Anakart NEDİR? Nasıl Çalışır

ANAKART NEDİR? NASIL ÇALIŞIR?
Anakart
Nedir?

Anakart, bir bilgisayarin tüm parçalarini üzerinde
barindiran ve bu parçalar arasindaki iletisimi saglayan elektronik
devredir.

Bir anakartin üzerinde islemci, ram, ses karti, ekran karti,
modem, ethernet, tv karti, radyo karti ve scsi karti vb.. girebilecegi yuvalar,
klavye, sabit disk, flopy disk ve seri - paralel port denetçileri, ve bunlarin
koordinasyonunu saglayan chipset'ler bulunur.

Anakartin üzerinde
genisleme kartlarinin takilabilecegi yuvalara slot adi verilir. Bu slotlar,
VESA, EISA, ISA, PCI ve AGP olmak üzere çesitli bölümlere ayrilir. Bunlardan su
anda en çok kullanilanlari ISA, PCI ve AGP dir. VESA slotlar eski 486 islemcili
anakartlarda kullanilmaktaydi. Pentium islemcilerin devreye girmesiyle birlikte
32 bit veri yolunu destekleyen PCI slotlar kullanilmaya baslandi. Zamanla
Pentium II ve Pentium III’lerin çikmasiyla ISA slotlar yerini tamamen PCI
slotlara birakmaktadir.

Anakartin üzerindeki kartlara veri akisi “bus”
adi verilen elektronik yollar üzerinden yapilir. Buslar kendi içinden ikiye
ayrilir. Bunlar System Bus ve I/O Buslardir. System Bus, islemci ile RAM
arasindaki veri akisini saglar. I/O Bus ise çevre kartlarin iletisimini ve
bunlarin islemci ile arasindaki iletisimi saglar. Anakart üzerindeki köprü
chipsetler (bridge) I/O Bus’i System Bus’a baglar.

Anakartin Yapisi
Sistem
Bus
Sistem Bus , islemci, RAM ve L2 önbellegi birbirine
baglar.

Diger I/0 bus da bu yol üzerinden islemciye giris/çikis yapar.
System Bus kullanilan islemciye göre farklilik gösterir. Islemcinin tipi system
bus'in genisligini ve hizini belirler. Ne kadar hizli System bus kullanilirsa
sistemin hizi ve diger parçalarla haberlesmesi de o derecede artar. Eski
bilgisayarlarda kullanilan 486 islemciler 25 MHz bus hizina sahipken, Pentium
islemciler bu hiz barajini 66 MHz'ye yükselttiler. Pentium II ve Pentium III
islemciler bu hiz 100 MHz ve 133 MHz hizina kadar yükseltmistir. Ancak bu hizda
çalisabilmek için 100 MHz destekli PC100 SDRAM ve 133 MHz RDRAM kullanilmasi
gerekmektedir. (bkz sh. 39 )

I/O (Input/Output)
Bus
Bilgisayarin dis dünyayla ve kullanicisiyla iletisimini
saglayan tüm giris/çikislar bu yolla yapilir. Klavye, fare, ses karti, ekran
karti, modem, monitör, disk/disket sürücüleri bu yolla anakarta baglanirlar.
Günümüz bilgisayarlarinda dört farkli I/0 bus çesidi yer alir. Bunlar ISA , PCI
, USB ve AGP 'dir. ISA bus en eskisi ve en yavasidir. 16 bit iletisim kullanan
kartlar tarafindan kullanilir. Bu kartlar ethernet kartlari, ses kartlari ve
faks-modemlerdir (PCI olan ses karti, ethernet karti ve modemler de vardir). Bu
veriyolu eskiden kullanilan 386 ve 486 islemcili anakartlarda da yer alir. PCI
bus, daha hizli olan güçlü bir veri aktarim yoludur. 64 bit veri aktarimi yapar.
Ekran kartlari, ses kartlari, modemler, ethernet kartlari, SCSI kontrol kartlari
ve baska bir çok kart bu yolu kullanir.

USB bus Universal ****** Bus'in
kisaltilmis halidir. En yeni veri aktarim yoludur. Günümüzde bu bus yolunu
kullanan kart ve parçalar yeni yeni yayginlasmaktadir. Web kameralari, Infra Red
port'lar, tarayicilar ve yeni üretilen bazi ekipmanlar bu yolla
baglanirlar.

