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.

Det finns flera olika storlekar på moderkort. I bärbara datorer skräddarsys moderkorten efter varje enskild dator, men i stationära datorer följer moderkorten bestämda formfaktorer.

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

Micro ATX-moderkort till vänster och ATX-moderkort till höger.

 

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). Kort som följer Mini-ITX-standarden kan monteras i ett vanligt ATX-chassi, även om fördelen med att ha ett litet moderkort då försvinner.

Mini-ITX-kort

Huvudkomponenten på moderkortet är dess så kallade styrkrets, även kallad PCH (Platform Controller Hub). Förr sköttes styrkretsens jobb av flera chip. Det gamla namnet ”chipset” används fortfarande flitigt även om funktionaliteten numera är inbakad i ett och samma chip. På moderkortsöversiktbilden ligger styrkretsen under kylflänsen (nummer åtta).

Moderkortstillverkarens val av styrkrets bestämmer hur många anslutningar dess moderkortsmodell kan ha. Om de väljer Intels styrkrets Z370 kan deras moderkort ha upp till:

• 2 st. Dimm-moduler per kanal
• 24 PCI-express-banor (PCI-express 3.0)
• 14 st. USB-portar (max. 10 st. USB 3.0)
• 6 st. Sata 6 Gb/s-portar
• 3 st. bildskärmsanslutningar.

Observera att moderkorten inte behöver vara fullutrustade med allt som systemkretsen klarar. Det som beskrivs här är vad systemkretsen klarar som mest. 

På äldre datorers moderkort fanns alltid en förinstallerad mjukvara vid namn Bios (Basic Input Output System). Den låg på ett litet fastlött minne på själva moderkortet. Bios ansvarade bland annat för att identifiera datorns komponenter, hitta alla lagringsenheter och starta ett operativsystem (t.ex. Microsoft Windows) från en av lagrings­enheterna. Många erfarna datorbyggare minns säkert hur de gick in i Bios-inställningarna innan datorn startade för att välja om datorn skulle starta från en hårddisk, CD-skiva eller diskett.

Bios, som härstammar från 80-talet, utvecklades med tiden för att fungera med modern hårdvara. Efter många nödlösningar slog tekniken till slut i taket. Ett av de riktigt tydliga exemplen på detta är att Bios inte kan starta operativsystem från hårddiskar som är större än 2,2 TB. Dagens 3 TB-diskar går därför inte att använda som systemdiskar 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 Windows-datorer. Uefi har inga problem med att boota från 3 TB-diskar. Uefi startar också otroligt mycket snabbare än Bios och har en inbyggd säkerhetsfunktion för att förhindra skadeprogramssmittade operativsystem att starta.

Uefi-mjukvaran går att uppdatera. Det görs för att åtgärda buggar, förbättra kompatibiliteten och förbättra driftsäkerheten. På den gamla Bios-tiden uppdaterades mjukvaran genom att manuellt gå in i Bios-inställningarna innan operativsystemet startade. Idag kan de flesta moderskorts Uefi-version uppdateras från en applikation i operativsystemet (Windows eller macOS), vilket förenklar uppdateringsprocessen avsevärt.

Att uppdatera Bios och Uefi är förenat med viss fara. Dessa mjukvaror är så fundamentala att en misslyckad uppdatering kan göra att datorn inte startar. I och med att Uefi och Bios startar före operativsystemet kan inte heller en ominstallation av operativsystemet lösa problemet. Moderkortstillverkarna har i stället fått lösa situationen genom att utrusta moderkorten med ett extra Uefi-chip (som kan användas för återställning) eller göra det möjligt att läsa in en backup-version av Uefi från ett USB-minne.

På grund av riskerna var devisen förr i tiden att aldrig uppdatera Bios om det inte behövdes (”if it ain't broke, don't try to fix it”). Så är det inte längre. På moderna Uefi-baserade datorer är det tvärtom rekommenderat att hålla Uefi-mjukvaran uppdaterad. Uefi är idag ett litet operativsystem i sig med drivrutiner, nätverksanslutning och ibland till och med en inbyggd webbläsare! Uefi behöver därför samma underhåll som alla andra operativsystem, även om uppdateringarna inte släpps lika frekvent som för Windows och macOS.

Moderkorttillverkarna publicerar nya Uefi-versioner på sina webbsidor. De brukar också tillhandahålla uppdateringstjänster som kontrollerar om det finns någon nyare version att uppdatera till. I macOS kommer Uefi-uppdateringar som vanliga operativsystemsuppdateringar i App store, så att allt sköts automatiskt. 

Sockelkompatibilitet Intel

De nyaste processorerna från Intel använder en av två socklar: LGA 1151 (standardprocessorer) eller LGA 2066 (workstation-processorer). Dessa två socklar är helt inkompatibla med både varandra och sina föregångare. LGA 2011 är fortfarande aktuell för föregående generations workstation-processorer.

 

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 har historiskt använt olika socklar för olika typer av processorer. Deras ­FX-processorer, som saknar inbyggd grafikkrets, har använt AM3- och 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.

 

Utvecklingen av AMD-processorer

 

AMD:s APU:er i A-serien (samt Athlon-processorer utan inbyggd grafikkrets) har däremot använt FM2- och 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.

Nyare Athlon- och Sempron-processorer lanserades med AM1-sockeln. Sockelns namnmässiga likhet 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.

I samband med AMD:s nyaste APU:er i A-serien lanserades en ny sockel: AM4. AM4-sockeln är inte en vidareutveckling av någon av de andra AM-socklarna och är därför inte kompatibel med någon av de tidigare socklarna.

AM4-sockeln är tänkt att ersätta alla föregående AMD-socklar. I stället för att ha en sockel för APU:er och en sockel för processorer utan grafikdel används en och samma sockel. I skrivande stund används AM4-sockeln av Ryzen-processorerna och de senaste APU:erna ur A-serien. Även Athlon och Sempron förväntas gå över till sockeln.

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 webbplatser.

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 nyare LGA 1150-processorerna.