▷ Komponenten eines Motherboards 【Stück für Stück】 ⭐️

Ein Computer-Motherboard wird auch als Motherboard, Mobo (Abkürzung), MB (Abkürzung), Systemplatine und sogar als Logikplatine bezeichnet und dient zum Verbinden aller Teile eines Computers. Der Prozessor, der Speicher, die Festplatten, die Grafikkarte, die Erweiterungskarten und andere Anschlüsse werden direkt oder über Kabel mit dem Motherboard verbunden.

Das Motherboard ist die Computerhardware, die als "Backbone" des PCs oder vielmehr als Hub angesehen werden kann, an dem alle Teile zusammengehalten werden.

Telefone, Tablets und andere kleine Geräte verfügen ebenfalls über Motherboards, werden jedoch häufig als Logikplatinen oder PCBs bezeichnet.

Die Komponenten werden häufig platzsparend direkt auf die Platine gelötet, sodass keine Erweiterungssteckplätze für Upgrades wie bei Desktop-Computern vorhanden sind.

Der 1981 veröffentlichte IBM-Computer gilt seit einigen Jahren als das erste Computer-Motherboard. Derzeit sind ASUS, MSI, Gigabyte, EVGA, Supercomputer oder der klassische Biostar die beliebtesten Motherboard-Hersteller.

Inhaltsverzeichnis

Teile eines Motherboards

Alles hinter dem Computergehäuse ist irgendwie mit dem Motherboard verbunden, so dass alle Komponenten miteinander kommunizieren können.

Dies umfasst Grafikkarten, Soundkarten, Festplatten, optische Laufwerke, Mikroprozessoren (1 oder 2), RAM, USB-Verbindungen oder die Stromversorgung über das Netzteil.

Auf einem Motherboard befinden sich außerdem Erweiterungssteckplätze, Steckbrücken, Kondensatoren, Geräte- und Datenstromanschlüsse, Lüfter, Kühlkörper und Schraubenlöcher.

Alle diese Komponenten werden nachstehend detailliert beschrieben.

Wichtige Fakten zum Motherboard

PC-Motherboards, Netzteile und Boxen werden ab Werk in verschiedenen Größen geliefert, die als "Formfaktoren" bezeichnet werden. Diese drei Komponenten eines PCs müssen hinsichtlich der Größe kompatibel sein, damit sie ordnungsgemäß funktionieren.

Motherboards unterscheiden sich stark in Bezug auf die Arten von Komponenten, die sie unterstützen. Beispielsweise unterstützt jedes Motherboard einen einzelnen CPU-Typ und eine kurze Liste von Speichertypen. Einige Grafikkarten, RAM-Speicher, Festplatten und andere Peripheriegeräte sind möglicherweise nicht kompatibel. Der Motherboard-Hersteller sollte klare Hinweise zur Komponentenkompatibilität geben.

In Laptops und Tablets und zunehmend sogar in Desktop-Computern enthält das Motherboard normalerweise die Funktionen der Grafikkarte und der Soundkarte. Dies hilft, diese Computertypen klein zu halten. Es wird jedoch auch verhindert, dass diese integrierten Komponenten aktualisiert werden.

Darüber hinaus können schlechte Kühlmechanismen des Motherboards die daran angeschlossene Hardware beschädigen. Aus diesem Grund werden Hochleistungsgeräte wie CPUs und High-End-Grafikkarten häufig durch Kühlkörper gekühlt, und integrierte Sensoren werden häufig verwendet, um die Temperatur zu erfassen und mit dem BIOS oder dem Betriebssystem zu kommunizieren regulieren Sie die Lüftergeschwindigkeit.

An ein Motherboard angeschlossene Geräte erfordern häufig die manuelle Installation von Gerätetreibern, um mit dem Betriebssystem arbeiten zu können.

Physikalische Beschreibung eines Motherboards

Bei einem PC wird das Motherboard im Gehäuse oder Gehäuse montiert und zeigt zur Seite mit dem einfachsten Zugriff. Es wird mit kleinen Schrauben durch vorgebohrte Löcher sicher befestigt.

Die Vorderseite des Motherboards enthält Anschlüsse, an die alle internen Komponenten angeschlossen sind. Ein einzelner Sockel / Sockel beherbergt den Prozessor, während mehrere Steckplätze den Anschluss eines oder mehrerer Speichermodule ermöglichen.

Wir finden auch andere Anschlüsse auf dem Motherboard, über die die Festplatte und das optische Laufwerk über Datenkabel verbunden werden können.

