MCA gibi çok fazla yaygınlaşamadı. EISA kartlar ISA'yla uyumlu olduklarından dolayı ISA kartlar EISA slotlara yerleştirilebiliyordu. EISA slotlar halen sunucu tipi bilgisayarlarda kullanılıyor. 

Vesa Local Bus

Kısaca VLB olarak da adlandırılmaktadır. VLB'ler basit ve ucuz bir bus veri yolu olarak tasarlanmışlardır. 486 anakaralarda yaygınca kullanıldılar. 33 MHz hızında çalışabilmekte olmalari VLB'leri diğer bir özelliğidir. Vesa  yaklaşık 120 farklı üretici tarafından geliştirilmiştir. Çoğunlukla ekran kartları için kullanılmıştır. Ancak bu veri yolu bazı kartlarla uyum sorunları yasadığından çok fazla rağbet görmemiştir. 

PCI

PCI 1990'larda Intel tarafından geliştirilen en yaygın ve oturmuş veri yoludur. Peripheral Component Interconnect'in kısaltılmış halidir. Aslında 32 bit genişliğinde olmasına rağmen 64 bit gibi de çalışabilir. PCI, 33 MHz hızında çalışabilecek şekilde üretilmiştir. Her çeşit işlemciyle çalışabilecek şekilde tasarlandığından 486, Pentium, Pentium II ve diğer işlemcilerle beraber çalışabilmektedir. Bu veri yolu ayrıca "tamponlu" çalışacak şekilde üretilmiştir. PCI , işlemcinin verdiği görevleri tamponda bekleterek önceki isleri bitirir. İsi bittiğinde tampondan yeni görevler alarak çalışmasına devam eder. Ayni şekilde işlemciye aktaracağı bilgileri de tampona koyar ve işlemci sırası geldiğinde bu bilgileri tampondan alarak isleme devam eder. Tüm PCI kartlar “Plug'n Play” yani tak ve çalıştır özelliğine sahiptir. PCI kartlar kendi kendilerini konfigüre ederek sisteme kendilerini tanıtırlar.

Güncel ana kartların çoğunda yer alan IDE denetçileri de PCI bus veri yolunu kullanırlar. Bir sistemde normalde 3 ya da 4 PCI slot bulunur. PCI bus halen geliştirilmeye devam edilmektedir. İçlerinde Intel, IBM ve Apple şirketlerinin bulunduğu bir grup bu veri yolunu her gün daha ilerletmektedirler. 

AGP

AGP  adi verilen veri yolu da aslında 66 MHz PCI bus'dan farklı bir şey değildir. Su an için yalnızca ekran kartlarıyla kullanım için geliştirilmiş olduğunu söyleyebiliriz

AGP (Accelerated Graphics Port), ISA ve PCI’dan sonra daha hızlı ve gerçekçi  görüntüler elde etmek için geliştirilen bir

veri yoludur. Grafik kartının, ana kart üzerindeki RAM’in belli bir bellek alanına dallanmasına izin vermekte ve bağımsız, özel bir grafik veri yolu ile verilerin doğrudan hızlı bir biçimde alınmasını sağlamaktadır.

3D grafikler, yüksek çözünürlükle detaylı ve hızlı olarak hareket ettirildiğinde PCI veri yolu hemen sınırlarını zorlamaya başlıyor. Biraz gösterişli animasyonlar, resim alanlarını dolduran kaplamaların (texture) monitöre yeterince hızlı olarak ulaşamamasından dolayı gösterilemiyorlar.

AGP veri yolu 66 MHz frekansla çalışmaktadır. 33 MHz frekansa sahip olan PCI’a göre bu maksimum transfer hızının 266 MB/sn’ye yükselmesi anlamına geliyor. 2x-Modunun Pipelining yönetiminde PCI veri yolunun dört kati hızına denk gelen, 528 MB/sn’lik bir maksimum değere ulaşıyor.

AGP, Pipelining’i yönetebilmek için birkaç ek sinyal hattı kullanıyor. PCI veri yolunda verilerin talep edilmesi, ancak önceki veri transferi bittikten sonra başlayabilirken, AGP’de veriler, önceden istenen veriler henüz bellekte aranırken talep edilebilir.

