Mainboard und Peripherie

Was bedeutet Peripherie?

Grundsätzlich ist alles Peripherie, was nicht zu den Kernkomponenten (wie z.B. der Prozessor) des Rechners gehört. Insbesondere bei Billigsystemen werden bestimmte "Peripherie-Geräte" wie die Grafik-, Netzwerk- oder Soundkarte in die Chipsätze des Mainboards integriert. Dies ist kostengünstiger, beinhaltet allerdings Nachteile bei der Performance (Schnelligkeit), da häufig Systemressourcen geteilt werden müssen. So verfügt z.B. eine Grafikkarte über eigenen Arbeitsspeicher, während der Grafikchip auf dem Mainboard sich den Systemspeicher mit dem Prozessor teilen muss.

Nach dem Start des Betriebssystems greift dieses entweder über das BIOS auf dem Mainboard oder direkt auf die Hardware zu (d.h. das BIOS wird dabei umgangen). Bei seinem eigenen Bootvorgang installiert das Betriebssystem eine Vielzahl von Geräte-Treibern. Für den User drückt sich dies durch auffällige Aktivität der Festplatte (Rattern o.ä.) und zum Teil kryptische Bildschirmausgaben aus, bisweilen verdeckt z.B. durch das Windows-Logo.

Die Geräte-Treiber sind hardwarenah-programmierte Software zur Ansteuerung interner und externer Peripheriegeräte wie z.B. Grafikkarte (intern) oder Drucker (extern). Für diese Geräte stehen auf dem Mainboard eine Vielzahl von Steckplätzen und Anschlüssen zur Verfügung.

Anschlüsse für interne Peripherie-Geräte

Grundsätzlich sind die entsprechenden Schnittstellen so ausgelegt, dass nur passende Hardware dort angeschlossen werden kann, vorausgesetzt, es wird nicht rohe Gewalt angewendet. Entsprechend genügt es in den meistern Fällen eigentlich, vor dem Einbau die jeweiligen Kontakte aufmerksam in Augenschein zu nehmen. Ferner sollte bei jeglicher Hardware eine Dokumentation bzw. Einbauanleitung Bestandteil des Lieferumfangs sein.

Als meist benutzte Schnittstelle befindet sich auf dem Mainboard eine unterschiedliche Anzahl von PCI (Peripheral Component Interconnect)-Steckplätzen. Hierfür gibt es zahlreiche Erweiterungskarten wie z.B. ältere Grafikkarten oder Soundkarten, Netzwerkkarten, interne Modems, Videoschnittkarten etc. Die entsprechende Kennzeichnung "PCI" ist im Handel üblich und wird bei den Karten auch so angegeben.

Ebenfalls zur Standardausrüstung gehören AGP-Steckplätze, die moderne AGP-Grafikkarten mit dem schnelleren Accelerated Graphics Port verbinden.

Langsam aber sicher auf dem Rückzug befindlich sind ISA (Industry Standard Architecture)-Steckplätze, die noch für ältere Sound- oder Netzwerkkarten verwendet werden.

Interessant sind die ISA-Steckplätze deshalb, weil durch ihren einheitlichen Standard die Möglichkeit eröffnet wurde, dass Zusatzgeräte auch von verschiedenen Herstellern produziert werden - und Benutzer nachträglich selbst den Austausch einer Komponente am Komplett-System vornehmen konnten. Dieses Prinzip wird bei den faktischen Nachfolgern, den PCI-Steckplätzen, fortgeführt.

Für die zwei gängigen Festplattentypen oder CD/DVD-Laufwerke/Brenner stellt das Mainboard die passenden IDE- oder SCSI-Steckplätze (Small Computer System Interface) bereit. Auf Grund des Preisunterschiedes werden auf normalen PCs fast ausschließlich IDE-Controller mit den zugehörigen Steckplätzen eingesetzt. Bei Bedarf können SCSI-Controller mit passenden Anschlüssen auf Erweiterungskarten für PCI-Steckplätze nachgerüstet werden.