Die kleinen Kabel an der Vorderseite des Computergehäuses werden mit dem Motherboard verbunden, damit die Stromversorgung, der Netzschalter und die LED-Anzeigen funktionieren. Die Stromversorgung über das Netzteil erfolgt über einen speziell entwickelten Anschluss an das Motherboard.

Auf der Vorderseite des Motherboards befinden sich außerdem eine Reihe von Kartensteckplätzen für Peripheriegeräte. In diesen Steckplätzen sind die meisten Grafikkarten, Soundkarten und anderen Erweiterungskarten mit dem Motherboard verbunden.

Auf der linken Seite des Motherboards (die Seite zeigt zur Rückseite des Gehäuses) befinden sich mehrere Anschlüsse. Diese Anschlüsse ermöglichen den Anschluss der meisten externen Computerperipheriegeräte wie Monitor, Tastatur, Maus, Lautsprecher, Netzwerkkabel und vieles mehr.

Alle modernen Motherboards verfügen auch über USB-Anschlüsse und zunehmend über andere Anschlüsse wie HDMI, USB Typ C mit Thunderbolt 3 oder MiniDisplayPort, über die kompatible Geräte bei Bedarf eine Verbindung zum Computer herstellen können, z. B. Digitalkameras, Drucker und mehr.

Was ist auf einem Motherboard?

Laptop-Motherboards erledigen die gleiche Aufgabe wie PC-Motherboards, sind jedoch maßgeschneidert und unterscheiden sich stark in Design und Layout. Obwohl ein PC-Motherboard so konzipiert ist, dass zusätzliche Komponenten hinzugefügt werden können, kann auf einem Laptop-Motherboard normalerweise nur RAM aktualisiert werden.

Davon abgesehen sind dies die Hauptkomponenten eines Motherboards:

CPU-Sockel (Prozessor)

Hier verbindet sich die CPU oder der Prozessor. Alle modernen Computer verfügen über große Kühlgeräte auf dem Prozessor, die normalerweise aus einem Metallblock mit Rippen und einem Lüfter bestehen. Der Sockel ist sorgfältig entworfen, damit der Prozessor nur an der richtigen Stelle sitzt.

Die CPU wird auch als Mikroprozessor oder Prozessor bezeichnet und ist das Gehirn des Computers. Es ist verantwortlich für das Abrufen, Dekodieren und Ausführen von Programmanweisungen sowie für die Durchführung mathematischer und logischer Berechnungen.

Der Prozessorchip wird auf seiner Oberfläche durch den Prozessortyp und den Hersteller identifiziert. Diese Informationen sind normalerweise auf dem Chip selbst angegeben. Zum Beispiel Intel 386, AMD 386 (Advanced Micro Devices), Cyrix 486, Pentium MMX, Duo Intel Core 2 Duo, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Core i9, AMD Threadripper oder AMD Ryzen.

Befindet sich der Prozessorchip nicht auf dem Motherboard, können Sie den Prozessorsockel als Sockel 1 bis Sockel 8, LGA 775 und mehrere weitere identifizieren. Dies kann Ihnen helfen, den Prozessor zu identifizieren, der in den Sockel passt. Zum Beispiel passt ein 486DX-Prozessor in Sockel 3. Ein Intel Core i-7 8700K-Prozessor an den LGA 1151-Sockel, ein i9-7900X an den 2011 LGA-Sockel oder der AMD Ryzen der ersten und zweiten Generation an den AM4.

RAM-Speichersteckplätze (DDR-Speicher)

Die meisten Desktop-Computer verfügen über zwei, vier oder acht RAM-Steckplätze. Mehr Steckplätze bedeuten, dass mehr RAM eingestellt werden kann, bis zu dem im Motherboard-Handbuch angegebenen Maximum. In Notebooks sind die RAM-Steckplätze normalerweise der einzige Teil des Motherboards, den der Benutzer ersetzen kann.

RAM-Module sind lang und dünn. Die Steckplätze haben einen Mechanismus, der einer Lücke im RAM-Modul entspricht, sodass das Modul nur richtig passt. Diese Lücke stellt auch sicher, dass inkompatibles RAM nicht auf einer Karte installiert werden kann, z. B. einem älteren DDR2-Modul auf einer modernen DDR4-Hauptplatine.

Direktzugriffsspeicher oder RAM bezieht sich normalerweise auf Computerchips, die vorübergehend dynamische Daten speichern, um die Computerleistung während der Arbeit zu verbessern.

