Anakart Nedir? Nasıl Çalışır?

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 Serial 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.

BX Chipset
BX chipset de 66 MHz ve 100 MHz veriyolunu çalismaktadir. Celeron,
Pentium II ve Pentium III islemcileri desteklemektedir. 4 adet DIMM
slot ile 1 GB’a kadar RAM destegi vardir. CAD/CAM gibi resim isleme,
database uygulamalari, ses isleme ve 3D oyunlar gibi yüksek performan
isteyen uygulamalarda tercih edilmektedir. Önceleri ATA33 standardini
destekleyen BX chipsetler artik ATA66 standartini da desteklemektedir.

i810 Chipset
i810 chipsetlerde tümlesik görüntü ve ses özelligi mevcuttur. Bu
chipsetler ayni zamanda 66 MHz ve 100 MHz veriyolunu desteklemektedir.

i810 chipseti digerlerinden ayiran en büyük özelliklerinden bazilari;
direk AGP grafik arabirimi, ATA 66 hard disk standardi, AC 97 ses
destegi, STS (Suspend to RAM) ve AMR (Audio Modem Riser) dir. Ayrice
ATA 66 standardini ilk destekleyen chipsettir. STS (Suspend to RAM)
özelligi ile çok az elektrik harcayarak çok kisa zamanda bilgisayarin
açilmasini saglamaktadir.

i820 Chipset
i820 chipset’i 100 ve 133 MHz sistem bus hizinda çalisan islemciler
için üretilmis bir chipsettir. MCH (Memory Controller Hub), ICH (I/O
Controller Hub) ve FWH (Firmware Hub) olmak üzere üç ana bilesenden
olusmaktadir. i820 chipseti özellikle 400 MHz’e kadar saat hizinda
çalisabilen RDRAM (Rambus DRAM) için gelistirilmistir. RDRAM, SDRAM’den
çok daha yüksek frekanslarda çalisabilmektedir. (bkz. sh. 39 )

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

i810E Chipset
i810E chipset, i810 chipsetin gelistirilmis halidir. 66, 100 ve 133 MHz
veriyolunu desteklemektedir. Böylece Celeron ve Pentium III/133 MHz
islemcileri desteklemektedir. Ayrica 133 MHz SDRAM destegi ile grafik
islemlerinde daha iyi performans saglamaktadir.

i815-i815E
i815 chipset, i810E chipsetin devami niteligindedir. Ancak bu chipsetin
getirmis oldugu en yeni özellik i815 chip içine yerlestirilmis grafik
arabirimine ek olarak ayri bir slotta AGP4X grafik desteginin
olmasidir. Böylece daha iyi grafik için gelismis ekran karti kullanmak
isteyen kullanicilara avantaj saglanmis oldu.

i815E chipseti ise i815 chipseti ve ICH2 bileseninden olusmaktadir. Ilk
etapta I815 yonga ile ICH (I/O Controller Hub) adi verilen I82801AA
yongasi beraber kullanildi. I/O Giris Çikis arabirimi, PCI, Harddisk,
USB, gibi arabirimleri kontrol eden ICH (I82801AA) yonga, harddisklerde
ATA66 yi desteklerken AMR gibi yeni bir teknolojiyide beraberinde
getirdi. Teknolojideki hizli ilerleyis harddiskte de ATA100 standardi
ile görüldü ve AMR arabiriminin beklenen sonucu gösterememesi nedeniyle
yeni arabirimler üzerinde çalisildi. ICH 2 (I82801BA) yongasi ile
beraber bir kaç degisiklik yapildi ve disklerde ATA100 destegi ve CNR
(Communication Network Riser) denilen yeni bir teknoloji sunuldu. CNR
ile Ethernet, USB, Ses gibi bilesenleri destekleyen kartlarin
üretilmesi planlandi. Ayrica 2 olan USB destegi ayri bir yongaya gerek
kalmadan 4 e çikti. Bu farkliligi belirtmek için ise I815+ICH2
bilesenine kisaca I815E adi verildi.

i820 Chipset
i820 chipset’i 100 ve 133 MHz sistem bus hizinda çalisan islemciler
için üretilmis bir chipsettir. MCH (Memory Controller Hub), ICH (I/O
Controller Hub) ve FWH (Firmware Hub) olmak üzere üç ana bilesenden
olusmaktadir. i820 chipseti özellikle 400 MHz’e kadar saat hizinda
çalisabilen RDRAM (Rambus DRAM) için gelistirilmistir. RDRAM, SDRAM’den
çok daha yüksek frekanslarda çalisabilmektedir. (bkz. sh. 39 )

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

i840 Chipset
Bu chipsetin i820 chipsete ek olarak getirmis oldugu en önemli
yenilikler 3 grupta toplanabilir. Bunlardan birincisi, anakarti Is
ortamlarinda güçlü bir platform olarak Workstation yada giris seviyesi
server olarak kullanilmasini saglayacak çift Penium III islemci
destegi. i840 sadece 133MHz veriyolu destegi saglamakta bu nedenle
133MHz de çalisan Pentium III islemciler ile maximum performans
saglanabilmektedir.

Ikinci önemli özelligi ise tek kanalda RDRAM band genisligi ençok 1.6GB
verebilirken bu chipset ile iki kanal RDRAM destegi geldigi için en çok
3.2GB lik bellek band genisligi saglanmaktadir. Bu sekilde grafik ve
resim isleme programlari olan CAD/CAM, AutoCAD gibi yaziliimlar ile
ugrasan kullanicilar için daha canli, hizli ve net görüntüler
sunulmaktadir.

Üçüncü yenilik ise anakart üzerinde Intel i82806 kullanildiginda mevcut
32bitlik PCI yuvalarina ek olarak 64bitlik PCI yuva destegi gelmekte ve
iki yonga arasindaki band genislik ise 533MB/s olmaktadir. Bu yuvalarda
daha çok yüksek bandgenisligi isteyen Gigabit Ethernet, Fiber Channel
yada SCSI kartlar kullanilabilmektedir.