Definition

Motherboard

Ein Motherboard, auch bekannt als Hauptplatine, ist die wichtigste Leiterplatte in einem Computer. Sie dient als zentraler Verbindungspunkt des Kommunikations-Backbones eines Computers, über den alle Komponenten und externen Peripheriegeräte angeschlossen werden.

Hauptplatinen sind in praktisch allen Computern zu finden, insbesondere in Desktop- und Laptop-PCs. Zu den Komponenten, die über sie verbunden werden, gehören Chipsätze, Prozessoren (CPU) und Speicher. Zu den externen Peripheriegeräten gehören WLAN, Ethernet und Grafikkarten (GPU).

Zu den bekannten Motherboard-Herstellern gehören Acer, ASRock, Asus, Gigabyte Technology, Intel und Micro-Star International.

Wie funktionieren Motherboards?

Die Leiterplatte einer großen Hauptplatine kann sechs bis 14 Glasfaserschichten, Kupferverbindungsbahnen und Kupferebenen für die Strom- und Signalisolierung enthalten. Andere Komponenten werden über Erweiterungssteckplätze zu einer Hauptplatine hinzugefügt. Dazu gehören Prozessorsockel, Dual-Inline-Speichermodule, Steckplätze für Peripheral Component Interconnect (PCI), PCI Express (PCIe) und Solid-State-Laufwerke (M.2) sowie Stromversorgungsanschlüsse.

Ein Kühlkörper und ein Lüfter kümmern sich um die Wärme, die Komponenten wie die CPU erzeugen. Typischerweise bieten Motherboards über einen Southbridge-Chip zusätzliche Anschlussmöglichkeiten wie PCI, Serial Advanced Technology Attachment oder SATA, Thunderbolt, USB und andere Schnittstellen.

Foto von einem Motherboard
Abbildung 1: ein PCIe-Slot auf einem Motherboard.

Die CPU ist in der Regel mit Double Data Rate 3 (DDR3), DDR4, DDR5 oder onboard LPDDRx RAM und PCIe verbunden. Dies geschieht über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen wie HyperTransport, Intels QuickPath Interconnect und Ultra Path Interconnect. Die Wahl der Hauptplatine bestimmt oft viele Funktionen, die ein Computer unterstützen wird.

Die Hauptplatine in Desktop-Computern ist in der Regel die ATX-Hauptplatine, die Intels verbesserte Version von IBMs AT-Design ist. Zu den anderen Formfaktor-Designern gehören die folgenden:

  • erweitertes ATX
  • Mini-ATX
  • Mikro-ATX
  • BTX
  • Mikro-BTX
  • Mini-ITX
  • Mikro-ITX
  • nano-ITX

Einige Speichercontroller sind jetzt in die CPUs integriert; dadurch sind die Northbridge-Chips, die die Speicherverwaltung auf der Hauptplatine übernahmen, überflüssig geworden. Integriertes Video ist nicht mehr nur ein Peripheriegerät auf der Hauptplatine, sondern in grafikfähige CPUs integriert.

AMDs Ryzen hat ein System-on-a-Chip-Design, das auch den Southbridge-Chipsatz optional macht. Diese CPU-Integration hat die Kosten der Motherboard-Hersteller gesenkt. Sie können Basissysteme für Workstations und Einsteigercomputer anbieten und maßgeschneiderte Implementierungen für verschiedene Prozessoren entwerfen, die Plattform-Upgrades ermöglichen.

Gaming-Motherboards werden für Hochleistungscomputer hergestellt; sie sind leistungsstärker und verfügen über mehr Funktionen als Motherboards für Desktop- und Laptop-Computer.

Typische Konfiguration eines Motherboards Stromkonnektor, Arbeitsspeicher, Speicher, ROM BIOS, Southbridge Kühler, CPU, Northbridge, Chipsatz, periphere Konnektoren-Slots, Backup-Batterie, Konnektoren für Audio, Video, Netzwerk und USB-Anschlüsse
Abbildung 2: Typische Konfiguration eines Motherboards.

Motherboard-Komponenten

Jede Hauptplatine ist für die Unterstützung bestimmter Komponenten wie CPUs und Speicher ausgelegt. Sie können die meisten Arten von Festplatten und Peripheriegeräten aufnehmen.

Motherboards umfassen die folgenden Hauptkomponenten:

  • CPU mit ihren logischen Schaltkreisen, die die Anweisungen von Programmen, dem Betriebssystem und anderen Computerkomponenten verarbeiten;
  • Speicher, in dem Anweisungen und Daten vorübergehend gespeichert und ausgeführt werden;
  • Speicherschnittstelle für Solid-State- oder Festplattenlaufwerke zur dauerhaften Speicherung von Daten und Anwendungen;
  • ROM-BIOS, das einen nichtflüchtigen Speicher zur Verfügung stellt, in dem Firmware, wie zum Beispiel das Basic Input/Output System oder BIOS, gespeichert wird;
  • Northbridge-Chipsatz, der CPU, Arbeitsspeicher, Speicher und andere Komponenten miteinander verbindet;
  • Southbridge-Chipsatz, der die Peripheriegeräte mit der Hauptplatine verbindet und mit der Northbridge verbunden ist;
  • Lüfter zum Aufrechterhalten einer angemessenen internen Betriebstemperatur;
  • Steckplätze für Peripheriegeräte, wie Grafik- und Kommunikationsadapter;
  • Anschlüsse für Peripheriegeräte wie USB-Ports und andere Anschlüsse für externe Geräte;
  • die Backup-Batterie, die sicherstellt, dass wichtige Systemkonfigurationsdaten erhalten bleiben, wenn die Hauptstromversorgung nicht verfügbar ist; und
  • der Stromanschluss, der die Verbindung zu einer externen Stromquelle herstellt.

Ein typisches Motherboard besteht aus vielen weiteren Elementen. Stellen Sie sich eine Hauptplatine als ein großes Mosaik von elektrischen Verbindungen vor, die die verschiedenen Teile eines Computers miteinander verbinden

Diese Definition wurde zuletzt im Juli 2022 aktualisiert

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