Mainboard / Motherboard Grundlagen

Auf dieser Seite finden Sie allgemeines zum Mainboard (auch Motherboard genannt). Ich beschreibe den Aufbau des Mainboards und das Zusammenwirken mit weiteren Hardwarekomponenten.

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1. Mainboard: Bild

Diese erstellte Grafik von meinem Mainboard zeigt Ihnen den grundsätzlichen Aufbau meines ATX-Mainboards.

2. Mainboard – Der Aufbau

Das Mainboard besteht hauptsächlich aus dem Chipsatz (Northbridge- und Southbridge), CPU-Sockel, RAM-Steckplätze, AGP- bzw. PCIe-Steckplatz, Stromanschluß, der BIOS-Batterrie und den peripheren Anschlüssen.

2.1 Mainboard – Chipsatz

North- und Southbridge bilden zusammen den Chipsatz eines Mainboards. Es gibt Mainboards, die North- und Southbridge in einem Chip vereinen. Der Trend geht aber wieder dahin, die Beiden aus Wärmeentwicklungsgründen zu trennen.

Die Northbridge ist über den Front-Side-Bus mit dem Hauptprozessor und weiterhin mit der Grafikkarte und dem Arbeitsspeicher verbunden. Sie ist leistungsfähiger als die Southbridge.

Aufgaben der Southbridge sind es die Peripherie, wie Maus, Tastatur und Schnittstellen, zu steuern. Kann der Chipsatz Datenverkehr des Prozessors oder der Festplatte nicht schnell genug verarbeiten, so wirkt sich dieser negativ auf die Gesamtleistung aus und bremst den Informationsfluss.

2.2 Mainboard – Der CPU-Sockel bzw. Prozessorsockel

Der sogenannte CPU-Sockel ermöglicht es den Hauptprozessor auszutauschen. Mögliche Gründe die CPU zu tauschen, wären es beispielsweise, wenn Ihre CPU defekt ist oder Sie die Leistung Ihres PCs steigern möchten. Bei dem Kauf der CPU Vorsicht geboten: Nicht jede CPU passt auf jeden CPU-Sockel!

2.3 Mainboard – RAM-Steckplätze

Auf gewöhnlichen Heimcomputern befinden sich meist 2 bis 4 RAM-Steckplätze. Beim Kauf eines Mainboards ist darauf zu achten, dass eventuell vorhandene RAM-Bausteine vom Mainboard unterstützt werden. Es müssen der Speicherbaustein und zum anderen auch der Speichertakt unterstützt werden. Unterstützt wird von aktuellen Mainboards einen Speichertakt von 266/333/400(PC533/667/800) MHz. Gebräuchliche DDR2-Speicherbausteine haben einen Speicher von 512 bzw. 1024 MB.

2.4 Mainboard – AGP/PCIe-Grafikkartenslot

Der Steckplatz für die Grafikkarte ist entweder ein AGP (Accelerated Graphic Port) oder aber ein neuerer PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). Der PCIe-Port soll in Zukunft den AGP-Port ablösen.

Dieser Port wird mit einem schnelleren Takt betrieben als die gewöhnlichen PCI-Steckplätze und ist mit der Northbridge des Mainboards direkt verbunden. Daraus resultiert eine schnellere Datenübertragung. Beim Kauf einer Grafikkarte ist darauf zu achten, dass diese kompatibel zum Mainboard-Grafikkartenport ist.

2.5 Mainboard – IDE-Steckplätze

IDE Steckplätze sind auch bekannt als ATA (Advanced Technology Attachments) bekannt. Die Datanübertragung findet parallel statt. Pro Mainboard gibt es einen primary IDE und einen secondary IDE Port. Pro Port können hierbei 2 Laufwerke betrieben werden. In dieser Form vertretene Festplatten besitzen für den Heimbereich Geschwindigkeiten von 5400 und 7200 U/Min (Umdrehungen der Scheibe auf der Festplatte pro Minute).

