Emolevy — tietokoneen pääpiirilevy: liitännät, toiminnot ja rakenne

Emolevy tai pääpiirilevy on monimutkaisen elektronisen järjestelmän, kuten tietokoneen, pääpiirilevy. Se on tietokoneen keskeinen osa, joka yhdistää kaikki muut komponentit ja mahdollistaa niiden yhteistoiminnan. Useimmissa pöytätietokoneissa emolevy on tasainen levy, joka yleensä on väriltään vihreä, mutta valmistajat käyttävät myös mustaa, punaista ja muita värejä ja pinnoitteita.

Rakenne ja keskeiset osat

Emolevy koostuu piirilevystä (PCB), johon on juotettu ja liitetty monia komponentteja. Tärkeimmät osat ovat:

• CPU-kanta (socket) – paikka suorittimelle. Kannat eroavat eri valmistajilla ja -sukupolvilla (esim. Intel LGA, AMD AM4/AM5).
• Piirisarja (chipset) – ohjaa tiedonsiirtoa prosessorin, muistin, tallennuksen ja laajennuskorttien välillä; määrittelee usein emolevyn ominaisuuksia.
• Muistipaikat (RAM-slots) – DDR4- tai DDR5-muistimoduuleille; määrällä ja tyypillä on vaikutus suorituskykyyn ja kapasiteettiin.
• Laajennuspaikat – PCI Express (PCIe) -paikat näytönohjaimille, äänikorteille ja muille korteille (esim. x16, x8, x1).
• Tallennusliitännät – SATA-portit ja M.2-korttipaikat NVMe-SSD:ille tai SATA-M.2-levyille.
• Virtaliitännät – 24-pin ATX-päävirtaliitin, CPU 8-/4-napainen virtaliitin sekä mahdolliset lisävirtaliittimet näytönohjaimille.
• Takapaneelin I/O – USB-portit, Ethernet, ääni-liitännät, HDMI/DisplayPort jne.
• BIOS/UEFI – laiteohjelmisto, joka alustaa laitteiston ja tarjoaa asetukset käynnistykseen ja laitteistopalautuksiin.
• VRM (Voltage Regulator Module) – virtasäätimet, jotka toimittavat tasaisen jännitteen prosessorille; erittäin tärkeä ylikellotuksessa.
• CMOS-paristo – säilyttää BIOS-asetukset virran katketessa.
• Jäähdytys ja tuuletinliittimet – emolevystä löytyy yleensä useita tuuletin- ja pumpun liitäntöjä sekä lämpötila-antureita.

Liitännät ja laajennusmahdollisuudet

Emolevy tarjoaa sekä sisäisiä että ulkoisia liitäntöjä, joiden avulla esimerkiksi liität tallennuslaitteita, laajennuskortteja ja oheislaitteita:

• PCIe-paikat – tärkein rajapinta näytönohjaimille; PCIe-väylän versio (3.0, 4.0, 5.0) vaikuttaa siirtonopeuteen.
• M.2-liitännät – tukevat NVMe-SSD-levyjä, jotka ovat huomattavasti nopeampia kuin perinteiset SATA-levyt.
• SATA-portit – käytetään 2,5" ja 3,5" kovalevyille sekä SATA-SSD:ille ja optisille asemille.
• USB- ja verkkoportit – takapaneelissa ja joskus myös etulevyliitännöissä; nykyaikaiset emolevyt tarjoavat sekä USB-A että USB-C -portteja, sekä gigabit- tai 2.5G/10G Ethernet-yhteyksiä.
• Audio-liitännät – integroidut äänikodekit ja liitännät 3.5 mm liittimille tai optiselle S/PDIF:lle.
• Langaton yhteys – monet emolevyt sisältävät integroidun Wi-Fi- ja Bluetooth-moduulin tai liitäntäkorttipaikan.

Muodot ja yhteensopivuus

Emolevyjä valmistetaan eri ko'oissa (form factor), joista yleisimmät ovat:

• ATX – täysikokoinen, paljon laajennuspaikkoja.
• Micro-ATX – pienempi, vähemmän paikkoja mutta silti monipuolinen.
• Mini-ITX – hyvin kompakti, sopii pieniin koteloihin; rajoitetummin laajennusta.

