Egy kis történelem
Nagyjából 15-20 évet kellene visszaugorjunk az időben, hogy a maiakhoz képest merőben más felépítésű alaplapokat láthassunk. A 90-es években az integráció még meglehetősen gyerekcipőben járt, így például az i486DX processzor megjelenéséig a matematikai koprocesszor, azaz az FPU (Floating-Point Unit, magyar fordításban lebegőpontos egység) különálló, opcionális egységnek számított, ami szükség esetén egy dedikált foglalatba volt illeszthető. A szóban forgó i486DX modellnél erre tovább már nem volt szükség, hisz itt az FPU a központi egység szilíciumlapkájának része volt.
Itt még külön: 386 és 387DX, balra a CPU, jobbra az FPU
Az i486DX egy másik nagyobb újítása volt a lapkába integrált (ún. on-die) cache. Mindaddig ugyanis kizárólag az alaplapon található SRAM IC-k formájában létezhetett (külső – external) cache. Az i486DX 8 kB belső (internal) L1 cache-sel gazdagodott, de ezzel párhuzamosan megmaradt az alaplapon található cache is, amely így egy szintet feljebb (illetve pontosabban inkább lejjebb) csúszott, amivel L2 cache vált belőle.
1 MB gyorsítótár az alaplapon
Ennek a mérete ekkoriban még valahol 256 kB körül mozgott. Értelemszerűen a külső, magasabb szintű L2 cache jóval lassabb volt, mint a lapkában elhelyezkedő L1, melynek egyik oka, hogy míg a belső L1 magórajelen, addig a külső L2 csak az FSB órajelén üzemelt. Az L1 cache betelepülése is úgymond hagyományt teremtett, mivel az FPU-hoz hasonlóan az ezután megjelent (i486DX-nél jobb) processzorok már hasonló módon tartalmazták ezt a gyorsítótárat.
i486DX
Cache szempontjából a következő nagy állomás az 1995 novemberében megjelent, elsősorban szerverekbe szánt Pentium Pro lett. Ennél az L2 cache költözött be a CPU tokozásába, amivel létrejött egy úgynevezett multi-chip module (MCM). A fenti képen jól kivehető, hogy az i486-tal ellentétben a cache(-ek) itt "csak" a CPU-lapka mellé (off-die), és nem a CPU-lapkába került(ek) be. Ennek ellenére az így létrejött L2 cache már a CPU magórajelén (full speed) üzemelt, ami igen jó hatással volt a számítási teljesítményre.
A legendás Pentium Pro
Az első, immáron a CPU-lapkába integrált (on-die) L2 cache eljövetelére még majd három évet kellett várni. Kissé talán meglepő módon ezt nem egy csúcsprocesszor, hanem az inkább tömegeknek, átlagfelhasználóknak szánt Celeron-A (Mendocino) hozta el 1998 augusztusában. Ez utóbbi, és az azt megelőző sima Celeron (Covington) között gyakorlatilag csak a hozzáadott 128 kB L2 cache volt a különbség. A Pentium Próhoz hasonlóan a Celeron-A sem hozta magával minden kategóriában a lapkába integrált L2 cache-t.
A Celeron-A után fél évvel megjelent Pentium II utódja, a Pentium III (Katmai) még az elődhöz és a Pentium Próhoz hasonlóan off-die (vagy in-package) megoldást alkalmazott. Az L2 cache a CPU-lapka mellett, a tokozáson került elhelyezésre, és csak a mindenkori magórajel pontosan felén üzemelt. Végül az Intel kínálatában a '99 októberében megjelent Coppermine kódnevű lapka hozta el minden szintre a lapkába integrált (on-die) L2 cache-t. Erre a lapkára meglehetősen sok Pentium III és Celeron modell épült az idők folyamán.
L2 cache a slotos tokozáson
Az alaplapról a processzorba költöző következő fontos részegység a memóriavezérlő volt, mely a SledgeHammer kódnevű AMD Athlon64-gyel vette kezdetét, 2003 szeptemberében. Az AMD a K8 tervezésénél úgy döntött, hogy az x86-os processzorgyártók között elsőként a gyakorlatban is megvalósítja a CPU-ba integrált memóriavezérlőt (IMC). Ezzel az addigi alaplapok északi hídjában található kontroller átkerült a CPU-t tartalmazó szilíciumlapkába, mely ráadásul a mindenkori magórajelen üzemelt. Így egy huszárvágással kiiktatták az FSB-t, minek következményeképpen a memória-hozzáférés sebessége jelentősen javult, és nőtt a valós, mérhetően kihasználható sávszélesség is.
Ezzel a K8 generációban elért maximális 3200 MHz a mai napig nehezen felülmúlható, alacsony késleltetést tett lehetővé. A SledgeHammer bevezetésével tehát az AMD végleg leszámolt a külső memóriavezérlőkkel. A fentebb említett dátum óta kizárólag IMC-t tartalmazó lapkákkal szerelt CPU-kat mutatott be a gyártó. Az Intel első IMC-s CPU-ja a Core i7 (Bloomfield) volt, mely 2008 novemberében debütált, majd végül a Sandy Bridge eljövetelével az Intel is teljesen felhagyott a külső vezérlőkkel.
