Alaplap

Az alaplapok méretei
Az előre megépített rendszerekben sokféle méret létezik, de az ATX, BTX és a kisebb változatok uralják a kiegészítőpiacot. Ezek közül az ATX a legelterjedtebb (Advanced Technology Extended). Az ATX-et úgy tervezték, hogy a korábbi AT három fő hátrányát kiküszöbölje; ehhez néhány apró fejlesztés is társul. Az első, hogy a processzor foglalata távol legyen a hosszú kártyáktól; az AT alaplapok esetében a CPU közvetlenül a kártyák mögé került. A második, hogy a hátlapi panel magán az alaplapon legyen, így ne kelljen külön kivezetés (USB, soros port, párhuzamos port és audió). A harmadik, hogy a levegő a ház elejének alsó része felől a ház hátuljának felső része felé áramoljon, ahol a táp azt kijuttathatja a házból.
Az apró fejlesztések közül a legfontosabb az alaplapi gépbekapcsolás volt. Ez tette lehetővé, hogy a rendszer automatikusan kikapcsoljon, vagy modem-csörgésre bekapcsoljon. Enélkül nem lett volna lehetséges a wake-on-LAN (hálózati kártyával) és az időzített ki/be kapcsolás vagy a billentyűzetről vezérelt bekapcsolás sem.

A kép összehasonlítja a maximális méretet és slotszámot, ami a különböző ATX-alapú alaplapok esetén elérhető. A szaggatott vonalak mutatják a rögzítésre alkalmas lyukakat és az illeszkedést.

Processzorfoglalatok:

Socket 370

A Socket 370 eredetileg a Celeron processzorok alá készült, de később aCoppermine- és Tualatin-magos Pentium III processzorok és a Cyrix-III (későbbi VIA C3) platformjává vált. A Socket 370 támogatta a többprocesszoros működést, így készültek kétfoglalatos alaplapok is, illetve olyanok is, amelyeken volt Socket 370 és Slot 1 foglalat is (ez esetben csak az egyik foglalatot lehetett egyszerre használni).A Socket 370-re erősített hűtők tömege nem haladhatja meg a 180 grammot, ellenkező esetben sérülést okozhatnak a processzormagnak.
A Socket 370 továbbra is a lassú, Single Data Rate (SDR) FSB-t támogatja, ami tökéletesen illeszkedik az SDR SDRAM-hoz, hiszen mindkettő 133 Mhz-es.
A Socket 370 370 tűs ZIF PGA foglalat, mely fogadja az Intel Celeron (PPGA, 300–533 Mhz), Intel Celeron Coppermine (FC-PGA, 533–1100 Mhz), Intel Celeron Tualatin (FC-PGA2, 900–1400 Mhz), Intel Pentium III Coppermine (FC-PGA, 500–1133 Mhz), Intel Pentium III Tualatin (FC-PGA2, 1000–1400 Mhz) és VIA Cyrix III/C3 (500–1200 Mhz) processzorokat.

Socket A (Socket 462)

Az AMD válasza a Socket 370-re a Socket A volt, másik nevén a Socket 462. Támogat mindent a 600 Mhz-es Duron-tól a 2.2 GHz-es Athlon XP 3200+-ig. A felerősített hűtők tömege nem haladhatja meg a 300 grammot.
A Socket A double data rate FSB-t használ,(egyetlen órajelciklus alatt kétszer lehet adatot küldeni a Front Side Bus-on) ami a DDR SDRAM-hoz passzol. Tehát a valós 100, 133, 166 és 200 Mhz órajelek effektív 200, 266, 333 és 400 Mhz DDR sebességek lettek.

