Schnittstellen

ISA-PCI-AGP klDrei Genreationen auf einen Blick: ISA, PCI, AGPDa ein Computer kein monolithisches Gebilde ist, sondern aus vielen verschiedenen Komponenten besteht, müssen diese Komponenten miteinander verbunden werden. Wichtig dabei ist die Produkt- und Herstellerunabhängigkeit, damit je nach Anwendungsfall möglichst viele Kombinationen von Bestandteilen möglich sind.

Je nach Komponente haben sich unterschiedliche Schnittstellen heraus gebildet, um die Bestandteile auf optimale Weise zu verbinden. So gibt es interne (für Bauteile innerhalb des Gehäuses) und externe (für Komponenten zum Anschluss an den PC von außen) Schnittstellen. Es gibt Schnittstellen für Laufwerke, für Erweiterungskarten usw. Dabei sind Stecker, Kabel und Steckplätze standardisiert.

Mit dem technischen Fortschritt verbessert sich die Schnittstellentechnik natürlich. So werden, neben der Entwicklung völlig neuer Techniken, bestehende Schnittstellen oft verschnellert, dabei wird aber auf Abwärtskompatibilität geachtet, so dass neue und alte Geräte mit unterschiedlichen Versionen einer Schnittstelle dennoch zusammenarbeiten können. Es wird dann aber immer nur das Tempo des langsameren Partners erreicht.

Ein grundlegendes Unterscheidungsmerkmal bei Schnittstellen ist die Differenzierung zwischen serieller und paralleler Datenübertragung. Seriell bedeutet hier, dass die zu übertragenden Bits nacheinander übertragen werden. Die Störanfälligkeit ist dabei gering, dafür ist immer nur ein Bit unterwegs (wenn auch oft sehr schnell nacheinander). Bei der parallelen Übertragung werden mehrere Bits gleichzeitig übertragen, das ist zwar theoretisch schneller, da mehrere Bits gleichzeitig unterwegs sind, praktisch aber manchmal auch langsamer, da die Störempfindlichkeit hierbei höher ist.

Die Schnittstellen haben jeweils eine bestimmte Anzahl von Leitungen. Dabei werden nicht alle Leitungen zur reinen Datenübertragung verwendet. Weitere Leitungen sind für die Spannungsversorgung und die Ansteuerung nötig. So kommt also ein 32 bit breiter Bus nicht mit 32 Leitungen aus, sondern braucht wesentlich mehr Leitungen zum Arbeiten.

Als Begriff soll hier noch der "Bus" eingeführt werden. Letztendlich ist es nur eine andere Beschreibung für die Schnittstellen, allerdings beeinhaltet ein Bus nicht nur die Schnittstellen selbst sondern auch alle anderen nötigen Bestandteile wir Leitungsbahnen und Steuerungselektronik.

Ein besonderes Thema sind die Schnittstelle für Prozessoren ("Sockel") und Arbeitsspeicher. Hierzu werden in den jeweiligen Artikeln ein paar Erläuterungen gegeben.

Interne Schnittstellen für Erweiterungskarten: Teil 1 - Historisches

Kategorie: Schnittstellen
Erstellt: Sonntag, 20. Januar 2013 Zuletzt aktualisiert: Sonntag, 20. Januar 2013

Zwar sind mittlerweile alle lebenswichtigen Kompnenten eines PCs auf der Hauptplatine konzentriert ("onboard"), allerdings gibt es immer noch genügend Bedarf für Erweiterungen. Sei es die Grafikkarte, weil die Prozessorgrafik nicht ausreicht, eine Soundkarte um den schwachen Onboard-Sound zu ersetzen oder eine TV-Karte zum Empfang von Fernsehsendungen. "Früher" gab es auch nur in seltenen Fällen Sound, Netzwerk und Grafik onboard, jegliche Erweiterungen wurden durch Zusatzkarten nachgerüstet.

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Interne Schnittstellen für Erweiterungskarten: Teil 2 - PCI und AGP

Kategorie: Schnittstellen
Erstellt: Sonntag, 20. Januar 2013 Zuletzt aktualisiert: Sonntag, 20. Januar 2013

PCI - Peripheral Component Interconnect
Mit dem in seiner Ursprungsvariante 32-bittigen und 33 MHz schnellen PCI-Bus wurde 1991 eine komplett neue interne Schnittstellenvariante präsentiert, die sich seit Beginn ihrer Verbreitung 1993 bis heute (2013) auf etlichen Mainboards hält. Mit wesentlich geringerem Platzbedarf im Vergleich zum ISA/VL-Bus wird eine Datenrate von 133 MB/s erreicht. Des weiteren werden PCI-Karten vom Mainboard-BIOS erkannt und mit Ressourcen versorgt. Bei den älteren ISA-Karten musste das noch mit Jumpern auf der Karte selbst geschehen.

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Interne Schnittstellen für Erweiterungskarten: Teil 3 - PCI Express

Kategorie: Schnittstellen
Erstellt: Sonntag, 20. Januar 2013 Zuletzt aktualisiert: Sonntag, 20. Januar 2013

PCIe (PCI-Express)

Als gemeinsamer Nachfolger von PCI und AGP wurde unter wesentlicher Mitarbeit von Intel der PCI-Express-Bus etabliert. Im Gegensatz zu PCI teilen sich nicht alle Karten die Bandbreite, stattdessen wird jede Karte individuell angesteuert. Der Bus hat auch nicht überall die gleiche Breite, stattdessen ist PCIe in sogenannte "Lanes" unterteilt, deren Maximale Anzahl durch die Fähigkeiten des Chipsatzes bestimmt wird. Mehrere Lanes können zu einem Steckplatz geführt werden, so dass sich deren Datenraten addieren. Eine Lane (x1) hat je nach PCIe-Version eine Datenrate zwischen 250 und 1000 MB/s. Grafikkarten werden im Allgemeinen mit 16 Lanes (x16) angesteuert, da sie als datenhungrigste Komponente im PC gelten. Für eine TV-Karte reicht aber beispielsweise eine Lane vollkommen.

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