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.

İşlemci Nedir?

CPU ingilizce olarak Central Processing Unit veya Merkezi İşlem Birimi olarak adlandırılına ve kısaca yukarıda bahsettiğimiz ve daha birçok işlemi yapan ve sistemlerin çalışmasını sağlayan bir ünite olarak adlandırılabilir. Saniyede yaptığı işlem sayısında göre bir hız birimi atanarak işlemcilerin kapasiteleri ve çalışma hızları belirlenmektedir. İşlemcinin çalışma hızları tamamen tasarım ve üretim teknolojisine bağlı olarak değişmekle birlikte yeni nesil işlemcilerde dışarıdan yapılan müdahalelerle (overclock) hız arttırımları söz konusu olmaktadır. İşlemcilerde hız birimi HZ, MHZ ve GHZ olarak adlandırılan birimle ifade edilmektedir. Bazı özel işlemcilerde ise bu birimin yerini Flop adı verilen bir birim almaktadır.

İşlemci Nasıl Çalışır?

İşlemci kendi içinde bir mimariye sahip olup işlemlerin yapılabilmesi için birçok ünitesi bulunmaktadır. İşlemler yapılırken Logic (mantıksal 1 veya 0) mantığı ile yapılmaktadır. Yani iki sayıyı toplamak için ilk olarak sayıların ikilik değerleri (1001010 şeklinde) ele alınır ve bunun üzerine işlemler yapılarak sonuç elde edilir. Veya bir film izlerken ekrandaki görüntünün oluşması için hafızada bulunana ikilik değerler birleştirilerek görüntüler oluşur. İşlemciler hafızalarında bulunana komutlarla dışarıdan gelen uyarılar eşliğinde işlemleri yapmaktadırlar. İşlemcini hafızasında bulunan komutlara o işlemcinin komut seti denilebilir.

Normalde bilgisayarımızda veya başka kompleks ürünlerde sadece bir tane işlemcinin olduğunu düşünürüz oysaki detaylıca inceleyecek olursak
Bilgisayarımızda;
- Ekran Kartı: İkilik sistemdeki verileri görüntüye dönüştürmek ve görüntüledeki bozukluklar ile yuvarlamalar, gölgelendirmelere, hareketlendirmeler ve diğer bütün efektlerin gerçekleştirilmesi için bir işlemci bulunmaktadır.
- Ses Kartı: Sistemdeki verileri ikilik sistemden alarak özel bir işleme sayesinden duyabileceğimiz şekle getiren, dolby, stereo, çok kanallı gibi özel ifadelerle belirtilen efektlerin oluşması için merkezi bir işlem ünitesine sahiptir.
- Tv Kartı: Yine yayından aldığı verileri ikilik sisteme dönüştürerek işlemci üstünden ekran kartına aktarılmasını sağlayan merkezi bir işlem birimine sahiptir.

Bu örneklerin sayısı sürekli arttırılabilir yani anlıacağımız yapılan her şey için bir işlemci biriminin gerekli olduğudur. Ve işlemcilerin ne işe yaradığı yukarıdaki örneklerdede daha iyi oalrak anlaşılmıştır.

İşlemci Üniteleri Nelerdir?

İşlemcinin iç yapısına biraz bakacak olursak çeşitli ünitelerden teşkil edildiği gözükmektedir. Öncelikle kendi içinde bir belleğe sahiptir bu bellekte hafızasında bulunan komutlar (komut seti) ve işlem sırasında geçici bilgilerin saklanması için boş hafıza kısımları bulunmaktadır. Üniteleri biraz daha geniş açacak olursak.

- Data Yolları: İşlemcinin içindeki bölümleri birbirine bağlayan ve bilgi akışının olduğu kısımlar olarak nitelendirebiliriz. Yeni nesil işlemcilerde data yolları çok daha büyük yapılarak (32 Bit, 64 Bit, 128 Bit) büyük verileri daha kısa sürede işlemeye olanak sağlamaktadırlar. Örnek olarak 64 bitlik veri yoluna sahip bir işlemcide tek döngüde 64 bit uzunluktaki bir veri bir yerden bir yere aktarılabilir.
- Cache (Ön Bellekler): Normal olarak işlemci işlemleri gerçekleştirirken bir yerdeki bilgiyi alıp bir kısmını işeldikten sonra bilgilerin o anda tutulacağı ram adını verdiğmiz yerlere gönderir fakat işlemlerdevam ederken önceden ram e atmış olduğu bilgilerden bazılarına gereksinim duyabilir. Fakat işlemci ile ram arasındaki veri transferi işlemcinin kendi içindeki ram bölümündeki beri transferinden çok daha uzundur. Bu nedenle bu tarz gereksinimleri karşılamak için işlemciler dahili bir ram bellek ile (cache - ön bellek) üretilmektedirler. Öneli bilgiler ram bölümüne gönderilirken cache kısmındada saklanmaktadır ve bir işlem sırasında gereksinim duyulduğunda bu kısımda bilgiler alınmakta veya bu kısma aktarılmaktadır.
- ALU: (Aritmetic Logic Unit - Matematiksel Mantık Birimi) olarak ta adlandırılabile bu bölüm ise işlemci içindeki işlemci oalrak nitelendirilebilir. İşlemci içinde 2 lik sistemde işlemlerin yapıldığı bölümdür ve tüm işlemler aslında toplama, çıkarma, çarpma, bölme gibi işlemlerin türevi olduğundan komut setleri ile gelen işlemler burdan gerekli şekilde işlenerek çıkartlılmaktadır.

İşlemcinin İç Yapısı Nasıldır ve Nasıl Tasarlanır?

İşlemciler aslında transistör adını veridiğimiz yarı iletken elemanların birleştirilmesi ile oluşmaktadır. Başlarda 100 -200 transistör birleştirilerek yapılan işlemciler, teknolojinin gelişmesi ise 1 Milyar ve daha fazla transistör birleştirilerek yapılabilir hale geldi. Aşağıdaki resimde yüzlerce milyon transistöre sahip bir işlemcinin yapısını görmektesiniz.

Yukarıdaki resimde aslında yüzmilyonlarca transistör bulunmatadır. Bunlar küçültülerek monte edildikleri için çok fazla sayıda transistör silicon wafer (silikon yüzey) adını verdiğimiz bu küçük yüzey üzerine sığdırılabilmektedirler. İşlemciler tasarlanırken birçok aşamadan geçmektedirler. Tasarım fabrikalarında 200 e yakın ayrı band dan geçerek üretimleri sonlanmaktadır. Öncelikle transistörlerin monte edilecekler pürüzsüz silikon yüzeyler oluşturulmakta ve elektronik departmanlarda hazırlanan transistör yerleşim planı ve bağlantı şekiller birçok aşamadan geçerek son halini almaktadır. Transistörlerin bulunduğu alanlar mor ötesi (ultraviyole) ışıklarla aşındırılarak negatif ve pozitif malzemeler eklenerek doldurulmakta ve transistörler oluşturulmaktadır.