AGP’nin en büyük özelliği, veri yolunda sadece grafik bulunmasıdır. Veri yolunun tüm bant genişliği sadece grafik için kullanılıyor ve bunun dışında diğer bağlı aygıtlarla paylaşmak zorunda değil. Bununla birlikte AGP, tüm kartlara uyan Slotlari olan PCI veri yolları kadar evrensel değil. Böylece AGP, PCI için rakip olarak degil, onun bir gelismis hali olarak görülebilir. AGP sadece PCI grafik kartlarının sonunu hazırlayacak.

Hizli AGP veri yolu anakara üzerindeki RAM ile grafik kartı üzerindeki hızlandırıcı chip arasındaki doğrudan bağlantı için de kullanılıyor. Kart üzerindeki entegre grafik belleği yerine artik grafik hızlandırıcısı PC RAM’ini de kullanabiliyor. Bunlar bu güne kadar grafik işlemcilerinin erişebilmeleri için, kart üzerinde önbellekleşiyordu. Simdi bu kaplamalar doğrudan ana bellek üzerinden kullanılabiliyorlar. Intel bunu “DIME (Direct Memory Execute) olarak adlandırıyor.

AGP’nin RAM’den aldigi pay degiskendir. Bu pay hem kullanilan programa hem de PC’nin içinde mevcut RAM’in kapasitesine baglidir. Bir yigini kaplamanin gerektigi, gerçege yakin 3D animasyonlar için 12 ile 16 MB arasinda olabiliyor.

CPU, RAM, grafik hızlandırıcısı ve PCI veri yolunun bağlantısının birlikte çalışması anakara üzerindeki chipset tarafından yönetiliyor. Bu chipset, örneğin adresleri öyle aktarıyor ki, RAM’e  dağılmış olan serbest hafıza alanı, grafik karti üzerindeki grafik hızlandırıcısını bağlı bir alan olarak gösteriyor. Büyük veri yapıları, örneğin tipik büyüklükleri 1 KB ve 128 KB arasında olan kaplama Bitmap’leri gibi, böylece bir birim olarak erişilebilir. AGP chipsetinde bundan sorumlu alan GART (Graphics Adress Remapping Table) olarak ifade ediliyor ve işlevsel olarak ana işlemcideki  Paging Hardware’ine benziyor.

AGP sistemleri için programlanmış yeni yazılımlar gerekmektedir. Artik daha fazla ve daha büyük kaplamalar kullanılabildiği için yeni uygulamaların grafik detayları çok daha fazla olacak. Bugüne kadar programlar 2 meygabyte'tan daha az bellek yeriyle yetinmek zorunda kalırken, simdi rahatça 16 Megabyte'a ulaşabilecekler. Kullanıcı, 3D animasyonlarında hiçbir bozulma, yavaşlama veya pikselleşme olmadan yüksek çözünürlüklere çıkabilecek. AGP yazılımları eski bilgisayarlarda da çalışacak, ancak duruma göre daha düşük çözünürlüklerde çalışmak gerekebilir. Bazı uygulamalar­ da, AGP-RAM'inin eksikliğinden dolayı sadece ön plandaki resimler net ve detaylı olarak görünecektir.

AGP, PCI'in sonu demek değil, PCI evrensel Input/Output(I/O) arabirimi kalıyor. ISA dahi varlığını sürdürecek. Microsoft ve Intel'in 1998'in PC'si için geliştirdiği spesifikasyonlarin aksine anakart üreticileri gelecekte bu lotlardan (genişletme yuvalarından) vazgeçmek istemiyorlar ancak modern AGP kartlarının daha az ISA slotu vardır. Bu da genellikle iki tanedir.

Chipset'ler

Chipset  anakartin üzerinde yer alan bir dizi gelişmiş işlem denetçileridir. Bu denetçiler ana kartın üzerindeki bilgi akis trafigini denetler.