Das Diskettenlaufwerk wird an einen hierfür vorgesehen Steckplatz angeschlossen, der sich ebenfalls auf dem Mainboard befindet. Er ähnelt den IDE-Steckplätzen, d.h. es besteht grundsätzlich Verwechslungsgefahr. Hier empfiehlt sich generell ein Nachschlagen im Handbuch.

Für die Festplatten-, CD- und Diskettenlaufwerkanschlüsse werden unterschiedliche, passende Flachbandkabel verwendet, die beim Öffnen des Gehäuses sofort auffallen - und bei ungünstiger Verlegung, z.B. direkt über dem Prozessor-Lüfter, die Luftzirkulation behindern. Als Folge droht Überhitzungsgefahr. Deswegen gibt es auch schon spezielle Rundkabel im Fachhandel.

Der Anschluss für den Arbeitsspeicher ist leicht an den zwei Plastikklammern zu erkennen, die eine zusätzliche Fixierung der Kontakte herstellen sollen. Diese Klammern müssen beim Austausch geöffnet bzw. geschlossen werden.

Für die heutigen Prozessoren stehen auf dem Mainboard Sockel bereit, während Slots nur noch auf älteren Mainboards für entsprechende Prozessoren anzutreffen sind. Der Unterschied zwischen den beiden Typen besteht darin, dass die Sockelvariante der Prozessoren direkt eingesteckt wird, während sich die Slot-Varianten auf einer Steckkarte befinden.

Extra-Features

Abhängig vom jeweiligen Mainboard-Modell sind zahlreiche Extras bei den Anschlüssen für Peripheriegeräte möglich. Dazu gehört neben den bereits erwähnten SCSI- und RAID-Controllern mit entsprechenden Steckplätzen die schnellere IEEE1394 (Firewire)-Schnittstelle, z.B. für den Anschluss digitaler Videokameras. Eine LAN-Schnittstelle ermöglicht den Anschluss an ein lokales Netzwerk.

Bisweilen ist auch ein CNR (Communication Network Riser)-Steckplatz für CNR-Erweiterungskarten vorhanden, gedacht für spezielle Sound-, Netzwerk- oder Modemkarten. Infrarot-Schnittstellen sind für die Kommunikation mit Notebooks oder Handys vorgesehen. Bei dieser Vorstufe drahtloser Kommunikation werden die Daten per Infrarot-Licht übertragen. Die Reichweite ist geringer als bei Bluetooth, wo die kabellose Datenübertragung per Funk stattfindet. Manche Mainboards verfügen über Bluetooth-Schnittstellen für die Kommunikation mit entsprechend ausgerüsteten Geräten, z.B. Handys oder PDAs.

Die Stromversorgung

Für die Stromversorgung des Mainboards ist das Netzteil zuständig, das an einen entsprechenden Netzstecker angeschlossen wird. Standard sind ATX-konforme Netzstecker. ATX bezeichnet den Form-Faktor und meint damit die physikalische Größe/Layout eines Gerätes. Folge: Ein ATX-Mainboard passt nur in das entsprechende ATX-Gehäuse.

Das Mainboard benötigt zur Versorgung der einzelnen Komponenten eine Vielzahl unterschiedlicher Spannungen, die vom Netzteil in zahlreichen Kabeln geliefert werden, die in einen breiten Stecker münden. Gesondert verlaufen Kabel vom Netzteil direkt zu Festplatte und CD-ROM-Laufwerk.

Grundsätzlich arbeitet ein Rechner im Niedrig-Volt-Bereich, d.h. die höchste Spannung beträgt ca. 12 Volt. Somit ist ein Kontakt mit stromführenden Bauteilen nicht lebensgefährlich (Ausnahmen stellen allerdings das Netzteil und der Monitor dar). In jedem Fall sollte vor Arbeiten am offenen Rechner der Netzstecker gezogen werden. Dies schützt auch die Komponenten vor Zerstörung durch Kurzschluss.

