Wie funktioniert eigentlich ein Motherboard?

In diesem Beitrag erläutere ich die Grundprinzipien der Funktionsweise von Motherboards.Als wichtigstes Grundelement von PCs gilt die als Motherboard oder Mainboard bekannte Hauptplatine, welche gewöhnlich aus einer Kunstharz-Trägerplatt und einer Platine besteht. Die Platine enthält in 7 bis 10 Schichten Leiterbahnen aus Kupfer oder Silberschichten (Multilayer), die elektrisch leitfähig sind, und welche wiederum die aufgesteckten Komponenten verbinden. Informationen werden zwischen diesen mittels elektrischer Impulse ausgetauscht. Darauf sind alle Bauteile angeordnet, die dafür verantwortlich sind, die interne Kommunikation des Personal Computers zu steuern und neben der Stromversorgung auch die Verbindung zu sämtlichen peripheren Geräten zu gewährleisten. Erweiterungskarten wie Grafik- und Soundkarten können als Steckkarten in Steckleisten eingesteckt.

Die Aufgaben des Mainboards bestehen im Wesentlichen in der Verteilung der Spannungsversorgung, der Bereitstellung von Pfaden für Kontrollsignale und Daten und in der Bereitstellung verschiedenen Sockel und Kontaktstellen zum Einbau von Baugruppen und Komponenten. Letzte bestehen aus einem Sockel für den Prozessor (CPU), einem EPROM für das BIOS, einem Schwingquartz mit Timer-IC als Taktgeber, einem Chipsatz für Steuerungs- und Logistikbausteine, einem Akku für die Versorgung des CMOS und der Systemuhr, Steckplätzen für den Hauptspeicher und für Erweiterungskarten, Tastatur- und Mausanschluss, Schnittstellenanschlüsse, Sender/Empfänger für kabellose Peripheriegeräte, einem Anschluss für die Spannungsversorgung und einem DIP-Schalter. Das Bindeglied zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems bildet der Chipsatz, welcher den Datenverkehr auf dem Systembus regelt. Dessen Einstellungen werden wenn nötig im BIOS konfiguriert.

Heutzutage ist es Gang und Gebe, viele Funktionen „on board“ also direkt auf dem Mainboard zu verbauen: Sound-, Netzwerk- und Grafikchipsätze haben ihren Weg auf das Motherboard gefunden, was sich zunächst finanziell auswirkt. Aber im Vergleich zu Grafikkarten mit anständigen Beschleunigerchipsätzen sind die Grafikbenchmarks solcher Mainboards oft enttäuschend. Weiter führen sie nicht selten zu dem Problem, dass integrierte Chipsätze sich nur schwer deaktivieren lassen, was bei Systemupdates leider bedeuten kann, dass das gesamte Mainboard ausgetauscht werden muss.

Bei Motherboards existieren verschiedene, gängige Abmessungen, sogenannte Formfaktoren. Diese bezeichnen dessen physikalische Größe, also die Abmessungen der Platine. Durch den Formfaktor wird ausserdem bestimmt, welche Komponente an welcher Stelle auf dem Board angebracht sind, welches Gehäuse und welches Netzwerk werden können.

Beim Einbau von Motherboards gilt es zu beachten, dass sie absolut spannungsfrei im Gehäuse verbaut werden, weil es sonst zu schweren Schäden kommen kann. Meist ist der Einbau leicht: über Steckadapter oder mit Hilfe bereitgelegter Schrauben. Achten Sie auch besonders bei billigen Mainboards darauf, dass sie sich beim Einbau nicht verziehen, weil dies Mikrorisse auf der Platine nach sich ziehen kann, die schwerwiegende Fehlfunktionen zur Folge haben.

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