Tüm donanım birimlerinin dolaylı ya da dolaysız bağlandığı elektronik karttır. Elektriği geçirmeyen fiberglas malzemeden yapılmışlardır. Üzerinde chipleri ve konektörleri birbirine bağlayan metal yapıda, ince ve iletken bağlantı yolları vardır. Bu bağlantı yollarını küçük boyutlarda tasarlamak için anakartın fiberglas olan ana maddesi katmanlardan(layer) oluşarak her bir katmandan ayrı ayrı iletkenlerin geçirilmesi ile boyutlar küçültülür. Bu bağlantı yolları iki uç arasında güç iletimi(gerekli elektrik enerjisi) veya da elektriksel veri işaretlerini taşımakla görevlidirler.
Elektriksel veri işaretlerini taşıyan iletken yapılara veriyolları denilmektedir. En önemli görevleri, yapıları farklı donanım birimlerini, birbiri ile haberleştirmek ve ihtiyaçları olan elektrik enerjisini sağlamaktır. Anakartın performansı tüm donanım birimlerini doğrudan etkilemektedir.
Anakartlar çok çeşitli yapıda ve boyutta üretilirler. Daha çok iki standart yapı söz konusudur. Bu standartlar kart üzerindeki bileşenlerin yerleşiminden, boyutlarına kadar her türlü fiziksel özellikleri tanımlamaktadır. Bu standartlar örneğin anakart üzerindeki slotların yerleşimi, vida yerleri, anakart boyutları, fan ve anakart güç kablo konektörleri gibi yapıları tanımlar.
ATX nedir?
ATX(Advanced Technology Extended): 1995 yılında Intel tarafından çıkarılmıştır. mATX' e göre daha büyüktür. Kendine has güç girişi ve port bileşenlerinin dağılımı vardır. 30,5 x 24,4cm uzunluğa sahiptirler.
microATX(mATX): ATX yapıya %100 uyumludur. Yani ATX yapıya uygun her türlü kasaya, mATX anakartlar sorunsuzca montaj edilebilir. mATX in sahip olduğu vida delikleri ATX ile uyumludur. Boyut olarak yaklaşık %25 daha küçüktür. Birçok ATX kasada rahatlıkla kullanılabilir.
ATX ile aynı güç girişini kullanmaktadır. Aralarında slot ve I/O sayılarında farklılıklar vardır. ATX anakartlardan daha az genişleme slotlarına sahiptir. 24.4 x 24,4 cm boyutlarına sahiptir.
Yaygın anakart üreticilerinden Asus, Intel, Giga-Byte, FoxConn, MSI ve BioStar isimlerini sayabiliriz.
Anakart bileşenleri
Bus
Bilgisayardaki veriyoluna verilen isimdir. Paralel iletken tellerden oluşur. İşlemci, RAM ve diğer giriş çıkış aygıtlarını birbirine bağlayan yapıdır. Anakart üzerindeki bu yapı bus mimarisi olarak isimlendirilir. Anakart üzerinde taşınacak verilerin miktarını(bant genişliğini) ve hızını belirler. Anakart üzerinde bir çok çeşit bus yapısı vardır.
Bu farklılık her bileşenin farklı ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Çünkü donanım birimlerinin hızları ve bant genişlikleri birbirlerinden farklıdır. Örneğin hafıza veriyolu(memory bus), kuzey köprü(hafıza kontrolcusu) ile hafıza arasındaki veriyoludur. Yeni nesil bilgisayarlarda(günümüzdeki) hafıza ile CPU arasındaki veriyoluna FSB(front side bus), CPU ile level2 bellek arasındaki veriyoluna BSB(back side bus) ismi verilmektedir.
Chipset
Anakart üzerinde faklı donanımların birbiri ile iletişimini sağlayan chiplerdir. Norhbridge(kuzey köprü) ve Soutbridge(güney köprü) adında iki bileşenden(chip) oluşur. Norhbridge hızlı bileşenleri(CPU, RAM, PCI Express ve AGP) birbirine bağlar. SouthBridge ise yavaş bileşenleri birbirine bağlar(IDE, USB, PCI...). Günümüzde southbridge bazı ek onboard denilen kartları(ses, ekran, ethernet...) barındırabilir. Önemli chipset markalarından Intel, SIS, VIA ve NVIDIA sayılabilir.
