▷ Anakart nedir ve nasıl çalışır?

Bugün bir bilgisayarın anakartı hakkında konuşmalıyız. Anakart kuşkusuz bir bilgisayar oluşturmak için temel unsurdur, CPU veya RAM gibi bileşenlerin geri kalanı üzerine yüklenecek, böylece makine başlatılabilir ve çalışabilir. Öyleyse bir anakartın ne olduğunu ve nasıl çalıştığını ayrıntılı olarak görelim.

İçindekiler dizini

Anakart nedir?

Anakart şüphesiz bir bilgisayarın en önemli parçasıdır. Ekibimizin iç bileşenlerinde hangi mimariye sahip olduğunu belirleyecek olan budur. Her anakart belirli bileşenleri veya belirli türde bileşen ailelerini barındıracak şekilde tasarlanacak ve bu bileşenlerin sahip olduğu belirli hız ve kapasiteleri de destekleyecektir.

Bilgisayarın bir parçası olan bileşenlerin tümü veya neredeyse tamamı anakarta bağlanacak, ayrıca bu bileşenler (CPU, RAM, grafik kartı) ve üzerine takılan çevre birimleri (fare, klavye, ekran vb.)

Fiziksel yönü, birlikte bir bilgisayarın yapısını oluşturan yongalar, kapasitörler, bileşen konektörleri ve elektrik hatları gibi bir dizi elemanın monte edildiği belirli boyutlarda bir elektronik devredir.

Hemen hemen hepsinde dört temel bileşen kurulu olmalıdır:

• Güç kaynağıMerkezi işlemciRAM bellek

Anakartlar, sahip olacakları fiziksel boyutları belirleyen farklı fiziksel biçimlerden oluşur.

Anakart Formatları

Piyasada bulabileceğimiz formatlar şu şekildedir:

E-ATX

Piyasadaki en büyük form faktörüdür. Boyutları 305 x 330 mm'dir. Bu kartlar genellikle genişleme kartları için bol miktarda deliğe ve SLI veya Crossfire'a grafik kartı takma açısından birçok olasılığa sahiptir.

Ek olarak, RAM belleğin takılması için 8 adede kadar yuvaya sahip olacağız

ATX

Bu kurullar, Intel tarafından uygulanması sayesinde 1995'ten beri piyasada. Onlar da bulabileceğimiz en yaygın olanlardır. Boyutları 305 x 244 mm'dir, ancak biraz farklı boyutlara sahip olanlar da vardır. Tabii ki, şasiye yerleştirilmesi için delikler tam olarak standart yerlerde bulunmalıdır.

Bu tür anakartlar hemen hemen her tür sistem, ofis, oyun vb.Için kullanılır. Bu, geniş genişleme olasılıklarından kaynaklanmaktadır. Normalde RAM belleklerin kurulumu için 7 genişletme yuvası ve 4 yuvamız var .

Mikro ATX

Bu biçime sahip anakartların boyutları 244 x 244 mm'dir, bu nedenle öncekilerden oldukça küçüktür, yaklaşık% 25. Daha küçük formatta olan bu kartlar, çok fazla genişletme yuvasına ihtiyaç duymayan ve aynı zamanda daha küçük kasa işgal eden ofis çalışma ekiplerini hedeflemektedir.

Genişletme olasılıkları arasında en fazla 5 genişletme yuvası vardır, ancak normal 3'tür ve 4 RAM belleğine kadar yer vardır. Vidaların konumu ATX plakalarından farklı olacağından, bu tip plakaların sabitlemeleri ile uyumlu kasaya ihtiyacı olacaktır.

Mini ITX

Bu, ev bilgisayarları için mevcut olan en küçük plaka biçimidir. 170 x 170 mm boyutlarındadır. Sabitlemek için, bir ATX plakası için takılanlarla eşleşen dört delikten oluşur.

Bu kartlarda grafik kartı için tek bir genişletme yuvası ve RAM belleği için iki yuva bulabiliriz

XL-ATX gibi oluşturulmuş başkaları da vardır, ancak genellikle düşük / orta aralıkta çok fazla görülmezler. Yalnızca PREMIUM aralığında

Bir anakartın fiziksel bileşenleri

Bu, anakartın adlandırmaya değer bir dizi bileşeni olduğu için bu makaledeki en geniş bölüm olacaktır. O zaman başlayalım.

yonga seti

Yonga seti veya "yonga seti", işlemci ile anakarta takılan diğer bileşenler arasında iletişim kurmak için tasarlanmış bir dizi entegre devreden oluşur. Bu öğeler RAM belleği, sabit sürücüler, genişletme yuvaları ve giriş ve çıkış bağlantı noktaları olabilir.

