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Motherboard

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Das Motherboard oder auch Hauptplatine genannt, ist die zentrale Einheit eines Computers. Auf dem Motherboard werden Zusätze, wie BIOS-Baustein, Prozessorsockel, Chipsätze, die zur Verwaltung dienen, sowie Schnittstellen, die externe Geräte einbinden können, benötigt. Dadurch wird die volle Funktion des Computers erreicht. Nicht jeder geplante Computer benötigt den kompletten Funktionsumfang, daher werden die Motherboards in verschiedensten Baugrößen angeboten. Für jede dieser Baugrößen gibt es passende Gehäuse, die erforderlich sind, um ein Motherboard betreiben zu können.


Mainbord

Formate

Man unterscheidet folgende Formate:

Formate

Format
Information
Baugröße mm / “
Bild
ATX
Standard ATX (Advanced Technology Extended) gilt als Normierung der Baugrößen für Computerbauteile wie Gehäuse, Netzteile, Platinen, sowie Steckkarten (PCI, AGP, PCIe). ATX Motherboards werden in der Regel mit 1-2 PCIe(x16), 1-3 PCIe(x1) und 1-3 PCI Steckplätzen, sowie 2-4 RAM Steckplätzen ausgestattet. 305 x 244 / 12 x 9,6 ATX
Micro-ATX
Eine Weiterentwicklung der ATX-Baugröße mit kleineren Ausmaßen und somit niedrigeren Kosten. Die Micro-ATX Motherboards werden in der Regel mit 1 PCIe(x16), 1 PCIe(x1) und 1-2 PCI Steckplätzen sowie 2-4 RAM Steckplätzen ausgestattet. 244 x 244 / 9,6 x 9,6 MicroATX
Mini-ITX
Die Mini-ITX (Integrated Technology Extended) Baugröße ist ein hoch integriertes Motherboard, welches die Entwicklung einer unendlichen Anzahl kleiner Computersysteme ermöglicht. Sie wird oftmals mit einen PCI-Steckplatz und einem RAM Steckplatz ausgestattet. 170 x 170 / 6,7 x 6,7 MiniITX
Pico-ITX
Die Pico-ITX Baugröße bietet ein komplettes Motherboard und ist ca. 75 Prozent kleiner als die Mini-ITX Baugröße. Sie besitzen in der Regel nur einen RAM Steckplatz. 100 x 72 / 4,0 x 2,8 PicoITX


Prozessorsockel

Man unterscheidet folgende aktuelle Prozessorsockel und die dazu gehörigen Prozessoren:

Sockel / Prozessoren

Sockel
Chipsatz
Übertaktung
CPU/GPU
Hersteller-Prozessoren
Kontakte
RAM / MHz
AM2
NVIDIA®
GeForce 7025 / nForce 630a
Prozessorsockel für AMD-Prozessoren der Athlon-64-Familie
940
DDR2 / 533, 667, 800
AM2+
NVIDIA®
GeForce 7025 / nForce 630a
Prozessorsockel für AMD-Prozessoren der Athlon-64 und der Phenom-Familie.
940
DDR2 / 533, 667, 800, 1066
AM3
NVIDIA®
GeForce 7025 / nForce 630a
AMD 880G / AMD SB850
Prozessorsockel für AMD-Prozessoren der Athlon II X2/X3/X4, Phenom II X2/X3/X4, Sempron 140
941
DDR3 / 1066, 1333, 1600
AM3+
AMD 760G (780L)/SB710
AMD 990 + SB950
Prozessorsockel für AMD-Prozessoren der FX-Serie
941
DDR3 / 1066, 1333, 1600
AM4
AMD 1090FX Prozessorsockel für AMD-Prozessoren Phenom IV X12 170
1356
DDR4 / 1600 - 3200 ..
FM1
AMD A55 Prozessorsockel für AMD-Prozessoren der A-Serie & E2 Serie
905
DDR3 / 1066, 1333, 1600, 1866, 2400(OC)
LGA775
Intel® P965 + ICH8;
Intel® G41 + ICH7
LGA (Land Grid Array) 775, der Prozessorsockel für Intel® Pentium 4-, Celeron D-, Core 2- und Pentium-Dual-Core-Prozessoren
775
DDR2 / 533, 667, 800, 1066
LGA1150
"Lynx Point"
Intel® X79
Intel® Z77
Intel® Z75
Intel® H77
Intel® H81
Intel® Z87
Intel® H87