BIOS
Basic Input Outpu System kelimelerinin kısaltmasıdır. Temel giriş çıkış sistemi anlamına gelir. Bilgisayar ilk açıldığında bu sistemin sahip olduğu program kodları ile başlatılır. Bu kodlar eeprom veya flash hafıza denilen yapılarda saklanır. Biosun ilk işi sistem elemanlarını(ekran kartı, sabit disk, Ram...) tanımlamak ve onları kontrol etmektir. Donanım birimleri denetlendikten ve başlangıç parametreleri yüklendikten sonra BIOS işletim sistemini çağırarak kontrolü ona bırakır. Anakart üzerinde güncellemeye ve bozulmaya karşın kolay müdahele etmek için rahatlıkla çıkarılabilecek şekilde genelde slot yapıdaki yuvalara yerleştirilir.
BIOS, donanım için başlangıç parametrelerini, CMOS denilen hafızadan okuyarak ayarlar. CMOS hafızanın içerdiği parametreler(saat, şifre, disk parametreleri...) kullanıcı tarafından rahatlıkla değiştirilebilir. CMOS parametrelerini değiştirmek için setup programı denilen bir arayüz programı kullanılır. Bu programa ulaşmak için bilgisayarı açtıktan hemen sonra Del veya bazı bilgisayarlarda F2 tuşuna basmamız gerekir. Bu tuşlar BIOS çeşidine göre değişir. Önemli bazı BIOS üreticileri Award, Phoenix ve American Megatrends(AMI) firmalarıdır.
Veriyolları(Buses)-1
Donanım aygıtları arasındaki iletişimi sağlar. Veriyollarına bağlanacak donanım aygıtları slot veya soket denilen geçmeli konektörlerle anakarta bağlanırlar. Veriyolları hız, zeka ve band genişliği açısından birbirinden ayrılırlar. Günümüzde PCI, AGP, PCI Express, USB,SCSI, firewire ve PCMCIA gibi veri yolları vardır. Verileri bazıları seri bazıları ise paralel olarak iletir. Her bir veriyolu yapısı kendisine has bir konnector(bağlayıcı) slot veya soket yapısına sahiptir. Veriyolları aygıt sürücüleri yardımıyla kontrol edilir.
SCSI(Small Computer System Interface): Birçok farklı donanım birimini(yazıcı, cd-rom, sabit disk, tarayıcı... ) destekleyen, 20 yılı aşkındır bilgisayar dünyasında kullanılan ve aynı veriyoluna birçok donanım biriminin bağlanmasına imkan veren bir veriyolu yapısıdır. SCSI bugün hala genel geçer bir standarda oturmamıştır. Sistemden sisteme, konektörü, kablosu, veri yolu genişliği, arayüzü ve hızı değişmektedir. Uzun süredir kullanılan SCSI yapısı tarihsel gelişimi açısından hız, bit genişliği ve aynı hatta desteklenen donanım sayısı ile çeşitli tiplere sahiptir. Bir bilgisayara SCSI arayüzünü destekleyen bir donanım takmak için SCSI kartlar(adaptör) takılması gerekmektedir. Bazı anakartlar üzerinde SCSI yapısı onboard olarak bulunabilmektedir. Aşağıda SCSI kart ve takılabilecek kablo gösterilmektedir.
SCSI veriyoluna bağlanan her bir donanımın tekil bir numarası(ID) olması gerekmektedir. Ana başlıklar halinde SCSI tipleri aşağıda açıklanmışlardır.
SCSI-1: Desteklenen donanım sayısı 8, veriyolu hızı 5Mhz ve veriyolu genişliği 8 bittir.