Die IDE-Schnittstelle war im Heimanwender-Bereich am meisten verbreitet und wurde von S-ATA (Serial ATA) abgelöst. Bei S-ATA findet die Datenübertragung serial statt und ermöglicht dadurch einen höheren Datendurchsatz.

2.6 Mainboard – PCI-Steckplätze

Die gewöhnlichen PCI-Steckplätze sind zur Erweiterung des Systems. Mögliche Steckkarten für den PCI-Bus wären beispielsweise Netzwerkkarten, Soundkarten und TV-Karten. Der synchrone PCI-BUS wird mit 33 bzw. 66 MHz betrieben. Aufgrund der höheren Datenübertragungsrate löst PCI-Express den älteren Standard PCI.

2.7 Mainboard – BIOS und Batterie

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.

Die Batterie sorgt dafür, dass CMOS-Einstellungen erhalten bleiben auch wenn der PC und damit auch die Stromzufuhr abgeschaltet wird. Die Batterie hat eine Lebensdauer von mehreren Jahren. Woran erkennt man, dass die BIOS Batterie leer ist? – Nach dem Ausschalten des PCs gehen Datums- und Uhrzeiteinstellungen verloren.

2.8 Mainboard – Stromsteckplatz

Der Stromsteckplatz ist zur Versorgung des Mainboards und den Komponenten, wie CPU mit Strom. Beim Kauf des Mainboards ist darauf zu achten, dass Mainboard und Netzteil kompatibel zueinander sind. Der falsche Stecker am Netzteil verdirbt einem den Spaß beim Zusammenbau eines PCs schnell.

Was gehört zum Mainboard? Komponenten und Funktionen erklärt

© anant thong - Shutterstock Alles zum Mainboard - Das Herzstück eines PC Definition, Komponenten und FAQ zum Mainbord Redaktion Computerwissen

Das Mainboard, auch Motherboard oder Hauptplatine genannt, ist das Herzstück eines jeden PCs bzw. Computers. Die zentrale Aufgabe eines Mainboards ist es, alle Komponenten eines Computers miteinander zu verbinden, sodass sie fehlerfrei und korrekt arbeiten.

Was ist ein Mainboard? Das Mainboard (auch Motherboard, Hauptplatine) ist die zentrale Platine (Leiterplatte) eines Computers. Es sorgt dafür, dass alle Komponenten eines Rechners miteinander in Verbindung stehen, arbeiten und den Computer so zum Laufen bringen können. Auf dem Mainboard befinden sich die jeweiligen Bausteine (z. B. der Prozessorsockel für die CPUs, Kühlkörper), Schnittstellen für weitere Komponenten wie beispielsweise Peripheriegeräte (z. B. Tastatur, Drucker) sowie Steckplätze für Erweiterungskarten bzw. Steckkarten (z. B. zusätzliche Grafikkarte). Die einzelnen Bausteine bzw. Komponenten sind mittels Leiterbahnen auf der Hauptplatine miteinander verbunden. Leiterbahnen sind elektrisch leitende Verbindungen, die heutzutage meistens aus Kupfer bestehen, da sich Kupfer aufgrund der guten Leitfähigkeit sowie der kostengünstigen Anschaffung optimal eignet. Diese sind auf dem Mainboard nach dem Multilayerboard-Prinzip (als Mehrlagenplatine, mehrlagige Leiterplatte) auf mehrere Ebenen (Layer) aufgeteilt.

Die Komponenten eines Mainboards Was gehört alles zum Mainboard? Ein Mainboard besteht grundsätzlich aus den folgenden Komponenten: Chipsatz : Ein Chipsatz besteht aus mehreren Schaltkreisen, die zusammen eine Einheit bilden. Der Chipsatz funktioniert als Verbindungsglied zwischen den einzelnen Komponenten eines Computers. Das heißt der Chipsatz verbindet CPU mit RAM, ROM und allen anderen Komponenten, Schnittstellen und Bausätzen.