Transistörler arasındaki bağlantılar ise yine aşındırma yönteminden sonra aliminyum zerrecikler yardımıyla birleştirilmektedir. Fakat günümüz teknolojisinde artık bu şekilde birleştirilmelerin yapılamıyacağı küçüklüklere inildiği için yakın gelecekte karbon bağlantı yöntemi kullanılacaktır. Bu yöntemle enerjinin taşınmasını sağlayan elektronilar karbon yolalr üzerinden akacaktır. bunun haricinde silikon yüzey üzerindeki bağlantıları dışarı ile bağlamak için bir ara yol bölümüm birde iç yapıyı dış etkenlerden koruma için kılıf montajı yapılmaktadır. Silikon yüzeydeki bağlantıları, dışarı taşıyan bağlantılara bağlamak için altın kaynak teknolojisi kullanılmaktadır.

Günümüzde belli başlı işlemci üreticileri bulunmaktadır. Bunların en başında glenler Intel, AMD, Via, Nvidia, Ati, IBM ve daha saymadığımız birçok firma gelmektedir. Bu şifrekteler sürekli olarak ürünlerini güçlendirerek piyasa sunmaktadırlar. Yeni nesil işlemcilerde sıkcalıkta çok önemli bir faktördür, işlemci sıcaklıkları ile ilgili problemlerin artmasından dolayı firmalara bununla ilgili oalrak yapısal mimari değişim çalışmalarına gitmişlerdir. İşlemcilerin tarihi gelişimi ve performans bilgileri ile ilgili makaleler bu bölüm altında sürekli olarak yayınlanacaktır.

Ekran Kartı Nedir?

Ekran Kartının ana görevi diğer arabirimlerden (işlemci, harddisk, ram vs..) anakart aracılığı ile aldığı dijital bilgileri gerekli dönüşümlerden sonra lcd ve crt monitöre aktararak görüntü oluşturulmasını sağlamaktadır. Anakart üstüne AGP ve PCI Express slotlarına bağlanmaktadır. Bu portların normal diğer portlardan farklı daha hızlı veri transferi yapısına sahip olmalarıdır. Ekran kartının üstünde işlemleri yapan bir GPU (Graphics processing unit - Grafik işleme ünitesi) ve bu işlemci ile birlikte çalışan ekran kartı belleği bulunmaktadır. Kart üzerindeki işlemleri çok daha hızlı gerçekleşmesi için ekran kartı bellekleri ekran kartı üstüne takılır böylece bilgisayar belleğini kullanma gereksinimi olmadan görüntü işlemlerinin hepsi ekran kartı üstünde gerçekleşmektedir. Aşağıdaki resimde ekran kartı üzerindeki GPU ve çevresindeki ram bellekler gözükmektedir.

Yeni nesil ekran kartlarında gpu ve bellekleri çektiği güçler arttığı için soğutulmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Özellikle büyük güç gereksinimi bulunan kartların güç bağlantılar ayrı bir port ile yapılıp soğutma modülleri oldukça büyük yüzeyli ve petekli şekildedir. Yukarıdaki soğutucu yüzeyi çıkarılmış kart resmi Nvidia 8800GTS kartına ait olup ortadaki çekirdek G80 mimarisine sahiptir. Bu kartın soğutuculu resmi aşağıda gözükmektedir.

Yeni nesil kartlarda artık kullanılmamakla birlikte monitör bağlantı noktası olarak DVI ve CRT portları bulunmaktadır. CRT kullanıcıları için kart ile birlikte DIV/CRT dönüştürücü soketleri bulunmaktadır.

Ekran Kartı Nasıl Çalışır?

Temel olarak çalışma mantığı pci express veya agp slotundan aldığı bilgileri uygun şekilde işleyerek görüntü haline dönüştürmektedir. Görüntüler işlenirken gölgelendirme, 3d efektleri gibi işlemlerden sonra video memory - video bellek entegrelerine kayıt edilerek birleştirme işlemleri gerçekleştirilir ve bu işlemlerden sonra elde edilen görüntüler çıkış portlarına gönderilir. Yani film izlerken veya oyun oynarken hareketli olan görüntüler aslında kare kare işlenerek birleştirilip oluşturulmaktadır. Eklenecek olan efektler gpu üzerindeki, (pixel, texture, shader, raster operations pipeline - rop, vertex vs..) gibi ünitelerde işlenip video bellek yani ekran kartı üzerindeki belleklere iletilmektedir.

Ekran Kartının Üniteleri

Ekran kartı üzerindeki üniteler ve yapıları hakkında temel bilgileri verecek olursak;

GPU - Graphics processing unit: Bilgisayar işlemcisine benzer bir yapısı vardır. Üzerinde matematiksel işlemleri gerçekleştirmek için bir ALU ve bunu dışında grafik işlemeye yönelik özel bölümler bulunmaktadır. GPU yu CPU dan ayıran en temel özellik ise grafik işlemeye yönelik güçlendirilmiş bir işlemci olmasıdır. Grafik konusunda çok güçlü bir etkiye sahip olup bilgisayar işlemcisinden genel itibariyle çok daha fazla transistör sayısına sahiptir (yeni ve üst modellerde). Günümüzde ekran kartları için gpu üreten iki büyük firma bulunmaktadır. Nvidia ve Ati aralarındaki sürekli rekabetten dolayı her geçen gün gpu mimarilerini güçlendirmekte ve kapasitelerini arttırmaktadır. Nvidia ve atinin geçmişten günümüze mimarilerine bakacak olursak;
» Nvidia: NVIDIA NV4, NV5, NV10, NV11, NV15, NV17, NV18, NV20, NV25, NV28, NV30, NV31, NV34, NV35, NV36, NV38, NV40 (175 milyon transistör - 130nm üretim teknolojisi), NV41, NV44, NV44A, NV48, G70, G71, G72, G73, G80, G84, G86, G92 ve G92s mimarili gpu çekirdekleri.
» ATI: ATI R200, RV250, RV280, R300, RV350, R350, RV360, R360, RV370, RV380, R420, RV410, R423, R430, R480, RV515, R520, RV530, RV560, RV570, R580, R580+, R600, RV610, RV620 LE, RV620 PRO, RV630, RV635 PRO, RV670, RV670 XT ve RV670 PRO mimarili gpu çekirdekleri. Aşağıdaki resimde örnek nvidia g92 ve ati r600 çekirdekleri gözükmektedir.

Firmaları son çıkardığı gpu çekirdeklerini inceleyecek olursak;
G80: 681 milyon transistör, 90nm üretim teknolojisi, 108W güç gereksinimi
G92: 754 milyon transistör, 65nm üretim teknolojisi, 146W güç gereksinimi
RV620 Pro 180 milyon transistör, 55nm üretim teknolojisi, 40 adet SPU (Stream Processing Units)
R580: 384 milyon transistör, 90nm üretim teknolojisi
R600: 720 milyon transistör, 80nm üretim teknolojisi

Mobile PCI Express Module - MXM: Yeni nesil ekran kartlarının artık bir çoğu pci express x16 port teknolojisine göre üretilmektedir. 4000/8000MB/saniye veri transferine olanak sağlayan bu iletişim teknolojisi ile kartların daha uyumlu çalışması ise chip üreticileri kart üstüne donanımsal pci express uyumlandırıcı entegrelerini koymaktadırlar. Bu yöntemle iletişim protokolü için daha uyumlu ve daha hızlı kartlar üretilebilmektedir. Ekran kartları için kullanılan anakart portlarının tarihi gelişimine kısaca bakacak olursak;
- ISA XT- 8MB/Saniye, ISA AT 16MB/saniye, MCA, EISA, VESA, PCI, AGP 1x 264MB/Saniye, AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x 2000MB/Saniye, PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, PCIe x16 4000/8000MB/saniye şekline veri transfer hızlarına sahiplerdir. Aşağıdaki resimde Nvidia MXM entegre modülü gözükmektedir.