SCSI-2: Wide, Fast, Fast/Wide olarak üç çeşidi vardır. Wide çeşidi 16 bit genişlik, 5Mhz hızda ve 16 donanım desteklerken, Fast, 8 bit genişlik, 10 Mhz hızda ve 8 donanım desteklemektedir. Fast/Wide tipi ise 16 bit genişlik, 10Mhz hızda ve 16 donanım desteklemektedir.
SCSI-3: Ultra/1/2/3 ve bunların wide versiyonlarını içine alan çeşitleri vardır. Burada maksimum veri yolu genişliği 16, veriyolu hızı 80Mhz ve desteklenen donanım sayısı 16 dır.
SCSI yapıları önceleri paralel çalışırken onun seri olarak çalışan tipleri geliştirilmiştir. Seri olanlar komutlarla çalışmakta ve bant genişliği 3Gbite kadar çıkabilmektedir. Desteklenen donanım sayısı ise 128 adettir. SCSI sürücüleri her iki uçta da sonlandırıcıya ihtiyaç duyarlar.
Veriyolları(Buses)-2
IEEE1394 Firewire: Daha çok video, ses, görüntü işleme ve DVD dünyasında kullanılan yüksek hızlarda seri veri aktaran bir yapıdır.
İ-Link(Sony) ve DV(Panasonic) olarak ta isimlendirilmektedir. SCSI'nın daha da gelişmiş şeklidir. Günümüz bilgisayarlarında paralel SCSI'nin yerini almıştır. Aynı veriyoluna 63 adet donanım biriminin bağlanmasına imkan verir.
Bu donanım birimlerinin SCSI da olduğu gibi tekil bir adresi veya başta ve sonda sonlandırıcı olmasına gerek yoktur. Sistem tüm donanım birimini istediği adresi atayabilmektedir. Firewire bant genişliği 400, 800 ve 3200 Mbit değerlerinde olabilmektedir.
En önemli özelliği ise hızının yanında yüksek gerilim(30V) ve elektriksel güce(port başına 45W) sahip olmasıdır. Firewire HotPlugging yapıya sahiptir.
Veriyolları(Buses)-3
PCMCIA veya PC Card (Personal Computer Memory Card International Association): Dizüstü bilgisayarlarda kullanılan genişleme yuvalarının bağlandığı veriyoludur. Dizüstü bilgisayarlarda genişleme yuvaları dışarıdan çıkarılıp takılacak şekilde tasarlanmıştır. Dizüstü bilgisayarlara donanım eklemek için kullanılan genişleme yuvalarıdır. 31-1067 Mbit bant genişliğine sahiptir.
PnP özelliğine sahip bu veriyoluna uyumlu donanım birimleri, masaüstü bilgisayarlarda da PCMCIA genişleme kartı ile kullanılabilir. Bu kart aşağıda gösterilmiştir.
PCMCIA veriyolu yapısı 4 adet farklı standarda PnP özelliğe sahiptir.
Tip I: 3.3 mm kalınlıkta, 16 bit veri uzunluğuna sahip ve 68 pinli yapıdır. Daha çok bellekler(RAM) için kullanılır.
Tip II: 5.4 mm kalınlığa, 16-32 bit veri uzunluğuna ve TipI ile aynı fiziksel özelliklere sahiptir. Ethernet kartı, modem gibi donanım birimleri bu yapıyı kullanır.
Tip III: 10.5mm kalınlığa ve 16-32 bit veri uzunluğuna sahiptir. TipI ve II ile uyumludur. Taşınabilir diskler bu yapıyı kullanırlar.
Tip IV: Toshiba tarafından geliştirilmiş ve henüz yaygın olmayan 16mm kalınlığa sahip yapıdır.
Veriyolları(Buses)-4
USB(Universal Serial Bus): Evrensel seri veriyolu anlamındadır. PnP özelliğe sahiptir. Tek bir bilgisayara 127 adet donanım bağlamaya izin veren bir yapıdır. Harici donanım birimlerini bilgisayara bağlamak için kullanılır. Günümüzde monitör, klavye, fare, TV kartı, Ses kartı, sabit disk gibi birçok donanım birimi bu veriyolunu kullanmaktadır. Veri aktarımı seri olarak yapılır. 12-480Mbit bant genişliğine sahiptirler. İstenirse bilgisayara USB-HUB denilen donanım takılarak daha fazla USB port elde edilebilir. HotPlugging yapıya sahiptirler.
