Moderkortet

Moderkortet

Moderkortet är komponenten som sammanlänkar processorn med övriga enheter samt öppnar vägar för kommunikation mellan dem. Alla anslutningar i datorn går till eller från moderkortet på något sätt.

Den gamla uppbyggnaden (LGA 775)

Schematisk uppbyggnad av äldre moderkort.
Översikt som visar hur ett äldre moderkort för bland annat LGA 775-sockeln var uppbyggt.

Moderkorten baseras främst på ett chipset som beskriver hur de sammanlänkade komponenterna ska kommunicera sinsemellan. Chipsettet utgjordes tidigare av två kretsar som kallades nord- och sydbrygga. Nord­bryggan var direktlänkad till grafikkortet, RAM-minnet, processorn och sydbryggan. Sydbryggan tog i sin tur hand om all data till och från alla in/ut-enheter, exempelvis mus, tangentbord, ljudkort, nätverkskort och lagringsmedia såsom hårddiskar.

Bryggorna var strategiskt placerade på moderkortet. Nordbryggan låg centralt mellan processorn, RAM-minnet och grafikkortet. Sydbryggan placerades vanligtvis nära expansions­portarna för tilläggskorten och hårddiskarnas dataanslutningar på moderkortet.

Den moderna uppbyggnaden (LGA 1151 m.fl.)

Dagens moderkort har ett annorlunda utseende. Från att vara baserade på tre chip (processor, nordbrygga och sydbrygga) är de istället baserade på en tvåchipslösning. Fördelen med att hålla så många funktioner som möjligt samlade i ett och samma chip är att hastigheten mellan involverade enheter förbättras. Exempelvis flyttades minneskontrollern från nordbryggan till processorn för att förbättra hastigheten mellan just processorn och RAM-minnena. Just denna lösning har AMD:s processorer visserligen haft länge, men det var i och med lanseringen av processorerna med sockel LGA 1156 och LGA 1366 som Intels processorer fick den.

Jämförelse mellan de två uppbyggnaderna

Samma flytt från nordbryggan till processorn gjorde också kontakten med grafikkortet (PCI Express x16). Därmed var det inte kvar speciellt många funktioner i nordbryggan, och den byggdes därför samman med sydbryggan till en ny typ av krets som kallas PCH (Platform Controller Hub).

Denna tvåchipslösning är betydligt effektivare än den gamla trechipslösningen. Omdesignen var en nödvändig förändring för att moderkortens interna kommunikation inte skulle bli en flaskhals i dagens prestandadatorer.

Översikt som visar hur ett moderkort för processorer med LGA 1155-sockeln är uppbyggt.

Moderkortsöversikt

1. Strömförsörjning för processor 2. Processorsockel 3. Socklar för arbetsminnen 4. Strömförsörjning för moderkort 5. CMOS-batteri 6. SATA 3 7. SATA 2 8. PCH 9. Minne till BIOS 10. System Panel Header 11. USB 3.0-frontuttag 12. USB 2.0-frontuttag 13. Firewire-frontuttag 14. Ljud-frontuttag 15. PCI express x16 16. PCI 17. PCI express x1 18. Strömförsörjning för fläkt 19. Externa anslutningar

Storlekar (formfaktorer)

Mikro-ATX-kort
ATX-kort

ATX och mikroATX är två vanliga storlekar på moderkort. mikroATX benämns också μATX (och i bland mATX). Allt fler moderkort som säljs idag är av mikroATX-storleken då det räcker för de flesta ändamål. Riktigt avancerade moderkort för gaming- och prestandasammanhang är dock fortfarande i ATX-storleken.

De två storlekarna är optimerade för olika chassin (datorlådor). Vissa chassin rymmer endast Micro-ATX-kort. Då går det inte att använda den större ATX-modellen. Däremot fungerar det bra åt andra hållet. Placeringen av skruvhål är densamma i alla chassin som följer ATX-standarden. Vilka kontakter som finns på baksidan av datorn varierar däremot mycket. Därför levereras alla moderkort med en täckplåt för just sin kontaktuppsättning. Täckplåten har en standardiserad placering och storlek. Kanterna på täckplåten kan vara vassa, så ta det försiktigt.