Video Memory - Bellek: Yazının başlangıcında da açıkladığımız gibi ekran kartı işlemcileri, grafik işlemlerini çok daha hızlı yapmak ve kablo sorunundan kurtulmak için gerekli olan ram bellekleri kart üstüne işlemcinin çevresine takmaktadırlar. Mesafe yakınlığı ve yer avantajlarından dolayı fiziksel olarak ta bu işlem çok büyük avantaj sağlamaktadır. Ayrıca gpu ile bellekler arasındaki binlerce bağlantı bu kısa mesafede gerçekleştiği için hız konusunda da inanılmaz avantajlar oluşmaktadır. Aşağıdaki resimde gpu ve çevresinde video bellekler gözükmektedir.

Video bellek modüller çeşitli chip üreticileri tarafından üretilmektedir. Bunlardan en bilinenler; Samsung, Kingston, Hynix. Üretim teknolojilerini inceleyecek olursak;
» DDR: 166 - 950MHZ saat hızı, 1.2 - 30.4Gb/saniye veri transfer hızı
» DDR2: 533 - 1000MHZ saat hızı, 18.5 - 16Gb/saniye veri transfer hızı
» GDDR3: 700 - 1800MHZ saat hızı, 5.6 - 54.4Gb/saniye veri transfer hızı
» GDDR4: 1600 - 2400MHZ saat hızı, 64 - 156.6Gb/saniye veri transfer hızı
Yeni kartlarda kullanılan GDDR4 ram video bellek çeşitleri ile gpu lar çok hızlı bir şekilde kareleri kaydetme ve birleştirme yeteneklerine sahip hale gelmektedirler.

Video Bios: Anakart bios yapısına sahip bir biosta ekran kartı üzerinde bulunmaktadır. Ekran kartı biosu ile bilgisayar çalıştırıldıktan sonra ekran kartı başlarken üzerinde uygulanması gereken ayarlar (frekans, gerilim) buradan okunarak düzenlenir. Ekran kartı bios ayarları ile kartın performansı arttırılabilir yani anakartta işlemci üzerinde yapılan overclock çalışması burada ekran kartı işlemcisi - gpu üzerinde yapılabilmektedir.

RAMDAC: Ekran kartı üzerinde dijital sinyalleri analog sinyallere çeviren bir digital - analog çevirici bulunmaktadır. RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog) adı verilen bu sistem ile CRT monitörler için gerekli olan ve bu monitörlerde değişiklik gösteren yenileme süreleri için ayarlama özelliği sağlamaktadır.

Giriş Çıkış Üniteleri: Ekran kartının verileri işledikten sonra görüntü birimi olan monitörlere gerekli bilgiyi göndermesi için kullanılan çıkış birimleri (DVI, VGA, SVGA) portları bulunmaktadır. Bunların dışında bilgisayarı normal televizyona bağlamak için kullanılan S-Video (tv out) çıkışıda bulunmaktadır.

Bu özelliklerin dışında ekran kartları üzerinde birçok ufak modül daha bulunmaktadır. Örnek olarak nvidia G92s mimarisine sahip çekirdeği bulunan 9800GX2 128 adet stream processors - hareket işlemcisi bulunmaktadır. Ayrıca yeni nesil kartlarda çoklu birleştirme desteği ile aynı markanın 2 kartını uygun şekilde birleştirerek çok daha fazla performans sağlanmış olur bu teknolojiyi inceleyecek olursak;
NVIDIA SLI: SLI (Scalable Link Interface) teknolojisi nvidia kartları için geliştirilen iki kartı aynı anakart üzerine bağlayarak grafik işleme performansını çok büyük ölçüde arttırmaya yarayan bir yapıdır. İki ayrı fiziksel nvidia ekran kartı üst bağlantı ile bağlandıktan sonra yazılım ile gerekli ayarlamalar yapılarak tek bir ekran kartı gibi çalışma şekli göstermesine rağmen iki adet ekran kartının performansına yakın bir güç sunmaktadır. Aşağıdaki resimde nvidia sli bağlantı şekli çizilerek gösterilmiştir.

ATI Crossfire: Nvidia sli teknolojisine benzer bir teknoloji olan ve ati tarafından geliştirilen Crossfire teknolojisi ile. 2 veya daha fazla ati çekirdeğine sahip ekran kartı uygun şartlar altında birbirine bağlanarak performans artışı sağlanmaktadır.

Nvidia ve Ati tarafından geçmişten günümüze üretilen bazı ekran kartı modellerini hatırlayacak olursak;
» Nvidia: TNT2 M64, GeForce PCX 5750, GeForce PCX 5300, GeForce 2 MX 400, GeForce 2 TI, GeForce 3 TI 200, GeForce 3 TI 500, GeForce 4 Ti 4200, GeForce MX4000, GeForce 4 MX 440, GeForce 4 Ti 4400, GeForce 4 Ti 4400, GeForce 4 Ti 4600, GeForce FX 5200, GeForce FX 5700, GeForce FX 5900, GeForce FX 5600XT, GeForce FX 5500, GeForce FX 5800 Ultra, GeForce FX 5700 Ultra, GeForce FX 5900 Ultra, GeForce FX 5950 Ultra, GeForce FX 5700 LE, GeForce 6200 TC, GeForce 6500, 6800 Ultra, 6800 GT, 6600 GT, 6500, 6600, 6800 XT, 6800 LE, GeForce 7600 GT, 7600GS, 7600 GT, 7900 GS, 7900 GT, 7800 GTX, 7950 GT, 7900 GS, 7800 GTX, GeForce 8600 GTS, 8800 GTS, 8600GT, 8800 GT, 8400 GS, 8500 GT, 8400 GS, 8800 GTX, 8800 Ultra, 9800GX2

» ATI: Radeon 7000, Radeon 9000 / 9000 PRO, Radeon 9200 SE, Radeon 9500 / 9500 PRO, Radeon 9550, 9550 SE, 9600, 9600 XT, 9800 PRO, Radeon X300SE, X300, X600 PRO, X700, Radeon X800, Radeon X800PRO, X800 XL, Radeon X800XT, X800 GTO, X850 PRO, Radeon X850 XT, X850 XT-PE, X1300 XT, X1650 PRO, X1800 GTO, X1800 XL, X1800 XT, X1900, X1900 GT, X1900 XT, Radeon X1900 XTX, X1950 XTX, Radeon X1950 Crossfire Edition, Radeon HD 2900XT, Radeon HD 3850, Radeon HD 3870, Radeon 3400 HD, 3470 HD, Radeon 3450 HD, Radeon 3600 HD, 3650 HD, Radeon 3850 HD, 3870 HD, HD 3870 X2, Radeon 3800 HD

Ekran kartlarında bir diğer önemli unsurda gpu ve bellek boyut kapasitesidir. 32bit, 64bit, 128bit, 256bit, 384bit, 512bit ve son olarak 1024 bir teknolojisi bazı ekran kartlarında kullanılmaktadır. Veri bouyutu olaraksa; 512MB, 256MB, 128MB, 64MB, 32MB, 16MB, 8MB, 4MB, 2MB ve daha küçük teknolojiler eski kartlarda kullanılmaktadır. Yeni kartların bazılarında 1GB video memory boyutlarına çıkılmıştır. Bu boyutların büyük olması ekran kartındaki kullanılan malzeme sayısını ve bağlantı sayısını arttırmaktadır fakat tek döngüde 512bit lik bir veri ile 1024 bitlik bir veri işleme arasında iki kat performans olduğunda dikkate alalım. Bu nedenle ekran kartı seçimlerinde data büyüklük boyutlarında göz önünde bulundurunuz.