AGP, Accelerated Graphics Port'un kisaltilmis halidir.
Sadece yeni gelistirilen ekran kartlarini sisteme baglamak için kullanilir.
(bkz. sh. 10 )

Günümüzdeki yaygin bilgisayarlar 66 MHz bus hizinda
çalisirlar. Bu yüksek hiz anakart üzerinde bir çesit elektronik gürültüye ve
bazi problemlere yol açar. Genisleme kartlarina ulasimda bu hiz yüksek ve
hizlidir. En yeni ve en hizli genisleme kartlari 40 MHz hizinda çalisabilir. Bu
yüzden anakartin üzerindeki System bus, hizi çevre kartlarla problemsiz iletisim
için yeniden düzenlenmek zorundadir.

I/0 bus yollari fiziksel olarak
elektronik devre üzerinde yer alan çizgiler araciligiyla iletisim kurar. Data
track adi verilen çizgiler bir seferde bir bit iletirler. Address Track'leri
verinin nereye gönderilecegini belirler. Bus yollari araciligiyla veri gönderimi
yapilirken adres belirtilmesi gerekir. Veri akisinda önce adres çizgilerinden
adres, daha sonra da data çizgilerinden veri gönderilir. Bus hizini ve
genisligini data çizgilerinin sayisi belirler. ISA bus veriyolunda 16 adet data
çizgisi vardir. Günümüz PC'leri birim zamanda 32 bit gönderimi yapmak üzere
tasarlanmislardir. ISA bus birim zamanda 16 bit gönderebildigi için anakartin
beklemesi gereken bir süre olusturmaktadir. Anakart 32 bitlik bilgiyi ISA
bus'dan iki seferde alabilmektedir. Bu arada geçen sürede ISA bus “Wait State”
(bekle) durumunu anakarta bildirir. Bu islemciye “Bekle, kalanini birazdan
gönderecegim” demektir. Yavas bir ISA kart sistemin tüm hizini bu yolla oldukça
düsürebilir.

ISA
1984 yilinda
gelistirilmis bir bus veri yoludur. ISA Industry Standard Architecture'in
kisaltilmis halidir. ISA aslinda IBM'in XT veriyolunun gelistirilmis bir
halidir. XT veriyolu 8 bitlik iletisimi kabul eden en eski veri yollarindan
biridir. ISA 16 bit genisliginde en fazla 8 MHz hizinda çalisabilmektedir.
Teorik olarak saniyede 8 Megabit transfer yapabilmektedir. Pratikteyse en fazla
1 ya da 2 Megabit hizinda çalisabilmektedir. ISA slot'lar hizli iletisime
ihtiyaç duymayan seri, paralel portlar ve yaygin olarak kullanilan Sound Blaster
uyumlu ses kartlari için kullanilmaktalar.

MCA
1987 yilinda Micro Channel Architecture adiyla
piyasaya sürülmüstür. IBM tarafindan lisansi alindigi için IBM disindaki
bilgisayarlarda kullanilamamistir. Bu yüzden de çok fazla yayginlasamadi. MCA 32
bit genisliginde veri aktarimina imkan sagliyordu ve 40 MBps hizinda
çalisabiliyordu. Saat frekansi olarak da 10.33 MHz hizina ulasiyordu. Bu bus
yolunu kullanan çok fazla kart gelistirilmedi. Zamanina göre yenilikçi bir
gelisme olmasina ragmen yayginlasmadi.

EISA
1988B - 89 yillari arasinda bu veriyolu için
ortaklik kuran 9 farkli firma (AST, Compaq, Epson, HP, NEC, Olivetti, Tandy,
Wyse ve Zenith) tarafindan gelistirilmistir. Amaci IBM'in MCA'sina yanit vererek
tekel olmasini ortadan kaldirmakti. EISA 32 bit genisliginde 8 MHz hizinda
çalisabilen bir bus veri yoluydu. MCA gibi çok fazla yayginlasamadi. EISA
kartlar ISA'yla uyumlu olduklarindan dolayi ISA kartlar EISA slotlara
yerlestirilebiliyordu. EISA slotlar halen sunucu tipi bilgisayarlarda
kullaniliyor.