Så länge både moderkort och chassi följer ATX-standard ska allt passa. Det förekommer dock specialchassin som slirar lite på standarden. Mindre avvikelser brukar inte göra något, men mät för säkerhets skull vid användning av ett udda utformat chassi.

Små skrivbordsdatorer ökar i popularitet och det har skapat ett behov av mindre moder­kort. Bland annat har storleken Mini-ITX blivit hett eftertraktad för att ha i enkla kontors­datorer och HTPC-datorer (hembiodatorer). Många Mini-ITX-kort har en Intel Atomprocessor installerad vid leverans. Tack vare Atomprocessorns låga värme­utveckling behöver en del sådana kort inte ens någon fläkt till processorn, utan klarar sig med en stor kylfläns och bra chassikylning. Kort som följer Mini-ITX-standarden kan monteras i ett vanligt ATX-chassi, även om fördelen med att ha ett litet kort då försvinner.

Mini-ITX-kort

Bios

Hårdvaran i äldre datorer arbetar inledningsvis med mjukvaran genom Bios (Basic Input/Output System) som tillhandahåller de allra viktigaste och mest grundläggande funktionerna. Allt det sköts av instruktioner från ett litet chip på moderkortet. Det ser till att starta enheterna i datorn, exempelvis mus, tangentbord och hårddisk. Efter det kan ett operativsystem (t.ex. Windows) köras igång.

Bios har en förmåga att söka upp och identifiera hårdvara automatiskt. Förmågan kallas Plug-and-Play och är en av de smidiga lösningar som har gjort att hemdatorn idag är enkel att uppgradera och bygga. Utan Plug-and-Play-funktionerna hade det krävts betydligt mer av användaren.

Post - datorns självundersökning

Många känner igen det korta och entoniga pipet som många datorer ger ifrån sig vid uppstart. Detta är ett sätt för datorn att berätta att ett självtest av all hårdvara har slutförts utan anmärkningar. Självtestets tekniska term är Post (Power-On Self Test) och finns integrerat i Bios.

Pipen kan jämföras med morsekod då olika kombinationer av korta och långa pip berättar för datoranvändaren vilken hårdvara som Post eventuellt anmärker på. Ett pip betyder vanligtvis att allt är i sin ordning. Ett längre pip följt av två korta pip kan tyda på att ett grafikkort saknas eller att det är trasigt. Hur koderna ska tolkas ­brukar beskrivas i moderkortets manual eller på tillverkarens webbplats. Gemensamt är att ett ljud som liknar en polissiren eller ett brandlarm indikerar att något är allvarligt fel, exempelvis att processorns fläkt inte är ansluten. Observera att det inte är alla moder­kort som kan ge ljud ifrån sig. Det måste finnas en liten summer (system speaker) ­ansluten till moderkortet för att det ska fungera. Den levereras ibland med datorns chassi och ibland är den förmonterad på moderkortet. Ljudet kommer alltså inte från de vanliga datorhögtalarna.

Uppdatering av Bios

Bios är den mest grundläggande mjukvaran och allt som datorn gör bygger på den. Ibland kan det dessvärre uppstå problem med den, framförallt vid installation av ny hårdvara som en föråldrad version av moderkortets Bios inte känner igen. Det kan orsaka instabilitet och upprepade systemkrascher. I många fall kan problemet dock lösas genom en uppdatering av Bios-mjukvaran.

Uppdateringsprocessen kan vara olika komplicerad beroende på vilken moderkorts­tillverkaren är. I vissa fall kan det göras automatiskt inne i operativsystemet; i andra fall måste det göras vid datorns uppstart. Det är viktigt att rätt version av Bios används vid uppdateringen. I värsta fall kan en felaktig version leda till att datorn slutar fungera helt och hållet. Vid minsta osäkerhet bör en datorkunnig person först kontaktas. Under uppdaterings­processen får datorn inte under några som helst omständigheter stängas av!

Anledningen till att Bios är så känsligt är att det är den mjukvaran som styr allt. Om den slutar fungera helt går det inte längre att interagera med datorn och inte heller att säga åt den att påbörja en ny uppdatering. Det blir helt enkelt ett låst läge som inte går att lösa.