Anakart teknolojisinin gelişimiyle, bu yongalar normalde tek bir merkezi yongadan oluşur. Ayrıca, bu çipler sadece bir dizi işlemci veya belirli bir marka ve belirli RAM bellek modülleri için tasarlanmıştır. Bu, piyasadan bir anakart alırken uyumlu bir işlemci ve RAM modülleri satın almak zorunda kalmamızı gerekli kılar.

Eski anakartlar

Yonga seti iki yonga ile entegre edilebilir ve Kuzey Köprüsü veya Kuzey Brigde ve Güney Köprüsü veya Güney Köprüsü olarak da adlandırılır. Bu yongaların her biri, gerçekleştirilecek belirli görevlerden sorumludur:

Kuzey Köprüsü: Bu yonga doğrudan işlemci veriyoluna bağlanır ve onunla ve RAM belleği ile doğrudan iletişim kurar. Bu veri yoluna Ön Veri Yolu veya (FSB) denir ve bilgisayarın hızı ve performansında belirleyicidir. Buna ek olarak, PCI-Express bağlantı noktaları ile iletişimden de sorumludur, çünkü bunlar anakart veya yeni M.2 ve PCI-E katı hal depolama birimleri gibi en yüksek hızlı bileşenleri destekleyenlerdir.

Güney Köprüsü: Bu yonga, Doğrudan Medya Arabirimi veya (DMI) veri yolu üzerinden doğrudan kuzey köprüsüne bağlanır. Bu çip, giriş ve çıkış cihazlarının iletişiminden ve bunları kuzey köprüsüne bağlamaktan sorumludur. Örneğin, SATA sabit diskleri, USB, Yangın Teli, ağ kartı, SES vb.

Modern anakartlar

Şu anda Intel Core ve AMD FX gibi çok çekirdekli işlemcilerin ortaya çıkmasıyla bu yonga seti tek bir yongaya önemli ölçüde azaltıldı, böylece güney köprüsü yok oldu.

Bunun nedeni, yeni işlemcilerin bellek denetleyicisini içlerine entegre etmesidir, böylece doğrudan RAM bellek veri yoluna bağlanırlar. Diyelim ki FSB köprüsü işlemci içine entegre edilmiş ve diğer cihazlardan sorumlu olan veri yoluna, DMI veri yolunun yerine Plataform Controller Hub (PCH) deniyor.

Yonga seti türleri

Çok sayıda yonga seti modeli vardır. İşlemcilerin her evrimi ile bu yongaların da bir evrimi vardır. Her şeyde olduğu gibi, düşük veya düşük hızlı bir bileşen yönetimi için düşük uç, çeşitli grafik kartları ve piyasadaki en hızlı RAM için maksimum hız ve destek sunan bir orta aralık ve yüksek uç vardır.

İşlemci üreticisine göre, AMD işlemciler için tasarlanmış yonga setleri ve Intel işlemciler için tasarlanmış yonga setleri bulabiliriz.

Her iki teknoloji için en yeni markalama yonga seti modelleri ve karşılaştırmaları hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki makalelerimizi ziyaret edin:

Mikroişlemci Soketi

Aksi halde, anakartta mikroişlemcinin takılması gereken yer budur ve bunun için bunu anakartla iletişim kurmak için fiziksel konektörlere sahip bir soket gerekli olacaktır. İki tür soket vardır:

• PGA (Pid Grid Array): bu sokette, mikroişlemciyi içine sokmak için delikli bir panel vardır ve bu sokma için kontak pimleri olacaktır. LGA (Land Grid Array) - Soket, anakart ile işlemci çipi arasında temas eden, yalnızca temas noktalarına sahip düz bir yüzeye sahip bir altın kaplama kontak matrisine sahiptir.

Takma teknolojisine ZIF (Sıfır Ekleme Gücü) denir ve işlemde kuvvet uygulamanız gerekiyorsa çip sokete mükemmel şekilde uymaz.

İşlemcilerde olduğu gibi, kurulumunuz için birçok soket türü vardır. Bu, belirli bir mimariye sahip bir anakart satın alırken, kendisiyle uyumlu bir işlemci elde etmek gerektiği anlamına gelir.

Ayrıca, her anakart bir işlemci üreticisi için tasarlanmıştır, bu nedenle hem soket hem de yonga seti söz konusu marka ile uyumlu olmalıdır.

