Anakart Nedir ve Nasıl Çalışır?

Ertan — Thu, 22 Apr 2010 00:45:12 +0000

Bilgisayarın en temel donanımlarından biri olan anakart (motherboard) hakkında bilinmesi gerekenler, çalışma mantığı, üzerinde bulunan temel parçalar ve görevleri hakkında detaylı bilgiler ve açıklamalar aşağıda bulunmaktadır.
Anakart Nedir?
Bilgisayar donanımlarını birbirlerine bağlamak ve koordineli halde çalışmalarını sağlamak için kullanılan bir donanımdır. Parçaların aralarında iletişim kurmasını ve gerekli işlemlerin gerçekleşmesini sağlamak için anakartlar üzerinde harici işlemci yanında kart işlemcileri de bulunmaktadır. Chipset olarak ta adlandırılan bu işlemcilerin bilgisayar performansı üzerinde çok etkili oldukları bilinmektedir. Dahili parçaları birbirine bağlamanın yanında bilgisayarı dış çevre ile iletişimini (ses, görüntü, veri) sağlamak içinde üzerinde portlar bulunmaktadır. Kısaca bilgisayarların olmazsa olmaz parçasıdır. Günümüzde birçok anakart üreticisi firma (intel, asus, gigabyte, msi, dfi vs..) genellikle birkaç chipset üreticisinin işlemcilerini kullansalar bile kartlar üzerindeki diğer donanım ve araçlar ile birbirlerine karşı üstünlük sağlamaya çalışmaktadırlar.
Anakartların Temel Parçaları ve Görevleri
Diğer bilgisayar donanımlarını ve dış dünya ile iletişimi sağlamak için anakart üzerinde çeşitli portlar ve entegreler (işlemci ve diğer) bulunmaktadır. Aşağıdaki resimde örnek bir anakart devresinin üstten görüntüsü bulunmaktadır.

Yukarıdaki resimde gözüken anakart ile diğer anakartlar arasında mantık ve çalışma prensibi olarak çok fazla fark yoktur. Devre üstünde bulunan parçalardan diğer anakartlarda’da bulunan anakartların ortak parçaları olan adlandırılan çalışma birimlerini inceleyecek olursak;
Anakart İşlemcisi – Dahili İşlemci (Chipset): Yukarıda da kısaca bahsettiğimiz gibi, anakartlarda parçalar arasındaki veri transferlerini ve anakartı dışarı ile çeşitli bağlantılarını sağlamak için anakart işlemcisi olarak ta adlandırılan chipset işlemcileri bulunmaktadır. Örnek olarak harddisk üzerindeki bir veri işlemci ile işlenirken veya işlemcideki bir veri ekran kartı üzerinden görüntüye dönüştürülürken bu entegreler üzerinden transfer yapılmaktadır.
Bilgisayara takılı olan parçalar genellikle farklı hızda ve türde iletişim birimlerine sahipleridir. Birbirleriyle direk olarak haberleşemezler işte burda da yine chipset’ler devreye girmektedir. Aradaki bu farklılıkları ortak bir merkezde toplayarak parçaların uyum içinde haberleşmelerini sağlamaktadır. Aşağıdaki resimde yukarıdaki anakartın Kuzey Köprüsü işlemcisi yani kart üzerindeki iki dahili genel işlemciden biri gözükmektedir.

Dahili işlemci (chipset) hızları çok yüksek olduğu için ve mimarileriyle de ilgili olarak ısınmalar gözükmektedir. Bu nedenle parçalar için soğutucu modüller kullanılmaktadır. Birçok aletin aynı zamanda haberleşmesini ve birbirlerine veri transferi yapmasını sağlayan bu entegreler anakartların en temel parçalarındandır. Şu anda birkaç büyük firma (intel, nvidia, via ..) bu chipsetlerin üretimini üstlenmiştir. Anakart üreticilerinin bir çoğru bu firmaları özellikle intel ve nvidianın chipsetlerini kullanmaktadır.
Dahili Parça Portları
Bu portlar bilgisayar kasası içinde bulunan ve genellikle sadece dış bağlantılarını gördüğümüz kartların ve parçaların bağlandığı portlardır. Aşağıdaki anakart resminde numaralandırdığımız portlar ve görevleri aşağıda verilmiştir.

