Mainboard

Mainboard

Die Hauptplatine ist der Kern eines jeden PCs und entscheidet maßgeblich darüber, wie schnell und stabil der Computer läuft. Die einzelnen Komponenten, wie bspw. der Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte, Grafikkarten, und viele mehr werden entweder direkt auf der Hauptplatine verbaut oder per Kabel mit ihr verbunden. Damit das Mainboard beim Aufrüsten oder Zusammenstellung Deines neuen PCs nicht zum Bottleneck wird oder die maximale Leistungsfähigkeit der anderen Komponenten einschränkt, sollte die Wahl der richtigen Platine wohl überlegt sein.

Auch vor dem Kauf eines Komplettsystems solltest Du Dich darüber schlau machen, welches Mainboard im gewünschten PC verbaut wurde. So kannst Du sicherstellen, dass Du deinen PC in den folgenden Jahren ggf. auch aufrüsten kannst.

Der Chipsatz bildet das Kernelement aller Mainboards und ist dafür verantwortlich, dass sich alle einzelnen Komponenten und Anschlüsse des PCs untereinander austauschen können. Er besteht im Grunde aus zwei Teilen. Der erste Teil, der früher auch North-Bridge genannt wurde, ist für den schnellen Austausch von Daten zwischen dem Prozessor, dem Arbeitsspeicher sowie der Grafikkarte verantwortlich. Die Aufgabe der North-Bridge Funktionen übernimmt in einem modernen PC der Prozessor, weshalb hierfür kein eigener Chip mehr notwendig ist. Der zweite Teil, auch South-Bridge genannt, steuert die Signalübertragung von PCI-Steckkarten und allen anderen Peripherie-Interfaces, wie beispielsweise LAN, SATA, Audio oder auch den Eingabegeräten wie Tastatur und Maus. Intel nennt diesen Chip „Platform Controller Hub“ und AMD „Fusion Controller Hub“. Diese Chips müssen heutzutage hohen Leistungsanforderungen genügen, weshalb viele Mainboards mit Kühlkörpern ausgestattet werden, um die Wärmeentwicklung möglichst effizient abzuleiten.

Mit jeder neuen Prozessorgeneration kommen auch neue Chipgenerationen auf den Markt, die perfekt aufeinander abgestimmt und mit kaum einer anderen kompatibel sind. Welcher Prozessor mit welchem Chipsatz kompatibel ist, listen die Hersteller auf ihren Webseiten in der Kategorie Mainboards auf. Zu finden sind diese Informationen in der Rubrik „Spezifikationen oder „Technische Details“.

Wie bereits oben erwähnt, übernimmt die CPU in modernen Geräten viele Platinenfunktionen und erübrigt den Einsatz separaten Chips. Die Prozessor Kompatibilität entscheidet deshalb auch darüber, welchen und wie viel Arbeitsspeicher auf dem Mainboard eingesetzt werden kann.

Du musst wissen, dass der Chipsatz nicht zwangsweise alle Funktionen des Prozessors unterstützen muss. So ist beispielsweise das Übertakten eines Prozessors mit manchen Chipsätzen nicht möglich, obwohl dieser über einen freien Multiplikator verfügen würde. Hersteller bieten daher für eine CPU-Generation mehrere Chipsätze an, die die einzelnen Funktionen in unterschiedlicher Ausprägung unterstützen. Es ist sicher keine Überraschung, dass je teurer ein Chipsatz ist, dieser umso mehr Funktionen supportet. Außerdem entscheidet der verbaute Chipsatz darüber, mit welcher Geschwindigkeit und wie viele USB-, SATA oder PCI-Schnittstellen maximal unterstützt werden. Die Mainboard Herstellen können durch die entsprechende Chipsatz Wahl entscheiden, wie das Produkt ausgestattet und in welcher Preiskategorie dieses verkauft werden soll.