-/-
-/-
-/-
-/-
Nein/-
Ja/-
Nein/-
LGA (Land Grid Array) 1150, der Prozessorsockel für Intel® Core™ i3/i5/i7-Prozessoren - Haswell
1150
DDR3 / 1333, 1600
LGA1155
Intel® B65
Intel® C204
Intel® H61
Intel® P67
Intel® Q67
Intel® Z68
Nein/Ja
-/-
Nein/Ja
Ja/Nein
-/-
Ja/Ja
LGA (Land Grid Array) 1155, der Prozessorsockel für Intel® Core™ i5/i7-Prozessoren - Sandy-Bridge
1155
DDR3 / 1066, 1333, 1600, 1866, 2133
LGA1155
Intel® B75
Intel® Q75
Intel® Q77
Intel® H77
Intel® Z75
Intel® Z77
Nein/Ja
Nein/Ja
Nein/Ja
Ja/Nein
Ja/Ja
Ja/Ja
LGA (Land Grid Array) 1155, der Prozessorsockel für Intel® Core™ i5/i7-Prozessoren - Ivy-Bridge
1155
DDR3 / 1066, 1333, 1600, 1866, 2133
LGA1156
Intel® 3420 LGA (Land Grid Array) 1156, der Prozessorsockel für Intel® Core™ i5/i7-Prozessoren
1156
DDR3 / 1066, 1333, 1600
LGA1366
Intel ICH10R
Intel® X58
LGA (Land Grid Array) 1366, der Prozessorsockel für Intel® Core™ i7- Prozessoren
1366
DDR3 / 1066, 1333, 1600
LGA2011
Intel® X59 LGA (Land Grid Array) 2011, der Prozessorsockel für Intel® Core™ i7 und Intel Xeon (Nehalem) Prozessoren
1366
DDR3 / 1066, 1333, 1600/ 166/ 2133(OC)/2400(OC)


Motherboard Anschlüsse und Schnittstellen

Auf dem Motherboard sind viele direkte Anschlüsse und Schnittstellen integriert. Nachfolgen werden die wichtigsten kurz vorgestellt und beschrieben:


PCI

Der PCI-Bus ist Industriestandard und fester Bestandteil von IBM-kompatiblen PCs, Apple Macintoshs und Alpha-Workstations von dem Hersteller Digital. Das von Intel im Jahr 1993 entwickelte Bus-System ist bis ins Detail normiert, so dass andere Computerhersteller den PCI-Bus nachbauen können. Im Gegensatz zu anderen Bus-Systemen ist der PCI-Bus trotz steigender Anforderungen anpassungsfähig. Das PCI-BIOS erkennt jede Erweiterungskarte und konfiguriert sie selbständig (Plug & Play).


AGP

Die AGP-Schnittstelle zur visuellen Ausgabe von Daten ist die Grafikkarte. An ihr wird der Bildschirm angeschlossen, der dann die Darstellung der Benutzerschnittstelle zum Betriebssystem oder Anwendungsprogramm übernimmt. Seit dem die ersten Computer entwickelt wurden, haben sich die Grafikkarten zu einer Komponente entwickelt, die maßgeblich die Systemleistung und Eigenschaften eines Computers bestimmt. Neben der Grafikkarte als Erweiterungskarte gibt es auch Onboard-Varianten. Entweder als separater Chip auf dem Motherboard oder in den Chipsatz integriert. Der AGP-Bus hat eine Busbreite von 32 Bit und einen Bustakt von 66 MHz und somit eine Bandbreite von 266 MByte/s. Im 2x-Modus(Nutzung beider Flanken des Taktsignals) werden 533 MByte/s erreicht. Im 4x-Modus und 8x-Modus wurden die Übertragungsraten nochmals gesteigert. So wie die Bezeichnung hat sich die Übertragungsrate jedes Mal verdoppelt. Mittlerweile ist diese Schnittstelle veraltet und wurde von der PCI-Express oder PCIe-Schnittstelle abgelöst.