İşlemcinin nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için aşağıdaki makaleyi öneririz:

• İşlemci nedir ve nasıl çalışır?

RAM bellek yuvaları

Bu konektörler veya otobüsler, donanıma takılacak RAM bellek modüllerinin muhafazasından sorumludur. Genel olarak, anakartlar 4 yuvaya veya üst seviye anakartlar 8'e sahiptir.

Bu yuvalar genellikle çift ​​kanal teknolojisi ve hatta dört kanal teknolojisi ile çalışacak şekilde tasarlanmıştır. İşlemcide olduğu gibi, her anakart belirli bir RAM mimarisini destekleyecektir.

Anakartların şu anda hepsi DDR standardına ait olmasına rağmen farklı türde RAM yuvaları vardır. Sahip olacağız: DDR, DDR2, DDR3 ve DDR4

RAM'in nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için makalemizi öneririz:

• RAM nedir ve nasıl çalışır?

VRM

Voltaj Regülatörü Modülünün Kısaltması. Anakarta ulaşan elektrik akımını , farklı değerler ve akımların voltajlarına dönüştüren, böylece üzerine takılan diğer bileşenler tarafından kullanılacak bir bileşenler kümesidir. Bu bileşen, özellikle göz alıcı olmamasına rağmen, bileşenlerin düzgün çalışması ve kırılmasını önlemek için gereklidir.

Bu bileşenler hakkında daha fazla bilgi için makalemizi ziyaret edin:

Genişleme yuvaları

Bunlar, ekipmanlarımıza takılan donanımı genişletme işlevine sahip yuvalar olacaktır. Bunlara grafik kartları, sabit sürücüler, ağ kartları, ses kartları vb.

Bu yuvalara şu anda PCI-Express veya PCI-E deniyor ve geleneksel PCI yerine geçiyor. Her PCI-E genişletme yuvası, anakart ve bağlı kartlar arasında 1, 2, 4, 8, 16 veya 32 veri bağlantısı taşır. Bu sayıda bağlantıyı x öneki, örneğin tekli veya birim bağlantısı için x1 ve grafik kartları için kullanılan 16 bağlantılı bir kart için x16 olarak kodlarız. Bu bağlantıların her biri 250 MB / sn hız verir.

32 bağlantımız varsa, PCIE 1.1 için her yönde maksimum bant genişliği, yani 8 GB / sn verecektir. En yaygın olarak kullanılan, her yönde 4GB / s (250MB / sx 16) bant genişliği sağlayan PCI-E x16'dır. Tek bir bağlantı normal bir PCI bağlantısının yaklaşık iki katıdır. 8 bağlantı, grafik kartları için eski yuvalar olan AGP veriyolunun en hızlı sürümüyle karşılaştırılabilir bir bant genişliğine sahiptir.

BIOS

BIOS veya Temel Giriş-Çıkış Sistemi, anakartın en düşük düzeyde yapılandırılması hakkında bilgi içeren bir ROM, EPROM veya Flash-RAM bellektir.

BIOS'un içinde, içinde sakladığı programla CMOS adlı bir bellek yongası da var, bilgisayarı başlatmak için kartın tüm fiziksel bileşenlerini başlatabiliyor. Ek olarak, RAM, CPU veya Sabit Sürücü eksikliği gibi cihazların hata veya eksikliklerini kontrol etmekten sorumludur.

BIOS belleği sürekli olarak bir pil ile çalışır. Bu şekilde, makine kapatıldığında, bilgisayarda yapılandırılan veri ve parametreler kaybolmaz. Her halükarda bu pil biterse veya çıkarırsak, BIOS bilgileri varsayılan değerlere sıfırlanır, ancak bunlar asla kaybolmaz.

Ses kartı ve ağ kartı

Ekipmanımızın multimedya sesini ve ağ bağlantısını işlemekten sorumlu yongalardır. Yongaları anakartın çıkış portlarının yakınında bulunur ve anakart üzerine entegre edilmiş bu cihazların çoğunun üreticisi olduğu için RealTek ayırt edici özelliği ile birçok durumda tanımlayabiliriz.

SATA konektörleri

Bu, günümüz PC'lerinde mekanik sabit sürücüleri ve SSD'leri bağlamak için iletişim standardıdır. SATA'da, veri iletmek için paralel yerine seri bir veri yolu kullanılır. Geleneksel IDE'den çok daha hızlı ve daha verimlidir. Buna ek olarak, cihazların sıcak bağlantılarına izin verir ve çok daha küçük ve daha yönetilebilir otobüslere sahiptir.