Ist Euch das Übertakten wichtig, dann braucht Ihr zunächst eine CPU, mit der das Übertakten möglich ist, sprich, dessen Multiplikator entsperrt ist. Bei Intel sind alle Prozessoren mit einem X oder K am Ende der Produktbezeichnung mit einem freuen Multiplikator ausgestattet. Bei AMD ist das Übertakten mit allen aktuellen Ryzen Modellen möglich. Zudem musst auch der Chipsatz Overclocking-fähig sein. Bei Intel sind das alle Chipsätze mit einem X oder Z und bei AMD mit einem B oder X jeweils vor dem Produktnamen. Da mit dem Übertakten große Wärme entsteht, werden Spannungsregler und der Chipsatz meist mit großen und teilweise aktiv belüfteten Kühlern ausgestattet. Nur so kann sichergestellt werden, dass das Übertakten stabil funktioniert. Für besonders leistungsfähige Komponenten greifen Hersteller sogar auf besonders Wärmeresistente Materialien zurück. Auf manchen Mainbords werden auch Bedienelemente verbaut, womit sich der PC einschalten, runterfahren oder bestimmte Modi aktivieren zu können. Das ist hilfreich, wenn sich der PC über den normalen Einschaltknopf nicht mehr starten lässt. In dem Fall wir der PC mit den Standard-Bios-Einstellungen hochgefahren und lässt sich auf diese Weise wieder richtig einstellen.

Grafikkarten oder andere Erweiterungskarten werden standardmäßig über den PCI-Express angebunden. Moderne PCI-Expressverbindungen ermöglichen heute eine Übertragung großer Datenmengen (z.B. der CI-Express-x16-Steckplatz mit bis zu 16 Gigabyte pro Sekunde). An der Stelle wird meist die Grafikkarte verbaut. Andere Peripheriekarten kommen auch mit weniger Bandbreite aus und werden deshalb mit weniger PCI-Express-Leitungen (Lanes) verbunden. Wenn Du vorhast, weitere Zusatzkarten oder eine SSD Platte einzubauen oder aufzurüsten, die per PCI-Express über das NVMe-Protokoll kommunizieren, dann solltest Du prüfen, wie viele PCI-Express-Leitungen auf dem Mainboard verfügbar sind.   

Außerdem müsst Ihr wissen, dass sich die PCI-Express Schnittstellen in der Länge unterscheiden. Wenn Ihr eine Erweiterungskarte verbauen wollt, dann müssen die Kontakte der Hauptplatine mit denen der Erweiterungskarte übereinstimmen. Für die Grafikkarte wird beispielsweise die volle x16 Länge und Geschwindigkeit benötigt, damit diese ihr volles Leistungspotential entfalten kann. Kürzere und langsamere Slots hingegen werden beispielsweise für Soundkarten benötigt.

Auch für den CPU-Sockel gilt, dass dieser mit der Schnittstelle auf dem Mainboard korrelieren muss. Der Sockel unterscheidet sich meist in aufeinanderfolgenden Prozessorgenerationen, wodurch ein Upgrade nicht ohne Weiteres möglich ist. Den Prozessor verbinden hunderte kleine Kontakte mit der Platine. Der Name des Sockels leitet sich meist aus der Anzahl der Kontakte ab, so z.B. Intels LGA 1151. Das Kürzel LGA definiert das Verbindungsformat zwischen CPU und Mainboard und steht für „Land Grid Array“. Die Kontaktflächen des Prozessors werden mit Pins im Sockel auf der Platine verbunden. Beim PGA, kurz für Pin Grid Array, ist es andersherum. Manche Mainboard-Hersteller bieten auch einen OC-Sockel an, der mit mehr Kontakten bei Übertakten eine höhere Zuverlässigkeit und Stabilität bieten soll.

Der sogenannte Formfaktor eines Mainboards bestimmt darüber, ob das Mainboard in das Gehäuse passt. Hierfür wurden Standards etabliert, an die sich alle Platinen- und Gehäusehersteller halten müssen. Diese Standards definieren alle Schnittstellen, beispielsweise wo Schraublöchern vorhanden sein müssen, die jeweiligen Plätze für Anschlüsse der Erweiterungskarten oder Peripheriegeräte.  

