Sistem yolu

Ön yüz yolu (ÖYY) olarak da bilinir. Bilgisayarlarda, merkezi işlem birimi ile sistem içerisindeki RAM, AGP video kartları, PCI genişleme kartları, sabit disk ve BIOS ’un içerdiği hafıza gibi diğer aygıtlar arasında taşınan tüm elektronik sinyal bilgilerinin fiziksel iki-yönlü veri yolu üzerinden yollanması işlemi ön yüz yolları (ÖYY) veya sistem yolları tarafından sağlanır.

Bazı bilgisayarlarda, MİB’nin dışında bulunan ve arka yüz yolu aracılığıyla bağlanan L2 veya L3 ara bellekleri bulunur. Bu yol ve buna bağlı ara bellek, sistemin RAM’ine ön yüz yolu aracılığıyla ulaşmaktan daha hızlıdır.

Sistem yolunun en yüksek kuramsal bant genişliği, ürünün genişliği, frekansı ve her saat vuruşunda yaptığı veri transferi ile belirlenir. Örneğin, 100 MHz frekansa sahip olan, her saat vuruşunda 4 transfer yapabilen bir 32-bit’lik(4 bayt) ÖYY’nin en yüksek bant genişlği değeri 1600 MB/saniye’dir. Her saat vuruşunda yapılan veri transferinin sayısı kullanılan teknolojiye bağımlıdır. Bu sayı GTL+ ’da 2 transfer/vuru, EV6 4'te 4 transfer/vuru ve AGTL+’da 8 transfer/vuru’dur.

Çoğu çağdaş sistem yolları, merkezi işlem birimi ile mikroçipler arasında bir köprü görevi görmektedirler. Bu mikroçipler(çoğunlukla northbridge ve southbridge ’in kombinasyonları olurlar) sistemdeki tüm diğer yolların bağlantı noktasıdır. PCI, AGP ve bellek yolları bu mikroçipe bağlanır ve verinin bağlı cihazlardan aktarılmasına olanak sağlar.

Bu tür ikincil sistem yollarının hızları, ön yüz yolu’nun (ÖYY) hızından elde edilmiş şekilde çalışır. Herhangi bir merkezi işlem birimi (MİB) kendi bireysel komutunu ne kadar hızlı üretirse üretsin, eğer bu komutları ve verileri aynı hızda alıp getiremezse büyük ölçüde boş yere harcanmış zaman ortaya çıkar. Bu da bir çeşit israftır. Ne zaman bu gerçekleşirse, MİB beklemeli yani bellek kendi değerini geri döndürene kadar geçen bir ya da daha fazla saat vuruşu süresi boyunca hiçbir iş yapmamalıdır. Ayrıca hızlı bir MİB, ÖYY’na bağlanmış diğer aygıtlara erişmesi gerektiğinde geciktirilebilir. Bu sonuçla, yavaş bir ÖYY hızlı bir MİB’ni oldukça yavaşlatır hale gelebilir.

Ön yüz yolunun geleneksel kullanım şekli zamanla kaybolmaktadır. Aslen, bu yol tüm sistem aygıtlarını MİB'e bağlayan merkezi bağlantı noktasıdır. Fakat son zamanlarda ortaya çıkan bireysel noktadan noktaya yolların kullanımındaki artış yüzünden bu teknik geçerliliğini kaybetmeye başlamıştır.

Merkezi işlem biriminin işletildiği frekans değeri, ön yüz yolu hızına bir saat çarpanının uygulanması ile elde edilir. Örneğin, 550 MHz’de çalışan bir işlemci 100 MHz’lik ÖYY kullanıyor olabilir. Bunun anlamı, 5.5 kata ayarlanmış bir iç saat çarpanının (bus/core ratio ) var olmasıdır. Böylelikle MİB, ÖYY’nin 5.5 katı hızda çalışmaya ayarlanmıştır, yani 100 MHz × 5.5 = 550 MHz. Bu şekilde ÖYY’nin ya da iç saat çarpanının değiştirerek MİB’nin hızını değiştirebiliriz.

ÖYY’nin hızını ayarlamak direkt olarak sistemin kullanması gereken belleğin hız derecesine bağlıdır. Ön yüz yolu’nun MİB ile northbridge’i bağladığı gibi, bellek yolu da northbridge ile RAM’i bağlar. Sıklıkla, bu iki yolların aynı frekansta olmaları gerekmektedir. Ön yüz yolu’nu 170 MHz’e çıkarmak aynı zaman belleği de 170 MHz frekansına getirmek anlamına gelmektedir.

Yeni sistemlerde, “4:5” ve benzeri bellek oranlarının görmek mümkündür. Bellek 5/4 kat daha hızlı şekilde ÖYY’undan daha hızlı çalışacak, bu da 133 MHz’lik yolun 166 MHz’lik bellek ile çalışabileceği anlamına gelmektedir. Sıklıkla buna ‘asenkron’ sistem denir. Burada, MİB ile sistem mimarisi arasındaki farklılıklara bağlı olarak tüm sistem performansının beklenmedik şekillerde ve farklı ÖYY-bellek oranlarında değişebileceğini kavramak oldukça önemlidir.

Karmaşık görüntü, ses, video, oyun ve bilimsel uygulamalardaki büyük boyutlu verilerde, ÖYY’nin hızı performansı belirleyici önemli bir unsur olmaktadır. Yavaş ÖYY, sistem belleğinden (RAM) gelen verinin MİB tarafından beklenmesi sırasında geçen önemli miktardaki zamanın harcanmasına neden olacaktır.

Bellek yollarında benzer şekilde, PCI ve AGP yolları da ön yüz yoluna asenkron biçimde çalışabilirler. Eski sistemlerde bu yollar, ön yüz yolunun küçük bir bölümünde işletilirlerdi. Bu bölüm BIOS tarafından hazırlanırdı. Yeni sistemlerde ise PCI, AGP ve PCI Express çevresel yolları, kendilerini zamanlama açısından ön yüz yoluna bağımlı kılan saat sinyallerini kendilerini üretmektedirler.

Birçok anakart, kullanıcının jumper ya da BIOS ayarlarını değiştirerek saat çarpanı ve ÖYY ayarlarının değiştirilmesine imkân sağlamaktadır. Birçok MİB üreticisi şimdilerde önceden ayarlanmış çarpanı çipin içine kilitlemektedir. Bazı kilitli MİB’lerini açmak mümkündür. Örneğin bazı Athlon’ların MİB’lerinin yüzeyindeki noktalara elektrik kontağı yapıldığında kilitleri açılabilir. Tüm işlemcilerde ÖYY’nin hızı işlem hızını yükselterek arttırılabilir.

Bu uygulama bileşenlerin belirtilen değerlerinin üzerine çıkmalarına, kararsız davranmalarına, ısınmalarına ve vakitsiz hata vermelerine neden olabilir. Hatta bilgisayar normal çalışıyor gözükse bile ağır işlerde sorun çıkarabilir. Örneğin, Windows Kurulum’u sırasında kopyalama hatası ya da bazı problemler yaşayabilirsiniz . Hewlett-Packard ve Dell gibi perakendeci ya da üretici firmalar tarafından piyasaya sürülen çoğu bilgisayarlar, kararsız davranış ve hata potansiyeline bağlı olarak kullanıcının çarpanı ya da ÖYY ayarlarını değiştirme girişimlerine izin vermemektedirler. Müşterinin makinesini oluiturmak için ayrı olarak alınan diğer anakartlar kullanıcıya bilgisayarın BIOS'undaki ÖYY ayarlarında ve çarpanda daha fazla denetim yapmaya olanak sağlar.