Anakartta, sabit sürücüleri takmak için bu bağlantı noktalarından en fazla 6 veya 10 tanesine sahip olabiliriz. Mevcut standart, 600 MB / sn'ye kadar aktarmaya izin veren SATA 3'te bulunur

Bir sabit sürücünün nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için aşağıdaki makaleyi öneririz:

• Sabit disk nedir ve nasıl çalışır?

M.2 konektör

Hemen hemen tüm kartlarda bu bağlantı noktası zaten yüklü. M.2, orta ve kısa vadede SATA SSD sürücülerinin bağlantısını değiştirmek için tasarlanmış yeni iletişim standardıdır. Hem SATA hem de NVMe iletişim protokollerini kullanır. M.2, depolama birimlerinin montajı için özel olarak tasarlanmıştır, böylece PCI-E yuvalarını işgal etmekten kaçınırız. Bu standardın PCI-E hızı yoktur, ancak SATA'dan çok daha yüksektir.

Bir SSD'nin nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için aşağıdaki makaleyi öneririz:

• SSD nedir ve nasıl çalışır?

Güç konektörleri

Anakart bir güç kaynağına bağlanmalıdır ve bunun için farklı güç konektörleri vardır.

ATX

Bileşenlerinin çoğunda anakarta güç veren geleneksel konektördür. 24 kablo veya iğneden oluşur ve normalde sağ tarafında RAM yuvalarının yanında bulunur.

CPU gücü

ATX2 konektörüne ek olarak, hemen hemen tüm yeni anakartlarda, en azından ATX'te, yalnızca işlemciye güç sağlamak için tasarlanmış bu tip bir konektör bulunur. Bu tür güç kaynakları, özellikle tüketim için daha fazla güce ihtiyaç duyan hız aşırtmalı işlemcilerde anakartın güç kaynağını artırmaya yardımcı olur.

4 pinli CPU konektörü (daha eski), 8 veya 4 + 6 pinlerden birini bulabiliriz. İşlevleri pratik olarak aynı olacak ve hepsi bir 12V voltajla gidiyor.

Harici konektörler

Bu konektörler anakartın bir tarafında, neredeyse her zaman solda bulunur. Yazıcılarımız, fareler, klavyeler, hoparlörler, depolama üniteleri vb. Gibi kurulumumuzdaki çevre birimlerini bağlamaktan siz sorumlusunuz. Aşağıdaki türleri ayırt edebiliriz:

• PS / 2: Bu tür iki bağlantı noktası vardır, zaten pratik olarak kullanımda değildir. 6 pimleri vardır ve klavyeyi ve fareyi bağlamak için tasarlanmıştır. Hemen hemen hiçbir klavyede bu tür bir konektör yoktur, bu nedenle USB USB (Evrensel Seri Veri Yolu) ile taşınır ve değiştirilir: dünya çapında en yaygın kullanılan seri bağlantı standardıdır. Bu konektör tak ve çalıştır özelliğiyle sıcak bir cihazı bağlayabiliriz, böylece işletim sistemi onu hemen tanır. Veri alışverişine ek olarak, çevresel hizalamayı da mümkün kılar ve çok kullanışlı ve çok yönlü hale getirir. Şu anda bu bağlantı noktasının dört sürümü vardır: 12 Mb / s hızında USB 1.1, 480 Mb / s ile USB 2.0, 4.8 Gb / s ile USB 3.0 ve 10 Gb / s ile USB 3.1 FireWire: USB, ancak çoğunlukla Amerika'da kullanılır. USB ile hemen hemen aynı işlevlere sahipler ve 4 versiyonu var, en hızlısı 3.2 Gb / s HDMI veya DisplayPort ile FireWire s3200 : Anakartın entegre bir grafik kartı varsa bu bağlantı noktaları var olacak. Yüksek çözünürlüklü video cihazlarının bağlanmasına izin veren bir dijital multimedya iletişim standardıdır. Hem video hem de ses sinyalleri bu portlardan geçerek onları özellikle kullanışlı hale getirir. Şu anda VGA DVI ve VGA portunu tamamen değiştirdiler : HDMI önceki Ethernet ekranını bağlamak için portlar : internette RJ 45 konektörü için tasarlanmış port 3.5 "Jack: Ses girişi veya çıkış cihazları için konektör

