Mainboard-FAQ: Was man über Mainboards wissen sollte (Update 2021)

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msi meg z390 godlike 005 logoGerade Neueinsteiger im Hardware-Bereich sind anfangs mit den gesamten Fachbegriffen zum Thema "Mainboard" leicht überfordert. Aus diesem Grund wurde die Mainboard-FAQ ins Leben gerufen, um den Interessierten einen tieferen und leicht verständlichen Überblick über das Themenfeld der Mainboards zu verschaffen.

Update: Wir haben die FAQ im April 2021 aktualisiert und die aktuelle Marktentwicklung einfließen lassen.

Dabei werden wir jede Menge Fragen beantworten, die wichtig sind und die sich jeder Neueinsteiger zwangsläufig stellt. Welche Formate, welche Sockel und Chipsätze es gibt, was für Anschlüsse auf einem Mainboard vorhanden sein sollten, was es für Extras gegen einen Aufpreis gibt und was es mit dem BIOS (UEFI) auf sich hat. Der Einfachheit halber haben wir uns exemplarisch auf Mainboard-Modelle von MSI und deren Funktionen beschränkt. Generell sind die Informationen aber auf andere Hersteller übertragbar.

Was ist überhaupt ein Mainboard?

Das Mainboard ist die Hauptplatine eines Computersystems und für den Betrieb natürlich absolut notwendig. In manchen Kreisen wird die Hauptplatine auch als "Motherboard" bezeichnet. Auf dem Mainboard finden Komponenten, wie der/die Prozessor/en, der Arbeitsspeicher, die Grafikkarte(n) sowie andere Erweiterungskarten ihren Platz. Außerdem werden dort Storage-Geräte, wie HDDs und SSDs angeschlossen.

Welche Mainboard-Formate gibt es für das Desktop-Segment?

Für jedes Einsatzgebiet gibt es unterschiedliche Formate mit verschiedenen Abmessungen. Oftmals bieten die Hersteller, wie auch MSI, Modelle in allen Formaten an, sodass jeder Einsatzbereich abgedeckt werden kann.

Ganz klassisch existiert das ATX-Format, das im Grunde genommen ausreichend Platz bietet. Wenn es etwas mehr sein darf, gibt es das Extended-ATX-Format (kurz: E-ATX), das überwiegend bei den High-End-Mainboards zu finden ist und mehr Raum für weitere Onboard-Komponenten bietet. Vorteil ist, dass die Bohrungen zur Fixierung identisch zum ATX-Format sind.

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Etwas kleiner fällt dann das Micro-ATX-Format (kurz: µATX) aus, das quadratische Abmaße besitzt und dennoch genügend Platz für eine ausgewogene Ausstattung bietet. Anders sieht es da mit den Mini-ITX-Abmessungen aus, mit denen es dagegen schon sehr eng zugeht. Der Vorteil bei den kleinen Abmessungen ist dafür natürlich, dass sich kompakte, aber dennoch leistungsstarke Systeme erstellen lassen.

Bei der Wahl des Mainboards sollte dann natürlich darauf geachtet werden, dass die ausgewählte Platine auch in das Gehäuse passt. Generell lässt sich sagen, dass in ATX-Gehäusen auch Micro-ATX- und Mini-ITX-Mainboards hineinpassen. Andersherum geht dies natürlich nicht.

Davon ab gibt es natürlich noch weitere Formate im professionellen Server-Segment, allerdings beschränken wir uns einzig auf das Desktop-Segment, das für den Großteil unserer Leser am relevantesten ist.

Welche CPU-Sockel und Chipsätze sind aktuell gängig?

Jedes Mainboard benötigt für den Betrieb einerseits einen CPU-Sockel und dazu den passenden Chipsatz. In der fernen Vergangenheit bestand der Chipsatz eines Mainboards aus einer North- und einer Southbridge. In der Northbridge wurden beispielsweise die Controller für den Arbeitsspeicher oder die PCI-Express-Anbindung primär für die Grafikkarte(n) und weiteres untergebracht, was nicht in der CPU integriert wurde. In der Southbridge hingegen fanden der Storage-Controller, USB-Controller und weitere Komponenten ihren Platz.