Vesa Local Bus
Kisaca VLB
olarak da adlandirilmaktadir. VLB'ler basit ve ucuz bir bus veriyolu olarak
tasarlanmislardir. 486 anakartlarda yayginca kullanildilar. 33 MHz hizinda
çalisabilmekte olmalari VLB'leri diger bir özelligidir. Vesa yaklasik 120 farkli
üretici tarafindan gelistirilmistir. Çogunlukla ekran kartlari için
kullanilmistir. Ancak bu veriyolu bazi kartlarla uyum sorunlari yasadigindan çok
fazla ragbet görmemistir.

PCI
PCI
1990'larda Intel tarafindan gelistirilen en yaygin ve oturmus veri yoludur.
Peripheral Component Interconnect'in kisaltilmis halidir. Aslinda 32 bit
genisliginde olmasina ragmen 64 bit gibi de çalisabilir. PCI, 33 MHz hizinda
çalisabilecek sekilde üretilmistir. Her çesit islemciyle çalisabilecek sekilde
tasarlandigindan 486, Pentium, Pentium II ve diger islemcilerle beraber
çalisabilmektedir. Bu veriyolu ayrica "tamponlu" çalisacak sekilde üretilmistir.
PCI , islemcinin verdigi görevleri tamponda bekleterek önceki isleri bitirir.
Isi bittiginde tampondan yeni görevler alarak çalismasina devam eder. Ayni
sekilde islemciye aktaracagi bilgileri de tampona koyar ve islemci sirasi
geldiginde bu bilgileri tampondan alarak isleme devam eder. Tüm PCI kartlar
“Plug'n Play” yani tak ve çalistir özelligine sahiptir. PCI kartlar kendi
kendilerini konfigüre ederek sisteme kendilerini tanitirlar.

Güncel
anakartlarin çogunda yer alan IDE denetçileri de PCI bus veri yolunu
kullanirlar. Bir sistemde normalde 3 ya da 4 PCI slot bulunur. PCI bus halen
gelistirilmeye devam edilmektedir. Içlerinde Intel, IBM ve Apple sirketlerinin
bulundugu bir grup bu veriyolunu her gün daha ilerletmektedirler.


AGP
AGP adi verilen veri yolu da
aslinda 66 MHz PCI bus'dan farkli bir sey degildir. Su an için yalnizca ekran
kartlariyla kullanim için gelistirilmis oldugunu söyleyebiliriz

AGP
(Accelerated Graphics Port), ISA ve PCI’dan sonra daha hizli ve gerçekçi
görüntüler elde etmek için gelistirilen bir veriyoludur. Grafik kartinin,
anakart üzerindeki RAM’in belli bir bellek alanina dallanmasina izin vermekte ve
bagimsiz, özel bir grafik veriyolu ile verilerin dogrudan hizli bir biçimde
alinmasini saglamaktadir.

3D grafikler, yüksek çözünürlükle detayli ve
hizli olarak hareket ettirildiginde PCI veriyolu hemen sinirlarini zorlamaya
basliyor. Biraz gösterisli animasyonlar, resim alanlarini dolduran kaplamalarin
(texture) monitöre yeterince hizli olarak ulasamamasindan dolayi
gösterilemiyorlar.

AGP veriyolu 66 MHz frekansla çalismaktadir. 33 MHz
frekansa sahip olan PCI’a göre bu maksimum transfer hizinin 266 MB/sn’ye
yükselmesi anlamina geliyor. 2x-Modunun Pipelining yönetiminde PCI veriyolunun
dört kati hizina denk gelen, 528 MB/sn’lik bir maksimum degere
ulasiyor.

AGP, Pipelining’i yönetebilmek için birkaç ek sinyal hatti
kullaniyor. PCI veriyolunda verilerin talep edilmesi, ancak önceki veri
transferi bittikten sonra baslayabilirken, AGP’de veriler, önceden istenen
veriler henüz bellekte aranirken talep edilebilir.

AGP’nin en büyük
özelligi, veriyolunda sadece grafik bulunmasidir. Veriyolunun tüm bant genisligi
sadece grafik için kullaniliyor ve bunun disinda diger bagli aygitlarla
paylasmak zorunda degil. Bununla birlikte AGP, tüm kartlara uyan Slotlari olan
PCI veriyollari kadar evrensel degil. Böylece AGP, PCI için rakip olarak degil,
onun bir gelismis hali olarak görülebilir. AGP sadece PCI grafik kartlarinin
sonunu hazirlayacak.

