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Motherboard - das Herz eines jeden Personal Computers

In jedem PC steckt eine mehr oder weniger große Platine mit darauf festgelöteten elektronischen Bauteilen, das so genannte Motherboard oder Mainboard. Diese Platine - im deutschen auch Hauptplatine genannt - bietet nicht nur unterschiedlichste Steckplätze für Erweiterungen und ergänzende Bauteile, sondern auch die eigentliche Elektronik, die erst das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten eines Computers ermöglicht. Motherboards sind für faktisch alle gängigen Anforderungen erhältlich und werden nach einigen grundlegenden Merkmalen unterschieden:

Formfaktor

Der so genannte Formfaktor eines Motherboards bezieht sich auf dessen Größe und Bestückung. Im Laufe der Jahre haben sich einige Formfaktoren durchgesetzt, die normiert sind. Daher kann beispielsweise ein Motherboard mit dem weit verbreiteten ATX-Formfaktor in jedes dafür vorgesehene Computergehäuse eingebaut werden, weil auch Bohrungen für Schrauben sowie Steckplatzanordnungen und Spannungskabel inklusive der Verbindungsstecker entsprechend genormt sind.
Zusätzlich sind die Blenden für nach außen geführte Standard-Anschlüsse vorgegeben und können bei unterschiedlichen Bestückungen mit Schnittstellen leicht durch ein Slotblech ausgetauscht werden. Die heute gebräuchlichsten Formfaktoren sind ATX (305 x 244 mm) und E-ATX (305 x 330 mm) für Desktops und Tower-Systeme, Flex-ATX (229 x 191 mm) sowie Mikro-ATX (244 x 244 mm) für besonderes kleine Gehäuse und Nettops, ATX-EX (308 x 340 mm) für Server-Systeme und Mini-ITX (170 x 170 mm) für Boxcomputer und Nettops.

Prozessorsockel

Nicht jeder Prozessor passt in jedes Motherboard. Die genormten Sockel für die CPU nehmen nur bestimmte Prozessorfamilien auf, die sich meist auf einen Hersteller beschränken. Teilweise sind auch innerhalb von Prozessorfamilien unterschiedliche Sockel vorgesehen, so dass bei der Auswahl eines Motherboards sehr genau auf den verwendeten Prozessortyp geachtet werden muss.

Speichersteckplätze

In Abhängigkeit vom verwendeten Prozessor und dessen Leistungs- und Geschwindigkeitsmerkmalen weisen die gängigen Motherboards Speichersockel auf. In Server-Systemen, in denen naturgemäß mehr Speicher benötigt wird als in Desktops, sind meist mehr Sockel vorhanden als auf einfachen Motherboards. Insbesondere bei kleinen Mini-ITX-Platinen werden die relativ großen Speichersockel auch eingespart, um Platz zu gewinnen.

Chipsatz

Auf dem Motherboard ist zusätzlich der komplette - prozessorfamilienabhängig konstruierte - Chipsatz vorhanden. Er regelt die Kommunikation der einzelnen Komponenten untereinander, beispielsweise die Geschwindigkeit der Speicheranbindung und die maximal ansprechbare Speichergröße. Zusätzlich beinhalten moderne Chipsätze oft auch komplette Grafikkarten, so dass keine externe Grafikkarte mehr beschafft werden muss. Die Chipsätze steuern zudem die externen Schnittstellen an und bieten Unterstützung für die heutzutage üblichen PATA- oder SATA-Controller zur Nutzung von Massenspeichern.

Steckplätze für interne Komponenten

Neben den Speichersteckplätzen verfügt jedes Motherboard über Erweiterungssteckplätze, in die der Techniker oder Administrator im Unternehmen bei Bedarf weitere Peripherie einstecken und im System verfügbar machen kann. Heute gängige Motherboards weisen je nach Größe einen oder mehrere PCI-Steckplätze auf, die zur Nutzung von Schnittstellenkarten, speziellen Multimedia-Karten oder auch WLAN-Erweiterungen dienen können. AGP- oder PCI-Express-Steckplätze dienen zur Aufnahme besonders leistungsfähiger externer Grafikkarten und sind sowohl farblich als auch örtlich von den weißen PCI-Steckplätzen gut zu unterscheiden.