Yeni ekran kartlarında kullanılan temel bazı özelliklere değinecek olursak; Anti-aliasing Teknolojisi, Floating Point High Dynamic-Range (HDR) Lighting Teknolojisi, Quantum Effects, ForceWare Unified Driver Architecture (UDA) Teknolojisi, OpenGL, Shader Model ve daha birçok teknoloji kullanılmaktadır.

RAM Nedir?

Kelime anlamı ile incelemeye başlayacak olursak RAM - Random access memory yani Rastgele Erişilebilir Bellek cümlesinin kısaltılması ile oluşan bir tanımdır. Temel olarak bilgisayar, ekran kartı, birçok mikroişlmeci modülünün içinde daimi olarak yer alan bir parçadır. Asli görevi ise bilgisayar veya teknik birim çalışırken yapılacak işlemleri üzerindeki hafıza bölümlerine alıp kullandıran bir elemandır.

Bellek kelimesinden de anlaşılacağı gibi RAM bir depolama aygıtıdır fakat çalışması ve bilgilerin depolandığı şekilde modül üzerinde kalması için sürekli olarak enerji gereksinimi duyar. Belleğe verilen enerji kesildiği anda üzerindeki tüm bilgiler kaybolacaktır. Bu özelliğinden dolayı diğer depolama aygıtları olan (eeprom, flash..) gibi birimlere karşı çok daha üstün bir veri aktarım hızına sahiptir.

Yukarıdaki resimde örnek bir bilgisayar Ramini görmektesiniz. DDR2 533 MHZ lik bir aktarım hızına sahiptir. RAM Memory aygıtlarındaki Random access kelimesinin anlamı kaydedilecek bilgi her seferinde rasgele seçilen adreslere yazıldığı için bu ismi alır. Bu işlem RAM belleklere inanılmaz bir hız transferi kazandırır. Yukarıda da anlattığımız gibi bunun sonucunda işlenmesi gereken bilgiler öncelikle ram üzerine transfer edilir ve buradan işlemciye aktarılarak veri transferi sırasındaki kayıplar en aza indirgenir. İşlemciye gönderilerek işlenen veriler tekrar ram üzerine aktarılarak gerekli yerlere gönderilecektir.

RAM Belleklerin Yapısı

Ram bellekleri mimari olarak incelediğimiz zaman genellikle tek bir devre üstünde çift tarafta da olmak üzere 2 veya 2 nin katları olacak şekilde dizilmiş bellek yongalarından oluştuğu gözükür. Bu yongaların herbiri belli bir depolama kapasitesine sahiptir. Aynı devre üzerindeki bu yongaların toplam kapasitesi Ram belleğin kapasitesini vermektedir.

Örneğin üzerinde 32MB lik 8 adet chip-yonga bulunan bir Ram bellek toplam kapasitesine bakacak olursak; 32X8 = 256MB kapasiteli bir ram olduğu anlaşılmaktadır. Eskiden sadece tek tarafta bulunan yongalar DIMM teknolojisi sayesinde ram bellek kartın her iki tarafına da yerleştirilerek kapasite artırımı yapılmıştır. DIMM teknolojisinde biraz bahsedecek olursak Dual in-line Memory Module yani çift katmanlı bellek modülü olarak adlandırılan bir teknolojidir. Bacak pin sayılarına göre gelişim şekli aşağıdaki gibi olmuştur.

» 72-pin SO-DIMM
» 100-pin DIMM
» 144-pin SO-DIMM Bu pin teknolojisi SDRAM için kullanılmıştır.
» 168-pin DIMM
» 172-pin - Bu teknoloji ile birlikte DDR RAM tekonlojisine geçilmiştir.
» 184-pin DIMM
» 200-pin SO-DIMM - DDR2 teknolojisi için kullanılmıştır.
» 214-pin MicroDIMM
» 240-pin DIMM Günümüzde hala kullanılan DDR2, DDR3 bellek teknolojisi için oluşturulmuştur. Yeni nesil anakartların hemen hepsinde bu teknoloji kullanılmaktadır.

Ram belleklerdeki herbir yongayı biraz inceleyecek olursak; Silikon bir chip oalrakta adlandırılan bu yongalar üzerlerindeki milyonlarca transistörle doğru orantılı bir şekilde artan bellek kapasitelerine sahiplerdir. Temel mantık ise chip üzerindeki belli bir adresi olan bölmeye belirli bir boyutta veri girişi yapılır. Örneğin 00001 numaralı adrese ikilik sistemde 1010100111 gibi bir bilgi kaydedilerek depolama yapılır. Adres bölümlerinin büyüklüğü aynı zamanda RAM belleğin boyutuna etki eden birinci faktördür. İkinci kısımdaki verinin yazıldığı bölüme DATA bölümü denir ve her adrese yazılacak olan data büyüklüğünü burası belirler. Örnek olarak 10000 adres gözeneğine sahip bir ram bellekte her adres bölümü 16bit data alabiliyorsa 16bit= 2Byte ; 10000 X 2Byte = 20000 Byte = 20KByte büyüklüğünde bir ram bellek elde etmiş oluruz.

Yukarıdaki resimde örnek bir ram yongası görülmektedir. Bu yonga diğer bir adıyla entegre dışındaki bacak bağlantıları ile ram bellek kartı üstüne monte edilerek çalışması sağlanır.

RAM Bellek Nasıl Çalışır?

Yukarıdaki açıklamalarımızda kısaca bahsettiğimiz gibi Ram bellekler adres ve data kombinasyonu sonucunda bir çalışma yapısına sahiptir. Bir daha teknik detay verecek olursak.

Örnek;
İşlemci tarafından harddiskten alınan 32Byte büyüklüğündeki bir veri işlemci tarafından rastgele atanan ramin 15456 numaralı adresine kaydedilmesi istenir ve bunu sonucunda 32Byte büyüklüğündeki veri gerekli transfer işleminden sonra 15456 numaralı adresteki data birimine kaydedilir bu işlemin hemen ardından yeni bir veri yine işlemci tarafından atanan başka bir adrese kaydedilir ve bu şekilde veri grupları birleşerek işlenecek olan toplam veriyi oluştururlar. Kayıt işleminin esası bu şekilde oluşur.