PCI-Express

Mit der PCI-Express Schnittstelle (Peripheral Component Interconnect express“) oder PCIe bzw. PCI-E genannt, wird dem Anwender ein Erweiterungsstandard zur Verbindung von Peripheriegeräten mit dem Chipsatz zur Verfügung gestellt. PCI-Express tritt die Nachfolge von den PCI, PCI-X und AGP Schnittstellen an, wovon einige auch noch in den aktuellen Motherboards verbaut werden. Im Vergleich zu seinen Vorgängern arbeitet die PCI-Express Schnittstelle mit einer seriellen Punkt zu Punkt Verbindung und erreicht dadurch eine wesentlich höhere Datenübertragungsrate.


VGA-Port

Der VGA-Standard ist praktisch immer noch ein aktueller Standard. Die Standard-VGA-Grafikkarten unterstützten eine Auflösung von 640 x 480 Pixel mit 16 Farben. Je nach dem, wie groß der Bildspeicher einer Grafikkarte war, sind z. B. auch 256 oder mehr Farben möglich gewesen. Die Weiterentwicklung des VGA-Standards zum SVGA ermöglichte eine Auflösung von bis zu 2048 x 1536 Pixel bei 256 (Standard), 65536 (HiColor) oder 16,7 Mio. (TrueColor) Farben. Besitzt das Motherboard eine Grafikkarte onboard, wird eine 15-polige HD-Buchse zum Anschluss einer Grafikkarte zur Verfügung gestellt.


DVI-Port

DVI (Digital Visual Interface) ist eine Übertragungsmöglichkeit von digitalen Bilddaten. Dieser Standard wird unter anderem zwischen Grafikkarten und Displays eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit ist mittels entsprechenden DVD-Player in Verbindung mit (für DVI ausgelegte) Projektoren oder TFT-Monitoren die Bilddaten digital zu transportieren. Besitzt das Motherboard eine Grafikkarte onboard, kann eine DVI-Buchse zum Anschluss eines Monitors vorhanden sein und genutzt werden.


HDMI

HDMI bedeutet High-Definition-Multimedia-Interface und wird auch als digitales Scartkabel der Zukunft bezeichnet.


PS/2

Die PS/2-Schnittstelle wird als serielle Schnittstelle für externe Geräte wie Tastatur (Farbe Lila) und Maus (Farbe Grün) genutzt. Die Pegel zur Übertragung der Daten beträgt 5V. Diese Schnittstelle wird allerdings zunehmend von der USB-Schnittstelle abgelöst.


Seriell-Port

Nahezu jeder Computer ist mit einer oder zwei seriellen Schnittstellen ausgestattet. An jede dieser Schnittstellen kann je ein Endgerät angeschlossen werden. Der Anschlussstecker der seriellen Schnittstelle ist 9-polig, in älteren Systemen teilweise auch 25-polig. Die Schnittstelle wird auch RS-232 oder V.24-Schnittstelle genannt. Die englische Bezeichnung COM-Port, abgeleitet von Communication (Kommunikation), wird allerdings am häufigsten verwendet. Mit COM1, COM2, COM3, usw. wird einer physisch existierenden Schnittstelle eine logische Bezeichnung durch das BIOS und das Betriebssystem zugeteilt. Unter dieser Bezeichnung können alle Anwendungen auf diese Schnittstelle zugreifen. Weil die COM-Schnittstelle langsam an Bedeutung verliert und inzwischen immer seltener als fest vorhandener Anschluss integriert wird, muss sie häufig als Software-Simulation nachgerüstet werden. Klassische Endgeräte, die an der seriellen Schnittstelle angeschlossen werden, sind die Maus und das Modem. Sehr viele technische Einrichtungen haben eine serielle Schnittstelle, an der sich ein Computer oder auch Notebook anschließen lässt, um die Einrichtung zu steuern oder zu konfigurieren. Viele Telefonanlagen oder auch Satellitenreceiver nutzen diese Schnittstelle zur Übertragung von Daten bzw. für Updates.