Hizli AGP veriyolu anakart üzerindeki RAM ile grafik
karti üzerindeki hizlandirici chip arasindaki dogrudan baglanti için de
kullaniliyor. Kart üzerindeki entegre grafik bellegi yerine artik grafik
hizlandiricisi PC RAM’ini de kullanabiliyor. Bunlar bu güne kadar grafik
islemcilerinin erisebilmeleri için, kart üzerinde önbellekleniyordu. Simdi bu
kaplamalar dogrudan anabellek üzerinden kullanilabiliyorlar. Intel bunu “DIME
(Direct Memory Execute) olarak adlandiriyor.

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
hizlandiricisi ve PCI veriyolunun baglantisinin birlikte çalismasi anakart
üzerindeki chipset tarafindan yönetiliyor. Bu chipset, örnegin adresleri öyle
aktariyor ki, RAM’e dagilmis olan serbest hafiza alani, grafik karti üzerindeki
grafik hizlandiricisini bagli bir alan olarak gösteriyor. Büyük veri yapilari,
örnegin tipik büyüklükleri 1 KB ve 128 KB arasinda olan kaplama Bitmap’leri
gibi, böylece bir birim olarak erisilebilir. AGP chipsetinde bundan sorumlu alan
GART (Graphics Adress Remapping Table) olarak ifade ediliyor ve islevsel olarak
anaislemcideki Paging Hardware’ine benziyor.

AGP sistemleri için
programlanmis yeni yazilimlar gerekmektedir. Artik daha fazla ve daha büyük
kaplamalar kullanilabildigi için yeni uygula?malarin grafik detaylari çok daha
fazla olacak. Bugüne kadar programlar 2 meygabyte'tan daha az bellek yeriyle
yetinmek zorunda kalirken, simdi rahatça 16 Megabyte'a ulasabilecekler.
Kullanici, 3D animasyonlarinda hiçbir bozulma, yavaslama veya piksellesme
olmadan yüksek çözünürlüklere çika?bilecek. AGP yazilimlari eski bilgisayarlarda
da çalisacak, ancak duruma göre daha düsük çözünürlüklerde çalismak gerekebilir.
Bazi uygulamalar? da, AGP-RAM'inin eksikliginden do?layi sadece ön plandaki
resimler net ve detayli olarak görünecektir.

AGP, PCI'in sonu demek
degil, PCI evrensel Input/Output(I/O) arabirimi kaliyor. ISA dahi varligini
sürdürecek. Microsoft ve Intel'in 1998'in PC'si için gelistirdigi
spesifikasyonlarin aksine anakart üreticileri gelecekte bu slot?lardan
(genisletme yuvalarindan) vazgeçmek istemiyorlar ancak modern AGP kartlarinin
daha az ISA slotu vardir. Bu da genellikle iki tanedir.

Chipset'ler
Chipset anakartin üzerinde yer alan bir dizi
gelismis islem denetçileridir. Bu denetçiler anakartin üzerindeki bilgi akis
trafigini denetler.

Islemcinin verileri aldigi yollari takip eden ve
islemcinin bir anlamda efendisi olan kisim anakart üzerindeki chipsettir.
Chipset'lerdeki gelismeler islemcilerdeki gelismelere paralel olarak
ilerlemektedir. Yeni bir RAM ya da bus gelistirildigi zaman bunu islemciye
aktaracak olan Chipsetler de gelistirilir. Pentium islemciler için farkli
chipset üreticileri mevcuttur. Bunlar Intel, SIS, Opti, Via ve ALi'dir. Bu
chipsetler kullanilabilecek islemci ve anakartin performansini belirler.
Günümüzde kullanilan LX, BX, EX, ZX, i810, i820, i815 ve Super Soket 7 tipi
anakartlarin chipsetleri farkli hizdaki islemcilere destek verirler. LX tipi
anakartlar 66 MHz veri yolunu destekler. BX tipi anakartlar ise 100 MHz ve üzeri
veriyolu nu destekler ve bu amaçla üretilen Pentium II ve Pentium III
islemcileri çalistirirlar.

LX Chipset
LX
chipsetler 66 MHz veriyoluna sahiptirler ve soket 370 ve slot 1 yapidaki Celeron
ve Pentium II (233-333) islemcileri 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 veriyolunda çalismaktadir. Celeron, Pentium II
ve Pentium III islemcileri desteklemektedir. 2 DIMM slotu vardir ve 512 MB SDRAM
desteklemektedir. Fiyat olarak LX chipsetten daha pahali ama BX chipsetten daha
ucuzdur.