Az Alaplap

Minden számítógépben van, mégis elég kevesen tudják, milyen csatlakozók vannak rajta, és hogy ezek mire jók. Ezen írásban kirándulást teszünk a számítógépek anatómiájába, megismerjük az alaplapot közelebbről.

Bevezetés

Nem túlzok akkor, ha azt mondom, hogy az alaplap a számítógép legfőbb komponense. Ez kapcsolja ugyanis össze a többi eszközt: CPU, memória, videokártya. Felépítése a csatlakozók, kezelt memória és CPU tekintetében generációnként változik. Ezért jó esély van rá, hogyha meghal, akkor az alaplap cseréje mellett szükség lesz CPU, memória és videokártya cserére is. Viszonylag egy régebbi alaplapot sikerült lencse végre kapni. Ezen alaplap a Pentium 4 korszakból származik. Újabb alaplapok esetén az eltéréseket jelezni fogom.

Méret tekintetében több típus létezik: normál ATX, Micro-ATX, Mini-ITX, Nano-ITX és Pico-ITX. A képen látható Gigabyte alaplap normál méretű ATX. A legtöbb asztali számítógépben ezen méret található meg, vagy esetlegesen Micro-ATX vagy Mini-ITX alaplapok is előfordulhatnak. A Mini-ITX méret talán az Intel Atom CPU miatt lehet ismerős.

CPU és Chip készlet

A CPU feladata az aritmetikai és logikai utasítások végrehajtása. Architektúránként változó a CPU tokozása, és ebből kifolyólag a foglalat is, amibe illeszkedik a processzor. A képen egy Intel Celeron D 330 CPU szerepel egy Socket 478 foglalatban. Core 2 Duo és Quad processzorok LGA775 foglalatba, az újabb i sorozatos Intel processzorok pedig LGA1156 foglalatba illeszkednek. Ezen foglalatok Intel specifikusak. AMD processzorok nem ilyen foglalatokat használnak, azonban az összes foglalat jellemzője az, hogy úgy lettek kialakítva, hogy csak egyféleképpen lehessen beletenni a CPU-t.

A chipkészlet régebben 2 részből állt: északi és déli híd. Az északi híd az i sorozatú architektúrától nem található meg. Az AMD az Athlon 64 megjelenésével hagyta el az északi hidat. Ezen Chip feladata a memória, a CPU és a videóvezérlő illesztése. Olyan architektúrákban, ahol nincs jelen, ott a CPU végzi ezen chip dolgát. Az északi híd elhagyására a sebességkorlátozó mivolta miatt volt szükség. A déli híd szerepe a többi periféria illesztése. Az elnevezésük onnan jött, hogy az északi híd közvetlenül a CPU közelében található (fent), míg a déli az alaplap alsóbb részén.

Memória

A memória foglalat feladata nem meglepő módon a memória illesztése. A képen 2db DDR1 RAM modul foglalata látható. Az eltérő foglalat szín arra utal, hogy ezen alaplap 2 csatornás üzemmódban képes memóriát kezelni. A 2 csatornás működés azt jelenti, hogy egymástól függetlenül az alaplap 2db memória modult tud kezelni egyidejűleg. Ezen működés feltétele, hogy csatornánként azonos mennyiségű memóriának kell lennie, valamint foglalatpáronként azonos méretű modulnak kell lennie a foglalatban. Például 3Gb 2 csatornás üzemmódban: 2x512Mb és 2x1Gb. Újabb CPU-k már 3 csatornás memória kezelésre is képesek. Manapság a legelterjedtebb memória típus a DDR3. A memória maximális kezelt órajelét régebben az északi híd határozta meg, azonban mára ez a feladat a CPU dolga, így a memória órajelét a CPU-hoz érdemes választani. Egy olyan CPU esetén, ami nem támogatja a választott gyors órajelet, felesleges kiadás a gyors memória, mivel ezen modulok általában drágábbak. A CPU-hoz mérten lassú memória pedig teljesítmény korlátozó tényezőként viselkedik. Amennyiben az alaplap lehetőséget biztosít rá, mindenképpen 2 csatornás konfigurációban alakítsuk ki a memóriát, főleg ha 2 vagy több magos CPU-val rendelkezünk.

AGP, PCI-E, PCI portok

Videóvezérlők illesztésére régebben AGP portot (Accelerated Graphics Port) használtak. Ezen port speciálisan videokártyák akkori nagy busz szélesség igényéhez lett kifejlesztve. Több típus és gyorsasági szabvány után a fejlesztés a 8x típusnál maradt abba. Ebben az üzemmódban a busz sebessége 2133Mb/s.