Socket 478

A Socket 478 az Intel tervezte a Pentium 4 és Pentium 4 alapú Celeronok számára. A 478 az Intel Quad Data Rate technológiáján alapul, amelynek segítségével egyetlen órajelciklus alatt négyszer lehet adatot küldeni a Front Side Bus-on így a valós 100, 133, 200 és 266 Mhz-es órajelek effektíve 400, 533, 800 és 1066 Mhz adatrátáknak felelnek meg. A 400Mhz sebességű FSB 3,2GB adatot tud mozgatni másodpercenként. Ekkora sebességre egyetlen SDRAM modul sem képes, ezért az Intel először RAMBUS modulokat részesítette előnyben, ami 800Mhz-en, kétcsatornás üzemmódban, képes volt kiszolgálni a processzort. Azonban a RAMBUS memória nagyon magas ára sokakat elriasztott a vásárlástól, így az Intel először nagyon gyenge teljesítményű SDRAM-os alaplapokat adott ki, a végső megoldást azonban a DDR támogatású chipkészletek jelentették.Míg a 400Mhz-es buszsebesség a PC3200 (DDR-400) memóriákkal lett volna egyenértékű, mire a PC3200-as memóriák elérhetővé váltak, ez már kevés volt. A későbbi chipsetekbe épített kétcsatornás memóriakezelésnek (Dual Channel) köszönhetően azonban egy pár PC3200-as DDR memóriamodul már képes volt biztosítani a 800Mhz-es FSB-vel azonos, 6,4GB/s sávszélességet.

Socket 754

A Socket 754 volt az Athlon64-ek első foglalata egycsatornás DDR-SDRAM memóriával, és integrált memóriavezérlővel. A látszólag nagy növekedés a tűszámban annak az eredménye, hogy a CPU külön van kapcsolva a memóriához és a chipsethez, tehát nem a chipseten keresztül éri el a memóriát. Ez az első foglalat ahol megjelent a HyperTransport de még csak 800 Mhz es órajellel és l9,6 GB/s os effektív sávszélességel.

Socket T (LGA 775)

Az Intel a Socket T -t a Socket 478 leváltására hozta létre. Az LGA foglalat nemcsak a tűszámot növeli, hanem a tűket az alaplapra száműzi amik a processzor alján lévő aranyozott réz padokkal érintkeznek. Az új LGA kialakításnak köszönhetően sokkal kisebb a processzor sérülésének veszélye, ugyanis nincsenek elgörbülő lábak, és a processzort is egy lefogató keret szorítja a foglalathoz, nem emberi erővel rögzítődik. Újítás még, hogy a hűtés nem a Socket 370-hez hasonlóan magához a foglalathoz, vagy a Socket 478-hoz hasonlóan egy hűtőkerethez, hanem négy rögzítőlyukkal magához az alaplaphoz kapcsolódik, így csökkentve annak a veszélyét, hogy egy esetlegesen házilag készített, vagy egyszerűen nagyon nehéz hűtőrendszer leszakítsa a foglalatot az alaplapról.
Az Intelnek jelenleg (2008) ez a legújabb foglalata ezek az alaplapok a DDR2 és DDR3 memóriatámogatással is elérhetők (chipset-től függ melyik, de van vegyes is). A hivatalos specifikációk alapján a DDR2-800 kétcsatornás üzemmódban 12,8 GB/s-os sávszélességet biztosít, a DDR3 pedig a magasabb órajelek elérésével ezt növeli, DDR3-1066 esetén egészen 17 GB/s-ig, a DDR3-1333-as 21,3 GB/s-ig a DDR3-1600 pedig már 25,6GB/s-os tempót diktál.

A Socket T egy 775 érintkezős ZIF LGA foglalat, mely fogadja az 533, 800, 1066, 1333 és 1600 Mhz-es FSB-jű Intel Pentium 4 (2,66 - 3,80 GHz), Intel Celeron D (2,53 - 3,6 GHz ), Pentium 4 Extreme Edition (3,20 - 3,73 GHz), Intel Pentium D (2,66 - 3,60 GHz), Intel Pentium Extreme Edition (3,20 - 3,73 GHz), Intel Core 2 Duo (1,60 - 3,00 GHz), Intel Core 2 Extreme (2,66 - 3,00 GHz), Intel Core 2 Quad (2,40 - 3,00 GHz), Intel Xeon (1,86-3,00 GHz) és az Intel 'Core' Celeron (1,60 - 2,00 GHz) processzorokat.

