Wie funktioniert ein Motherboard im PC?

Ein Motherboard versteckt sich unter dem Gehäuse eines Computers. Es hält alle wichtigen Komponenten zusammen. Mit einem Motherboard werden alle Teile des Computers mit Strom versorgt. Gleichzeitig sind sie in der Lage, untereinander zu kommunizieren. Motherboards gibt es bereits seit vielen Jahren. In den letzten zwanzig Jahren haben sie sich stark verändert. Die ersten Modelle enthielten nur wenige Komponenten. Das erste IBM Motherboard enthielt nur einen Prozessor und einige Kartensteckplätze. Die Nutzer hatten die Möglichkeit, unterschiedliche Elemente wie zum Beispiel ein Diskettenlaufwerk oder einen zusätzlichen Speicher anzustecken.

Ein Mainboard übernimmt jede Menge Funktionen im PC und hat viele Einzelkomponenten

In der heutigen Zeit verfügen Motherboards über mehr Möglichkeiten. Sie sind mit vielen Funktionen ausgestattet, die sich auch bei einem Upgrade eines Computers als sehr positiv erweisen. In diesem Artikel gehen wir etwas näher auf die Komponenten eines Motherboards ein. Fünf Punkte werden etwas genauer unter die Lupe genommen. Diese Punkte sind sehr wichtig und können die Funktion eines Computers beeinflussen.

Die Funktion eines MotherboardsEin Motherboard alleine kann nicht viel ausrichten. Für einen Computer ist diese Komponente aber sehr wichtig. Die Hauptaufgabe eines Motherboards besteht darauf, dem Mikroprozessor Chip des Computers einen festen Platz zu bieten. Auch alle anderen Komponenten können sich daran anschließen lassen. Alle Bauteile, die einen Computer antreiben oder die Leistung des Gerätes verbessern können, wird an einem Motherboard angeschlossen. Mit Hilfe eines Ports oder Steckplätze ist es schnell und einfach möglich, die unterschiedlichsten Komponenten anzubringen. Das Layout und die Form eines Motherboards werden als Formfaktor bezeichnet. Dieser Formfaktor nimmt Einfluss auf die unterschiedlichen Komponenten sowie die Form des Computergehäuses aus. Einige Formfaktoren sind sehr spezifisch und bieten die Möglichkeit, alle wichtigen Komponenten unterzubringen.

Verschiedene Formfaktoren

Ein Formfaktor gehört zu den Standards, die für die verschiedenen Motherboard Modelle gelten. Einige der Standards beinhalten:

– Ein Chispsatz, der ein Teil des Logiksystems ist, besteht in der Regel aus zwei Teilen. Hierbei handelt es sich um die Northbridge und Southbridge. Die beiden Brücken verbinden die CPU mit den anderen Teilen des Computers.

– Ein Sockel des Mikroprozessors bestimmt, welche Art der CPU (Zentraleinheit) mit dem Motherboard verwendet werden kann.

Ein BIOS Chip (Basic Input / Output System) steuert die wichtigsten Funktionen des Computers. Er führt bei jedem Start des Computers einen Selbsttest durch. Einige Systeme verfügen über ein sogenanntes Dual BIOS. Dieses BIOS ist für die Sicherung des Motherboards zuständig, falls ein Fehler auftritt oder es während der Aktualisierung zu Fehlern kommt. Der Echtzeituhr Chip ist eine Art batteriebetriebener Chip. Er hält die Grundeinstellung und die Systemzeit bei.

Es gibt viele Größen bei Mainboards

Die Anschlüsse und die Steckplätze eines Motherboards beinhalten: 

– Accelerated Graphics Port (AGP) – Port für Grafikkarten

– Peripheral Component Interconnect (PCI) – Anschlüsse für Video-, Ton- und Videoaufnahmekarten oder Netzwerkkarten

– Universal Serial Bus oder FireWire – externe Peripheriegeräte und Speichersteckplätze

– Integrierte Antriebselektronik (IDE) – Schnittstelle für die Festplatte

In einigen Motherboards sind neue technologische Komponenten verbaut. Hierbei handelt es sich um:

– PCI Express ist ein neues Protokoll, das mit mehr als einem Bus oder Netzwerk arbeitet. Es kann die Notwendigkeit der anderen Ports, einschließlich der AGP Ports unterstützen.