2004-ben a PCI Express váltotta ezen portot, ami nem csak grafikus vezérlők számára lett tervezve. Soros felépítésű, ellentétben az AGP párhuzamosságával, így többféle sebesség konfigurációra képes. Ezen felül jóval gyorsabb sebességet produkál. 16x üzemmódban V3 szabvány szerint 16Gb/s a sávszélessége. A V1 szabvány megjelenésekor 4Gb/s volt az átviteli sebesség, ezzel duplázva az AGP 8x sávszélességét. Ezen sávszélességet mindkét irányba tudja, míg az AGP sávszélessége aszimmetrikus, kifelé jóval nagyobb sebességre képes.

A PCI-E portok megjelenésével jelent meg az a lehetőség, hogy egynél több videokártya is legyen egy gépben. Ehhez olyan alaplap kell, amely rendelkezik 2db PCI-E 16x porttal, illetve 2db azonos gyártótól származó videókártyával. Erre azért van szükség, mivel az AMD/ATI videokártyák CrossFire protokollal kommunikálnak egymás között, míg az Nvidia kártyák SLI protokolt használnak. 2db videokártya használata azonban nem minden alkalmazás téren (főleg játékoknál) hoz 2x-es gyorsulást.

Az alaplapokra leggyakrabban 16x kivitelű sínek mellett 1x kivitelt is szerelnek. Egyes gyártók (pl. Asus) alaplapjaikra régebben tettek 4x gyorsaságú sínt is, amibe speciálisan általuk gyártott bővítő modulok voltak helyezhetőek. Az 1x gyorsaságú modult hangkártyák, és egyéb kisebb sávszélesség igényű bővítőkártyák használják

PCI portok a mai alaplapokon szinte csak kompatibilitási okból vannak. Ez a port nagyjából 1993 óta van használatban. A mai napig rengeteg eszköz (hangkártya, IDE vezérlő, SCSI vezérlő, és még sorolható lenne, hogy mi minden) kapható, amely ezen csatoló felületet használja. Az AGP előtt videokártyák is ezen portra csatlakoztak.

ATA, SATA, Floppy

ATA és SATA vezérlőkre merevlemezeket, SSD-ket és optikai meghajtókat lehet csatlakoztatni. Manapság egyre több alaplapon csak egy ATA vezérlő kivezetés van, vagy egy sem. Ezen csatoló felületet váltotta a SATA, amely jóval nagyobb átviteli sebességre képes, azonban a mai napig is igen elterjedtek az ATA-t használó eszközök (Kiegészítés – 2013.08.02 : Napjainkban már nem kapni újan olyan alaplapot, melyen ATA csatoló lenne, így biztosan állíthatom,hogy ez a felület már kihalt). Bővebb leírás IDE és SATA eszközökről: Amit a Mobil Rackekről és a merevlemezekről tudni érdemes.

A floppy vezérlő szinte az összes (gyanítom, hogy van az összes mai modellen is, bár ebben nem vagyok 100%-ig biztos) alaplapon megtalálható, bár már nem igazán használt adattároló egy jó ideje. Emiatt 2-3 éve már a számítógépek nagy részében nem található meg, azonban BIOS frissítés esetén jó, ha rendelkezik az ember egy floppy meghajtóval és floppy lemezzel. Ezen vezérlőkre 5,25″-os vagy 1,4″ floppy lemezmeghajtó csatlakoztatható.

BIOS

A BIOS két részletre bontható. Maga a BIOS chip egy Flash/EEPROM memória, ami a BIOS szoftvert és annak beállításait tárolja. A BIOS szoftver pedig nem más, mint az alapvető ki-és bemeneti rendszer.(Szép magyaros fordításban.) Ezen szoftver indításkor hardverellenőrzést hajt végre, valamint alapvető I/O szolgáltatásokat biztosít az operációs rendszer felé (pl lemez kezelés, energia gazdálkodás), ezen felül speciális konfigurációkat is tárol (Pl Boot sorrend). Éppen ezért egy elem is található az alaplapokon, melynek szerepe régebben az volt, hogy a beállításokat megőrizze. Manapság már csak a rendszeróra meghajtása a feladata, ami szintén BIOS szolgáltatás. A beállítások törlésére egy Jumper kapcsoló található a legtöbb alaplapon az elem közelében, azonban előfordul, hogy a beállítások ennek hatására sem törlődnek. Ebben az esetben el kell távolítani az elemet nagyjából 10 percre.