Darüber hinaus bietet das Mainboard Stromausgänge für die verschiedenen Lüfter wie z.B. Prozessorlüfter oder zusätzliche Gehäuselüfter. Da diese Stecker mehr oder weniger identisch sind, empfiehlt es sich, sich genau davon zu überzeugen, den Prozessor-Lüfter richtig anzuschließen. Werden hier Fehler gemacht, kann die Folge eine Überhitzung und Zerstörung des Prozessor sein. Falls der entsprechende Aufdruck auf dem Mainboard nicht eindeutig scheint, sollte in jedem Fall die beigelegte Dokumenation zu Rate gezogen werden.

Anschlüsse für externe Peripheriegeräte

Zu den externen Peripheriegeräte zählen z.B. Drucker, Maus, Tastatur, Scanner, externe Modems und externe USB-Geräte, u.a. auch digitale Fotoapparate.

Die PS/2-Buchsen stehen für Tastatur und Maus zur Verfügung. Sie sind klein (daher auch die Bezeichnung Mini-DIN für den Formfaktor der Buchse), an ihrer runden Form zu erkennen und weisen sechs Pole (in Form von Löchern) auf.

Der längliche Anschluss für den Parallel-Port weist 25 Pole auf - erkennbar an den zahlreichen Löchern - und ist für den Drucker oder Scanner vorgesehen.

Der Anschluss für den seriellen Port ist ebenfalls länglich und hat normalerweise 9 PINs (engl. pin = Nadel ~Kontaktstifte). Es gibt auch Varianten mit 25 PINs. Die beiden Stecker werden häufig im Handel als DB-9 bzw. DB-25 bezeichnet. Am häufigsten werden dort noch Datenübertragungskabel für Handys oder externe Modems angeschlossen.

Generell sind serielle und parallele Anschlüsse auf dem Rückzug, da mehr und mehr Geräte eine Schnittstelle für den Universal-Serial-Bus (USB) bieten. Die Vorteile des USB sind neben meist schnellerer Datenübertragung einheitliche Stecker und Buchsen für unterschiedlichste Geräte, sowie die Möglichkeit, mittels so genannter USB-Hubs (eine Art Vielfachstecker) bis zu 127 Peripherie-Geräte an einem USB-Port anzuschließen. Ferner bietet er die Möglichkeit des Hot-Pluggings, d.h. des Ein- und Aussteckens von Peripheriegeräten bei laufendem Betriebssystem. D.h. das Betriebssystem muss nicht heruntergefahren werden, bevor oder nachdem z.B. eine Digitalkamera für die Bildübertragung angeschlossen wird.

Auswahl eines Mainboards

Auf Grund der zentralen Funktion des Mainboards im PC wirken sich Kompromisse bei der Mainboard-Wahl (Schnäppchen-Kauf) auch auf Komponenten wie Prozessor, Arbeitsspeicher, Grafikkarte usw. aus. Häufig handelt es sich bei Billig-Angeboten um „Auslaufmodelle“ bei den Chipsätzen.

Auch beim Kauf von Komplettsystemen ist es sinnvoll, neben dem Prozessor das Mainboard unter die Lupe zu nehmen - und aus Kostengründen erforderliche Zugeständnisse lieber bei Komponenten zu machen, die sich leichter nachrüsten lassen, z.B. mehr Arbeitsspeicher, eine bessere Grafikkarte oder ein zusätzlicher Lüfter.

Grundsätzlich differieren bei Mainboards nicht nur Preise, sondern auch Erweiterungsmöglichkeiten stark. Ausgangspunkt der Überlegungen sollte die geplante Verwendung des PCs sein, inklusive eventueller kurzfristiger Aufrüstungswünsche wie z.B. mehr oder schnellerer Arbeitsspeicher. Neben den Standard-Features gibt es die bereits erwähnten Extras, die auch im Handel zusätzlich angegeben werden: RAID-Controller, LAN-, Firewire-, Bluetooth-Schnittstellen etc.