Lynnfield
A következő lépcső az északi hídból megmaradt PCIe vezérlő processzorba való integrálása volt, amit elsőként az Intel lépett meg 2009 szeptemberében, majd ezt az AMD 2011-ben követte a Llano APU-val és a Brazos platform központi egységeivel, bár az AM3+ platform továbbra is egy alaplapra elhelyezett vezérlőhíddal oldja meg a PCI Express kérdését. Ezzel már az északi híd is eltűnt az alaplapok javának NYÁK-járól, az árván maradt déli hidat pedig az Intel PCH-nak, az pedig AMD FCH-nak keresztelte el. Ezen vezérlőchipek majdani kihalásáról a SoC típusú központi egységek gondoskodnak, ahol már a PCH/FCH szerepét betöltő lapka egyes részegységei is beköltöztek a processzor lapkájába. Ez többek között az USB, a SATA és a hálózati vezérlőt takarja.
Ami marad, az a lap
Az előző oldalon taglalt események hatására mára szinte alig maradt meghatározó, fix részegység az alaplapokon. Ennek egyenes következménye, hogy a tervezőknek jóval kevesebb mozgásterük van most, mint évekkel ezelőtt, ergo nehéz vagy bizonyos esetekben szinte már lehetetlen számottevő teljesítménybeli különbséget kicsikarni a különféle modellekből. Évekkel ezelőtt az alaplapi cache típusát, illetve bizonyos keretek között még annak sebességét is megválaszthatták a tervezők. A memóriavezérlőt tartalmazó északi híd elhelyezésével is lehetett trükközni, hogy például az minél közelebb legyen a RAM foglalatokhoz és a processzorhoz, ezzel is gyorsítva a memória-hozzáférést.
Egy alaplap a Kabini SoC alá [+]
A fenti képen jól látható, hogy egy SoC alá készített alaplap mennyire egyszerű és üres. Persze a gyártók még pakolhatnak extra SATA, hálózati vagy hangvezérlőt a NYÁK-ra, de ez csupán a felszereltségén változtat kissé.
Akkor mi maradt?
A NYÁK, vághatnánk rá viccesen. A mai alaplapok esetében a tápellátás az a hardveres rész, melynél még viszonylag tág keretek között mozoghatnak a tervezők. Ez talán elsőre jól hangzik, de ennek leginkább a magasabb fogyasztású és/vagy tuningolt processzorok esetében lehet igazán nagy jelentősége. Egy 45-65 wattos processzornál még passzív hűtésre sincs feltétlenül szüksége a tápellátásnak, a kisebb fogyasztású központi egységekről már nem is beszélve. Az elmúlt évtizedben rendszeresen felbukkanó, púposodó kondenzátorok problémája szerencsére nagyrészt megszűnt, köszönhetően a gyártók által alkalmazott jobb minőségű komponenseknek.
Hangkártya az alaplapon [+]
Persze a tervezőknek minden évben fel kell mutatni valamit, hisz újból és újból meg kell nyerni a vásárlókat. Manapság például a hangvezérlőt cifrázzák előszeretettel, bár ez megint csak nem újdonság, hisz évekkel ezelőtt már alaplapra integrált csöves erősítőt is láthattunk az AOpen műhelyéből. A színek, illetve a hűtőbordák kialakításának évről-évre való variálása szintén egy közkedvelt "fejlesztés", mert első ránézésre az újdonság erejével hathat.
Az Achilles-sarok
Bármennyi részegység is költözik be a processzorba, azok vezérléséről továbbra is az alaplapi BIOS (UEFI) gondoskodik, melynek jelentősége így az évek során sem csökkent, sőt. Ennek ellenére sajnos továbbra sem telik el olyan esztendő, hogy ne találkoznánk problémás verziókkal, és ez alól a tendencia alól jóformán már egyetlen gyártó sem képez kivételt. Olykor érthetetlen hibák maradnak a végleges, bárki számára elérhető verziókban, melyek jelenléte igen szegényes minőségellenőrzést vagy éppen kapkodást sejtet.
A gyártók valószínűleg úgy vannak vele, hogy ez a rész bármikor könnyedén frissíthető, így nem minden esetben igyekszenek kellően tökéletesíteni az adott modellhez tartozó BIOS-t. Igen ám, de a vásárló könnyen elveszítheti az adott márka iránti bizalmát, ha bosszantó hibák tömkelegével találkozik, ezt pedig később már nehéz visszaszerezni. Egy szó mint száz, a terméktámogatás minősége mindennél többet ér, hisz ezen múlik, hogy a drága pénzért megvásárolt alaplapunk valóban képes-e arra, amit a gyári specifikációk alapján joggal elvárunk tőle. Természetesen hibátlan hardver vagy szoftver nincs és nem is lesz, de a problémák mértéke és azok mennyisége eltérő.
Mégis, akkor hogyan válasszunk?
Csak okosan és megfontoltan! A szempontok nagy részének vizsgálatához már a gyártó oldalán fellelhető információk is elégségesek lehetnek. Mérjük fel, hogy pontosan mit szeretnénk. Mennyi memóriára, hány kártyahelyre lesz szükségünk, illetve nagyjából milyen távra tervezünk az adott modellel. Vessük össze az alaplap kialakítását a házéval és a processzor hűtőjével, valamint a hátlapon található csatlakozók számát és típusát se hagyjuk figyelmen kívül.
Sajnos manapság már egyre ritkábbak az egynél több processzorgenerációt támogató alaplapok, így ezen a téren sok jóra nem érdemes számítani. Amelyik foglalat képes két generációt is gond nélkül kiszolgálni, az már lassan kiemelkedőnek tekinthető. Végül, de nem utolsósorban erősen ajánlott áttanulmányozni az adott típussal kapcsolatos teszteket és fórumokat, hisz csak ezekből fog kiderülni, hogy a kiszemelt modellnek esetlegesen milyen nyűgjei vannak, ergo mire számíthatunk majd a gyakorlatban.
Oliverda