Mit anderen Worten, es ist der Arbeitsplatz des Computers, an dem die aktiven Programme und Daten geladen werden, sodass Sie sie nicht jedes Mal von der Festplatte wiederherstellen müssen, wenn der Prozessor sie benötigt.

Der Direktzugriffsspeicher ist flüchtig, was bedeutet, dass er seinen Inhalt verliert, sobald der Computer ausgeschaltet wird. Dies unterscheidet sich von nichtflüchtigen Speichern wie Festplatten und Flash-Speichern, für die keine Stromquelle zum Speichern von Daten erforderlich ist.

Wenn ein Computer ordnungsgemäß heruntergefahren wird, werden alle im RAM befindlichen Daten in den permanenten Speicher auf der Festplatte oder dem Flash-Laufwerk zurückgeführt. Beim nächsten Start füllt sich der RAM mit Programmen, die beim Start automatisch geladen werden. Dieser Vorgang wird als Start bezeichnet.

Erweiterungssteckplätze: PCI Express und PCI

Sie werden verwendet, um Ihrem PC zusätzliche Komponenten wie Grafiken oder Soundkarten hinzuzufügen. Es gibt zwei Haupttypen von Erweiterungssteckplätzen: PCI Express und die veraltete PCI. PCI Express-Steckplätze sind in drei Größen und Geschwindigkeitsstufen erhältlich: x1, x4 und x16, um für verschiedene Kartentypen geeignet zu sein.

Auf vielen PCs werden diese Steckplätze möglicherweise nie verwendet. Alle Motherboards verfügen über einen integrierten Sound und viele CPUs verfügen über integrierte Grafikkomponenten. Gaming-Computer verfügen jedoch häufig über leistungsstarke dedizierte Grafikkarten in einem PCI Express x16-Steckplatz, und einige Audiophile bevorzugen dedizierte Soundkarten, um die Audioqualität zu verbessern, obwohl die neuesten Motherboard-Versionen die Qualität der integrierten Soundkarte: Nichicon-Kondensatoren, EMI-Schutz, gute dedizierte Chips und vor allem hochentwickelte Software.

Der PCI-Steckplatz ist für ältere Erweiterungskarten vorgesehen und war schon immer mit Soundkarten, Netzwerkkarten und Verbindungskarten kompatibel. Obwohl es immer seltener vorkommt, dass sie auf Mid- und High-End-Motherboards angezeigt werden, auf denen PCI Express-Steckplätze vorherrschen.

Die Busse übertragen Signale wie Daten, Speicheradressen, Leistung und Steuersignale von Komponente zu Komponente. Andere Arten von Bussen sind ISA und EISA, aber sie erscheinen nur auf alten Motherboards.

Erweiterungsbusse verbessern die Funktionen von PCs, indem Benutzer ihren Computern fehlende Funktionen hinzufügen können, indem sie Adapterkarten in Erweiterungssteckplätze einsetzen.

Eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Erweiterungssteckplätze:

• ISA- und / oder VESA-Verbindung: Veraltet und diese wurde bereits in der ersten 386 verwendet. PCI-Verbindung: Es ist immer noch zu sehen, aber zur Zeit von Pentium I war dies ein Standard bei der Einführung von 3D-Grafikkarten wie VOODOO. PCI Express-Verbindung: Wir finden es in verschiedenen Geschwindigkeiten: x1, x4 und x16. Dies sind die üblichen Erweiterungssteckplätze, aus denen aktuelle Motherboards bestehen.

Speicheranschlüsse

Diese Anschlüsse sind für mechanische Festplatten, SSD-Geräte (Solid State Storage) und optische Speichergeräte wie DVD-Brenner vorgesehen.

Es gibt zwei Arten von Anschlüssen: SATA 2 und den schnellsten SATA 3. SATA 2 ist schnell genug für herkömmliche mechanische Festplatten und optische Laufwerke, während SSDs SATA 3 benötigen, um mit voller Geschwindigkeit zu laufen.

SATA 2-Geräte funktionieren gut mit SATA 3-Anschlüssen, aber SATA 3-Geräte, die an SATA 2-Anschlüsse angeschlossen sind, können mit reduzierter Geschwindigkeit arbeiten.

PS / 2-Anschlüsse für Tastatur und Maus

Die meisten Tastaturen und Mäuse werden jetzt über USB angeschlossen, aber es gibt immer noch einige Modelle, die den alten runden PS / 2-Anschluss verwenden, der auch auf neuen Motherboards noch zu finden ist. Eine klassische Verbindung, die einmal zweimal auf dem Motherboard wiederholt wurde und jetzt mit etwas Glück in einem.

