Motherboard
Was ist ein Motherboard?
Ein Motherboard, auch als Hauptplatine bekannt, ist die zentrale Leiterplatte in einem Computer. Es fungiert als Verbindungspunkt für alle Komponenten und externen Peripheriegeräte, die für die Funktionalität eines Computers erforderlich sind.
Bedeutung und Komponenten
Motherboards sind in nahezu allen Computern zu finden, insbesondere in Desktop- und Laptop-PCs. Zu den über das Motherboard verbundenen internen Komponenten zählen:
Extern angeschlossene Peripheriegeräte umfassen unter anderem:
Bekannte Hersteller von Motherboards sind unter anderem Acer, ASRock, Asus, Gigabyte Technology, Intel und Micro-Star International.
Funktionsweise
Die Leiterplatte eines Motherboards kann mehrere Schichten aus Glasfaser, Kupferverbindungsbahnen und Kupferebenen enthalten, etwa zwischen sechs und 14 Schichten. Diese Struktur ermöglicht die Verbindung und Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten. Erweiterungssteckplätze auf dem Motherboard bieten die Möglichkeit, zusätzliche Hardware wie Grafikkarten oder SSDs anzuschließen.
Wärmemanagement wird durch Kühlkörper und Lüfter sichergestellt, die die von der CPU erzeugte Wärme ableiten. Der Southbridge-Chip ermöglicht zusätzliche Anschlussmöglichkeiten wie SATA, USB und andere Schnittstellen. Andere Komponenten werden über Erweiterungssteckplätze zu einer Hauptplatine hinzugefügt. Dazu gehören Prozessorsockel, Dual-Inline-Speichermodule (DIMM), Steckplätze für Peripheral Component Interconnect (PCI), PCI Express (PCIe) und Solid-State-Laufwerke (M.2) sowie Stromversorgungsanschlüsse.
Die CPU ist typischerweise über verschiedene Standards wie DDR3, DDR4 oder DDR5 sowie PCIe mit dem Motherboard verbunden. Die Wahl des Motherboards beeinflusst maßgeblich die Funktionen und die Leistung des Computers.
Formfaktoren
Der am häufigsten verwendete Formfaktor für Desktop-Computer ist das ATX-Design, das von Intel entwickelt wurde. Weitere Formfaktoren umfassen:
- ATX (305 mm x 244 mm)
- Micro-ATX (244 mm x 244 mm)
- Mini-ATX (284 mm x 208 mm)
- Flex ATX (229 mm x 191 mm)
- Mini-ITX (170 mm x 170 mm)
- Nano-ITX (120 mm x 120 mm)
- BTX (325 mm x 267 mm)
- Micro-BTX (264 mm x 267 mm)
- Pico-BTX (203 mm x 267 mm)
- E-ATX (305 mm x 330 mm)
- SSI CEB (305 mm x 267 mm)
- SSI EEB (305 mm x 330 mm)
- Pico-ITX (100 mm x 72 mm)
Moderne CPUs integrieren viele Funktionen, die früher von separaten Chips wie Northbridge und Southbridge übernommen wurden, was die Komplexität und die Kosten der Motherboards reduziert.
Wichtige Komponenten des Motherboards
Ein typisches Motherboard besteht aus mehreren wichtigen Komponenten:
- 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.
Diese Komponenten arbeiten zusammen, um die Funktionalität und Leistung des Computers sicherzustellen. Ein Motherboard ist somit das Herzstück eines jeden Computersystems und entscheidend für seine Leistungsfähigkeit und Erweiterbarkeit.