USB veriyolunda trafiği kontrol eden yapıya USB Host kontroler denilmektedir. USB Host kontroler aktif olduğunda(bilgisayar açıldığında) kendisine bağlı tüm USB cihazları kontrol ederek onlara adres numaralarını atar. Ayrıca host kontroler donanımın nasıl haberleşmek istediğini de saptar. Bu haberleşme şekli 3 biçimde olmaktadır.
Kesme(Interupt) Modu: Fare ve klavye gibi düşük miktarlarda verilerin aktarılması sırasında kesme modu kullanılır.
Yığın(Bulk) Modu: Burada gönderilen veri üzerinde hata düzeltme işlemi yapılır. Yazıcı gibi büyük boyutta kesintili verilerin iletimi bu mod yardımıyla gerçekleştirilir.
Eşzamanlı(Isochronous): Sürekli veri akışı olduğunda(hoparlör gibi) bu mod kullanılır. Burada hata düzeltme yapılmaz.
Host kontroler kendisine bağlı donanım birimlerinin harcadıkları toplam band genişliğini denetleyerek kesme ve eşzamanlı moddaki iletişime bazen izin vermeyebilir. Çünkü bunlar band genişliğinin %90 kadarını kullanırlar. Kontrol amaçlı gönderilen komut paketleri ve yığın moda ait veri paketleri bant genişliğinin %10 kadarını kullandığı için genelde sorun olmaz.
USB port yapıları düşük güçle çalışan sistemlere harici güç kaynağı bağlamaksızın gerekli gücü sağlamak amacı göz önüne alınarak üretilmiştir. Ayrıca bir çok üründe üreticinin donanıma ait sürücü dosyaları olmaksızın işletim sistemi tarafından tanınmasına olanak kılan yapıya sahiptirler. USB port ve kablo konektör yapıları, çeşitli büyüklüklerde ve tiplerde cihazların büyüklüğüne göre üretilebilmektedir. Konektörler büyüklüklerine göre mikro, mini, B ve A diye isimlendirilmektedir. Cep telefonlarındaki bir konektörle yazıcılardaki elbette aynı boyutta olamazlar. USB hız ve bant genişliği olarak aşağıdaki farklı yapılarda bulunabilmektedir.
USB1.0 Düşük hızlı ve 1.5 Mbit bant genişliğine sahip USB yapıdır.
USB1.1 Orta hızlı ve 12 Mbit bant genişliğine sahip yapıdır.
USB2.0 Yüksek hızlı ve 480Mbit bant genişliğine sahiptir.
USB3.0 Çok yüksek hızlı olup 4.8Gbit bant genişliğine sahiptir.
USB yapıda donanım cihazlarını destekledikleri hızlarda kullanabilmek için USB kontrolöründe aynı hızı destekliyor olması gerekmektedir. USB, donanım birimlerine, maksimum 5V ve yaklaşık 500mA akım sağlamaktadır. Bir port için oldukça yüksek olabilecek bu güç, USB uyumlu farklı cihazları karşımıza çıkartmaktadır. Bu tür cihazlara örnek; masa lambası, vantilatör, kahve ısı koruyucular... sayılabilir.
Veriyolları(Buses)-5
PCI(Peripheral Component Interconnect): Daha genel bir yapıya sahiptir. Ses, ekran, tv ve ağ kartları bağlanabilir. Paralel iletişimi kullanılır. Anakart üzerine onboard olarak veya slotlar yardımıyla bağlanan donanım yapılarını destekler. 33/66Mhz frekans değerini ve 32/64 bit band genişliğini kullanan modelleri vardır.
