İşlemci Soketi Nedir? LGA, PGA ve BGA Arasındaki Fark Ne?

İşlemci soketleri yeni bir bilgisayar toplarken, özellikle anakart veya işlemci alırken dikkat ettiğimiz bir husustur. Performansa doğrudan hiçbir etkisi olmasa da uyumluluk ve maliyetler konusunda çok önemlidir. Endüstride kullanılan farklı CPU soket tipleri bulunsa da masaüstü bilgisayarlarda LGA ve PGA soketler yaygın olarak kullanılmakta. Makalemizde bu iki popüler form arasındaki farklara bakacağız, bir de kısaca BGA‘ya değineceğiz.

LGA ve PGA soketler arasındaki fark nedir? Hangisini seçmelisiniz? Nelere dikkat etmelisiniz? Birlikte bakalım.

Basit tabirle CPU soketi, bilgisayarınızın anakartı ile CPU arasındaki fiziksel bağlantı birimidir. CPU bir arabanın motoruna benzetilebilir. Tıpkı bir araba motorunun aracın performansı üzerinde etkisi olduğu gibi, CPU da bilgisayarınızın hızını ve gücünü belirlemede büyük rol oynar.

CPU soketi ise araba motoru için bir montaj noktası gibidir ve motor ile arabanın şasisi arasında güvenli bir bağlantı sağlar. Soket, CPU’nun anakarta bağlanmasını sağlayarak diğer bileşenlerle iletişimi kolaylaştırır. Bildiğiniz gibi işlemcilerin içinde yalnızca çekirdekler yok, RAM ve PCIe teknolojilerini yöneten kontrolcüler de mevcut.

CPU soketinin kökleri PC çağını başlatan Intel 286 işlemcilere kadar dayanmakta. Bu işlemciler 132 pinli bir PGA soketi kullanıyordu ve bilgisayar mimarisi geliştikçe CPU soketleri de zaman içinde değişime uğradı. Ancak tüm değişimlere rağmen PGA soketi halen yaygın olarak kullanılıyor diyebiliriz. LGA soketler, doksanlı yılların ortasında yayılmaya başlamıştı.

Soketler bir CPU’yu bilgisayarın anakartına bağlamak, yani iletişim kurulabilmesi için belirli miktarda pin kullanır. Merkezi işlem birimleri soket aracılığıyla anakarta takılırsa lehimlenmez. Bu nedenle masaüstü bilgisayarlarımızda kolaylıkla değişim yapabiliyoruz. Dizüstü bilgisayarlarda ve diğer mobil cihazlarda ise çipler anakart üzerine lehimlenmekte.

Bir anakart satın alırken birçok farklı detaya odaklanabilirsiniz, ancak ilk bakmanız gereken şey soket ve işlemci uyumluluğudur.

CPU soketleri, işlemcileri anakart üzerinde güvenli bir şekilde tutmak ve cihaz hareket ettirildiğinde olası hasarı önlemeye yardımcı olmak için tasarlandı. Kilitleme mekanizması, CPU’ya sürekli basınç uygularken temas noktalarının CPU soketi ile düzgün şekilde hizalanması için kullanılır. Yani işlemci yerine sıkıca monte edilir.

İşlemcileri istediğiniz şekilde takamazsınız. Yuvalar ve CPU’lar kare şeklinde olmasına rağmen, CPU ve soketin kenarında küçük bir üçgenle gösterilen bir doğru kurulum hizalaması bulunur. İki işaret birbiriyle örtüşmediğinde kolay bir şekilde takamazsınız, sokete veya işlemciye zarar verebilirsiniz.

Çip üzerinde veya sokette bulunan pinler sayesinde anakart ve diğer bileşenlerle iletişim kurulur. Intel ve AMD gibi şirketler bazen çekirdek sayısını artırır, TDP değerlerini değiştirir, bellek desteğini ve PCIe desteğini genişletir. Tüm bunları yapabilmek için bazen pin sayılarının, yani bağlantı genişliğinin artırılması gerekir. Ayrıca güç gereksinimleri gibi farklı etkenler de var.

Bu arada CPU yuvaları, CPU’dan gelen ısıya dayanabilecek yüksek ısıya dayanıklı malzemeden yapılmakta.

Piyasada çeşitli CPU türleri ve farklı soketler taşıyan anakartlar bulunmakta. Anakart ve işlemci üreticileri her zaman soket tipini sayfalarında listelemekte. Ayrıca perakendeciler de buna özen gösterir. Anakartların destek sayfasında uyumlu yongaların bir listesi bulunur.

CPU soket uyumluluğunun sürekli olarak değişim gösterdiğini belirtelim. Hatta fiziksel olarak bir işlemciyi yerine oturtsanız bile bilgisayarınız çalışmayabilir. Sürekli tepkiler alan Intel, iki nesilde bir soket değiştirmesiyle bilinir. AMD, AM4 (PGA) platformuyla uzun yıllar yoluna devam etti. Ancak bir noktada kırmızı takım da soket değiştirmek (AM5) zorunda kaldı. Sonuç olarak, AM5 işlemcileri AM4 anakartlarla kullanamıyoruz.