Socket 939

Az AMD a Socket 754 leváltására készítette, ez  a második foglalat, mely az AMD64-ek alá készült. Még több tűt tartalmaz főleg a CPU kétcsatornás memóriavezérlője miatt. A kétcsatornás memóriavezérlőnek köszönhetően két memóriával maximálisan 6,4 GB/s memóriasávszélesség érhető el, de még mindig csak a DDR1- es memóriákat támogatja. A HyprTransport link itt már 1000 Mhz- en megy. A Socket 939 fogadta az AMD első kétmagos PC processzorait is, vagyis az Athlon 64 X2-t, amelynek jól jött a nagyobb memória-sávszélesség.

Socket AM2

Az egyetlen jelentős újítás a Socket 939-hez képest az a DDR2 memória támogatására való átálás. A foglalat 940 tűs-re módosult és a hűtő lefogatója megváltozott. A DDR2 memóriák kétcsatornás üzemmódban DDR2-800 esetén 12,8GB/s os sávszélességet biztosítanak, de mivel a DDR2-es memóriák időzítése kétszer akkora mint a DDR1-é ezért sebességben nem történt jelentős változás az elődhöz képest. A HyperTransport sebessége maradt 1000Mhz-en.

Socket AM2+

A K10-es asztali processzorok először Socket AM2+, majd AM3 foglalatba fognak illeszkedni. A Socket AM2+ átmenetnek tekinthető a DDR2-es, illetve DDR3-as memóriákat kezelő processzorok között; fizikailag kompatibilis a jelenleg forgalomban lévő AM2-vel, viszont van néhány különbség az AM2+ javára, ez ugyanis támogatja a HyperTransport 3.0-t (ez már 2,6 GHz-es órajelen fut) és az új processzorok energiagazdálkodási sémáit, melyekkel jelentősen csökkenhet a fogyasztás. Az AM2-es CPU-k belemennek az AM2+ foglalatba, és ugyanez igaz fordítva is, viszont az AM2-es alaplapokban nem élvezhetjük az AM2+ processzorok két újítását. A Socket AM3 a közeljövőben bemutatkozó, DDR3-as memóriát támogató AMD processzorok infrastruktúrája lesz, ez támogatni fogja a DDR2 és DDR3-as memóriákat is (igaz, nem egyazon alaplapon). A jelenlegi állás szerint az AM3-as processzorok belemennek majd az AM2+ foglalatba is, viszont fordítva ez nem lesz igaz, ugyanis az AM2-es processzorok nincsenek felkészítve a DDR3 memóriák kezelésére (ellenben az AM3-as CPU-k állítólag támogatni fogják a DDR2-t és DDR3-at egyaránt).

Lapkakészlet (chipset)
Az alaplap teljesítményét, szolgáltatásait alapvetően a lapkakészlet határozza meg. (Azonos lapkakészlet esetén az egyes alaplapok közötti teljesítmény különbség általában nem haladja meg az 5%-ot).

A lapkakészlet meghatározza:

- Processzor típusát, foglalatát
- A rendszerbusz sebességét
- A memória típusát, sebességét, maximális mennyiségét
- Maximális FSB-sávszélességet
- PCI, AGP(kihalófélben van), PCI Express sínek mennyiségét, sebességét
- IDE/ATA-támogatást
- USB, FireWire típusát, csatlakozók számát


A Chipsetek északi hídból (North Bridge) és déli hídból (South Bridge)állnak.