İşlemcinin verileri aldığı yolları takip eden ve işlemcinin bir anlamda efendisi olan kısım ana karta üzerindeki chipsettir. Chipset'lerdeki gelişmeler işlemcilerdeki gelişmelere paralel olarak ilerlemektedir. Yeni bir RAM ya da bus geliştirildiği zaman bunu işlemciye aktaracak olan Chipsetler de geliştirilir. Pentium işlemciler için farklı chipset üreticileri mevcuttur. Bunlar Intel, SIS, Opti, Via ve ALi'dir. Bu chipsetler kullanilabilecek işlemci ve ana kartın performansını belirler. Günümüzde kullanılan LX, BX, EX, ZX, i810, i820, i815 ve Super Soket 7 tipi ana kartların chipsetleri farklı hızdaki işlemcilere destek verirler. LX tipi ana kartlar 66 MHz veri yolunu destekler. BX tipi anakaralar ise 100 MHz ve üzeri veri yolu nu destekler ve bu amaçla üretilen Pentium II ve Pentium III işlemcileri çalıştırırlar.

 LX Chipset

LX chipsetler 66 MHz veri yoluna sahiptirler ve soket 370 ve slot 1 yapıdaki Celeron ve Pentium II (233-333) işlemcileri desteklemektedir. 3 DIMM slota sahiptirler ve maksimum 768 MB SDRAM desteklemektedirler. Fiyat olarak diger chipsetlere göre daha da ucuzdur.

ZX Chipset

ZX chipset hem 66 MHz hem de 100 MHz veri yolunda çalışmaktadır. Celeron, Pentium II ve Pentium III işlemcileri desteklemektedir. 2 DIMM slotu vardır ve 512 MB SDRAM  desteklemektedir. Fiyat olarak LX chipsetten daha pahalı ama BX chipsetten daha ucuzdur.

BX Chipset

BX chipset de 66 MHz ve 100 MHz veri yolunu çalışmaktadır. Celeron, Pentium II ve Pentium III işlemcileri desteklemektedir. 4 adet DIMM slot ile 1 GB’a kadar RAM desteği vardır. CAD/CAM gibi resim isleme, database uygulamaları, ses isleme ve 3D oyunlar gibi yüksek performans isteyen uygulamalarda tercih edilmektedir. Önceleri ATA33 standardını destekleyen BX chipsetler artik ATA66 standart ini da desteklemektedir. 

i810 Chipset

i810 chipsetlerde tümleşik görüntü ve ses özelliği mevcuttur. Bu chipsetler ayni zamanda 66 MHz ve 100 MHz veriyolunu desteklemektedir.

i810 chipseti diğerlerinden ayıran en büyük özelliklerinden bazıları; direk AGP grafik arabirimi, ATA 66 hard disk standardı, AC 97 ses destegi, STS (Suspend to RAM) ve AMR (Audio Modem Riser) dir. Ayrice ATA 66 standardını ilk destekleyen chipsettir. STS (Suspend to RAM) özelliği ile çok az elektrik harcayarak çok kısa zamanda bilgisayarın açılmasını sağlamaktadır. 

i820 Chipset

i820 chipset’i 100 ve 133 MHz sistem bus hızında çalışan işlemciler için üretilmiş bir chipsettir. MCH (Memory Controller Hub), ICH (I/O Controller Hub) ve FWH (Firmware Hub) olmak üzere üç ana bileşenden oluşmaktadır. i820 chipseti özellikle 400 MHz’e  kadar saat hızında çalışabilen RDRAM  (Rambus DRAM) için geliştirilmiştir. RDRAM, SDRAM’den çok daha yüksek frekanslarda çalışabilmektedir. (bkz. sh. 39 )

Intel 820’yi DIMM RAM’ler ile uyumlu hale getirebilmek için  MCH içerisinde MTH (Memory Translator Hub) bulunmaktadır.

i810E Chipset

i810E chipset, i810 chipsetin geliştirilmiş halidir. 66, 100 ve 133 MHz veri yolunu desteklemektedir. Böylece Celeron ve Pentium III/133 MHz işlemcileri desteklemektedir. Ayrica 133 MHz SDRAM destegi ile grafik işlemlerinde daha iyi performans sağlamaktadır.