AGP(Accelerated Graphics Port): Video kartları için tasarlanmıştır. Paralel iletişimi kullanır. 32 bit genişliğe sahiptir. 1x, 2x, 4x ve 8x gibi sürümleri vardır. AGP yapısı bir veriyolu olmasına rağmen noktadan noktaya iletimi sağlar. Sabit 32 bit genişliğin her bir çarpana 66Mhz eklenip çarpılmasıyla band genişliği hesaplanır. Günümüzde standart olmayan bir çok AGP yapı vardır ve AGP slotlar farklı yapılarda karşımıza çıkmaktadırlar.
AGP veriyoluna ekran kartından başka kart bağlanmadığı için ayrılan tüm kaynağı kendisi kullanır. Ayrıca pipeline mimarisine sahip olup render yapmak için gerekli bilgileri bir seferde alarak bekleme yapmaz. PCI veri yolun da ise render için gerekli bilgiler parçalar halinde beklemeli olarak gelir. PCI veriyolunda bir veri paketi içerisine alıcı adresi konularak gönderilir ve her donanım birimi bu paketi açar ve adrese bakarak kendine gelip gelmediğini anlar. AGP de ise adres veri paketi içerisine konulmaz ayrı bir pakette tutulur. AGP veriyolu PCI ya göre, sistem kaynaklarını ve özellikle RAM hafızayı daha az kullanır.
PCI Express: En yeni bus yapısıdır. Bus yapısından ziyade ağ mantığı ile çalışır. Çarpanları sahip olduğu hat sayısını gösterir. Veriler paketler halinde iletilir. Veri seri olarak birkaç hattan gönderilip alınabilir. Bu hatların her birine kanal denmektedir ve çarpanla gösterilir. Veriler anahtarlama yöntemiyle istenen noktalara kanalize edilerek band genişliğinden bağımsız iletim oluşturulur. Yani her bir kanal için adanmış bir yol anahtarlanarak sağlanır. Her bir hat sayısı 250MB/s band genişliğine sahiptir. Haberleşme şekli seridir. Kartlara sağladığı elektriksel güç AGP den yaklaşık iki kat fazladır. Slot uzunluğu, çarpan sayısı ile doğru orantılıdır(Aşağıdaki resimde gösterilmiştir).
PCI-Express veriyolunun çalışma mimarisi aynı donanım birimlerini ortak çalıştırmak için elverişlidir. Örneğin PCI-Express slotlara takılan iki adet ekran kartı oluşturulacak görüntüyü aralarında paylaşarak yarısını birinci kart diğer yarısını ikinci kart yapmaktadır. Mesela NVIDIA firmasının Scalable Link Interface (SLI) ve ATI firmasının CrossFire özellikli uyumlu ekran kartı bu özelliktedir.
Yukarıda iki kartın eşzamanlı(senkron) çalışabilmesi için iki kartı resimde de görüldüğü üzere 3. bir kart(SLI) tarafından birleştirilmesi gerekmektedir. ATI de ise crossfire denilen kablo ile birleştirilmeleri gerekmektedir.
Adı Band genişliği
AGP 1x 266MB/s
AGP 2x 533MB/s
AGP 4x 1067MB/s
AGP 8x 2133MB/s
PCI(32Bit, 33Mhz) 132MB/s
PCI(64Bit, 33Mhz) 266MB/s
PCI(64Bit, 66Mhz) 533MB/s
PCI Express 1x 250MB/s
PCI Express 2x 500MB/s
PCI Express 4x 1000MB/s
PCI Express 8x 2000MB/s
PCI Express 16x 4000MB/s
PCI Express 32x 8000MB/s
EISA 32MB/s
Donanım aygıtları bu slotlara uygun yönde üzerine yerleştirilip üzerine az bir kuvvet uygulayarak takılabilir.
Pil
CMOS hafızadaki parametrelerin kalıcı olması için gerekli elektrik enerjisini sağlar. Bittiğinde CMOS üzerindeki parametreler sıfırlanır. Özellikle BIOS şifresi unutulursa, bilgisayarın fişi çekildikten sonra pili kısa süreli çıkarıp takmak yeterli olacaktır.