Grafikanschlüsse (für Monitore)

Wenn Ihr Mikroprozessor über integrierte Grafiken verfügt, verwendet er diese Anschlüsse, um eine Verbindung zum Monitor herzustellen. Wenn Sie eine dedizierte Grafikkarte haben, verwenden Sie die Anschlüsse auf der Rückseite.

Verschiedene Motherboards haben unterschiedliche Anschlüsse, wie DisplayPort, HDMI, DVI und manchmal das ältere VGA. Sie benötigen einen Anschluss, der zu Ihrem Monitor passt. Beachten Sie jedoch, dass ein DVI-Anschluss mit einem HDMI-Monitor verwendet werden kann und umgekehrt mit billigen Adaptern. HDMI- und Displayport-Verbindungen übertragen jedoch auch Audio

USB-Anschlüsse

Fast alles, was Sie von außen an Ihren Computer anschließen, von Tastaturen über Mäuse bis hin zu Druckern, wird an einen USB-Anschluss angeschlossen. Es gibt zwei Arten von USB in voller Größe, mit denen Sie vertraut sind: USB 2 und USB 3. Ein USB 3 ist viel schneller und besser für Geräte wie externe USB 3-Festplatten geeignet, bei denen die zusätzliche Geschwindigkeit wirklich einen Unterschied macht.

Die meisten Motherboards verfügen über USB 2- und USB 3-Anschlüsse, und alle USB 2-, USB 3- und USB 3.1-Geräte funktionieren, wenn sie an einen der beiden Anschlüsse angeschlossen sind. obwohl sie auf USB 2 möglicherweise etwas langsamer arbeiten.

Moderne Motherboards sind jetzt auch mit USB-C der zweiten Generation ausgestattet. Mit stark verbesserten Leseraten bei jedem Update.

Netzwerkanschluss

Nicht alle Laptops verfügen über kabelgebundene Netzwerkanschlüsse (einige verfügen über einen USB-Anschluss mit Gigabit-Verbindung), sie befinden sich jedoch auf praktisch allen Desktops. Hier wird ein Ethernet- (Netzwerk-) Kabel angeschlossen, um eine kabelgebundene und keine kabellose Netzwerkverbindung zu einem Heimrouter oder einem Büronetzwerk herzustellen.

Alle modernen Motherboards verfügen über Gigabit-Ethernet-Ports, auch 10/100/1000 genannt. Dies bedeutet, dass sie Daten mit 1.000 Megabit pro Sekunde (Mbit / s) oder einem theoretischen Maximum von 125 Megabyte pro Sekunde (MB / s) übertragen können.. Obwohl in naher Zukunft 10 Gigabit-Verbindungen in allen Motherboards enthalten sein werden.

Northbridge

Wird auch als Memory Controller Hub (MCH) bezeichnet. Es ist ein Chipsatz, mit dem die CPU mit dem RAM und der Grafikkarte kommunizieren kann.

Ab Intel Sandy Bridge im Jahr 2011 ist diese Motherboard-Komponente nicht mehr vorhanden, da sie in denselben Mikroprozessor integriert wurde. Deutliche Verbesserung der Geschwindigkeit auf allen Hardwarekomponenten.

Es ist für die Steuerung der Übertragungen zwischen Prozessor und RAM verantwortlich, sodass es sich physisch in der Nähe des Prozessors befindet. Manchmal wird es GMCH für Graphic and Memory Controller Hub genannt.

CMOS-Batterie (RAM CMOS)

Die in den meisten Motherboards enthaltene CMOS-Batterie ist die Lithiumbatterie CR2032.

Bietet Strom zum Speichern von BIOS-Einstellungen und zum Laufenlassen der Echtzeituhr.

Motherboards enthalten auch einen separaten kleinen Speicherblock aus CMOS-RAM-Chips, der von einer Batterie (als CMOS-Batterie bezeichnet) am Leben gehalten wird, selbst wenn der PC ausgeschaltet ist. Dies verhindert eine Neukonfiguration, wenn der PC eingeschaltet ist.

CMOS-Geräte benötigen zum Betrieb nur sehr wenig Strom. Im CMOS-RAM werden grundlegende Informationen zur PC-Konfiguration gespeichert.

Weitere wichtige Daten, die im CMOS-Speicher gespeichert werden, sind Uhrzeit und Datum, die von einer Echtzeituhr (RTC) aktualisiert werden.

Southbridge

Wird auch als I / O-Controller-Hub bezeichnet.