Ram belleklerdeki yongaların üzerinde kaydedilen bilgilerin durması için gerekli olan tek koşul, elektriksel olarak beslemelerinin kesilmemesidir. Teknolojik olarak günümüze kadar gelişimlerini sürdüren RAM belleklerdeki silikon yongaların ortalama çalışma gerilimleri;

» DDR2 serisi için 1.8 ile 2.5V arası
» DDR3 serisi için ise 1.5 volt düzeyindedir.

Yeni nesil DDR3 türündeki belleklerin voltaj gereksinimlerindeki düşmenin asıl sebebi üretim teknolojisinde kullanılan ölçeklendirme yani her transistör için kullanılan alanın küçültülmesi ile oluşan değişimdir. Yeni nesil RAM belleklerde kullanılan ölçeklendirme teknolojisi şu anda sıklıkla 90nm olarak gözüküyor.

Ram belleklerdeki data-adres ilişkisinden yukarıda bahsettik. Peki çalışma sırasında ne kadarlık bir veri ne kadar sürede ram içine aktarılır gibi bir soru aklınıza gelecek olursa bunu cevabını vermeden önce RAM bellekler ile gelen teknik bir bilgi olan çalışma frekansı bundaki en önemli belirleyici unsur olacaktır. Bu frekansın büyük olması transfer hızını arttırmadaki en önemli etkendir. Tarihi süreçte RAM bellekleri frekansları ve veri aktarım hızlarına bakacak olursak;

» SDRAM
- PC66 = 66 MHz
- PC100 = 100 MHz
- PC133 = 133 MHz

» DDR SDRAM
- PC1600 = 200 MHz - 100 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC2100 = 266 MHz - 133 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC2700 = 333 MHz - 166 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC3200 = 400 MHz - 200 MHz saat frekansı adres kontrolü için

» DDR2 SDRAM
- PC2-3200 = 400 MHz - 200 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC2-4200 = 533 MHz - 266 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC2-5300 = 667 MHz - 333 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC2-6400 = 800 MHz - 400 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC2-8000 = 1000 MHz - 500 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC2-8500 = 1066 MHz - 533 MHz saat frekansı adres kontrolü için

» DDR3 SDRAM
- PC3-6400 = 800 MHz - 400 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC3-8500 = 1066 MHz - 533 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC3-10600 = 1333 MHz - 667 MHz saat frekansı adres kontrolü için
- PC3-12800 = 1600 MHz - 800 MHz saat frekansı adres kontrolü için

Bunların dışında son teknoloji olarak kullanılan DDR3 Belleklerdeki döngü zamanı, iç frekans memory frekans ve veri aktarım hızları ile ilgili teknik bilgilere bakacak olursak;

- DDR3-800 : 100 MHz memory frekansı, 10 ns döngü süresi, 6400 MB/s veri aktarımı
- DDR3-1066: 133 MHz memory frekansı, 7.5 ns döngü süresi, 8533 MB/s veri aktarımı
- DDR3-1333: 166 MHz memory frekansı, 6 ns döngü süresi, 10667 MB/s veri aktarımı
- DDR3-1600: 200 MHz memory frekansı, 5 ns döngü süresi, 12800 MB/s veri aktarımı

En son olarak hız faktörüne etki eden bazı teknik terimleri inceleyecek olursak;
» CAS latency: CAS gecikmesi olarak ta adlandırılır. Column address select kelimelerinin kısaltması ile oluşur. Ram bellek üzerindeki seçilen kolon ve adresin yazma veya okumaya aktif hele getirilmesi için geçen süredir. TRP, TRCD, RAS.

Ram bellekler ayrıca ekran kartları gibi grafik işleme ünitelerindede kullanılır. Fakat GDDR olarakta adlandırılıan bu bellekler bilgisayarın normal işlemcisi ile değilde grafik işlemcisinin hemen yanında bulunarak onunla birlikte uygun bir şekilde çalışır. Kullanılan teknoloji benzerdir fakat hız olarak grafik ram bellekleri normal ram belleklere göre biraz daha geliştirilmiştir. Bios gibi parçalarda kullanılan bellek teknolojisi ise Ram teknolojisinden farklı olarak rom teknolojisi olarak adlandırıldığını unutmayınız.

Hard Disk (HDD) Nedir ?

Verilerimizi kalıcı olarak saklamak için kullanılan bir saklama birimidir. Sabit disk döner bir mil üzerine sıralanmış, metal veya plastikten yapılma ve üzeri manyetik bir tabaka ile kaplı plakalar ve bu plakaların alt ve üst kısımlarında yerleşen okuma/yazma kafalarından oluşur. Veriler sabit diskteki bu manyetik tabakalar üzerine kaydedilir. Verilerin kaydedilmesinde mıknatıslanma mantığı kullanılır. Mıknatısın iki kutbu dijital olarak 1 ve 0 ‘ı temsil eder. Verilerimiz böylece küçük mıknatıslar halinde bu manyetik ortamlara yazılırlar. Bu manyetik tabakaların üstü dairesel çizgilerle örülüdür. Bunlara iz (track) denir.

Sabit disk’te birden fazla plakalar üst üste dizilmiştir. Bu plakaların hem alt hem de üst tarafına bilgi yazılabilir. Herbir plaka üzerinde altlı-üstlü yerleşen ve herbirinin ortadaki mile uzaklığı aynı olan izlerin oluşturduğu gruba silindir ismi verilir. Sabit disk üzerinde herbir yüz bir kafa tarafından okunmaktadır. Bu nedenle kafa ve yüz aynı terime karşılık gelir. İz yapısını pasta dilimi şeklinde bölünmesiyle oluşan ve sabit disk üzerinde adreslenebilir en küçük alana denk gelen parçaya ise sektör (Sector) adı verilir ve bir sektörün barındırabileceği veri miktarı 512 byte uzunluğundadır. Bu sektör, kafa ve izler sabit diskte verinin adreslenmesi için kullanılırlar.

Hard disk Alırken nelere dikkat edilmeli? 

1-Depolama Kapasitesi
2-Dönüş Hızı 
3-İz başına sektör sayısı
4-Erişim süresi
5-Dahili veri transferi
6-Kullanılan arabirim(ATA ,SATA ,..)

Hard disk Kullanımında dikkat edilecek hususlar?

1-Kasanın en alt kısmına montaj edilmeli.
2-Bağlantı uçları (Power ile IDE) kırmızı renkli uçları birbirine dönük olmalıdır.
3-Harddisk sanal olarak en az ikiye bölünmelidir.
4-Darbelerden kaçınılmalıdır.
5-Çalışırken kesinlikle hareket ettirilmemelidir.
6-Kapaklarının vidaları gevşetilmemelidir.
7-Jampır ayarlarının uygunluğu kontrol edilmelidir.

Hard Disk (HDD) Nasıl Çalışır ?

Bütün hard diskler temelde aynı yapıdadır. Bir hard disk en basit haliyle şu parçalardan oluşur: Bilgilerin manyetik olarak depolandığı bir veya daha fazla sayıda plaka (platter), okuma yazma kafaları, plakalarla okuma yazma kafalarının hareketini sağlayan motorlar ve diskin kontrolünden sorumlu devreleri üzerinde barındıran kontrol kartı.