In der heutigen Zeit wieder angekommen, gibt es die Northbridge bei aktuellen Mainboards schlichtweg nicht mehr. Der ganze Part befindet sich nun in den Prozessoren selbst, sodass der Einsatz eines zusätzlichen Chips überflüssig ist. Übrig geblieben ist schließlich noch die Southbridge, die als Chipsatz bezeichnet wird. Einzige Ausnahme stellen SoC-basierte Mainboards (SoC: System on a Chip) dar, bei denen sämtliche Controller in der CPU integriert sind. Bei Intel und AMD wird der Chipsatz (ehemals Southbridge) als "PCH" (Platform Controller Hub) bezeichnet.

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Wenn wir nun bei den aktuellen Mainstream- und High-End-Plattformen (HEDT) bleiben, gibt es auf der Intel-Seite den Sockel LGA1200 (für Comet Lake-S und Rocket Lake-S) und den LGA2066 (Skylake-X und Cascade Lake-X) und auf der AMD-Seite den Sockel AM4 (Matisse (Ryzen 3000), Renoir (Ryzen 4000G) und Vermeer (Ryzen 5000)) sowie den großen Sockel sTRX4/sWRX8 für die Ryzen-Threadripper-(Pro)-Prozessoren der dritten Generation (Castle Peak). Das Portfolio von MSI umfasst aktuell Mainboards für alle relevanten Sockel im Mainstream- und High-End-Bereich.

Die aktuellen Plattformen im Überblick
Feature/Sockel
Intel LGA1200
Intel LGA2066
AMD AM4
AMD sTRX4/sWRX8
Segment Mainstream High-End Mainstream High-End
Sockel-Typ LGA (Land Grid Array) PGA (Pin Grid Array) LGA
Anzahl Pins 1200 2066 1331 4094
Max. CPU-Kerne/Threads 8/16 (Rocket Lake-S)
10/20 (Comet Lake-S)
18/36 16/32 64/128
Chipsätze Z590, Z490, H570, H470, B560, B460, H510, H410 X299 X570, B550, A520, X470, B450 TRX40, WRX80
Overclocking-Support Z590, Z490, H570- und B560 (nur RAM) X299 X570, B550, X470, B450 TRX40
CPU-Code-Name Rocket Lake-S
(Core i 11xxx)
Comet Lake-S
(Core i 10xxx)
Skylake-X (Refresh)
Cascade Lake-X
Matisse
(Ryzen 3000)
Renoir
(Ryzen 4000G)
Vermeer
(Ryzen 5000)
Castle Peak

 

In der folgenden Tabelle können alle aktuellen Intel-Chipsätze miteinander verglichen werden. Dabei kann ausschließlich mit dem X299- und Z590-Chipsatz der Prozessor und der Arbeitsspeicher übertaktet werden. Die Chipsätze H570 und B560 ermöglichen zumindest die RAM-Übertaktung.

Die aktuellen Intel-Chipsätze im Überblick
Key Feature
X299
Z590
H570
B560
H510
Segment High-End Mainstream Mainstream Mainstream Mainstream
CPU-Sockel LGA2066 LGA1200 LGA1200 LGA1200 LGA1200
Fertigung 22 nm 14 nm 14 nm 14 nm 14 nm
PCIe-4.0-Konfiguration
(Rocket Lake-S, LGA1200)
- 1x16, 1x16+ 1x4,
2x8+ 1x4, 1x8 + 3x4
1x16 + 1x4 1x16 + 1x4 1x16
PCIe-3.0-Konfiguration (CPU) 1x16 oder 2x8/
1x16, 1x8/2x16, 1x8
1x16, 2x8
oder
1x8+2x4
1x16 1x16 1x16
Multi-GPU SLI / CrossFireX CrossFireX -
Max. Displays/Pipes - 3/3 3/3 3/3 3/3
RAM Channel/ DIMMs pro Kanal 4/2 2/2 2/2 2/2 2/1
CPU- und RAM-Overclocking Ja Ja Ja (nur RAM) Ja (nur RAM) Nein
integr. WLAN-AX-Vorbereitung Nein Ja Ja Ja Ja
Intel Smart Sound Technology Nein Ja Ja Ja Ja
Optane-Memory-Unterstützung Ja Ja Ja Ja Ja
integr. SDXC-(SDA 3.0)-Support Nein Ja Ja Ja Ja
USB-Ports (USB 3.2 Gen1) 14 (10) 14 (10) 14 (8) 12 (6) 10 (6)
Max. USB-3.2-Gen1/2-Ports 10/0 10/10 8/4 6/4 4/0
Max. USB-3.2-Gen2x2-Ports 0 3 2 2 0
Max. SATA-6GBit/s-Ports 8 6 6 6 4
Max. PCIe-3.0-Lanes 24 24 20 12 6
Intel Rapid Storage Technology Ja Ja Ja Ja Ja
Max. Intel RST für
PCIe-Storage-Ports
(M.2 x2 oder x4)
3 3 3 2 1
Intel RST PCIe RAID 0, 1, 5 Ja Ja Ja Nein Nein
Intel RST SATA RAID 0, 1, 5, 10 Ja Ja Ja Nein Nein
Intel RST CPU-attached
Intel-PCIe-Storage
Ja Ja Ja Nein Nein