– RAID Controller ermöglichen dem Computer, gleich mehrere Laufwerke zu erkennen

Anstatt auf die klassischen Plug-in-Karten zurückzugreifen, ist es mit einigen Motherboards möglich, ein Sound-, Netzwerk oder eine Videounterstützung zu nutzen. Für viele Menschen ist die CPU auch heute noch eines der wichtigsten Teile eines Computers.

Die CPU und der Zusammenhang zum Mainboard

Die CPU ist die erste Komponente, die vielen Menschen einfällt, wenn sie über die Leistung und Geschwindigkeit eines Computers nachdenken. Umso schneller ein Prozessor ist, umso schneller kann ein Computer arbeiten. Früher hatten die Prozessoren eines Computers die gleiche Anzahl an Pins, die die CPU mit dem Motherboard verbinden. Hierbei handelt es sich um das sogenannte Pin Grid Array (PGA. Diese Pins passten in das Socket-Layout, dem Socket 7. Das bedeutet, dass jeder Prozessor in ein beliebiges Motherboard passen würde. Heute werden durch die Hersteller AMD oder Intel eine Vielzahl an PGAs angeboten, von denen keiner für den Sockel 7 verwendet werden kann. Da sich Mikroprozessoren immer weiter entwickeln, werden auch immer mehr Pins benötigt. Dadurch ist es möglich, alle neuen Funktionen zu handhaben und mehr Leistung für den Chip zu generieren.

Die neuesten Socket Anordnungen werden häufig nach der Anzahl der Pins im PGA benannt. Die wohl bekanntesten Sockets sind:

– Sockel A – für ältere AMD Athlon Prozessoren
– Sockel AM2 – für die neuen AMD Athlon Prozessoren
– Sockel 478 – für ältere Pentium- und Celeron Prozessoren
– Sockel 754 – für AMD Sempron und andere AMD Athlon Prozessoren
– Sockel 939 – für neue und schnelle AMD Athlon Prozessoren

Die neueste Intel CPU hat keinen PGA, sondern ist mit einer LGA ausgestattet. Diese LGA ist auch als Sockt T bekannt. LGA ist die Kurzform für Land Grid Array. Sie unterscheidet sich von einem PGA dadurch, dass die Pins ein Teil des Sockels sind und nicht die CPU. Wenn in einem Computer bereits eine CPU vorhanden ist, dann sollte ein Motherboard gewählt werden, dass mit der CPU kompatibel ist. Wenn zum Beispiel ein neuer Multi-Core-Chip von AMD oder Intel verwendet werden soll, dann muss ein Motherboard mit einem richtigen Sockel für die Chips ausgewählt werden. Wenn die CPUs nicht in den Sockel passen, dann passen sie nicht zur PGA. Über einen Chipsatz kommuniziert die CPU mit anderen Elementen des Motherboards.

Was ist ein Chipsatz?

Ein Chipsatz fungiert wie eine Art Kleber. Er verbindet den Mikroprozessor mit dem Rest des Motherboards. Ein PC besteht immer aus zwei grundlegenden Teilen: der Southbrigde und der Northbridge. Alle unterschiedlichen Komponenten des Computers können über den Chipsatz mit der CPU kommunizieren. Die Northbridge ist mit Hilfe dem Fron Side Bus (FSB) direkt mit dem Prozessor verbunden. Dadurch hat die CPU einen schnelleren Zugriff auf den Speicher. Die Northbridge ist auch mit dem AGP- oder PCI Express Bus sowie dem Speicher verbunden. Die Southbridge arbeitet etwas langsamer wie die Northbridge. Bevor Informationen von der CPU übermittelt werden können, müssen sie zuerst die Northbrigde gehen, um zur Southbridge zu gelangen. Andere Busse verbinden die Southbridge mit dem PCI Bus, den USB-Ports und den SATA- oder IDE Festplattenanschlüssen. Die CPU Auswahl und Chipsatzauswahl gehen Hand in Hand. Um mit bestimmten CPUs zu arbeiten, optimieren die Hersteller die Chipsätze. Der Chipsatz gilt als integrierter Teil des Motherboards. Daher können sie weder aufgerüstet noch entfernt werden. Das bedeutet, dass der Sockel des Motherboards nicht nur zur CPU passen muss, sondern auch der Chipsatz sehr gut mit der CPU zusammenarbeitet.

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