1.) PCI Portları: Bu portlar bilgisayara satın aldığımız, ekran kartı dışındaki kartları bağlamak için kullandığımız portlardır. Örnek olarak ses kartı, televizyon – tv kartı, ethernet kartı, güvenlik kartı gibi kartlar bu portlara bağlanmaktadır. PCI portunun veri hızı 33 MHz veya 66 MHZ düzeyindedir. 124 pi ile tek seferde 32 bitlik bir veri transferi sağlamaktadır. 3.3v veya 5v düzeyinde çalışma gerilimine sahip olup 32bit adresleme yapabilmektedir (4GB). Son olarak ta saniyede 133MB veri transferi yapabilmektedir.
2.) PCI Express Portları: Bu portlar PCI slotunun yerini almak için tasarlanmıştır ve çok yakın zamanda artık kartlarda sadece bu portlar kullanılacaktır. Veri transfer hızları ve ergonomisi sebebiyle PCI ile kıyaslanmaz derece güçlüdür. PCI Express 1.1 ve PCI Express 2.0 versiyonları mevcuttur. PCI Express 1.1 de 2.5GB/Saniye veri transfer hızı PCI Express 2.0 da ise bunun iki katı yani 5GB/saniye veri transfer hızları yapılabilmektedir. Yeni üretilen dahili kartlar (ses, tv, mpeg decoder vs…) artık bu teknolojiye uygun olarak üretimlerini arttırmaktadırlar.
3.) PCI EXPRESS X16 Portu: Bu slot ise AGP ye alternatif olarak geliştirilmiştir. Temelde PCI EXPRESS mantığını kullanmaktadır fakat katman sayısı çok fazla olduğu için veri transfer hızları inanılmaz boyutlara ulaşmıştır. Bazı anakrtlarda iki adet bu slottan bulunmaktadır. Temel mantık iki ekran kartını aynı anakarta bağlayarak görüntü işleme kalitesini dahada yükseltmektir. Ekran kartları için tasarlanan PCI EXPRESS X16 slotu saniyede 4GB veri transferi sağlamaktadır. 16 hat kullanmakta ve her hat saniyede 250MB veri transferi sağlayabilmektedir. Yeni nesi ekran kartlarının tamamı bu slot yapısına uygun olarak üretilmektedir.
4.) IDE – ATA Portu: Bu port ise bilgisayarımıza CDRom, CRrewriter, DVDRom, IDE Destekli Harddiskleri bağlamak için kullanılmaktadır. Integrated Drive Elektronics – Dahili Sürücü Elektroniği terimlerinin kısaltması ile elde edilmiş olan bu arabirimin üst versiyonları 100MHZ hıza ve 48 bit ile 144PB depolama kapasitesine sahiptir. Paralel ATA olarak adlandırılan bu arabirimde veriler 40 gözlü kablolar ile iletilmekte ve aynı kablo üstüne birden fazla IDE destekli parça takılabilmektedir.
5.) Sata ve Sata 2 Portları: Bu portlar ise ATA arabiriminin paralel moddan seri moda ve bazı geliştirilmeler yapılmasıyla elde edilmiştir. Veri transfer hızları çok büyük ölçüde artmakla birlikte yeni sürümde sata 2.0 ile 3.0Gb/saniye veya 300MB/saniye veri transferi sağlayabilmektedir. Kullanılan kablo teknolojisi ile kasa içinde daha ergonomik bir kullanım sağlanmaktadır. 4 Pin ile harddisk anakart arasında veri iletişimi sağlanmaktadır. Yakın zamanda sata 3.0 ın çıkması ile birlikte veri transfer hızı 6.0Gb/Saniye düzeyine çıkacaktır. Bu portlar anakart işlemcilerine direk bağlantılı değildir. Kablolardan gelen veriler öncelikle bu iletişim protokolü için özel olarak üretilen sata kontrolcü entegreleri tarafından işlenip chipsete aktarılmaktadır.
6.) Distek Sürücü Bağlantı Portu: Bu porta ise disket sürücüler bağlanmaktadır. Son derece sınırlı bir transfer hızına sahiptir ve ergonomik olarak kullanışlı değildir. Yeni nesil pclerde artık bu slot kullanılmamaya başlanmıştır.
7.) Güç Bağlantı Portu: Kasada bulunan güç kaynağından (power supply) anakarta gerekli olan gücü sağlamak için yapılacak bağlantıda kullanılacak olan porttur. Sağlam bir şekilde karta monteli olup kart için gerekli olan +5v -5v +12v güçleri buradan sağlanmaktadır.
Dahili parçalar için kullanılan portları ve çalışma şekillerini yukarıda anlattık. Diğer sabit parçalar ve bağlantı portları ile ilgili bilgiler aşağıda bulunmaktadır.
Dahili Parça Portları – İşlemci ve Ram
Bu soketlerin diğer bağlantılardan farkı, anakart üzerinde takılı kalmaları ve bilgisayarın en önemli parçalarından ikisi olmalarıdır. Bilgisayar üzerinde yürütülen ana işlemleri hepsi bu iki parça üzerinde yapılmaktadır.
İşlemci – CPU Portu: İşlemci kendisine gelen komut ve bilgileri uygun şekilde işleyerek çıktıları ram ve diğer gereken parçalara aktarmaktadır. Bilgilerin büyük kısmı ram üzerinde toplanacağı için bu iki parça arasında çok fazla sayıda bağlantı vardır ve genellikle birbirine yakın pozisyonda tasarlanırlar. Aşağıdaki resimde örnek bir işlemci slotu gözükmektedir.