Es handelt sich um einen Chipsatz, mit dem die CPU mit PCI- Steckplätzen, PCI-Express x1-Steckplätzen (Erweiterungskarten), SATA-Anschlüssen (Festplatten, optische Laufwerke), USB-Anschlüssen (USB-Geräten), Ethernet-Anschlüssen und integriertem Audio kommunizieren kann.

Verarbeitet die Kommunikation zwischen langsameren Peripheriegeräten. Wird auch als ICH (I / O Controller Hub) bezeichnet. Der Begriff "Brücke" wird allgemein verwendet, um eine Komponente zu bezeichnen, die zwei Busse verbindet.

ATX-Stromanschluss

Wird über ein Netzteil, das das Motherboard mit Strom versorgt, an das 24-polige ATX-Stromkabel angeschlossen. Als Hilfsmittel finden wir zusätzliche Stromanschlüsse im 4- oder 8-Pin-Format. Auf High-End-Motherboards ist normalerweise Folgendes zu sehen: 24 Stromanschlüsse und zwei 8-Pin-EPS-Anschlüsse. Die Plattformen Intel LGA 2066 (Intel Core i9-Prozessor) und AMD TR4 (Theadripper)

MSATA- und / oder M.2-NVME-Anschluss

Verbindung zu einem mSATA- oder M.2-NVME-Solid-State-Laufwerk. In den meisten Fällen wird diese SSD als Cache verwendet, um Festplatten zu beschleunigen, sie kann jedoch als normale Festplatte wiederverwendet werden. Es ist derzeit schwierig, tragbare Heimgeräte zu finden, aber ein Business-Notebook kann uns dennoch einige Überraschungen bereiten.

Ein- / Aus-Taste

Eingebaute Taste zum Ein- und Ausschalten des Computers. Diese Motherboard-Komponente ist bei High-End-Motherboards häufiger anzutreffen.

Grundlegendes Ein- / Ausgabesystem (BIOS)

BIOS steht für Basic Input / Output System. Das BIOS ist ein Nur-Lese-Speicher, der aus einer Software auf niedriger Ebene besteht, die die Systemhardware steuert und als Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem und der Hardware fungiert.

Alle Motherboards enthalten einen kleinen ROM-Block (Read Only Memory), der vom Hauptsystemspeicher getrennt ist, der zum Laden und Ausführen der Software verwendet wird. Auf PCs enthält das BIOS den gesamten Code, der zur Steuerung der Tastatur, des Bildschirms, der Festplatten, der seriellen Schnittstellen und verschiedener anderer Funktionen erforderlich ist.

Das System-BIOS ist ein ROM-Chip auf dem Motherboard, der während der Startroutine (Startvorgang) verwendet wird, um das System zu testen und die Ausführung der Hardware vorzubereiten. Das BIOS wird auf einem ROM-Chip gespeichert, da das ROM Informationen behält, auch wenn der Computer nicht mit Strom versorgt wird.

Cache-Speicher

Der Cache ist ein kleiner Block von Hochgeschwindigkeitsspeicher (RAM), der die PC-Leistung verbessert, indem Informationen aus dem Hauptspeicher (relativ langsam) vorgeladen und bei Bedarf an den Prozessor weitergeleitet werden.

Die meisten CPUs verfügen über einen internen Cache (im Prozessor integriert), der als Level 1 (L1) oder primärer Cache-Speicher bezeichnet wird. Dies kann durch einen auf dem Motherboard installierten externen Cache-Speicher ergänzt werden. Dies ist Level 2 (L2) oder sekundärer Cache.

Chipsätze

Ein Chipsatz ist eine Gruppe kleiner Schaltkreise, die den Datenfluss zu und von den Schlüsselkomponenten eines PCs koordinieren. Zu diesen Schlüsselkomponenten gehören die CPU selbst, der Hauptspeicher, der sekundäre Cache und alle Geräte auf den Bussen. Ein Chipsatz steuert auch den Datenfluss zu und von Festplatten und anderen Geräten, die an IDE-Kanäle angeschlossen sind.

Ein Computer verfügt über zwei Hauptchipsätze: Northbridge und Southbridge

Letzte Worte und Schlussfolgerungen zu den Komponenten eines Motherboards

Damit beenden wir unseren Artikel über die wichtigsten Komponenten eines Motherboards. Wie wir auf den ersten Blick gesehen haben, können die Komponenten eines Motherboards kompliziert zu verstehen sein, für manche kann es sogar etwas entmutigend sein.

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