CPU-Anzahl

Insbesondere jene Motherboards, die für Applikations- und Datenbank- sowie Multimedia-Server konstruiert sind, weisen nicht selten mehr als einen Prozessorsockel auf. Sie können zunächst mit einem einzigen Prozessor bestückt werden und bei Bedarf, wenn Leistungsanforderungen steigen, durch eine oder mehrere zusätzliche Prozessoren den Bedürfnissen angepasst werden. Diese Motherboards sind zudem auch mit zusätzlichen Speichersockeln ausgestattet, die meist in Zweikanal-Technik ausgelegt sind und daher einen sehr hohen Datendurchsatz gewährleisten.
Es handelt sich bei Server-Platinen meist um solche im ATX-EX- oder E-ATX-Format, die größere Gehäuse benötigen. Selbstredend werden solche Motherboards auch mit besonders leistungsfähigen herkömmlichen Bauteilen ausgestattet (beispielsweise Kondensatoren), die den erhöhten Stromspannungen und Stromstärken angepasst sind.

Schnittstellen für externe Geräte

Gängige Computer verfügen an der Gehäuserückseite über einen rechteckigen Bereich, in dem Schnittstellen für extern anzuschließende Geräte angebracht werden. Das Motherboard ist an der der Gehäuserückseite zugewandten Seite mit den entsprechenden Buchsen und Steckern ausgestattet, wobei je nach Modell verschiedene Schnittstellen vorhanden sein können. Der rechteckige Bereich um die Interfaces wird beim Einbau des Motherboards in das Computergehäuse durch eine entsprechende Metallblende verkleidet.

Hinweise für die Auswahl des passenden Motherboards

• Beim Kauf eines Motherboards für Arbeitsplatzrechner empfiehlt es sich, stets einen Blick auf den verwendeten Chipsatz zu werfen. Gelegentlich werden vor allem in preiswerten Motherboards Chipsätze verbaut, die das Leistungspotenzial des Prozessors nicht voll ausschöpfen können. Mit solchen Komponenten ist mittelfristig keine Investitionssicherheit gegeben.
• Achten Sie bei der Neuanschaffung von Motherboards für 64 Bit-Prozessoren darauf, dass diese mehr als drei Gigabyte Speicher ansprechen können. Üblicherweise stellen drei Gigabyte Arbeitsspeicher die Obergrenze für 32 Bit-Systeme dar. Diese Speichergrenze kann bei Verwendung eines 64 Bit-Betriebssystems in Verbindung mit entsprechenden Programmen zum Flaschenhals werden. Daher sollten mindestens vier, besser acht Gigabyte RAM verwaltet werden können.
• Bei Motherboards, die für den Server-Einsatz vorgesehen sind, sollten die Speichermodule im Zweikanal-Modus („Dual Channel“) angesprochen werden können, um eine deutlich erhöhte Bandbreite zu erzielen. Dies macht sich insbesondere bei Datenbankapplikationen positiv bemerkbar.
• Bei der Neuanschaffung eines Motherboards sollten Sie unbedingt darauf achten, dass dieses Prozessoren mit verschiedenen Taktfrequenzen unterstützt. So ist mittelfristig eine bessere Investitionssicherheit gegeben, weil im Bedarfsfall nicht das komplette Board inklusive Speicher und CPU ausgetauscht werden muss, sondern lediglich die CPU gegen eine schnellere eingetauscht werden kann.
• In sicherheitsrelevanten Umgebungen im Unternehmen sollte das BIOS eines Motherboards unterschiedliche Funktionen bieten, die die Manipulation eines Rechners unterbinden. Dazu gehören beispielsweise Sperrmöglichkeiten für optische Laufwerke und USB-Anschlüsse. Auch eine Kennwortsicherung für Festplatten und den BIOS-Aufruf selbst sollte das Motherboard aufweisen.
• Achten Sie beim Neukauf eines Motherboards auf eine ausreichende Schnittstellenzahl für interne Laufwerke. Zwei SATA-II-Schnittstellen für schnelle Festplatten und mindestens ein PATA-Interface für ältere Festplatten oder auch optische Laufwerke sollte das Motherboard bieten, um die nötige Flexibilität bei der Nutzung der Laufwerke zu gewährleisten.
• Fragen Sie beim Kauf eines neuen Motherboards nach der AHCI-Unterstützung („Advanced Host Controller Interface“). Hierbei handelt es sich um eine native Serial-ATA-Unterstützung, die mithilfe eines offenen Standard-Treibers SATA-Komponenten anspricht und durch Verbesserung der Befehlsabarbeitung einen deutlich höheren Datendurchsatz ermöglicht. Insbesondere wenn Sie beabsichtigen, statt herkömmlicher Festplatten SSD-Massenspeicher in Ihrem Rechner einzusetzen, sollte die AHCI-Unterstützung im BIOS des Motherboards implementiert sein.