PCGH History: Mainboards - damals und heute

Die etwas älteren Leser können sich sicher noch an die kleinen Bretter aus 386er-Zeiten erinnern, die im Vergleich zu heute eher mager ausgestattet waren. Selbst der Controller für Laufwerke musste per ISA-Karte nachgerüstet werden. Oft wurde der der Hauptprozessor zu dieser Zeit verlötet, was beim Austausch einen Mainboard-Wechsel verlangte.

Der Trend der letzten Jahre bei Mainboards sieht da deutlich anders aus. Neben der permanenten Modernisierung durch neu eingeführte Standards platzieren die Hersteller immer mehr Komponenten direkt auf der Hauptplatine, die früher in einem Erweiterungssteckplatz untergebracht waren.

Um sich von der Konkurrenz abzuheben und die unterschiedlichen Bedürfnisse zu befriedigen, bieten die Hersteller heute eine ganze Armada von Funktionen, verschiedene Kühllösungen, OC-Optionen im BIOS und herstellerspezifische Features.

Beginnen wir mit einer kleinen Zeitreise durch die Mainboard-Geschichte.



Inhalt:
● Formfaktoren und Peripherieanschlüsse
● Multifunktionalität und Funktionsvielfalt
● Kühlung und Chipsätze

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Formfaktoren und Peripherieanschlüsse
Computerpionier IBM entwickelte den ersten Formfaktor, der auf den Namen XT- (Extended Technology) Faktor hörte und unter anderem im Commodore Verwendung fand. Sein Nachfolger, der AT-Formfaktor (Advanced Technology), dürfte den meisten ein Begriff sein. Mit dem IBM PC AT wurde dieses wichtige Format eingeführt. Die AT-Hauptplatinen wurden lange Zeit eingesetzt, neginnend vom 80286 über den 80386 und 80486 sowie teils auch noch beim 80586.



Kernkomponente der AT-Platinen war der 16 Bit breite ISA-Bus. Später kamen dann auch gemischte Platinen auf den Markt. Zu Zeiten des 80486 fand man auch den VESA-Local-Bus auf solchen Hauptplatinen, in den die Grafikkarte gesteckt werden konnte. Als der PCI-Standard verabschiedet wurde, fanden sich auch solche Steckplätze auf AT-Platinen ein. Die Platinen konnten die letzte Generation der 80486- oder neuere Prozessoren tragen. Mit den Super-Sockel-7-Mainboards fand sich letztendlich auch noch der AGP-Bus auf AT-Platinen ein.

Der Nachfolger des AT-Formates wurde schlicht auf den Namen ATX (Advanced Technology Extended) getauft und 1996 durch die Forcierung von Intel eingeführt. Mit der Zeit wurde das Standard-ATX-Format (305 x 244 Millimeter) durch Sonderformate ergänzt. Am bekanntesten sind Micro-ATX (244 x 244 Millimeter) für kleine Computer wie Barebones und Extended ATX (305 x 330 Millimeter), die häufig im Serverbereich Verwendung finden.



Mit dem ATX-Format trat auch der 32 Bit breite PCI-Bus seinen Siegeszug an und verdrängte schnell die alten Standards. 1997 stellte Intel den AGP-Bus zur Seite, der die Datenflut der neuen Grafikkarten besser bewältigen konnte. AGP arbeitet mit der doppelten Geschwindigkeit wie PCI (66 Megahertz), verwendet aber weiterhin das 32 Bit breite Interface. Damit erreicht man theoretisch die doppelte Bandbreite. Die Modi AGP 2x, 4x und 8x übertragen pro Bit entsprechend mehr Daten.

Mit dem neuen ATX-Format trug man 1997 aber auch anderen Entwicklungen Rechnung. Da immer mehr Komponenten auf den Mainboards verbaut wurden, musste die Fläche vergrößert werden und auch das I/O-Panel wurde nun fest eingeführt. Bei alten AT-Mainboards wurden die Anschlüsse am Gehäuse befestigt (mit Ausnahme des DIN-Tastatur-Anschlusses) und mit Anschlüssen verkabelt.



Zum Anschluss für Maus und Tastatur wurde zunächst PS/2-Ports verwendet, die den DIN- und den COM-Port vom AT-Standard ersetzten. Auch USB machte bereits seine ersten Gehversuche. Die ersten Hauptplatinen verfügten aber meist nur über zwei Anschlüsse am I/O-Panel und im besten Fall einen Header, über den ein Bracket für die Erweiterungsplätze versorgt werden konnte.

