02.07.2012, 12:31

Friedrich Stiemer

Hardware-Grundlagen

Das Mainboard Bild für Bild erklärt

Die Zentrale eines jeden Rechners.

Der Aufbau des Mainboards muss kein Rätsel sein: In unserem Ratgeber erklären wir Ihnen Bild für Bild die wichtigsten Komponenten und ihre Aufgabe.
Die Hauptplatine (auch Mainboard oder Motherboard) beherbergt als zentrale Platine alle wichtigen Hauptbestandteile eines PCs. Um die Komponenten untereinander zu verbinden, sind die Leiterbahnen in verschiedene Lagen (auch Layer) eingelassen. Zu den notwendigen Komponenten zählt der Prozessor (CPU), Steckplätze für den Arbeitsspeicher (RAM) und Erweiterungskarten (Grafik-, Sound- oder PCI-Karten) und der BIOS-Chip.
Auch das Formformat des Motherboards selbst spielt eine wichtige Rolle, da ein falsches Format unter Umständen nicht in das bereits erworbene Gehäuse passt: Aktuell ist das ATX-Format der Standard, andere Variationen unterscheiden sich in der Größe, so wie Mini- oder Micro-ATX für kleine Nettops. In unserem Ratgeber erklären wir Ihnen anhand des Mainboards Sapphire Pure Black 990FX die einzelnen Teile.

Der Thron des Prozessors - der Sockel

Das Herzstück eines jeden Rechners ist der Prozessor. Er findet auf dem sogenannten Sockel Platz, auf dem er mit Hilfe eines Aluminiumbügels an Ort und Stelle bleibt. Je nachdem, welche CPU Sie in Ihren Rechner einbauen möchten, brauchen Sie auch das entsprechend kompatible Mainboard. Zum Beispiel unterscheiden sich die Sockel der Prozessoren von AMD und Intel grundlegend voneinander und passen aus diesem Grund in keinem Fall auf den jeweils anderen Sockel. Ein aktueller Sockel von Intel trägt die Bezeichnung LGA1155, beim Konkurrenten AMD heißt der aktuellste Sockel AM3+. Achten Sie beim Kauf also immer auf den jeweils korrekten Sockel!

Das Ur-Betriebssystem - der BIOS-Chip

Das sogenannte Basic Input Output System (BIOS) ist dazu da, Ihrem Betriebssystem zu vermitteln, welche Hardware auf der Platine verbaut ist und wie es damit arbeiten soll. Ein Check am Anfang überprüft, ob alle angeschlossenen Geräte auch funktionsfähig und einsatzbereit sind. Ein kleiner "CMOS static RAM"-Speicherbaustein (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) enthält die BIOS-Parameter und wird auch beim Trennen des Rechners vom Netz mit einer eigenen kleinen Batterie versorgt. Deshalb bleiben auch Uhrzeit und Datum im BIOS erhalten, sowie die Einstellungen, die Sie durchgeführt haben. Entfernen Sie für eine Zeit lang jedoch diese Batterie, dann verliert der Flash-Speicher die Änderungen und verwendet beim nächsten Start die Standard-Einstellungen.

Der flüchtige Speicher - die RAM-Steckplätze

Der sogenannte RAM-Speicher (Random Access Memory) hat seinen Platz in den RAM-Steckplätzen nahe der CPU. Die Speicherbausteine gibt es ebenfalls in verschiedenen Versionen. So unterstützen neuere Mainboards bereits den schnelleren DDR3-Standard (Double Data Rate), andere hingegen nur DDR2 oder DDR1. Doch hier haben die Hersteller an den Endkonsumenten gedacht und die jeweiligen Module so gebaut, dass nur die richtigen Versionen in die dafür vorgesehenen Steckplätze passen - nämlich über eine kleine Kerbe an der Unterseite der Speichereinheiten. Und sobald mehrere Steckplätze zur Verfügung stehen, sind diese auch farblich gekennzeichnet, um den jeweils richtigen Kanal anzusteuern. Hierbei handelt es sich aber um herstellerspezifische Farbgebungen, die Sie im Handbuch nachlesen müssen.