Çip tasarımcıları yeni işlemci serileri sunarken mevcut anakartlarla, yani mevcut soketlerle uyumluluğu koruyabilir. Böyle durumlarda anakartta BIOS güncellemesi (genellikle) gerekir, BIOS güncellemesi yapmadan yeni nesil CPU’ları kullanamazsınız.

Yeni nesil masaüstü bilgisayar söz konusu olduğunda iki soket şekli ön plana çıkıyor: LGA ve PGA. Bunları birbirinin zıttı olarak düşünebilirsiniz. Aslında soket seçimi tamamen üreticinin elinde. Yani bizim seçim yapma şansımız yok. BGA (Ball Grid Array) adında başka bir soket türü daha var, ancak yeni nesil masaüstü bilgisayarlar ve PC yapımı ile pek alakalı değil.

LGA (Land Grid Array)

LGA soket dediğimizde genelde akla ilk olarak Intel işlemciler gelir. LGA, IC’ler (Entegre Devreler) için yüzeye montaj ambalajıdır. Land Grid Array soketlerde işlemciye bağlanan pinler anakartın üzerindedir. İşlemci, bu pinlerle temas eden “pedler” ile birlikte tasarlanıyor.

Pedler iletkenliği en üst düzeye çıkarmak için altın kullanılarak üretilir. Açıkçası LGA tipindeki yuvalar işlemcinin daha kolay ve daha güvenli bir şekilde takılabilmesi konusunda daha başarılı. CPU’yu yuvanın üstüne yavaşta oturtuyoruz ve sıkı kalması için bir mekanizma kullanarak sabitliyoruz.

Intel, uzun yıllar boyunca işlemcilerini LGA 1156, LGA 1200, LGA1700 ve LGA2011 türlerinde üretti. AMD ise Ryzen 1000, Ryzen 2000, Ryzen 3000 ve Ryzen 5000 gibi tüm işlemcilerini PGA formunu kullanarak tasarladı. Çünkü uzun süre destek verilen AM4 soketi PGA tipindeydi.

Kırmızılılar daha sonra AM5 ile rota değiştirdi. Ryzen 7000 ve Ryzen 7000X3D serisi, LGA tipinde AM5 soket tasarımıyla piyasaya çıktı. Haliyle yeni anakartlar da buna uygun şekilde üretildi. LGA1718 AM5 soket ile birlikte pinler işlemciden anakarta geçti.

Artıları

• Daha Düşük Hasar Riski: Pinler CPU yerine anakart üzerinde olduğu için CPU pinlerinin hasar görme ihtimali çok düşük. Ayrıca soketin yanlış kullanılması veya herhangi bir düşme durumunda anakartın en pahalı parçası olan mikroişlemciye zarar gelmiyor.
• Daha Az Alan Gereksinimi: LGA pinlerinin boyutları küçüktür, bu da maksimum alan verimliliği demek.

Eksileri

• Soket Değişimi: LGA soketindeki bir pin kazara kırıldığında onarılması zordur. Bu nedenle genelde soketin tamamını değiştirmek gerekir.
• Kolay Bükülme: Pinlerin iyi hizalandığından emin olmalısınız. Aksi takdirde uygun hizalama olmadan basınç uygulandığında CPU soketi bükülebilir.

Pin Grid Array, CPU üzerinde pinlerin her birine uyan binlerce pin boşluğu ile CPU soketine bağlanacak binlerce metalik pinin bulunduğu bir sıfır yerleştirme kuvveti (ZIF) soketi. ZIF temel olarak, kurulum işlemi sırasında PCIe kartları veya bellek yongası soketinin aksine herhangi bir itme kuvveti gerekmeden CPU’yu CPU soketine yavaşça yerleştirebileceğiniz anlamına geliyor. AMD, uzun süredir çeşitli nedenler ve avantajlar nedeniyle CPU’larının çoğu için PGA stilini kullandı. Sonrasında ise dediğimiz gibi LGA’ya yöneldiler.

PGA soketler, 2022’de AM5 soketi piyasaya sürülene kadar çoğu AMD imzalı işlemcide kullanıldı. Pinler anakartta değil işlemcide olduğu için LGA soketlerden tamamen farklı bir tasarıma bakıyoruz. PC toplayanlar bilir, PGA işlemcileri takmak birazcık daha meşakkatlidir.

CPU’yu düzgün ve dikkatli bir şekilde takmak gerekiyor. Düzgün bir şekilde oturtulduktan sonra, işlemciyi sabitlemek için bir kilitleme kolu kullanılıyor. Dikkat edilmesi gereken bir husus, işlemciyi oturtmadan önce kilitleme kolunun açık konumda olması.