Parallel-Port

Zu Beginn des Computerzeitalters hat jeder Hersteller für sein Endgerät eine eigene Schnittstelle entwickelt. Durch die Möglichkeit der bidirektionalen Übertragung können an der parallelen Schnittstelle auch CD-ROMs, Festplatten und Streamer betrieben werden. Die parallele Schnittstelle kann gleichzeitig 8 Bit übertragen, wobei jedes Bit eine eigene Leitung hat. Zusätzlich gibt es Steuerleitungen, die für den Betrieb eines Druckers gedacht sind. Jede Daten- und Steuerleitung ist mit einer Masseleitung verdrillt. Auch die Schnittstellen-Bezeichnung LPT1, LPT2 und LPT3 (abstammend von engl.: Line Printing Terminal) ist deshalb immer noch geblieben.


USB

Der Universal Serial Bus wird als serielles Bussystem zur Anbindung von externen Geräten an das Motherboard genutzt, wobei die angeschlossenen Geräten sowie die Eigenschaften automatisch erkannt werden. Ein USB-Anschluss liefert bei einer Betriebsspannung von 5V einen maximalen Strom von 500mA zur Versorgung angeschlossener Geräte.


FireWire

Der hier beschriebene Peripherie-Anschluss ist unter den Bezeichnungen FireWire, IEEE 1394 und i.Link (Apple) bekannt. FireWire ist ähnlich wie USB ein serielles Übertragungssystem mit speziellen Steckern und Kabeln. Für Digital-Video ist FireWire (IEEE 1394) seit Festlegung des DV-Standards die Schnittstelle in jedem DV-Camcorder. Jede Verbindung zwischen zwei Geräten wird mit der jeweils höchstmöglichen Geschwindigkeit betrieben. Dabei werden dazwischenliegende Knoten berücksichtigt und die Geschwindigkeit an das langsamste Gerät angepasst.


LAN

Das LAN (Local Area Network) bezeichnet ein lokales Netzwerk, das mehrere Computer und Peripheriegeräte innerhalb eines Gebäudes miteinander verbindet. Ein einfaches Netzwerk besteht aus mindestens zwei Geräten, die über eine Direktverbindung (Crossoverkabel) oder einen Switch mit Hilfe eines Patchkabels verbunden werden.


IDE/ATA/(P)ATA

IDE definiert den Anschluss der Laufwerke, wie Pinbelegung, Stecker, Kabel und elektrische Signale. ATA definiert das Protokoll, mit dem die Daten über die Leitungen (IDE) transportiert werden. An einem (P)ATA-Steckplatz können bis zu 2 Laufwerke als Master und Slave betrieben werden und er ermöglicht den Anschluss von Festplatten, CD- DVD Laufwerken, Streamern und anderen Wechselspeicherträgern. Die Daten werden hierbei parallel übermittelt und erreichen eine Geschwindigkeit bis maximal 133MByte/s. Nachdem die schnellere serielle SATA-Schnittstelle entwickelt wurde, änderte man die Bezeichnung ATA auf (P)ATA.


SATA

Die SATA (Serial Advanced Technology Attachment)-Schnittstelle ist eine Weiterentwicklung der (P)ATA Schnittstelle. Sie wurde im Jahre 2000 von Intel vorgestellt und zeichnet sich durch eine wesentlich höhere Übertragungsrate aus. Die Daten werden seriell mit einer Geschwindigkeit von 150MByte/s übertragen. Die Weiterentwicklung SATA II erreicht sogar eine Geschwindigkeit von 300MByte/s.


Sound

Mit dem Soundchip wird die Klangausgabe des Computers über mindestens einen D/A-Wandler und eine Schnittstelle zum restlichen System zur Verfügung gestellt.


S/PDIF

Das Sony/Philips Digital Interface, bietet einen Ausgang für optische digitale Audio-Signale. Es können hier DVD-Player, Heimkinoreceiver o. ä. Geräte angeschlossen werden.


Composite

Das Composite Signal ist ein analoges, unmoduliertes Video-Signal, welches für den Anschluss von einem DVD-Player, Heimkinoreceiver o. ä. Gerät vorgesehen ist.


Schnittstellenabbildung

Backpanel-Anschlüsse


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