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Multifunktionalität und Funktionsvielfalt
Anfänglich waren Mainboards lediglich der Grundträger für allerlei Komponenten, die den PC an die eignen Bedürfnisse anpassen. Wer einen IDE-Controller benötigte, musste bei alten Mainboards eine entsprechende Erweiterungskarte in einen ISA-Port stecken. Im Zuge der Entwicklung wurden aber viele Funktionen integriert. Was mit den Controllern für Laufwerke begann, endet heute in Multitalenten, die einen Audio- und LAN-Chip onboard haben, neben der Southbridge einen zweiten RAID-Controller mitbringen oder Firewire und WLAN bieten. Auch Grafikkarten fanden den Weg direkt auf das Mainboard, wenn auch nicht in spieletauglicher Form.



Das führte dazu, dass zum einen die Mainboard-Preise im Laufe der Jahre gefühlt anzogen und es heute meist mehrere Modelle eines Grundlayouts gibt, die sich darin unterscheiden, wie viele Features verbaut sind. Edel-Modelle gehen heute mitunter für über 200 Euro über den Tresen.

Die Multifunktionalität spiegelt sich auch in der Komplexität wieder. Mager ausgestattete Modelle scheinen im ATX-Format fast leer auszusehen, während man bei der Vollausstattung einen Wust an elektronischen Bauteilen wieder findet. Um so wichtiger sind heutzutage gute Mainboard-Layouts, um das Arangement der vielen Komponenten möglichst sinvoll zu gestalten. Hin und wieder ist die Positionierung des ein oder anderen Anschluss aber schwierig und so findet man Teils recht interessante Ansätze, die aber weniger praktikabel sind.



Auch bei der Funktionsvielfalt und Bedienfreundlichkeit wurde viel getan. Mussten früher noch ganze Armeen von Jumpern gesetzt werden, nur um den Prozessor mit den richtigen Taktraten zu betreiben, wichen diese später DIP-Schaltern und kurz darauf der Autoerkennung und BIOS-Konfiguration. Moderne Mainboards haben kaum noch Jumper im Layout. Ein Segen für all diejenigen, die sich noch daran erinnern können, wie man einen Prozessor per Jumper übertaktet oder eine Funktion ändert.

OC-Optionen gehören heute bereits zum guten Ton - sei es Prozessor, Speicher oder Mainboard selbst. Bei alten Hauptplatinen gestaltet sich solch ein Unterfangen als zeitaufwendig. Die Möglichkeiten waren stark begrenzt oder nicht selten erst gar nicht vorhanden. Je nach Modell lässt sich heute vom CPU-Takt bis zur Southbridge-Spannung eine ganze Reihe Einstellungen vornehmen, die den verbauten Komponenten noch die eine oder andere Leistungsreserve entlocken.



Der Komfort, den heutige Platinen bieten, suchte man früher vergebens. BIOS-Updates können leicht eingespielt werden, verbaute Features lassen sich im BIOS ohne Mühe konfigurieren sowie ein- oder ausschalten; und wenn ein Setting nicht akzeptiert wurde, dann hilft meist ein Recovery-Gedächtnis, dass das BIOS auf die Standard-Werte zurücksetzt.

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Kühlung und Chipsätze
Eine optisch besonders auffällige Entwicklung bei Mainboards sind die verbauten Kühllösungen für Chips. Suchte man bei AT-Mainboards vergebens nach Kühlkörpern oder gar Heatpipes, so bieten aktuelle Modelle Konstruktionen, mit denen vor 15 Jahren ein ganzes System hätte gekühlt werden können. Erste passive und eher kleine Kühlkörper fanden sich auf Mainboards für den Pentium 3. VIA ließ die Northbridge des Apollo-Pro-Chipsatzes mit einem solchen versehen. Durch die gestiegene Leistung der Chips stieg auch entsprechend die erzeugte Abwärme, die abgeführt werden musste.



Vor allem was die Kühlung angeht, sollte der Nachfolger des ATX-Formates - das BTX-Format - Verbesserungen bringen. Die Komponenten wurden am Mainboard so angeordnet, dass eine bessere Kühlung erreicht werden sollte. Der Erfolg blieb jedoch aus. Zwar ist BTX in einigen Komplettsystemen zu finden, aber beim Kauf von Einzelkomponenten spielt der Formfaktor noch immer keine große Rolle und blieb in den Händlerregalen liegen. AMD versucht sich nun mit einem weiteren Formfaktor, der den Namen DTX trägt.



Ebenso wie die Hauptplatine selbst haben auch die Chipsätze eine lange Entwicklung hinter sich. Bei sehr alten Mainboards finden sich mehrere Chips, die alle eine einzelne Aufgabe übernehmen. Im Zuge des Fortschritts setzte sich die Kombination aus North- und Southbridge mehrheitlich durch. Durch die Integration des Speichercontrollers bei AMDs Athlon-Prozessor sind auch Single-Chip-Designs möglich, bei dem die Northbridge alle anfallenden Aufgaben übernimmt.



Abschließend lohnt sich ein Streifzug durch die Bildergalerie, die noch mehr Mainboard-Bilder für Sie bereit hält.