Plakalar
Bilgileri saklamak için kullanılan plakalar alümünyum, cam gibi manyetik duyarlılığı olmayan maddelerden yapılır. Plakalarda daha uygun ısı direnci özellikleri ve daha ince yapıda kullanılabildiği için temel madde olarak modern disklerde alüminyum yerine cam kullanılır ve cama kırılmasını engelleyecek kadar da seramik karıştırılır. Daha sonra bu plakaların yüzeyleri manyetik duyarlılığı olan bir filmle kaplanır.

Bir hard diskte birden fazla plaka bulunabilir.

Eskiden plakaların yüzeylerine temel maddesi demir oksit olan bir sıvı dağıtılarak sürülürdü fakat hard disklerin kapasitelerinin artmasıyla bu teknolojinin sınırlarına ulaşılması çok sürmedi. Ayrıca okuma/yazma kafasının plakaya çarpması durumunda da bu yöntemle üretilen plakalar kurtulamıyordu ve diski değiştirmekten başka çare yoktu. Günümüzdeyse electroplating denen bir yöntemle plakaların yüzeyi kobalttan oluşan bir filmle kaplanır. Son olarak da bu filmin üzerine kafa çarpmalarına karşı bir miktar koruma sağlayan bir tabaka daha çekilir.

Bilgiler plakalarda sektörler (sector) ve izler (track) halinde saklanır. Her sektör 256, 512 gibi belirli bir sayıda byte içerir ve plaka boyunca yanyana duran bütün sektörlerin oluşturduğu yapılara da iz denir. Diskin kendisi veya işletim sistemi sektörleri gruplayarak onları cluster denen yapılar halinde topluca işler. Low level formatting denen işlemle plakalar üzerinde sektörler ve izler oluşturulur, bunların başlangıç ve bitiş noktaları plakalar üzerinde belirlenir. Daha sonra da high level formatting yapılarak dosya depolama yapıları oluşturulur ve dosyaların palakarda oluşturulan sektörlere ve izlere hangi düzende yazılacağı belirlenir. Low ve high level formatting işlemleri sonrasında plakalar okuma/yazmaya hazır hale gelir. Aşağıdaki şekilde mavi renkle bir sektör, sarıyla da bir iz gösteriliyor.

Plakar üzerinde veri depolanan noktalar moleküler boyutta olduklarından hard diskin içindeki bir toz tanesi bile plakaları çizerek onlara zarar verebilir. Bunun için hard diskler tozsuz ortamda üretilir ve üretildikten sonra kapatılır. İç basınçla dış basıncın dengelenmesi için de çok iyi filtrelenmiş bir havalandırma deliği bulunur.

Plakalar ortalarından geçen bir mil üzerine belirli aralıklarla yerleştirilirler ve bu mil etrafında bir motor tarafından belirli bir hızda sürekli döndürülürler. Böylece plakanın üzerinde duran okuma/yazma kafası plakanın yaptığı bu dönme hareketi sayesinde bir iz boyunca işlem yapabilir.

Okuma/Yazma Kafaları

Bir okuma/yazma kafasının görevi adından da anlaşıldığı gibi plaka üzerinde okuma/yazma işlemlerini yapmaktır.

Aslında bir okuma/yazma kafası yaklaşık 1 mm² çapındaki minyatür bir elektromıknatıstan başka bir şey değildir. Aşağıdaki resimde en basit haliyle bir okuma/yazma kafasını görebilirsiniz. Kafalar okuma yazma işlemi sırasında plakayla temas etmezler, dönen plakaların yarattığı hava akımı kafaları plakaların sürekli bir miktar yukarısında tutar. Eski disklerde plakayla kafa arasında 0,2 mm civarında bir boşluk varken modern disklerde bu boşluk 0,07 mm civarındadır. Disk çalışmadığı zaman da kafalar plakalar üzerinde Landing Zone denilen bölgelerde sabit olarak dururlar. Bu bölge bilgi depolamak için kullanılmaz. Güçte ani bir kesilme veya dengesizlik sonucu kafa disk yüzeyine çarpar ve Head Crash dediğimiz kafa çarpma olayı olur. Kafa landing zone yerine bir sektörün üzerine düşerse o sektör hasar görerek kullanılamaz hale gelir ve kullanılamayan bu bozuk sektöre Bad Sector denir. Diski tekrar sorunsuz kullanabilmek için Scandisk gibi bir araç kullanarak diskteki bad sectorler kullanılmamaları için işaretlenmelidir. Başka bir yöntemse diske low level format atarak sektörleri tekrar oluşturmaktır, bu esnada sektörler plakadaki bozuk kısımlar atlanarak sağlam bölgelerde tekrar oluşturulur.

Okuma/yazma işlemi aslında çok karmaşıktır; bunu sizlere en basit haliyle anlatmaya çalışacağım: Bir plakaya bilgi yazmak için kafadan plakaya akım dalgaları gönderilir ve bu akımla yüzeydeki hedef nokta polarlanır. O nokta manyetik polarizasyonuna göre 0 veya 1 değerini alır ki ikili sistemle çalışan bilgisayarlarımız için anlamı olan tek değerler bunlardır. Okuma sırasındaysa okunacak noktanın kafadaki boşlukta yarattığı manyetik alanın yönüne göre o noktanın değerine (0 veya 1) ulaşılır.

Aslında bir kafada okuma ve yazma için ayrı kısımlar bulunur ve yukarıdaki şekilde olduğundan çok daha karmaşıktır.

Kafaların disk yüzeyinde içeriye ve dışarıya doğru hareketini sağlayan ayrı bir motor vardır ve kafalar bu motora bağlı kolların ucunda dururlar. Kafayı tutan kolla kafadan oluşan yapıya Head Gimbal Assembly (HGA) denir. Bu motor sayesinde kafa, plaka üzerindeki farklı izler üzerinde işlem yapabilir. Modern disklerde voice coil adı verilen motor teknolojisi kulanılır. Çalışma prensibi hoparlörle aynıdır.

Sarımlardan akım geçtiğinde HGA denen yapı hareket eder ve sarımlardan geçen bu akımın yönüne göre kafa plaka yüzeyinde içe ve dışa doğru hareketler yapar. Bu sayede bir okuma/yazma kafası palaka üzerindeki farklı izlere gidip gelebilir.

Kontrol Kartı

Son olarak inceleyeceğimiz kısım ise kontrol kartı. Bir kontrol kartının diski �kontrol� ettiğini söyleyebiliriz. Plakalardaki sektölerin, izlerin, hatalı sektörlerin ve landing zone denen bölgenin fiziksel yerleri kontrol kartına kaydedilir ve kontrol kartı da kafaları bu bölgelere yönlendirir. Hard diskler bilgisayarlarımızla veriyollarını kullanarak haberleşirler ve veriyoluyla hard disk arasındaki bağlantıyı kurmak da kontrol kartının en önemli görevlerindendir.