: Ein Chipsatz besteht aus mehreren Schaltkreisen, die zusammen eine Einheit bilden. Der Chipsatz funktioniert als Verbindungsglied zwischen den einzelnen Komponenten eines Computers. Das heißt der Chipsatz verbindet CPU mit RAM, ROM und allen anderen Komponenten, Schnittstellen und Bausätzen. CPU-Sockel : Auf dem sogenannten Prozessorsockel wird die CPU (Central Processing Unit), der Hauptprozessor, angebracht. Die CPU ist eine elektronische Schaltung und die zentrale Recheneinheit eines Computers. Sie berechnet alle Vorgänge und steuert die Komponenten, Eingaben, Ausgaben sowie Anfragen eines Computers. Die bekanntesten Hersteller von CPUs sind Intel und AMD. Zu beachten ist, dass nicht jede CPU auf jeden CPU-Sockel passt!

: Auf dem sogenannten Prozessorsockel wird die CPU (Central Processing Unit), der Hauptprozessor, angebracht. Die CPU ist eine elektronische Schaltung und die zentrale Recheneinheit eines Computers. Sie berechnet alle Vorgänge und steuert die Komponenten, Eingaben, Ausgaben sowie Anfragen eines Computers. Die bekanntesten Hersteller von CPUs sind Intel und AMD. Zu beachten ist, dass nicht jede CPU auf jeden CPU-Sockel passt! PCI-Steckplätze : Die Steckplätze für PCI (Peripheral Component Interconnect) sind dazu da, um das System erweitern zu können. Auf den PCI-Steckplätzen werden Steckkarten wie beispielsweise Netzwerkkarten und Soundkarten angebracht. Die älteren PCI-Steckplätze werden mittlerweile durch die schnelleren PCI-Express-Steckplätze ersetzt, da die Übertragungsrate bei PCI-Express höher ist.

: Die Steckplätze für PCI (Peripheral Component Interconnect) sind dazu da, um das System erweitern zu können. Auf den PCI-Steckplätzen werden Steckkarten wie beispielsweise Netzwerkkarten und Soundkarten angebracht. Die älteren PCI-Steckplätze werden mittlerweile durch die schnelleren PCI-Express-Steckplätze ersetzt, da die Übertragungsrate bei PCI-Express höher ist. RAM-Steckplätze : Steckplätze für den RAM (Random Access Memory), den Arbeitsspeicher, gibt es in der Regel zwei bis vier. Der RAM wird benötigt, damit Programme und Programmteile ausgeführt werden und auf die dafür benötigten Dateien zugegriffen werden kann.

: Steckplätze für den RAM (Random Access Memory), den Arbeitsspeicher, gibt es in der Regel zwei bis vier. Der RAM wird benötigt, damit Programme und Programmteile ausgeführt werden und auf die dafür benötigten Dateien zugegriffen werden kann. AGP/PCIe-Steckplätze : Hierbei handelt es sich um Steckplätze für die Grafikkarten, die beim Computer dafür sorgen, dass eine Ausgabe am Bildschirm/Monitor sichtbar ist. AGP-Steckplätze sind die Vorreiter von modernen PCIe-Steckplätzen und werden durch PCIe abgelöst.

: Hierbei handelt es sich um Steckplätze für die Grafikkarten, die beim Computer dafür sorgen, dass eine Ausgabe am Bildschirm/Monitor sichtbar ist. AGP-Steckplätze sind die Vorreiter von modernen PCIe-Steckplätzen und werden durch PCIe abgelöst. BIOS-Chip : Das BIOS (Basic Input/Output System) führt bei jedem Start des Computers einen System-Check durch und initialisiert alle angeschlossenen Hardware-Komponenten. Danach wird das Betriebssystem durch das BIOS gestartet.

: Das BIOS (Basic Input/Output System) führt bei jedem Start des Computers einen System-Check durch und initialisiert alle angeschlossenen Hardware-Komponenten. Danach wird das Betriebssystem durch das BIOS gestartet. SATA-Anschlüsse : Bei einem SATA-Anschluss (Serial Advanced Attachement) handelt es sich um einen Standard für die Datenübertragung, der die älteren IDE-Anschlüsse aufgrund einer besseren Datentransferrate abgelöst hat. An die SATA-Anschlüsse werden Festplatten (HDD oder SSD) und optische Laufwerke angeschlossen.