Erweiterungsmöglichkeiten - die PCI-Steckplätze

PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) ist eine separate Punkt-zu-Punkt-Verbindung und ermöglicht die schnelle Übertragung von Daten in beide Richtungen. Das neue PCI-Express 3.0 erreicht Transferraten von bis zu 32 GB pro Sekunde. Eine wichtige Rolle spielen hier dabei die maximal nutzbaren Lanes in den Steckplätzen: von x1 bis x32 Lanes steigt die Übertragunsrate. Üblich sind derzeit x16, x8 und x4 für PCI-Express-Steckplätze. Vor allem Grafikkarten sollten Sie immer an den schnellsten Slot anschließen, da hier besonders große Datenmengen gefragt sind. Aber auch andere Steckkarten wie Soundkarten, RAID-Controller, Thunderbolt-Karten oder auch TV-Tuner schließen Sie an die Erweiterungssteckplätze an.

Speicher - Die SATA-Anschlüsse

SATA (Serial Advanced Attachment) ist ein Datenübertragungsstandard zwischen Speichermedien oder Laufwerken und dem Prozessor. Hier schließen Sie Festplatten, SSDs und optische Laufwerke an, um die Datenübertragung zu gewährleisten. Standard ist mittlerweile die dritte SATA-Version, die theoretisch 600 MByte/s pro Sekunde übertragen kann. Der Vorteil ist die Abwärtskompatibilität, da Sie auch Medien anschließen können, die die älteren SATA-Standards unterstützen. Dabei gehen allerdings die Datenraten etwas in die Knie und eventuelle Fehler sind nicht ausgeschlossen.
1. Teil des Chipsatzes - die Southbridge
Die Southbridge ist ein Chip, der sich in der Nähe der PCI-Steckplätze befindet. Er dient dazu, den Datenverkehr zwischen den Steckkarten und Schnittstellen herzustellen und zu kontrollieren. Auf dem Chip befindet sich ein Kühlkörper, um die entstehende Wärme abzuleiten.

2. Teil des Chipsatzes - die Northbridge

Die Northbridge ist für den High-Speed-Datenverkehr von CPU und Arbeitsspeicher zuständig und befindet sich deshalb in unmittelbarer Nähre zum Prozessor. Hier schickt das System die größten und schnellsten Datenmengen hin und her. Mittlerweile haben aber viele CPUs (seit 2000 in AMDs Athlon 64 und Intels Core i7) bereits eine Komponente integriert, die die Aufgaben der Northbridge übernimmt und damit einen gesonderten Chip auf der Hauptplatine obsolet macht. Dadurch steigt unter anderem auch die Übertragungsgeschwindigkeit. Wie auch bei der Southbridge sitzt auf dem Chip ein Kühlkörper.

Schnittstellen für die Gehäuserückseite

Von links nach rechts und oben nach unten: geteilter P/S2-Port, 2x USB 2.0, S/PDIF koaxial, S/PDIF optisch, Bluetooth-Dongle, 2x USB 2.0, eSATA, 2x USB 2.0, LAN-Buchse, 2x USB 2.0, LAN-Buchse, 2x USB 3.0 und die 3,5 Millimeter Audio-Klinkenanschlüsse (hier für ein 7.1-Soundsystem).

Die weiteren Anschlüsse der Hauptplatine

ATX-Anschlüsse: Der meist 24-polige Stromanschluss versorgt durch das Anschließen ans Netzteil das Mainboard mit Strom. Ältere Boards verfügen oft nur über einen 20-poligen Anschluss. Dann gibt es in der Nähe der CPU noch einen meist 8-poligen ATX-Anschluss, der für die Energieversorgung der CPU sorgt.
Lüfter-Anschlüsse: Um auch die CPU- oder Gehäuselüfter mit Energie zu versorgen und gegebenenfalls auch zu steuern, gibt es für die CPU meist einen 4-Pin-Anschluss und für Gehäuselüfter 3-Pin-Anschlüsse. Oft können Anwender diese Lüfter dann über eine Gehäuse-Steuerung oder über das Betriebssystem regulieren, um sich der aktuellen Auslastung anzupassen.
USB-Anschlüsse: Die USB-Pin-Anschlüsse auf dem Mainboard verbinden die Buchsen am Gehäuse, um auch dort die Schnittstellen zu nutzen. Der blaue Stecker ist für das schnellere USB-3.0 am Frontpanel zuständig.
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