Diskin tamponlama için kullandığı bellek ve veriyoluyla haberleşmesini sağlayan kontrol yongaları bu kartın üzerindedir. Hard disk arızaları kontrol kartı yüzünden de meydana gelebilir, bu durumda diskinizin kontrol kartını aynı model bir kontrol kartıyla değiştirerek diskinizi tekrar kullanılabilir hale geitrebilirsiniz. Kontrol kartı hard diskin alt kısmına vidalanır ve sadece tek bir bağantıyla diske bağlanır, bu yüzden kontrol kartını değiştirmek çok kolay bir iştir.

Bir Hard Diskin Kapasitesini ve Performansını Belirleyen Özellikler

Bir hard diskin nasıl çalıştığını öğrendikten sonra bir hard disk hakkında yorum yapabilmek için bilmemiz gerekenlere kısaca bir göz atalım.

Hard disklerde kapasiteyi plakalardaki veri yoğunluğu ve plaka sayısı belirler. Modern disklerde çift yüzlü ve 80 GB`a kadar veri depolayan plakalar kullanılır. Bir hard diskin performansı hakkında yorum yaparken kullandığımız en önemli kavramlar plakaların dönüş hızı, erişim süresi ve veri aktarım hızıdır.

- Dönüş Hızı: Plakarın dönüş hızıdır. Plakalar masaüstü sistemlerimizde kullandığımız IDE disklerde genelde 5400 veya 7200 RPM (Rotates Per Second, dakikadaji dönüş hızı) hızında dönerken SCSI disklerde bu hız 15000 RPM`ye kadar çıkabilir.

- Erişim Süresi: Okuma/yazma kafasının disk üzerindeki bir noktaya ulaşması için geçen süre. Ortalama erişim süresi modern IDE disklerde 10 ms`nin altındayken SCSI disklerde daha da düşüktür.

- Veri Aktarım Hızı: Hard diskin saniyede aktarabildiği veri miktarıdır. Kullanılan arabirime ve diskin özelliklerine göre değişir.

Arabirimler

Günümüzde hard diskler için en çok kullanılan arabirimler masaüstü sistemlerimizde görmeye alışıtığımız IDE ve sunucularla iş istasyonları pazarına hakim olan SCSI`dir.

IDE bir donanım standardı değil, işlemciyle hard disk arasındaki veri akışının kontrolüyle ilgili bir standarttır. IBM`in Advanced Technology (AT) arabiriminden geliştirilen Paralel ATA (AT Attachment) arayüzüyle arabirim için bir komut seti tanımlanarak hard disk ve bilgisayar arasındaki haberleşme için evrensel bir standart oluşturuldu. IDE arabirimin yaratılış amacı uygun fiyat ve uyumluluktur, bu yüzden de masaüstü sistemlerde kısa zamanda en yaygın arabirim haline geldi. Paralel ATA arayüzü sürekli gelişerek günümüzde Ultra ATA/133`le 133 MB/s hızına ulaştı ve bundan sonra da yerini Serial ATA`ya bırakması bekleniyor.

Serial ATA`da veri iletimi paralel değil seri olarak yapılıyor, Paralel ATA`ya göre avantajlarını kısaca aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

1. Daha az pin ve daha düşük voltaj.
2. Daha ince bağlantı kablosu (Belki de biz son kullanıcıların ilgisini en çok çeken özellik, bu sayede kasa içi hava akımını düzenlemek çok daha kolay olacak).
3. Daha gelişmiş hata bulma ve düzeltme olanakları.

SCSI arabirimiyse günümüzde profesyonel uygulamar için sunucularda ve iş istasyonlarında kullanılır. SCSI arabirminin maliyeti IDE`ye göre oldukça yüksektir. SCSI arabiriminin IDE arabirimine göre en büyük avantajı asenkron çalışmasıdır, yani IDE aygıtlarda olduğu gibi aynı kontrolcüye bağlı SCSI aygıtlar birbirlerinin performansından ve veri aktarımından çalmazlar. Ayrıca SCSI arabirimi için kullanılan �SCSI Host Adapter� kartlar üzerlerinde veri aktarımını düzenlemek için ayrı bir işlemci ve çoğu zaman da tampon olarak kullanmak için ek bir bellek bulundururlar ve bu yüzden SCSI aygıtlar sisteme IDE aygıtlara göre çok daha az yük bindirirler. Paralel ATA ile kanal başına sadece iki aygıt kullanılabilirken SCSI arabirimiyle her kanala 15 taneye kadar cihaz bağlanabilir. Bu sayı stanadart masaüstü sistemlerin ihtiyaçlarının çok üstünde olsa da özellikle sunucuların ihtiyaçlarını düşünürsek onlar için bir gerekliliktir.

Bilgisayar güç kaynağı (Power Supply)

Bilgisayar güç kaynağı , genellikle metal bir kasa yerleştirilmiş, içinde transformatör ve/veya elektronik devreler bulunan, bilgisayar birimlerinin çalışmaları için gereksinim duyulan farklı gerilim değerlerinde doğru akım sağlayan Donanım donanımdır. Sıradan bir bilgisayarın kullandığı güç kaynağı yaklaşık 350 - 1200 Watt güçtedir.

Yarıiletken teknolojisindeki gelişmeler sayesinde günümüz güç kaynaklarında, pahalı olan ve çok yer kaplayan transformatörler genellikle kullanılmamaktadır. Bilgisayar güç kaynakları: +3,3 V, +5 V, +12 V, -12 V, -5 V gibi gerilimleri aynı anda ve belirli bir sapma aralığınd üretim yapar.

KASA:

Monitör (Ekran)

Monitör (veya ekran) bilgisayarın mikroişlemcisinden gönderilen sinyalleri gözün görebileceği şekilde görüntüye dönüştüren cihazdır. Yani CPU tarafından işlenilen bilgilerin kullanıcıya iletildiği ortamdır; bir çıkış birimidir. Monitörlerin en önemli özelliklerinden birisi ekrandaki görüntülerin netliği veya çözünürlüğüdür.
 
Çözünürlük (resulation), yatay ve dikey olarak ekrandaki nokta sayısıyla ölçülür. Çözünürlük yükseldikçe ekrana daha fazla bilgi sığar, ama ekrandaki görüntüler küçülür. Multisync monitörler, değişik çözünürlüklerde çalışabilirler(640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 gibi). Böylece ekrandaki görüntüleri amaca göre genişletip daraltabiliriz.
 
Büyüklük : Monitör büyüklüğü, ekranın köşegen uzunluğuyla ölçülür. Standart monitörler 14" veya 15" (inç) büyüklüğündedir. 1024x768 den daha yüksek çözünürlüklerde rahat çalışabilmek için 17" veya daha büyük bir monitör seçilmelidir.
 
Nokta aralığı : Görüntü netliği, ekran yüzeyindeki noktaların arasındaki uzaklığa bağlıdır. Nokta aralığı ne kadar küçükse görüntü o kadar net olur. Eski monitörlerde bu 0.39 mm iken şimdiki monitörlerde genellikle 0.28 veya daha küçüktür.
 

Ekran tazeleme : Ekrandaki görüntü saniyede en az 60 kez tazelenmelidir. Ekran tazeleme frekansı yükseldikçe daha sabit bir görüntü elde edilir. Non-interlaced(titreşimsiz) denilen monitörler ekranı tek seferde tarayabildiği için gözü daha az yorar.
 