Artıları

• Hasar Durumu: CPU’nun yanlış hizalanması nedeniyle anakartta hasar oluşmaz.
• Kolay Onarım: PGA soketi, bükülmüş pini rahatça onarmanıza olanak tanıyor.

Eksileri

• Riskli: CPU’yu soketten ayırırken veya takarken pinler kırılabileceğinden daha risklidir.

Ball Grid Array tekniği, sunmuş olduğu çok sayıda avantajla birlikte elektronik devre üretiminin vazgeçilmez parçası haline gelen, çiplerin herhangi bir soket kullanılmadan, doğrudan PCB’ye lehimlendiği yapıya verilen isimdir.

BGA, entegre devre ve elektronik parça üreticilerine, dolayısıyla da bu ekipmanları kullananlara birçok avantaj sağlamak üzere geliştirildi. Bu teknolojinin avantajlarını maddeler halinde özetleyebiliriz:

• Kartlardaki devre alanının etkili kullanımı, paketlerle bağlantının sadece dış kısımdan değil, alttan da yapılmasına olanak sağlaması.
• Termal ve elektrik performansı açısından geliştirmeleri içermesi (BGA paketleri, düşük iletkenliğe ya da kontrollü empedansa sahip yollar için yeterli güç sağlıyor ve kanallar yardımıyla fazla ısıyı dışarıya yönlendiriyor).
• Lehimleme işlemini daha etkili hale getirdiği için üretim sürecini olumlu etkilemesi, bağlantılar arasında daha geniş boşluğa izin verip lehimleme işlemini kolaylaştırması.
• Paket kalınlığını azaltması nedeniyle cep telefonları gibi daha ince üretilmesi gereken cihazlarda kullanım avantajı sağlaması.
• Devrelerin üzerinde yeniden çalışılması için uyumluluğun artırılması.

Son olarak, PGA soketinin bir uzantısı olarak tanımlayabileceğimiz ZIF soket var. Bu soketlerde CPU’ya sert bir şekilde basma konusunda korkmanıza gerek yoktur. ZIF soket kullanmak CPU’ya zarar verme olasılığını azaltır.

Çip üzerinde sistem anlamına gelen SoC (systems-on-chip), CPU, GPU, RAM, çevre birimi arayüzleri ve daha fazlasını içeren ve tümü tek bir silikon çipte yapılandırılmış entegre bir devredir. SoC birimi bir CPU’dan biraz daha büyüktür fakat çok daha fazla işlevselliğe sahiptir. CPU, her işlev için ayrı bileşenler gerektirir ve bu da sonunda daha fazla yer kaplar. Çoğu SoC, x86 CPU’dan farklı olarak ARM mimarisine dayanmakta.

SoC’ler, tüm bileşenlerin gecikmeyi ortadan kaldıran birlikte kalıplanması sayesinde çok daha güç tasarruflu ve daha hızlıdır. SoC’lerin daha az güç tüketmesi ve daha hızlı işlem yapması nedeniyle pile sahip taşınabilir cihazlarda daha fazla kullanılıyor. Çip üzerinde sistemlerden örnek verecek olursak, MacBook dizüstü bilgisayarlara entegre edilen ve PC’lerdeki x86 CPU’ların yerini alan Apple M serisi çipleri örnek gösterebiliriz.

Doğrudan şu daha iyidir şeklinde bir yorumlama yapamayız. Bahsettiğimiz gibi iki formun da artıları ve eksileri var. Ancak PGA genellikle donanım topluluğu tarafından daha sorunlu bir soket olarak görülüyor. Pinler işlemci üzerinde yer aldığından dolayı risk daha fazla, kırılma veya bükülme ihtimali daha yüksek.

Her iki formun da yıllar öncesine dayanan kanıtlanmış geçmişleri var. AMD’nin de LGA’ya geçiş yapmasıyla birlikte PGA’nın modası yavaş yavaş geçecek gibi görünüyor.

Bitirmeden önce diğer farklara da göz atalım:

• Elektriksel Özellikler: LGA soketler, CPU ve soket arasında daha iyi temas sayesinde daha iyi performans gösterir. Bu güç tüketimini azaltabilir ve performansı artırabilir.
• Pin Yoğunluğu: LGA soketlerdeki pin yoğunluğu daha yüksek olma eğiliminde. Bu da daha yüksek veri aktarım hızlarına olanak tanıyor.
• Maliyet: Üst düzey bir PGA, alt düzey bir LGA’dan daha pahalı olacağı için maliyet farkını söylemek zordur. Ancak genel bir kural olarak, benzer özellikler karşılaştırıldığında PGA CPU’lar daha ucuzdur.
• Dayanıklılık: LGA soketler daha dayanıklıdır. Bununla birlikte, daha az bir dereceye kadar, PGA soketlerinin pin kırılganlığı LGA formatı ile anakarta geçirilir.