i815-i815E

i815 chipset, i810E chipsetin devamı niteliğindedir. Ancak bu chipsetin getirmiş olduğu en yeni özellik i815 chip içine yerleştirilmiş grafik arabirimine ek olarak ayri bir slotta AGP4X grafik desteğinin olmasıdır. Böylece daha iyi grafik için gelişmiş ekran karti kullanmak isteyen kullanıcılara avantaj sağlanmış oldu.

i815E chipseti ise i815 chipseti ve ICH2 bileşeninden oluşmaktadır.  Ilk etapta I815 yonga ile ICH (I/O Controller Hub) adi verilen I82801AA yongası beraber kullanıldı. I/O Giris Çikis arabirimi, PCI, Hard disk, USB, gibi arabirimleri kontrol eden ICH (I82801AA)  yonga, hard disklerde ATA66 yi desteklerken AMR gibi yeni bir teknolojicide  beraberinde getirdi. Teknolojideki hızlı ilerleyiş hard diskte de ATA100 standardi ile görüldü ve AMR arabiriminin beklenen sonucu gösterememesi nedeniyle yeni arabirimler üzerinde çalışıldı. ICH 2 (I82801BA) yongası ile beraber bir kaç değişiklik yapıldı ve disklerde ATA100 desteği ve CNR (Communication Network Riser) denilen yeni bir teknoloji sunuldu. CNR ile Ethernet, USB, Ses gibi bileşenleri destekleyen kartların üretilmesi planlandı. Ayrıca 2 olan USB desteği ayri bir yongaya gerek kalmadan 4 e çıktı. Bu farklılığı belirtmek için ise I815+ICH2 bileşenine kısaca I815E adi verildi.

i820 Chipset

i820 chipset’i 100 ve 133 MHz sistem bus hızında çalışan işlemciler için üretilmiş bir chipsettir. MCH (Memory Controller Hub), ICH (I/O Controller Hub) ve FWH (Firmware Hub) olmak üzere üç ana bileşenden oluşmaktadır. i820 chipseti özellikle 400 MHz’e  kadar saat hızında çalışabilen RDRAM  (Rambus DRAM) için gelistirilmistir. RDRAM, SDRAM’den çok daha yüksek frekanslarda çalışabilmektedir. (bkz. sh. 39 )

Intel 820’yi DIMM RAM’ler ile uyumlu hale getirebilmek için  MCH içerisinde MTH (Memory Translator Hub) bulunmaktadır.

i840 Chipset

Bu chipsetin i820 chipsete ek olarak getirmiş olduğu en önemli yenilikler 3 grupta toplanabilir. Bunlardan birincisi, ana kartı Is ortamlarında güçlü bir platform olarak Workstation yada  giriş seviyesi server olarak kullanılmasını sağlayacak çift Penium III işlemci desteği. i840 sadece 133MHz veri yolu desteği sağlamakta bu nedenle 133MHz de çalışan Pentium III işlemciler ile maksimum performans sağlanabilmektedir.

İkinci önemli özelliği ise tek kanalda RDRAM band genişliği en çok 1.6GB verebilirken bu chipset ile iki kanal RDRAM desteği geldiği için en çok 3.2GB lik bellek band genişliği sağlanmaktadır. Bu şekilde grafik ve resim isleme programları olan CAD/CAM, AutoCAD gibi yazılımlar  ile uğrasan kullanıcılar için daha canlı, hızlı ve net görüntüler sunulmaktadır.

Üçüncü yenilik ise ana kart üzerinde Intel i82806 kullanıldığında mevcut 32bitlik PCI yuvalarına ek olarak 64bitlik  PCI yuva desteği gelmekte ve iki yonga arasındaki band genişlik ise 533MB/s olmaktadır. Bu yuvalarda daha çok yüksek band genişliği isteyen Gigabit Ethernet, Fiber Channel yada SCSI kartlar kullanılabilmektedir.

 Selçuk SÖNMEZ   -     Faruk MALTAŞ

caniminici@kalpsiz.net- fmaltas@hotmail.com

                                                                                                                                  GERİ