: Bei einem SATA-Anschluss (Serial Advanced Attachement) handelt es sich um einen Standard für die Datenübertragung, der die älteren IDE-Anschlüsse aufgrund einer besseren Datentransferrate abgelöst hat. An die SATA-Anschlüsse werden Festplatten (HDD oder SSD) und optische Laufwerke angeschlossen. Kühler/Lüfter : Damit die CPU und die anderen Komponenten ihre Leistung erbringen können, müssen sie mittels eines Kühlkörpers gekühlt und die warme Luft abtransportiert werden, da Wärme gebildet wird, während ein Computer eingeschaltet ist. Dazu sind in Computern Kühler bzw. Lüfter verbaut, die über Pin-Anschlüsse mit der Stromversorgung verbunden sind.

: Damit die CPU und die anderen Komponenten ihre Leistung erbringen können, müssen sie mittels eines Kühlkörpers gekühlt und die warme Luft abtransportiert werden, da Wärme gebildet wird, während ein Computer eingeschaltet ist. Dazu sind in Computern Kühler bzw. Lüfter verbaut, die über Pin-Anschlüsse mit der Stromversorgung verbunden sind. Batterie und Stromanschluss : Ohne Stromanschluss geht bei einem Computer nichts, da dieser das Mainboard und die restlichen Komponenten eines Computers mit Strom versorgt. Daher ist es wichtig, dass darauf geachtet wird, dass das Netzteil und das Mainboard kompatibel sind, um die Stromversorgung zu gewährleisten. Damit der Computer (z. B. ein Laptop oder Notebook) nicht nur am Kabel hängt, sind in diesen Rechnern Batterien verbaut.

: Ohne Stromanschluss geht bei einem Computer nichts, da dieser das Mainboard und die restlichen Komponenten eines Computers mit Strom versorgt. Daher ist es wichtig, dass darauf geachtet wird, dass das Netzteil und das Mainboard kompatibel sind, um die Stromversorgung zu gewährleisten. Damit der Computer (z. B. ein Laptop oder Notebook) nicht nur am Kabel hängt, sind in diesen Rechnern Batterien verbaut. Weitere Bausätze für Schnittstellen: USB-Port, LAN-Buchse, Audio-Klinkenanschlüsse, HDMI-Anschluss, VGA-Anschluss, andere Peripheriegeräte etc. Früher wurde der Chipsatz des Mainboards noch auf zwei Chipsätze, die Northbridge und Southbridge, unterteilt. Die Northbridge verbindet CPU, RAM und Grafikkarte und ist auch leistungsfähiger als die Southbridge. Die Southbridge hingegen verbindet die Peripherie (z. B. Maus, Tastatur, Schnittstellen wie USB-Port). Der Trend ging in den vergangen Jahren dahin, nur noch einen zentralen Chipsatz zu verbauen. Doch aufgrund der Wärmeentwicklung beider Komponenten setzen einige Hersteller wieder auf den Verbau von zwei Chipsätzen und gehen wieder zurück zum Modell eines zweiteiligen Chipsatzes mit Northbridge und Southbridge.

Die Bauform eines Mainboards In der Computertechnik gibt es zahlreiche Bauformen für Mainboards, die auf Formfaktoren basieren. Formfaktoren beinhalten Angaben zur Größe, dem Gehäuse, den Netzteilen und den Befestigungsmöglichkeiten eines Bauteiles, z. B. für Festplatten oder optische Laufwerke. Das hat den Vorteil, dass so schnell und einfach passende Ersatzteile gefunden, ausgetauscht und miteinander verbunden werden können. Für Mainboards sind hier die gängigsten Formfaktoren bzw. Bauformen aufgelistet: ATX

Micro-ATX

Flex ATX

Mini-ITX

SSI EEB

SSI CEB

Fazit Ohne das Mainboard bzw. die Hauptplatine kommt kein Computer aus, da es dafür sorgt, dass alle Komponenten eines Computers miteinander verbunden sind und dementsprechend miteinander arbeiten können. Auf dem Mainboard sind alle wichtigen Komponenten eines Computers verbaut bzw. angeschlossen, wie z. B. die CPU, der RAM, Kühlkörper, die Festplatten, die Grafikkarten, Netzwerkkarte, Soundkarte etc. Für ein gutes Mainboard muss etwas tiefer in die Tasche gegriffen werden, aber bereits ab 75 Euro (gebraucht) bzw. 130 Euro (neu) können einige Modelle schon erworben werden.