Bu slotlar genellikle değişik standartlarda üretilirler. Günümüzdeki en önemli iki işlemci üretici firmanın ürettiği ve kullandığı genel standartlar;
Intel İşlemcileri için: Soket 370, 423, 478, 479, 486, 495, 603, 604, 611, LGA 775
AMD İşlemcileri İçin: 563, 754, 939, 940, AM2, AM2+, AM3, 1207 gibi soketler kullanılmaktadır. Bizim resmimizde bulunana soket LGA 775 soketidir. Bu soket türlerinde erkek bacaklar anakart üzerinde bulunmaktadır.
İşlemciler çalışırken ısı seviyeleri yükseldiği için soğutulmaya kesinlikle ihtiyaçları vardır. Hatta pasif değil fan montajı ile aktif olarak soğutulmaları gerekmektedir. Soğutucu bağlanabilmesi içinde yuva çevresinde belirli bir boşluk bulunmaktadır. Ayrıca yuvanın çevresinde bulunan parçalar genellikle güç mosfetleri ve regulatör devreleridir. İşlemcilerde voltaj dalgalanmasının çok ufak değerlerde olması yada hiç olmaması tercih edilmektedir. Bu nedenle güç kaynağı regulasyonu yanında anakart üreticileri işlemci için kendi özel geliştirdikleri regulatör devrelerinde kullanmaktadırlar.
Ram Portu – DIMM Port: Yukarıdada kısaca açıkladığımız gibi işlemci ve ram slotları birbirine genellikle yakın üretilirler çünkü aralarında çok fazla kablo bağlantısı vardır ve bilgisayar hızını en çok etkileyen elemanlardır. Ram parçasına kısaca değinecek olursak, normalde bilgileri harddisk üzerinden okuyup işlemek ne kadar hızlı olursa olsun ekranda takılmalar ile karşılaşırız çünkü bir sayfadan diğerine geçerken harddisk üzerindeki verinin alınıp işlenmesi, harddsikin erişim süresinden dolayı gecikir. Fakat ram’lar, üzerindeki bilgileri anında ekrana ve gerekli birimlere aktarma yeteneklerine sahiplerdir.
Dolayısıyla gerekli bilgiler işlemci tarafından işlenip ram’e aktarılır ve oradan da gerektiği zaman kullanılırlar. Örnek verecek olursak bilgisayarımızda bir program çalıştırdığımız zaman bu program harddsik züerinden uygun şekilde işlenerek ram bellek üzerine aktarılmaktadır. Program üzerinde herhangi bir işlem yaparken aslında program ram üzerinden çalışmaktadır. Aksi taktirde herhangi bir işlemde veya sayfa değişiminde her defasında harddsik kullanılıyor olsaydı çok fazla zaman kaybımız olurdu.