Az északi híd
A hagyományos északi híd tartalmazza a memóriavezérlőt, ami követlenül a CPU-hoz van csatolva, a Front Side Bus-on keresztül. Ennek a megoldásnak (ha nem is éreztük különösebben) létezik egy hátránya, miszerint a memória a rendszerbuszon (Front Side Bus) keresztül kommunikál a processzorral, tehát processzor és a memória közötti adatok útja processzor-chipset-memória, illetve visszafelé a memória-chipset-processzor ami magas(abb) memóriaelérési késleltetést jelent.
Ezt a hagyományt az AMD az Athlon 64 -es (K8) proccesszoraival törte meg (2003), ahol a memóriavezérlőt a processzorba integrálták ezzel a megoldással a processzor közvetlenül fér a memóriához. A megoldás előnyei nagyon is kézenfekvőek: a memóriaelérés-késleltetés drasztikus mértékben csökkent. Ezen kívül más kézenfekvő előnyei is származnak ennek a megoldásnak, amelyek a rendszer későbbi kiépítésének velejárói lesznek. Gondoljunk csak bele, a chipsetgyártóknak többet nem kell foglalkozniuk a memóriavezérlő kifejlesztésével, gyártásával, hiszen azt a processzor elvégzi! Ez több tényezőt is magában hordoz: az eddigi északi hidak AGP vagy PCI Express-vezérlővé degradálódtak, tehát az északi híd csak a videokártyával kell, hogy foglalkozzon. A chipsetek árai is csökkenhetnek, hiszen kevesebb funkciót kell ellátniuk. A north bridge elhagyásával az új processzoroknak többé nem létezik a hagyományos értelemben vett FSB-jük. Az északi híd megoldásaiban egyetlen közös pont az AGP vagy PCI Express csatoló maradt, illetve a déli híd interfésze. Néhány északi híd grafikus processzort is tartalmaz, így belsőleg használja az AGP vagy PCI Express interfészt.

A déli híd
A déli híd többnyire periféria-, multimédia- és kommunikációs buszokat tartalmaz, beleértve a PCI vezérlőt és az ATA, SATA vezérlőt (merevlemez és optikai meghajtót), illetve az USB vezérlőt is. A hálózati és az audió-vezérlőt is itt találjuk meg. A legtöbb chipset ugyanolyan teljesítményt nyújt, csak néha vannak problémák, ezért a déli hídnál inkább csak a felszereltsége érdekes.

Bővítőfoglalatok

AGP(Accelerated Graphics Port)
Az AGP-t az Intel fejlesztette ki 1996-ban kifejezetten videókártyák csatlakoztatására, mivel az egyre gyorsuló VGA kártyáknak a PCI már nem tudta a megfelelő sávszélességet biztosítani. Az AGP 1x 32bit-es és 66 Mhz-es órajelen megy és az órajel a többi esetén mindig duplája az előzőnek, tehát a 2x 133Mhz, a 4x 266 Mhz, a 8x pedig már 533 Mhz-en megy.

Az AGP-nek négy sebességben különböző változata van:

Az AGP két féle feszülség értékkel létezik az AGP 1x és 2x 3.3 V-ot igényel, de AGP 4x és 8x csak 1.5 V-ot (a 8x-os csak 0.8V-ot de a 1.5V-os csatlakozót használja), itt is külömböznek a két típusnál a bevágások, hogy ne lehessen felcseréni őket, és van univerzális csatlakozó is.

A felső a 3.3V-os csatlakozó, a középső az univerzális, a legalsó pedig a 1.5V-os

Az AGP csatlakozókat még verzió szerint is lehet csoportosítani AGP 1.0 (1996), AGP 2.0 (1998), és AGP 3.0 (2002). Az 1.0 definiálja az 1x és 2x-es sebességet 3.3V-os csatlakozóval, a 2.0 definiálja az 1x és 2x-es sebességet 3.3V-al illetve a 4x-es sebességet 1.5V-al és az univerzális csatlakozó lehetőségét, a 3.0 már csak a 1.5V-os csatlakozót engedélyezi.