 

Tápcsatlakozók

Régebbi alaplapokon egy nagyobb 20 tűs ATX tápcsatlakozó volt található, valamint egy kisebb 4 tűs csatlakozó a CPU közelében. Ezen 4 tűs csatlakozó a Pentium 4-el jelent meg. Bevezetésére azért volt szükség, mert a processzor fogyasztása nagyon terhelte volna a +5V ágat, ha arra kötötték volna be. Ezért a teljesítményhez szükséges feszültséget +12V ágból kapják azóta a processzorok. (Ez nem azt jelenti, hogy +12V-on mennének,csupán annyit, hogy nagyobb feszültség mellett kisebb áramerősség mellett szállítható a teljesítmény.)

A 20 tűs ATX csatlakozót a 20+4 tűs váltotta, amely az összes PCI-E 16x sínnel szerelt alaplapon megtalálható. A +4 tű extra feszültséget továbbít a videokártya felé.  Ezen alaplapok képesek működni 20 tűs tápegységgel is, azonban ez erősen teljesítménykorlátozó tényező. Nagyobb fogyasztású videokártyáknak külön tápegység csatlakozójuk is van, amely a kártyák végén található meg, ami egy 6 tűs csatlakozó. Az olyan videokártyák, amelyeken van ilyen csatlakozó, nem igazán szeretnek működni az extra, igényelt feszültség nélkül.

Csatlakozók kapcsán jegyezném meg, hogy olcsó tápegységeknek általában híg a leve, vagyis lehet nem a legjobb választás egy 5 000Ft-os egy 150 ezer forint értékű géphez. Egy rosszul megválasztott tápegység súlyos károkat tud okozni! Lásd példának a 4 tűs csatlakozót, amely egy csöppet megégett. Ezt egy olcsó Mercury tápegység okozta. Az alaplap ezután még működőképes maradt, de ennyi erővel hazavághatta volna az egészet.

Hátlapi csatlakozók

A hátlapi csatlakozók gyártónként és alaplaponként is eltérőek. Azonban az szinte biztos, hogy az összes alaplapon van legalább egy PS/2 csatlakozó, amelybe vagy egér és/vagy billentyűzet csatlakoztatható. Ezen kívül az USB csatlakozók is jelen vannak a hátlapon, valamint ha az alaplap tartalmaz integrált hálózati kártyát (szinte biztos, hogy tartalmaz), akkor egy RJ45 aljzattal is fel van szerelve. A legtöbb alaplapon van integrált hangkártya is. Ezen eszközök is rendelkeznek kivezetésekkel, legalább 3db jack csatlakozóval. Opcionálisan található még az alaplapon digitális audio kivezetés is, vagy optikai, vagy koaxiális formában. Ezek azonban nem minden alaplapon képeznek alapfelszereltséget. A második képen látható hátlapi kivezetésen mindkettő megtalálható.

Újabb alaplapokon a soros portok (RS232) kivezetéseit elszokták hanyagolni, hiszen nem sok eszköznek kell. Amennyiben mégis szükség lenne rá, PCI bővítőkártyán vásárolható. Hasonló sorsra fog jutni a párhuzamos port is az elkövetkező néhány évben, mivel az összes nyomtató most már USB kábellel csatlakozik. Azonban az újabb alaplapokon is megtalálható ezen csatlakozó kompatibilitási okokból. (Kiegészítés- 2013.08.02 : A soros és a párhuzamos port csatlakozói már csak speciális alaplapokon találhatóak meg, a legtöbb mai alaplapon nem képezik részét az alapfelszereltségnek. )

Egyéb csatlakozók

A gyártó és az alaplap képességeitől függően a fentebb említett csatlakozókon kívül rengeteg egyéb csatlakozó is lehet az alaplapon. Például előlapi hang és USB kivezetések (olyan házak számára amelyek támogatják). Egy csatlakozó sor kiemelten fontos, ám eddig nem volt róla szó. Ez a csatlakozó a ház előlapjának csatlakozója. Ide csatlakoznak be az előlapi ledek (energia, hdd visszajelzés), valamint a kapcsolók (táp és reset) és a hangszóró, ami a BIOS jelzőhangjait szolgáltatja. Ezen csatlakozó kialakítása gyártónként és alaplap típusonként eltérő, úgyhogy a bekötéséről, mint a többi egyéb csatlakozó esetében is, érdemes tájékozódni az alaplap kézikönyvében. Jelen képen szereplő csatlakozó mellett feliratozva megtalálható, hogy mi hova csatlakozik.

További olvasnivalók

Angolul tudóknak bővebb wikipedia leírások: (sajnos a magyar wikipedia nem túl részletes)

A képeket készítette: Ruzsinszki Andrea (hugom). DeviantArt galériája itt tekinthető meg. (Érdemes megnézni!)