Welche Formfaktoren Dein Gehäuse unterstützt, findest Du im Handbuch (falls vorhanden) oder auf den Webseiten der Hersteller. Ein zu großes Mainboard wird nicht in jedes Gehäuse passen. Andersherum funktioniert das zwar, allerdings lässt sich dann beispielsweise keine passende Kühlung einbauen. Das Micro-ATX-Format mit bis zu 24,4 x 24,4 cm Kantenlänge sowie das etwas größere ATX-Format mit bis zu 30,5 x 24,4 cm Kantenlänge sind aktueller Standard. Bei kompakteren Geräten wird mittlerweile auch immer häufiger das Mini-ITX-Format mit 17 x 17 cm eingesetzt. Da dieses Format jedoch relativ klein ist, müssen mit Abstrichen gerechnet werden, was den Ausstattungsumfang anbetrifft. Konkret bedeutet das, dass nur ein einzelner x16-PCIe-Slot oder relativ wenig externe Anschlussbuchsen vorhanden sind.

Das Mainboard hat auf einer Seite ein Anschlussfeld, das von außerhalb des PC-Gehäuses zugänglich ist und das externe Geräte oder Verbindungen direkt ans Mainboard angeschlossen werden können. Die Art und Anzahl der verfügbaren Anschlüsse hängt vom Mainboard Modell ab. Teure Modelle bieten eine größere Auswahl an Anschlussmöglichkeiten. Standardmäßig ist immer mind. Ein USB-Port, ein Netzwerkanschluss und 3,5 mm Klinkenbuch zum Anschluss von Audiogeräten verfügbar. Benötigt Ihr Schnittstellen wie Thunderbolt, USB 3.1 Typ-C oder WLAN, müsst Ihr bereits sein, etwas mehr für die Platine zu bezahlen. Ihr könnt zwar weitere Anschlüsse über PCI-Express-Steckkarten nachrüsten, wenn aber eine Anschlusstechnik bereits auf dem Mainboard sitzt, dann könnt Ihr sie leichter auf diese Technik umrüsten. Oft verfügen die Anschlussfelder auch über Videoschnittstellen wie HDMI, Displayport oder DVI. Um diese jedoch nutzen zu können, muss die eingesetzte CPU über eine integrierte Grafikeinheit verfügen, wie beispielsweise Intels HD Graphics oder AMDs Radeon-Grafikkerne bei APUs (Accelerated Processing Units). Dadurch müsst Ihr für die Bildausgabe grafisch weniger aufwendige Anwendungen kein Geld für eine zusätzliche Grafikkarte in die Hand nehmen. Für aktuelle Spiele oder die Arbeit mit fordernden Multimediatools, dann wirst Du einen Grafikbeschleuniger benötigen. Die Grafikkarte hat dann eigene Anschlüsse für externe Monitore.

Interne Anschlüsse wie Strom, SATA und Bedienung

Um an Anschlüsse wie beispielsweise für einige USB-Verbindungen, für die Datenverbindung SATA oder auch die Anschlüsse für die Stromversorgung von Prozessor CPU und für das Mainboard durch das Netzteil ranzukommen, muss das PC-Gehäuse geöffnet werden. Durch die Anzahl, die Belegung oder auch die Form von Pins, Löchern oder Kerben lassen sich die verschiedenen Anschlussarten voneinander unterscheiden. Im Handbuch oder auf den Webseiten der Mainboard-Hersteller finden Ihr detaillierte Information zu den jeweiligen Anschlüssen. Moderne Platinen bieten auch die M.2-Schnittstelle für kompakte SSD Platten. Allerdings müsst ihr hier auf eines achten, es kann nämlich vorkommen, dass diese M.2-Schnittstelle nicht mittels schnellem PCI-Express, sondern per SATA ans System angebunden ist. Das führt dazu, dass die M.2-SSD zwar im Gehäuse etwas Platz spart, aber nicht schneller als herkömmliche 2,5 Zoll große Modelle ist.