Die Hauptplatine (Mainboard)

Kategorie: Verarbeitung Erstellt: Montag, 30. Januar 2012 Zuletzt aktualisiert: Mittwoch, 03. Oktober 2012

Auf dem Mainboard, manchmal auch Motherboard oder Hauptplatine genannt, befinden sich alle zentralen Bestandteile des Computers, ohne die nach dem Anschalten wohl nichts außer des Netzteilsurrens stattfinden würde. Hier laufen alle Informationen zusammen, die Aufgaben werden verteilt und die Eingaben des Benutzers verwaltet. Es handelt sich also um den Ort im Computer, an dem die Hauptverarbeitung stattfindet. Beim Kauf eines Komplett-PC hat man meist keinen Einfluss auf die Wahl der Hauptplatine, hier muss man sich am verbauten Chipsatz orientieren, um die Leistungsfähigkeit einigermaßen einschätzen zu können. Wenn man sich aber das Board aussuchen kann, steht man vor einer großen Auswahl an Herstellern, Chipsätzen und Ausstattungsvarianten der einzelnen Produktlinien.

Aufbau eines Motherboards am Beispiel des ASUS P8P67

mainboard aufbau

  1. Sockel für den Prozessor (hier Socket 1155 für Core i5 und i7 von Intel)
  2. Slots für den Arbeitsspeicher (DDR3-SDRAM)
  3. Chip"satz": hier nur ein Chip, von einem Kühlkörper verdeckt
  4. Erweiterungsschnittstellen (v.l.n.r.: 2x PCI, 1x PCIe 16x, 1x PCI, 1x PCIe 1x, 1x PCIe 16x, 1x PCIe 1x)
  5. Externe Schnittstellen: USB, LAN, Audio, PS/2, etc
  6. Interne S-ATA-Schnittstellen für Festplatten und andere Laufwerke
  7. ATX-Spannungsversorgung (7b: ergänzende Spannungsversorgung)

Das BIOS / EFI

Das BIOS (Basic Input/Output System) ist "festverdrahtete" Software (stimmt heute nicht mehr ganz), die dafür sorgt, dass der Rechner beim Start weiß, was seine wesentlichen Komponenten sind. Das BIOS führt bei jedem Start einen System-Check durch, initialisiert die Hardware und startet das Betriebssystem. Aufgrund historisch gewachsener Begrenzungen taugt das BIOS im eigentlichen Sinne immer weniger für aktuelle PCs. Daher findet man seit etwa 2011 auf aktuellen Hauptplatinen das Extensible Firmware Interface (EFI). Neben einer grafischen Bedienoberfläche sorgt es dank neuer Techniken auch dafür, dass man z.B. von Festplatten mit mehr als 2 TB Speicherplatz booten kann.

Der Chipsatz

Die Bezeichnung ist eher historisch geprägt und stammt aus einer Zeit, als verscheidene Aufgaben auch noch von unterschiedlichen Chips erledigt wurden. Haute handelt es sich meist nur noch um einen einzelnen Chip. Die Bezeichnung Chip"satz" ist aber geblieben.

Der Chipsatz sorgt für die reibungslose Kommunikation zwischen den einzelnen Bestandteilen des Motherboards. Er sorgt dafür, dass die CPU ihre Daten zur Verarbeitung bekommt und "verschiebt" die Daten zu den verschiedenen internen und externen Schnittstellen.

Von eher historischem Interesse sind Bezeichnungen wie "Northbridge" und "Southbridge", die in diesem Zusammenhang öfters auftauchen: Die Northbridge ist direkt mit dem Prozessor verschaltet und verbindet ihn mit dem Arbeitsspeicher, der Grafikkarte und der Southbridge, welche die Verbindung zu anderen Komponenten des Motherboards wie z.B. Massenspeicher- und USB-Controllern ist. Bei modernen Prozessoren und Hauptplatinen ist die Northbridge mittlerweile integraler Bestandteil der CPU (oft als "uncore"-Bereich bezeichnet), während die Southbridge den verbliebenen Rest des Chip"satzes" darstellt.

Controller für Massenspeicher

Auf den meisten Motherboard sind auch Anschlussmöglichkeiten für Speichermedien wie Festplatten, SSDs und optische Laufwerke untergebracht. Auf die genaue Funktionsweise dieser Schnittstellen wird in den Kapiteln über die entsprechenden Geräte eingegangen.

Schnittstellen

Im Laufe der Zeit hat sich ein ganzer Zoo von Schnittstellen etabliert, vermittels derer man die vorhandene Hardware erweitern kann. Manche sind unverzichtbar, andere eher optional. Diese Tabelle soll nur einen kurzen Überblick geben, vielleicht folgt ja eine eigene Seite zu dem Thema...

Kurzform Bezeichnung Beschreibung
PCIe Peripheral Component Interconnect express Seit etwa 2005 der Nachfolger von PCI, durch hohe Datenraten für den Anschluss v.a. von Grafikkarten gedacht, aber auch für alle anderen Anwendungen (wie PCI) geeignet.
PCI Peripheral Component Interconnect Plug'n'Play-fähiger Anschluss für interne Erweitungskarten, max. Datenrate theoretisch 133 MB/s, seit Mitte der 90er verwendet und nicht tot zu kriegen
S-ATA Serial Advanced Technology Attachment Anschluss von Festplatten, SSDs und optischen Laufwerken
USB Universal Serial Bus Alleskönner zum Anschluss aller möglichen Peripheriegeräte
FireWire -- Verbindung zu Videokameras, Festpaltten, vor allem bei Macs verbreitet, 480 MBit/s, verliert zunehmend an Bedeutung
E-IDE / P-ATA Enhanced Integrated Device Electronics / Parallel ATA 40-polige Schnittstelle zum Anschluss von Festpaltten und optischen Laufwerken; die Daten werden auf mehreren Leitungen parallel übertragen, was dazu führt, dass bei höheren Übertragungsraten die Abschirmung sehr schwierig wird; schnellter Modus 133 MB/s; stirbt aus
Floppy -- Anschluss von Diskettenlaufwerken, nahezu ausgestorben