Das Mainboard

Mainboard / Motherboard

Das wichtigste Grundelement des Personal Computers ist die Hauptplatine, besser bekannt durch die Fachbegriffe Motherboard oder Mainboard. Im Regelfall besteht das Motherboard aus einer Platine, einer Trägerplatte aus Kunstharz. Diese Platine enthält in mehreren Schichten (7 bis 10 Schichten je nach Mainboard) angeordnete, elektrisch leitfähige Bahnen. Über diese sind alle aufgesteckten oder aufgelöteten Komponenten verbunden und können mittels elektrischer Ströme Daten austauschen. Diese Leiterbahnen (Multilayer) bestehen aus äußerst dünnem Kupfer, gelegentlich auch aus Silberschichten. Darauf angeordnet sind sämtliche Bausteine und Bauteile, welche die interne Kommunikation steuern sowie die Verbindung zu den peripheren Geräten und die Stromversorgung sicherstellen. Die Erweiterungskarten (Grafik- und Soundkarten) werden in die Steckleisten (Slots) eingesteckt und komplettieren den PC.

Auf modernen Mainboards werden mehr und mehr Funktionen bereits onboard verbaut. So ist es nicht seilen, dass Sound-, Netzwerk- und sogar Grafikchipsätze fest auf dem Mainboard integriert sind. Für den normalen Anwender ist das in erster Linie nur unter finanziellen Aspekten rentabel. Besonders im Vergleich zu Grafikkarten im PCI-Bus und besonders im AGP-Bus - mit vernünftigen Beschleunigerchipsätzen - sind die Grafikbenchmarks solcher Mainboards eher mager. Leider ergibt sich mit den zusätzlichen Ausstattungsmerkmalen der Boards oftmals ein Problem beim Systemupdate. Integrierte Chipsätze lassen sich nur sehr schwer deaktivieren, was in der Praxis meistens den Tausch des kompletten Mainboards bedeutet.

Achten Sie beim Einbau eines Mainboards darauf, dass dieses absolut spannungsfrei in das Gehäuse eingebaut wird. Der Einbau erfolgt in den meisten Fällen mit den beigelegten Schrauben, gelegentlich mit Steckadaptern aus Kunststoff. Billige Gehäuse sind oftmals nicht nur sehr schlecht an den Kanten entgrätet bzw. nicht gebördelt, sondern in sich verzogen. Üben Sie nun beim Einbau zuviel Druck auf das Board aus oder unterzieht es sich durch das Verschieben, z.B. um die Bohrlöcher an den entsprechenden Gehäusesockel zu erreichen, kann dies zu schwer wiegenden Mikrorissen in der Platine und des Weiteren zu gravierenden Fehlfunktionen im Betrieb führen.

Aufgabe des Mainboard

Ein Mainboard sorgt im Wesentlichen für die folgenden drei Funktionen:

1. Verteilung der Spannungsversorgung

2. Bereitstellung von Pfaden für Kontrollsignale und Daten

3. Bereitstellung verschiedener Sockel und Kontaktstellen zum Einbau von Baugruppen und Komponenten

Ein Mainboard besteht aus folgenden Baugruppen/Komponenten:

1. Sockel oder Slot für die CPU (Prozessor)

2. EPROM für das BIOS

3. Schwingquartz mit Timer -IC (Integrated Circuit) als Taktgeber

4. Chipsatz für Steuerungs- und Logikbausteine

5. Controller für Massenspeicher (FDD, HDD, CD-ROM)

6. Batterie/Akku zur Versorgung der Systemuhr und des CMOS

7. Steckplätze/Sockel für den Hauptspeicher

8. Steckplätze/Slots für Erweiterungskarten

9. Unterschiedliche Schnittstellenanschlüsse

10. Tastatur- und Mausanschluss

11. lnfrarot - Empfänger/Sender für kabellose Peripheriegeräte

12. Anschluss für die Spannungsversorgung

13. Jumper bzw. DIP -Schalter

Jedes in einem PC integrierte Mainboard wird herstellerseitig mit einem unfangreichen, englischsprachigen Handbuch ausgestattet. Hierin finden sich Beschreibungen der verbauten Komponenten wie BIOS, Chipsatz, Speicherbelebung usw. Sehr nützlich sind zudem die Grafiken und Layoutabbildungen, die eine sehr detaillierte Übersicht des Mainboards gegen. Viele Hersteller bieten auf ihren Internetseiten umfangreiche Informationen und Beschreibungen als Download an.

Auch der erfahrene User wird vor Systemupgrades oder bei Fehlermeldungen gerne auf diese Informationsquellen zurückgreifen. Leider ist die Qualität der mitgelieferten Handbücher und auch die Informationsbeschaffung im Internet vor allem bei Billigangeboten zum Teil sehr dürftig.

Chipsatz

Das Bindeglied zwischen den einzelnen Komponenten des Computersystems bildet der Chipsatz. Der Chipsatz regelt den Datenverkehr auf dem Systembus und bestimmt damit seine Geschwindigkeit. Einstellungen können im BIOS konfiguriert werden.

Der Chipsatz ist in seiner Funktion untrennbar nir dem Motherboard und dem Bussystem verbunden.

Er besteht aus einer Reihe Controller-Chips auf dem Motherboard. Die Controller arbeiten sehr eng mir der CPU zusammen und kontrollieren die Busse rund um die CPU. Ohne Chipsatz könnten weder der Arbeitsspeicher noch der I/O Bus mir der CPU kommunizieren.

Ein Teil des Chipsatzes regelt das Datenaufkommen zwischen CPU, Cache und Hauptspeicher. Er wird als Northbridge bezeichnet. Der AGP-Bus wird ebenfalls hierin verwaltet.

Weitere Chips, die unter dem Namen Southbridge zusammengefasst werden, stellen die Kommunikation zum PCI-Bus und den ISA-Slots sicher.

Parallel zur konsequenten Weiterentwicklung neuer CPU´s werden zugleich neue Chipsätze am Markt angeboten.

Diese zeichnen sich durch höhere Geschwindigkeit von einem oder mehreren Bussen sowie Nutzung neuer Technologien (neue RAM-Typen, neue Busse, verbessertes EIDE etc.) aus. Je nach verwendetem Prozessor wird ein entsprechender Chipsatz auf dem Mainboard verbaut. Die bedeutendsten Hersteller sind Intel, SIS, Opti, Via und Ali.

Baugrößen

Formfaktoren bei Motherboards

Bei den Mainboards gibt es mehrere gängige Abmessungen, man spricht hier auch von Formfaktoren. In erster Linie geht es hierbei um die physikalische Größe, die Abmessungen der Platine. Der Formfaktor bestimmt zudem, welche Komponente ( CPU, Steckplätze usw.) wo auf dem Board angebracht ist und welche Gehäuse bzw. Netzteile verwendet werden können. Leider existiert nicht bei allen Formfaktoren ein echter Standard, sodass hierdurch der Austausch eines Mainboards mit einem anderen Formfaktor einen zusätzlichen Gehäusewechsel bedeutet.

Ein einfacher Tausch ist in diesem Fall nicht möglich.

Formfaktor	Größenbeschreibung
Standard- AT	Fullsize
Baby- AT	Babysize
LPX	Halfsize
NLX	Halfsize
ATX	ATX