Monitör ve görüntü kartı, ekranda görüntülerin sergilenebilmesi için birlikte çalışırlar..
 
Görüntü kartı, ana karta bağlanan bir genişleme kartıdır. Bir kablo, görüntü kartı ile monitörü birbirine bağlar.
 
Monitörde görüntülenebilen renklerin sayısı görüntü kartındaki bellek miktarıyla sınırlanır. Görüntü kartındaki bellek yongaları, bilgileri monitöre göndermeden önce geçici olarak saklar. Renk sayısı, ekrandaki görüntülerin kalitesini doğrudan doğruya etkiler. Daha fazla renk, gerçeğe daha yakın ve daha iyi görüntü demektir.


CRT Monitörler
Bir monitörün en önemli parçası çeşitli elektronik devrelerle birlikte CRT (Chatode Ray Tube – Katot Işınlı Tüp) denilen havası boşaltılmış ve ön yüzeyi binlerce fosfor noktacığından (dot) oluşan koni şeklindeki tüptür.

Bu tüpün geniş tarafı dikdörtgen şeklindedir. Diğer dar tarafında ise elektron tabancası bulunur.

Tabanca içerisindeki katot levhaları tel ızgaralar ile ısıtılır ve tüp içerisinde serbestçe dolaşan elektron bulutu oluşturulur. Negatif kutuplandırılan katotlar ile pozitif kutuplandırılan ekranın dış yüzeyi arasında büyük bir gerilim farkı oluşur. Bu durumda katotlarda oluşan elektronlar dış yüzeye doğru fırlar.

Sabit olarak yerleştirilen odaklama elemanları bu elektronları bir araya getirerek bir ışın halinde ekran orta yüzeyinde odaklar. Bu ışını ekranın istenilen taraflarına yönlendirmek için elektron tabancasının etrafında yatay ve dikey saptırma bobinleri bulunur. İşte bu ışının ön yüzeyde gezdirilmesi suretiyle ortaya görüntüler çıkar.

Ekran kartından sinyal geldiği müddetçe bu ışın monitörün sol üst köşesinden başlayarak fosfor ile kaplı ön yüzeyi tarar. Burada fosfor kullanılmasının sebebi son nokta taranıncaya kadar resmi ekranda tutmak içindir.

Elektron demetinin ekranı saniyede kaç defa taradığı ekran kartı tarafından belirlenir. Bu değer saniyede 50 ile 120 arasında değişir. Bu değerler “tazeleme” frekansı olarak isimlendirilir. Değerin yüksek olması görüntü kalitesini ciddi ölçüde artıracaktır. Değer düşük olursa monitörde gözü yoran kıpraşımlar daha da fazla olacaktır.

Renkli monitörlerde renklerin oluşması için üç temel renk (kırmızı-yeşil-mavi) kullanılır. Her renk için elektron tabancası içerisinde bir ışın demeti oluşturan eleman vardır. Ayrıca ekran yüzeyi de üç ayrı renkten oluşan fosfor tabakasından oluşur. Bu tabakalar delikli bir maskenin arasından aydınlatılır. Hassas bir şekilde ayarlanan bu deliklerde her renge ait ışın demeti sadece o renge çarpar.

Monitördeki her nokta üç ayrı renkteki fosfor damlacığından oluşur. Bu üç fosfor damlacığı da bir araya gelerek “pixel” leri oluşturur. Birbirine en yakın aynı renkteki iki noktanın merkezleri arasındaki uzaklığa “dot pitch” denir. Nokta aralığı anlamına gelen bu ifadenin bu günkü değerleri 0.24 mm ile 0.28 mm arasında değişmektedir. Bu değerlerin küçük olması görüntü kalitesinin artması anlamına gelir.




LCD Monitörler
LCD (Liquid Cyristal Diode) monitörlerde görüntü sıvı kristal diyotlar yardımıyla sağlanmaktadır. Bu diyotlara gerilim uygulandığında, içlerindeki moleküllerin polarizasyonu değişmekte ve beraberinde de diyodun geçirgenliği değişmektedir. Bu duruma dijital saatlerde de rastlamaktayız. Normalde şeffaf olan bu diyotlara gerilim uygulandığında geçirgenliklerini kaybederler ve siyaha dönerler. Renkli LCD monitörlerde ise çok ufak ve birden fazla diyot kamanı kullanılarak görüntü alınmaktadır.


LCD monitörler DSTN ve TFT olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Ucuz olan ve “passive matrix” teknolojisini kullanan DSTN (Dual-Scan Twisted Nematic)’ler çözünürlükleri ve görüş açıları TFT’lerden düşük olan monitörlerdir. Bu monitörler genelde dizüstü bilgisayarlarda kullanılmaktadır. TFT (Thin Film Transistor)’ler ise “active matrix” adı verilen ve görüntüyü daha parlak ve keskin gösteren bir teknoloji kullanırlar. TFT’lerde her piksel bir ya da dört transistör tarafından kontrol edilir ve bu sayede flat panel ekranlar arasında en iyi çözünürlüğü sunarlar.





Interlaced ve Non-Interlaced Monitör


Interlaced monitörlerde önce tek satırların daha sonra da cift satırların tazelendiği bir tarama şekli kullanılmaktadır. Bu yöntem ekran çözünürlüğünü artırmak için uygun bir yöntemdir, fakat ekranda titreşime sebep olunmaktadır.

Non-interlaced monitörlerde ekranın üstünden altına doğru bir döngü ile her satır tazelenir. Bu olay titreşimi azaltmaktadır ve günümüzde bu tip monitörler kullanılmaktadır.



256, Yüksek ve Gerçek Renkler
Monitörde görüntülenen renk sayısı ekran kartının hafızası ile ilgilidir. 256, yüksek ve gerçek renk terimleri renk bilgisini depolamak için kullanılan bit sayısını ifade eder. Bit sayısının fazlalığı, renk sayısının ve aynı zamanda video RAM’in fazlalığı demektir.

256 renk 8 bit’i kullanır ve ekranda sadece 256 farklı renk görünür. Yüksek (high) renk 16 bit’i kullanır ve ekranda 65536 (64K) renk görüntülenir. Gerçek (true) renk 24 bit kullanır ve ekranda 16 milyon ren görüntülenir. 16 ve 24 bit arasındaki fark insan gözü tarafından algılanmaz.



Ekran kartı için gereken video RAM miktarı şu şekilde formüle edilebilir:

yatay çözünürlük x dikey çözünürlük x 1 pixel için gereken byte miktarı = ekran kartında bulunması gereken minimum ram miktarı (byte)

16 renkte: 1 pixel için 0,5 byte

256 renkte : 1 pixel için 1 byte

64K renkte: 1 pixel için 2 byte

16,7 milyon renkte: 1 pixel için 3 byte gerekir.

Mesela: 16,7 milyon renk ve 1024 x 768 çözünürlük için;

1024 x 768 x 3 = 2,359,296 byte = 2,4 MB (yaklaşık) video RAM gerekmektedir. Dolayısıyla piyasada bu sınırın üzerinde 4 MB ekran kartı bulunduğundan en azından bunun kullanılması gerekmektedir