Portlar
Bilgisayarın dış dünya(modem, kalvye, yazıcı, kamera...) ile iletişimini sağlayan giriş çıkış kapılarına port denir. Aslında bunlarda birer veriyoludur. Seri, paralel, USB, PS/2... gibi çeşitleri vardır.
Anakart parametreleri
Bağlantı Pinleri
Kasa üzerindeki ledleri(küçük diyot yapıda lamba), anahtarları, USB portlarını, ses çıkış veya girişlerini ve sistem hoparlörünü bağlamak için kullanılan iğnelerdir. Bilgisayarın kasasında yer alan bir anahtar yardımıyla bilgisayarı açar, bir başkasıyla da resetleriz. Bilgisayarın çalışıp çalışmadığını veya sabit diskin okuma ve yazma yapıp yapmadığını kasadaki ledler yardımıyla anlayabiliriz. Bu anahtar ve ledleri anakarta bağlamak için bağlantı pinlerini kullanırız. Her anakarta göre bunlar farklılık arzedebilir. Bu pinlerin açıklaması anakart üzerinde küçük harflerle yanlarında veya kullanım kılavuzunda yazılıdır.
Anakart Parametreleri
1. CPU Desteği: Her anakart üzerindeki CPU pin yapısına uygun işlemcileri destekler. Dolayısıyla CPU ve anakart uyumlu seçilmelidir. Anakartlar başlıca yapı olarak, AMD ve Intel uyumlu olarak ikiye ayrılırlar. Her biride kendi aralarında soket yapılarına göre farklılık arz edebilir. Örneğin Intel'in bazı işlemcileri LGA775 ve bazıları ise 478 pin yapılarına sahiptirler. Durum böyle olunca anakart veya işlemci alınmadan, bu durum ikisi içinde önem arz etmektedir. Çünkü işlemci pin yapısına göre anakartlar da farklı olacaktır. Farklı soketler farklı sayıda ve yapıda pine(iğne) sahiptir.
2. FSB Hızı: Front side bus=ön veriyolu anlamına gelir. System bus da denilir. Kuzey köprüsü ile CPU arasındaki bağlantı hızını gösterir. Günümüzde 1333, 1066, 800, 533 Mhz gibi hız değerleri vardır.
3. Bellek Desteği: Anakartın yapısına göre desteklediği RAM tipleri de değişiklik göstermektedir. Günümüzde desteklenen RAM tiplerinden SD, DDR, DDR2, DDR3 sayılabilir. Ayrıca aynı RAM çeşidinin farklı hız seçenekleri de vardır. Anakarta uygun RAM seçimi yapılmalıdır. Aynı tip fakat farklı hızlarda yapılacak, anakart ve RAM tercihinde sistem yavaş olanın hızında çalışır.
4. Slot Tipleri ve Sayısı: Bilgisayara takılacak kart çeşidine ve sayısına göre anakartın aynı yapıda slotlara sahip olması gerekir. Her anakart slot sayısı ve çeşidi bakımından farklılık gösterebilir.
5. OnBoard Kartlar: Bazı anakartların üzerinde ses, ekran, IEEE1394, ethernet gibi kartlar tümleşik olarak üretilmektedir. Bu tip anakartlar alındığında ayrıca bu kartlardan almaya gerek kalmamaktadır. Yalnız bu tümleşik kartlar genelde standart bir performansla çalışır. İstendiğinde bunlar setup programından(BIOS) iptal edilerek daha gelişmiş kartlar takılabilir.
6. Disk Arayüzü: Diskler SATA ve ATA(PATA) arabirimli olarak satılmaktadır. Anakartlarda da bu yapıya olan uyumluluk aranmalıdır. Günümüzde her anakartta mutlaka 1 adet ATA arayüzü bulunmaktadır. SATA çeşitleri olsa da CDROM veya DVDROM yapılarının bir çoğu hala ATA soketlere takılmaktadır. Kartın SATA desteği yoksa ATA soketi iki tanedir. Eğer SATA desteği varsa en az iki adet de SATA soket anakart üzerinde yer alır.