Yukarıda resimde örnek bir 240 Pin DIMM Ram slotu – DDR2 gözükmektedir. Soket yapılarına gelecek olursak. Ram soket yapı standartları aşağıdaki gibidir;
SDRAM Standartları: 72 pin SO-DIMM, 100 pin DIMM, 144 pin SO-DIMM, 168 pin DIMM
DDR SDRAM Standartları: 200 pin SO-DIMM, 240 pin DIMM bu standartlar DDR2 ve DDR3 içinde kullanılmaktadır.
Boyut olarak 256MB, 512MB, 1GB, 2GB, 4GB gibi standartlar vardır. Anakartların adresleme yeteneklerine bağlı olarak 16GB veri büyüklüğünde ram takılabilecek 4 slot bulunabilir. Ramler üzerindeki bellek entegreleri sayesinde çok büyük verileri kaydedebilirler ve sadece elektrik varken veriler üzerinde durur. Herhangi bir elektrik kesintisinde üstündeki veriler sıfırlanır. Yeni anakartlarda genellikle 4 tane DIMM slotu bulunmaktadır. Dimm slotları kullanılırken eğer elimizde iki tane ram varsa aynı bölgedeki iki slota takılmazlar. 1 tanesi sarıya takılır diğerdie ikinci sarıya takılır. 3 ram varsa işlemciye yakın olan ilk kırmızıya takılır. Ram takma işlemlerini yaparken gerekli belgeleri okumanızı tavsiye ederiz.
Harici Parça Portları
Bu portlar ise bilgisayarımızın içindeki verileri ve bilgilerin dış dünya ile haberleştirilmesini sağlar. Örnek; ses, internet, mouse, klavye gibi parçalar bu slotlara bağlanarak çalışmaktadır. Aşağıdaki resimde bulunan bağlantı portları ve görevlerini inceleyecek olursak:

1.) Klavye ve Mouse Portu: Bu portlar ile klavye ve mouse gibi aygıtlarımızı pc’ye bağlarız. Dışarıdan gireceğimiz bilgiler ve yapmak istediğimiz herşeyi kontrol eden bu iki aleti anakarta bağlayan yuva burasıdır. Bu aygıtlar ayrıca USB portu üzerinden de bağlanabilmektedir.
2.) Paralel Port: Eski bir iletişim birimidir ve yeni nesil bilgisayar anakartlarında kullanılmamaya başlanmaktadır. Çok küçük veri transfer hızlarıyla (Baud rate) çalışmaktadırlar.
3.) Seri Port: RS232 olarak ta adlandırılabile bu port’ta eski bir bağlantı arabirimidir ve yine paralele port gibi yeni nesil kartlarda kullanılmamaya başlanmaktadır. Seri protta veri transferi RX ve TX olarak adlandırılan iki bacak vasıtasıyla iletilmektedir.
4.) USB Portu: Yeni nesil iletişim teknolojisi olarak kullanılan USB 480Mbit/Saniye veri transfer hızına ulaşmaktadır. Bağlantı kablo sayısının az olması ve ergonomik bir bağlantı yapısıyla hemen hemen tüm aletler artık bu arabirimi desteklemektedirler. Bilgisayardaki usb port sayısı kasa önü ile birlikte genellikle 4 taneden fazladır.
5.) Ethernet Portu: Resimde gözüken en üstteki port RJ 45 olarak adlandırılan ethernet portudur ve bilgisayarın ağ ile bağlantılı olmasını ve internete bağlanmasını sağlamaktadır.10 pinli olan bu konnektör telefon kablosunun uç yapısına bezmektedir.
6.) Ses Portları: Bilgisayardaki sesli verileri işleyen ses kartının çıkış portlarıdır. Hoparlörler bu soketlere bağlanırlar. 5+1, 2+1. 7+1 gibi formatları destekleyen türleri bulunmaktadır.
Tüm bu port ve parçaların haricinde anakart üstünde bios adı verilen ve anakartın özelliklerini ve çalışma ayarlarını belirleyen ve bilgisayardan ayarlanabilen entegreler bulunmaktadır. İşlemciler overclock yaparken veya kart üzerindeki sabit bazı ayarları değiştirirken bios yeniden ayarlanmalıdır. Bios haricinde çeşitli görevleri olan birçok entegre ve harici elektronik aygıt’ta, anakartın bir düzen içinde olmasını ve diğer donanımlar ile uyum içinde çalışmasını sağlamaktadır.
Çok güzel anlatım olmuş sanalkurs’a teeşkkürler.

Anakart Nedir ve Nasıl Çalışır? yazısı ilk önce Ertan Dönmez üzerinde ortaya çıktı.

anakartın özelliklerini öğrenmek arşivleri - Ertan Dönmez

Anakart Nedir ve Nasıl Çalışır?