Valittaessa emolevyä on tärkeää varmistaa, että se sopii koteloon (form factor), tukee valittua suoritinta (socket ja chipset) sekä muistityyppiä (DDR4/DDR5).

BIOS/UEFI ja firmware

BIOS tai modernimpi UEFI alustaa laitteiston ja tarjoaa käyttöön asetukset, kuten käynnistysjärjestyksen, muistinopeudet ja ylikellotusasetukset. Firmware-päivitykset voivat parantaa yhteensopivuutta, korjata bugeja ja lisätä uusia ominaisuuksia (esim. tuki uusille suorittimille).

Ylläpito, vianetsintä ja turvallisuus

• Puhdista pöly säännöllisesti; pöly heikentää jäähdytystä ja voi aiheuttaa ylikuumenemista.
• Varmista liitinten tiiviys: irrotetut tai huonosti istuvat muistikammat ja kaapelit aiheuttavat usein POST-ongelmia.
• Päivityksiä tehdessä huolehdi staattisuojasta (ESD): käytä ranneketta tai kosketa maadoitettua metalliesinettä ennen komponenttien käsittelyä.
• BIOS/UEFI-päivitykset kannattaa tehdä varoen ja valmistajan ohjeita noudattaen; virheellinen päivitys voi tehdä emolevystä tilapäisesti käyttökelvottoman.
• Äänihälytykset (beep-koodit) ja diagnostikka-LEDit auttavat vianmäärityksessä.

Ostopäätöksen avainkohdat

• Varmista socket- ja chipset-yhteensopivuus halutun suorittimen kanssa.
• Arvioi VRM-laatu ja jäähdytys, jos aiot ylikellottaa.
• Tarkista muistituen tyyppi ja enimmäismäärä (esim. DDR5, maks. 128 GB).
• Huomioi tarvittava määrä M.2- ja SATA-paikkoja tallennusta varten.
• Valitse kotelon ja virtalähteen kanssa yhteensopiva form factor.

Emolevy on siis tietokoneen "keskusasema", joka määrittää pitkälti järjestelmän laajennettavuuden, suorituskyvyn ja ominaisuudet. Hyvin valittu ja huollettu emolevy takaa vakaan toiminnan ja helpottaa tulevia päivityksiä.

"On-board"

Sähköosat myydään emolevyllä. Näihin osiin kuuluvat transistorit ja vastukset. Emolevyyn kiinnitetyt tärkeimmät osat voidaan tulevaisuudessa irrottaa, jotta niitä voidaan päivittää. Keskusyksikkö on esimerkki osasta, joka on yleensä irrotettavissa.

Osat, jotka eivät ole "junassa", voidaan ostaa korttina. Itse asiassa monet nykytietokoneiden sisäiset osat olivat aikoinaan laajennuskortteja, joista tuli hyvin suosittuja. Nämä lisätarvikkeet laitettiin korttilevyyn, jotta korttipaikat vapautuisivat muille asioille. Nykyään tietokoneissa on yleensä muistiportti, kaksi tai useampi USB-portti, rinnakkaisportti (yleensä vanhojen tulostimien käyttöön), ääni- ja mikrofoniliitännät, verkkoportti sekä portit näppäimistölle ja hiirelle. On myös joitakin harvinaisia emolevyjä, joissa on pistokkeet vain hyvin tietyille osille.

Kaikki tietokoneen kotelon sisä- ja ulkopuolella olevat aukot ja pistokkeet on muotoiltu tietyllä tavalla tietyn tyyppisten osien vastaanottamista varten. Joihinkin ei voida asentaa edes yhtä sukupolvea vanhempia osia, kuten suorittimen ja muistin osia. Toiset, kuten videopistoke, eivät ole muuttuneet vuosiin. Jotkin pistokkeet, kuten video-, näppäimistö- ja hiiripistokkeet, ovat erikoisvärisiä. Nämä värit helpottavat pistokkeen ja portin yhdistämistä. Emolevystä käytetään myös nimitystä PCB, joka tarkoittaa painettua piirilevyä.

 
Laajennuskortin portit  

Hae kirjaimella