Ebenso wird gesondert erwähnt, wenn im Mainboard ein Grafik- oder Sound-Chip integriert ist - oder wenn die Maße (Form-Faktor) nicht für Standard-Gehäuse ausgelegt wären. Generell werden im Handel folgende Spezifikationen angegeben:

Darüber sind detaillierte Informationen direkt bei den Herstellern, z.B. auf deren Homepage, abrufbar.

Der Einbau

Das Mainboard wird im Regelfall an einer Wand des Gehäuses fixiert. Die genaue Art des Einbaus bzw. der Befestigung hängt allerdings vom Gehäuse-Typ ab. Das Öffnen des Gehäuses sowie die Verschraubung der Hardware setzen nicht mehr als etwas handwerkliches Geschick voraus. Probleme tauchen allerdings beim richtigen Anschließen bzw. Verbinden der einzelnen Komponenten mit dem Mainboard auf. Einige Tücken wurden bereits bei den einzelnen Schnittstellen angesprochen.

Das ebenfalls bereits erwähnte Netzteil ist in der Regel Bestandteil des Gehäuses und auf die jeweilige Hardware-Generation ausgelegt. Ein neues Mainboard mit entsprechendem Prozessor in ein älteres Gehäuse einzubauen ist deshalb problematisch, da das alte Netzteil höhere Anforderungen bei der Stromversorgung nicht unbedingt verkraftet - und sich der Austausch des Netzteils oft nicht lohnt.

Auf Grund der stark herstellerspezifischen Architektur eines Mainboards empfiehlt sich ferner nicht die Benutzung allgemeiner Einbau-Anleitungen. Auch Aufdrucke oder beigelegte Montage-Zettel sind für Laien oft nicht ausreichend verständlich. Wer ein Mainboard bestellt und selbst einbauen möchte, sollte deshalb darauf achten, dass eine ausführliche Dokumentation mitgeliefert wird oder sich diese ggf. auf der Hersteller-Homepage selbst herunterladen.

Nur die Beachtung modellspezifischer Einbau-, Anschluss- und Sicherheitshinweise kann eine erfolgreiche Montage gewährleisten und hilft unliebsame Überraschungen - wie z.B. das “Verbruzzeln“ des Prozessors - zu vermeiden. In Zweifelsfällen kann auch der Hersteller-Support weiterhelfen.

Fazit

Ein Grundverständnis der Funktion des Mainboards eröffnet den Zugang zum Zusammenspiel der PC-Hardware. Dies ist auch für Benutzer nicht unwichtig, die selbst nie Hand an ihren Rechner legen. Mit etwas Vorwissen lässt sich z.B. auch die Seriosität einer Kauf- oder Serviceberatung besser einschätzen.

Wer sich dazu animiert fühlt, selbst einmal einen kompletten Rechner zusammenzubauen, sollte dem Beispiel der Mediziner folgen - und sich besser erst einmal in der “Pathologie“ versuchen. Ein alter ausgemusterter Pentium-PC unterscheidet sich in der Bauart nicht wesentlich von seinen Nachfolgern. Ferner wird gebrauchte Hardware oft verschenkt oder sehr günstig zum Kauf angeboten. Das Internet bietet Computerbastlern zahlreiche Tummelplätze zum Austausch von Tipps und Komponenten an.

Warnhinweise: Grundsätzlich nicht an Geräten arbeiten, die an das Stromnetz angeschlossen sind. Grundsätzlich bei empfindlichen, elektronischen Geräten statische Entladungen vermeiden (Erdung). Grundsätzlich immer Dokumentationen bzw. Handbücher benutzen und sie bei Bedarf beim Händler oder Hersteller nachfordern. In Zweifelsfällen lieber Hersteller-Support, Fachhändler oder Service-Firmen zu Rate ziehen.

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