Uefi

Bios härstammar från 80-talet och har med tiden utvecklats vidare för att fungera med modern hårdvara. Efter många nödlösningar har tekniken dock slått i taket. Ett av de riktigt tydliga exemplen på detta är att Bios inte kan boota (ladda in operativsystemet) från hårddiskar som är större än 2,2 TB. Dagens 3 TB-diskar går därför inte att använda som systemdisk i Bios-baserade datorer.

I moderna datorer har Bios ersatts av Uefi (Unified Extensible Firmware Interface). ­Apple började använda tekniken redan vid sin övergång till Intelprocessorer 2006, men det dröjde till slutet av 2010 innan Uefi började bli standardutrustning i Windowsdatorer. Uefi har inga problem med att boota från 3 TB-diskar. Uefi startar också otroligt mycket snabbare än Bios.

Kompatibilitet mellan moderkort och processor

Sockelkompatibilitet Intel

De nyaste processorerna från Intel använder en av två socklar: LGA 1151 (standardprocessorer) eller LGA 2011 (prestandaprocessorer). Dessa två socklar är helt inkompatibla med både varandra och sina föregångare.

Utvecklingen av Intel-processorer

Den saknade bakåtkompatibiliteten innebär att det inte går att montera en processor med sockel LGA 1151 på ett moderkort med sockel LGA 1150 (eller tvärtom). Det går inte heller att blanda LGA 2011-processorer med LGA 1366-moderkort (eller tvärtom).

Sockelkompatibilitet AMD

AMD använder idag tre socklar: AM1, AM3+ och FM2+. Dessa tre processorsocklar är helt inkompatibla med varandra, men de kan ha kompatibilitet med sina respektive föregångare.

Utvecklingen av AMD-processorer

AMD:s FX-processorer använder AM3+-sockeln. På ett moderkort med AM3+-sockel går det att montera både processorer med AM3+-sockel och processorer med föregångar­sockeln AM3. Det går däremot inte att montera AM3+-processorer på AM3-moderkort. Vid övergången mellan de två socklarna släpptes det visserligen några moderkorts­modeller som marknadsfördes som framåtkompatibla mot specifika AM3+-processorer, men sådana moderkort utgjorde mer undantag än regel.

AMD:s APU:er i A-serien (samt de tillhörande Athlon-processorerna) använder FM2+-sockeln. På ett moderkort med FM2+-sockel går det att montera både processorer med FM2+-sockel och processorer med föregångarsockeln FM2. Det går däremot inte att montera processorer med FM2+-sockeln på FM2-moderkort. Ännu äldre AMD-APU:er använde FM1-sockeln. FM1-sockeln och FM2-sockeln är helt inkompatibla.

AMD:s nya Athlon- och Sempron-processorer använder AM1-sockeln. Den namn­mässiga likheten med AM3 är missvisande. AM1 och AM3 har inget med varandra att göra! Då AM1 är den första sockeln av sin typ saknar den helt kompatibilitet med andra socklar.

Styrkretskompatibilitet

Bara för att processorn och moderkortet använder samma sockel behöver de tyvärr inte vara kompatibla med varandra. Moderkortets styrkrets måste nämligen vara gjord för att fungera med en tilltänkt processor. Kontrollera därför alltid moderkortets kompatibilitetsspecifikation för att vara helt säker på att de två komponenterna fungerar bra tillsammans. Alla moderkorttillverkare publicerar kompatibilitetslistor på sina webbsidor.

I och med lanseringen av Haswell refresh uppstod ett tydligt exempel på kompatibilitetsproblem mellan styrkrets och processor. Både Haswell- och Haswell refresh-processorer använder LGA 1150 som sockel. Haswell-processorer är gjorda för att arbeta med styrkretsar ur den så kallade 8-serien (t.ex. Z87 och H87). Haswell refresh-processorer är gjorda för att arbeta med styrkretsar ur den efterföljande 9-serien. De kan också fungera med styrkretsar ur den äldre 8-serien, men det förutsätter att moderkortets Uefi har uppdaterats till en Haswell refresh-kompatibel version. Det är därför inte alla gamla LGA 1150-moderkort fungerar med de senaste LGA 1150-processorerna.

Senast ändrad: 2015-11-17