Enzyklopädie Marjorie-Wiki

In der Wikipedia existiert ein Artikel unter gleichem Lemma, der jedoch von diesem in Art und/oder Umfang abweicht.

Die Hauptplatine (engl. motherboard oder mainboard) ist eine Platine des Computers. Auf dieser Platine befinden sich alle Elemente zur Steuerung der angeschlossene Hardware und Peripheriegeräte. Das Mainboard sorgt für den Datenaustausch der Bauteile des Computers untereinander. Aus dem Grund nennt man das Mainboard auch die Zentralplatine oder Hauptplatine eines Computers. Im englisch-sprachigen Raum ist auch der Begriff Motherboard (Mutterplatine) gängig.

Elemente und deren Funktionen [ Bearbeiten ]

Hauptplatine aus dem Jahr 2004 (ASRock K7VT4A Pro)

CPU-Sockel: fixiert den Prozessor und verbindet es mit der Leiterplatte

fixiert den Prozessor und verbindet es mit der Leiterplatte ATX-Stromanschluss: versorgt den Computer mit Stromanschluss

versorgt den Computer mit Stromanschluss RAM-Steckplätze: Aufnahme von Arbeitsspeicher auf dem Mainboard

Aufnahme von Arbeitsspeicher auf dem Mainboard IDE-Anschlüsse: sind Festplattenanschlüsse

sind Festplattenanschlüsse Northbridge: erhält Funktionen zur Steuerung des Systems. Leitet große Datenmengen

erhält Funktionen zur Steuerung des Systems. Leitet große Datenmengen Southbridge: Datentransfer und Datensteuerung des Systems mit geringer Datenmengen

Datentransfer und Datensteuerung des Systems mit geringer Datenmengen AGP-Steckplätze: verbindet Grafikkarte mit der Northbridge

verbindet Grafikkarte mit der Northbridge PCI-Steckplätze: verbinden Peripheriegeräten mit Prozessor

verbinden Peripheriegeräten mit Prozessor BIOS-Batterie: zur Aufrechterhaltung der gespeicherten Parameter

zur Aufrechterhaltung der gespeicherten Parameter Periphere-Anschlüsse: schließt Peripheriegeräten mit dem System

Kommunikation zwischen den Elementen [ Bearbeiten ]

Der Chipsatz besteht aus dem North- und Southbridge und dient der Steuerung der Kommunikation zwischen der angeschlossenen Hardware. Der Chipsatz übersetzt die Signale Bus-Leiterbahnen und regelt deren Taktfrequenzen und Spannungspegel.

Die Northbridge verbindet den Arbeitsspeicher, Grafikkarte Southbridge und Prozessor miteinander. Die Southbridge verbindet hingegen die Festplatte, PCI-Steckplätze, Computern, Northbridge und Peripheriegeräten zusammen.

Das Bussystem [ Bearbeiten ]

Das Bussystem ist ein System zur Datenübergang zwischen mehreren Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg. Man unterscheidet zwischen fünf Bussysteme:

Adressbus: überträgt Speicheradressen

überträgt Speicheradressen CPU-interner Bus: dient der Kommunikation der internen Einheiten des Prozessors

dient der Kommunikation der internen Einheiten des Prozessors CPU-externer Bus: verbindet Prozessor, Cache, Arbeitsspeicher und Peripheriebus-Schnittstelle miteinander

verbindet Prozessor, Cache, Arbeitsspeicher und Peripheriebus-Schnittstelle miteinander Datenbus: überträgt Daten zwischen Hardware

überträgt Daten zwischen Hardware Kontrollbus: Steuert den Bussystem

– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien