A Motherboard Tour

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Autor:in: Sam Goldheart

[summary]Lerne die Bauteile und Funktionen eines PC-Motherboards kennen.[\/summary]

Ein Motherboard ist so komplex und verfügt über so viele Komponenten und Verbindungen, dass es für jemanden, der nicht daran gewöhnt ist, in PCs zu arbeiten, überwältigend sein kann. Wie bei vielen Dingen ist jedoch der einfachste Weg, die Arbeitsweise des Ganzen zu verstehen, die Arbeitsweise der einzelnen Teile zu verstehen. Machen wir also die Tour durch ein modernes Motherboard, bei der du die Funktionen jeder wichtigen Komponente kennenlernst und lernst, wie du diese Komponenten visuell identifizierst.

Beginnen wir mit der Untersuchung eines Blockdiagramms eines Chipsatzes. Abbildung 4-4 zeigt die Hauptkomponenten und Funktionen des Intel 925XE-Chipsatzes. (Andere moderne Chipsätze sind ähnlich.) Der 925XE-Chipsatz verwendet zwei physische Chips. Der Northbridge-Chip, den Intel MCH (Memory Controller Hub) nennt, ist das blaue Feld mit der Beschriftung 82925X MCH. Der MCH arbitriert und koordiniert die Kommunikation zwischen Prozessor, Arbeitsspeicher und dem PCI-Express-Grafikadapter. Der MCH bietet Kanäle mit sehr hoher Bandbreite: 6,4 GB/s zwischen MCH und Prozessor; 8,0 GB/s zwischen MCH und Grafikadapter; und 8,5 GB/s zwischen MCH und Arbeitsspeicher.

Abbildung 4-4: Blockdiagramm des Intel 925X-Chipsatzes (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

Der Southbridge-Chip, den Intel ICH (I/O Controller Hub) nennt, ist das blaue Feld mit der Beschriftung ICH6RW. Der ICH kümmert sich um Eingabe-/Ausgabefunktionen, die mit viel niedrigeren Datenraten arbeiten als die Prozessor-, Speicher- und Videokanäle. Zu diesen Kanälen gehören vier 150 MB/s Serial-ATA-Anschlüsse, sechs PCI-Steckplätze mit einer kumulativen Bandbreite von 133 MB/s, acht USB 2.0-Anschlüsse mit jeweils 60 MB/s Bandbreite und vier 500 MB/s PCI-Express-x1-Steckplätze. Der ICH kümmert sich auch um Funktionen wie eingebettetes Audio, die Schnittstelle zum System-BIOS und Drahtlosnetzwerk.

Abbildungen 4-5a und 4-5b bilden diese Chipsatz-Funktionen auf das Komponenten-Layout eines realen Motherboards ab. Zu Illustrationszwecken haben wir ein Intel D925XECV2-Motherboard verwendet, aber jedes aktuelle Motherboard verfügt über ähnliche Funktionen und ein ähnliches Layout. Nicht alle gezeigten Komponenten sind auf allen Motherboards vorhanden und die genaue Positionierung einiger Komponenten kann abweichen, aber die Grundlagen bleiben gleich.

Abbildung 4-5a: Komponenten-Layout auf einem typischen Motherboard (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

Abbildung 4-5b: Layout-Legende

Der linke hintere Quadrant des Motherboards, gezeigt in Abbildung 4-6, wird von Erweiterungssteckplätzen dominiert – zwei Paare weißer PCI-Steckplätze rahmen ein Paar PCI-Express-x1-Steckplätze ein, mit einem schwarzen PCI-Express-x16-Grafikadapter-Steckplatz ganz rechts. Der weiße zusätzliche hintere Lüfteranschluss ist mittig über dem linken PCI-Steckplatzpaar sichtbar. Der gelbe Stecker oben in der Mitte ist der Front-Panel-Audioanschluss, mit dem Audio-Codec-Chip links oberhalb davon. Der Gigabit-Ethernet-Controller-Chip ist mittig zwischen den beiden Befestigungslöchern rechts oben sichtbar. Das runde Objekt unterhalb der PCI-Express-x1-Steckplätze ist der System-Lautsprecher. Der große Chip unten in der Mitte ist der FireWire-Controller, und die beiden blauen Stiftleisten-Anschlüsse rechts davon sind die FireWire-Schnittstellenanschlüsse für das Front-Panel.

Abbildung 4-6: Linker hinterer Quadrant des D925XECV2-Motherboards (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

Der rechte hintere Quadrant des Motherboards, gezeigt in Abbildung 4-7, wird vom Prozessorsockel (unten rechts), dem Kühlkörper für den Northbridge-Chip (unten links) und einer Draufsicht auf das hintere I/O-Panel (oben) dominiert. Die Gruppe aus drei weißen Steckern oben links sind, von links nach rechts, der hintere Gehäuselüfteranschluss, der alternative Stromanschluss zur Bereitstellung von zusätzlichem Strom für das Motherboard, falls das Netzteil einen 20-poligen Hauptstromanschluss statt eines 24-poligen Anschlusses hat, und der ATX12V-Stromanschluss. Der CPU-Lüfteranschluss ist an der unteren rechten Ecke des Bildes sichtbar.

Abbildung 4-7: Rechter hinterer Quadrant des D925XECV2-Motherboards (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

Abbildung 4-8 zeigt die hinteren I/O-Panel-Anschlüsse. Legacy PS/2-Maus- (oben) und Tastaturanschlüsse sind ganz links sichtbar. Die zweite Gruppe von Anschlüssen umfasst einen parallelen (LPT) Anschluss oben und einen 9-poligen seriellen Anschluss unten links. Unten rechts in dieser Gruppe befinden sich koaxiale (runde) und optische (eckige) Digital-Audio-Ausgangsanschlüsse. Die dritte Gruppe von Anschlüssen sind alles Audioanschlüsse, die für verschiedene Funktionen konfiguriert werden können. Die vierte Gruppe von Anschlüssen hat einen FireWire-Anschluss oben, mit zwei USB 2.0-Anschlüssen darunter. Die fünfte Gruppe von Anschlüssen hat einen Gigabit-Ethernet-Anschluss oben, mit zwei weiteren USB 2.0-Anschlüssen darunter.

Abbildung 4-8: Hintere I/O-Panel-Anschlüsse (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

[quote|format=featured]I/O-Anschluss-Farbcodierungen

Es hat länger gedauert als nötig, aber die I/O-Anschlüsse auf vielen Motherboards verwenden jetzt eine mehr oder weniger standardisierte Farbcodierung, die in Tabelle 4-3 gezeigt wird. Offensichtlich machen Hersteller einige Ausnahmen von Fall zu Fall. Der koaxiale Digital-Audio-Ausgangsanschluss auf diesem Motherboard ist beispielsweise orange, was eigentlich ein Lautsprecher-Ausgang/Subwoofer sein sollte. Ähnlich ist einer der Audioanschlüsse hellgelb, was eigentlich ein Video-Ausgangsanschluss sein sollte. Nun ja.[\/quote]

Tabelle 4-3: I/O-Anschluss-Farbcodierungen

Der linke vordere Quadrant des Motherboards ist in Abbildung 4-9 dargestellt. Das runde Objekt unten rechts ist die Batterie. Der große Chip direkt links daneben ist der Firmware-Hub (FWH), mit dem orangefarbenen BIOS-Setup-Konfigurations-Jumper-Block darunter. Das weiße Objekt links vom Jumper-Block ist der Stromanschluss für den vorderen Gehäuselüfter. Oberhalb dieses Stromanschlusses befindet sich der Trusted-Platform-Module-(TPM)-Chip, und links vom TPM-Chip und Stromanschluss erscheint eine Gruppe von vier Serial-ATA-Schnittstellenanschlüssen. Das große silberne Objekt in der Mitte rechts ist der Kühlkörper für den ICH6-Southbridge-Chip. Der schwarze Stiftleisten-Anschluss links neben dem Southbridge-Kühlkörper ist ein USB-Anschluss für das Front-Panel, mit einem zweiten identischen Anschluss darunter. Der mehrfarbige Jumper-Block an der unteren Kante des Motherboards ist der Front-Panel-Anschluss.

Abbildung 4-9: Linker vorderer Quadrant des D925XECV2-Motherboards (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

Abbildung 4-10 zeigt den rechten vorderen Quadranten des Motherboards, mit den zwei Kanal-A-Speichersteckplätzen oben und zwei Kanal-B-Speichersteckplätzen darunter. Der große Chip unten rechts ist der zusätzliche I/O-Controller-Chip, mit dem weißen ATX-Hauptstromanschluss links davon. Der schwarze ATA-Schnittstellenanschluss befindet sich an der unteren linken Kante dieses Bildes, mit dem Schnittstellenanschluss für das Diskettenlaufwerk direkt rechts daneben.