Diğer unsurlar

• USB için dahili portlar: ekipmanımızın USB portlarını genişletmek için anakartın altında konektörler bulunur. Kasadaki kullanılabilir USB bağlantı noktaları normalde bağlanır. Dahili ses bağlantı noktaları: USB'de olduğu gibi, kartta da kasaya yerleştirilmiş bağlantı noktalarından mikrofon ve hoparlör bağlamak için dahili bir bağlantı noktası vardır. Saatler: tüm dahili bileşenleri senkronize etmek için, her bileşenin gereksinimlerine bağlı olarak farklı frekanslarda çalışan bir dizi saat gereklidir. Fan konektörleri : Bunlar, CPU veya kasa fanları gibi fanları takmayı amaçlayan 12V konektörlerdir. 4 pimleri var. Başlangıç ​​paneli: bunlar, sistemin başlatılmasından ve sıfırlanmasından sorumlu olan, kasadaki düğmelerin bağlı olduğu bir dizi güç konektörleridir. Sabit sürücü ve güç LED'leri de bağlanacaktır.

Anakart kullanma

Anakartın çalışması, üzerine monte edilen çok sayıda eleman ve bilgi alışverişi için tasarlanan otobüs sayısı nedeniyle oldukça karmaşıktır. Şematik olarak bunu aşağıdaki şekilde temsil edebiliriz:

Bu şemada, operasyon ve yönetime müdahale eden ana unsurları ayırt edebilir ve bilgisayarın başlangıç ​​sürecini referans olarak alabiliriz:

İşletim sistemini sabit diskten yüklemeden önce bir anakartın yapması gereken ilk şey bileşenleri başlatmaktır. BIOS'ta bulunan program, ona bağlı tüm cihazları kontrol etmekten sorumludur: CPU, RAM ve Sabit Diskler temel bir şekilde. Bunlardan herhangi biri eksikse, kırılırsa veya diğer anormallikleri algılarsa, anakart ses bip seslerinde veya ayrıca üzerinde bulunan bir LED panelindeki bir kod aracılığıyla çevrilen bir hata kodu yayar.

Doğrulama aşaması tamamlandığında, dahili veri yoluna depolama birimlerinden gelen bilgiler yüklenir. Burada güney köprüsü (varsa) ve kuzey köprüsü müdahale eder.

Sabit sürücülerden ve giriş / çıkış aygıtlarından ve diğer bileşenlerden bilgi istedikten sonra, kuzey köprüsü işlemciyi RAM'e bağlamaktan sorumludur. Bu ön veri yolu veya Ön Veri Yolu (FSB) üzerinden yapılır. Bu, çift kanal teknolojisinin uygulanması durumunda 64 iş parçacığından veya 64 + 64'ten oluşacaktır.

Her durumda, belleğe yüklenen işletim sistemi verilerinin bilgisayarı önyüklediği zaten bulunur.

Aynı zamanda, kuzey köprüsü, grafik sinyallerini doğrudan yönettiği bir CPI-E x16 yuvasına takılan grafik kartına gönderir. Veya sizin durumunuzda, anakarta takılı grafik kartı ile bağlanır. Bu FSB otobüsü tarafından yapılır.

Her durumda, bilgisayar başlatılır ve işleme için veri alışverişi veri yoluna ve yonga setine bağlı öğeler tarafından yönetilir.

Anakartın ne olduğu hakkında nihai sonuç ve beklentiler

Bizim için bir şey açıklığa kavuşursa, bir bilgisayarın bileşenlerinin çalışmasını basitleştirilmiş bir şekilde açıklamanın giderek zorlaşmasıdır. Teknoloji inanılmaz bir hızla ilerliyor ve elementler daha karmaşık, daha işlevsel ve karmaşık hale geliyor.

Gittiğimiz oranda, 5 nm'lik bariyere çok kısa sürede ulaşılması mümkündür ve büyük şirketlerin daha ileri gitmek için mühendislik yaptığını göreceğiz.

Bizim açımızdan, bu ilerlemelerden, gittikçe daha hızlı, daha karmaşık ekipmanlardan ve aynı zamanda çok iyi olan orta sınıf bileşenlere gidersek sürekli bir fiyattan memnunuz.

Ayrıca kuantum işlemciler hakkındaki makalemizi öneriyoruz

• Kuantum işlemci nedir ve nasıl çalışır?

Bu makaleyle, bir anakartın bileşenleri ve temel çalışması hakkında daha fazla bilgi edindiğinizi umuyoruz. Herhangi bir şüphe, açıklama veya hata için bize bildirmekten çekinmeyin.