PCI Express
A PCI Express (PCIe) a PCI sínrendszer egyik utódja. Nem összetévesztendő a teljesen más elven működő korábbi PCI-X-szel. A PCIe esetében a fizikai adatátvitel nagysebességű soros kapcsolaton keresztül történik, szemben a PCI sínnel, ahol 32- vagy 64 bites párhuzamos sínt alkalmaznak. A PCI-nál az eszközök osztoznak a sínen, míg a PCI Expressnél egy switchen keresztül érik el (point-to-point síntopológia) a sínt minden eszköz úgy látja, mintha saját külön sínnel rendelkezne. A switch gondoskodik a point-to-point kapcsolatok létrehozásáról és a vezérli a sín adatforgalmát.A switch és az eszközök közötti kapcsolatokat link-nek nevezik. Egy PCIe link duál szimplex, azaz az adó és a vevő két egyirányú csatornán keresztül forgalmaz. Minden link egy vagy több lane-ből állhat. Egy lane egy bájt egyidejű átvitelét teszi lehetővé, ami a gyakorlatban körülbelül 2,5 Gbit/s adatátviteli sebességet jelent. A PCIe 1, 2, 4, 8, 12, 16 és 32 lane-ből álló linkek létrehozását támogatja. A switch alkalmazása lehetővé teszi a rendelkezésre álló sávszélesség jobb kihasználását és az adatforgalom fontosság szerinti osztályozását.
A PCI Express-nek köszönhetően az AGP csatlakozók szinte teljes mértékben eltűntek ezáltal az új videókártyák nagyrésze már PCI Express-es, az x16-os csatlakozó körülbelül kétszer akkora sávszélességet biztosít mint az AGP 8x. Ezen kívül a PCIe már akár 75 Wattot is tud biztosítani a kártyák számára szemben az AGP 45 Watt-jával. Ha az alaplapon 2db x16 PCIe csatlakozó van akkor lehetőség van 2 videókártya együttes működtetésére, ami által közel kétszeres grafikai sebességet kapunk.

A technológia rendkívül jól skálázható, így komoly módosításra várhatóan több évig nem lesz szükség. Az alacsony fogyasztás, illetve az energiatakarékossági funkciók támogatása elsősorban az eszközök által termelt hőt csökkenti, a bővítőkártyák működés közbeni csatlakoztatásának, illetve cseréjének lehetősége pedig elsősorban a szerverek esetében lehet fontos tényező.

PCI Express 2.0
2007 januárjában mutatták be, de csak 2008-ban kezdtek elterjedni az ezt támogató alaplapok és videókártyák. Egyik leglényegesebb jellemzője, hogy visszafelé kompatibilis, tehát a korábban beszerzett komponensek minden probléma nélkül működnek a PCI Express 2.0-s alaplapokban. A PCIe második verziója lényegében két ponton tér el elődjétől: egyrészt megduplázódott a sávonkénti áteresztőképesség, az oda-vissza irányú (full-duplex) 250 MB/s-os kapcsolat 500 MB/s sebességűre gyorsult. Ez egy PCIe x16-os VGA-foglalat esetén azt jelenti, hogy a sebesség 8 GB/s-ról 16 GB/s-ra nőtt. Az asztali rendszerek esetében lényegesnek tekinthető második innováció a foglalatonként leadható teljesítmény mértékének megduplázódása, ez az érték 75 wattról 150 wattra emelkedett (külső csatlakozókkal együtt akár 300 watt is lehet). További újítások is vannak: dinamikusan, a terhelés függvényében változó linksebesség, amit a vezérlő képes visszajelezni az OS számára; továbbfejlesztett protokoll és összeköttetés-menedzsment; rugalmasabb felhasználóhatóság.

Csatlakozók

A következőkben csak pár legfontosabb és jelenleg leginkább használatban lévő csatlakozókat fogjuk elemezni.

ATA(Paralell ATA)
Az IBM készítette 1984-ben ekkor még külön bővítő kártya formályában az ATA kifejezés az angol AT Attachment kifejezés rövidítése. Később a vezérlőt integrálták a meghajtóba innét az IDE (Integrated Drive Electronics).Az ATA 2 vezette be a DMA átviteli módot az ATA 4 az Ultra DMA-t UDMA nagyobb teljesítményű DMA és kibővítették az utasításkészletét a CD-ROM meghajtók kezeléséhez(ATAPI). Ahogy a neve is mutatja párhuzamos adatátvitelre alkalmas és merevlemezek valamint optikai meghajtók csatlakoztatására használják. A kábel lehet 40 és 80 eres és 1 kábelre 2 eszköz csatlakoztatható amik megkülömböztetést kapnak (master és slave) a csatlakoztatandó eszközön található az úgynevezett jumper amivel beállíthatjuk hogy master-ként vagy slave-ként szeretnénk használni.