 

In der folgenden Tabelle können alle aktuellen AMD-Chipsätze miteinander verglichen werden. Dabei kann mit dem TRX40-, X570-, B550-, X470- und B450-Chipsatz der Prozessor und der Arbeitsspeicher übertaktet werden.

Die aktuellen AMD-Chipsätze im Überblick
Key-Feature
WRX80
TRX40
X570
B550
A520
Segment High-End High-End Mainstream Mainstream Mainstream
CPU-Sockel sWRX8 sTRX4 AM4 AM4 AM4
Fertigung 12 nm 12 nm 12 nm 14 nm 14 nm
PCIe-4.0-Konfiguration (CPU) (*1) 7x16 2x16, 2x8 1x16 + 1x4 oder 2x8 + 1x4 -
PCIe-3.0-Konfiguration (CPU) 7x16 2x16, 2x8 1x16 oder 2x8 + 1x4 1x16 oder 2x8 + 1x4 1x16 + 1x4
Max. PCIe-3.0-Lanes - - - 8 6
Max. PCIe-4.0-Lanes 24 24 16 - -
Max. USB-3.2-Gen1/2-Ports 0/8 0/8 0/8 2/2 1/2
Max. USB-2.0-Ports 4 4 4 6 6
Max. SATA-6GBit/s-Ports 12 12 12 6 6
Multi-GPU SLI / CrossFireX SLI / CrossFireX SLI / CrossFireX SLI / CrossFireX -
RAM Channel / DIMMs pro Kanal 8/1 4/2 2/2 2/2 2/2
CPU- und RAM-Overclocking Nein Ja Ja Ja Nein
RAID (0, 1, 10) Ja Ja Ja Ja Ja
XFR Ja Ja Ja Ja Ja
XFR 2 (Enhanced) Ja Ja Ja (Ja) Ja (Ja) Ja (Ja)
Precision Boost Overdrive Ja Ja Ja Ja Ja
*1: Nur in Verbindung mit einem Ryzen-(Threadripper)-3000/5000-Prozessor

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Wofür braucht das Mainboard Arbeitsspeicher?

Der Arbeitsspeicher eines Computersystems wird auch RAM (Random Access Memory) genannt und dient als Kurzzeitgedächtnis, der mit temporären Daten des Betriebssystems und von aktuell ausgeführten Programmen gefüllt wird, damit der Prozessor schnellen Zugriff auf wichtige Daten zur Ausführung des Programms und des Betriebssystems erhält.

Welche Arbeitsspeicher-Art wird aktuell verwendet?

In der Vergangenheit gab es viele RAM-Technologien. Sei es der EDO-RAM, der SD-RAM oder auch der DDR(1)-RAM, DDR2-RAM und DDR3-RAM. In aktuellen Computersystemen wird der DDR4-SDRAM-Standard genutzt. Dies steht für "Double Data Rate (4. Generation) Synchronous Dynamic Random Access Memory". Das "Double Data Rate" sagt dabei aus, dass die effektive RAM-Taktfrequenz doppelt so hoch ausfällt, als die real anliegende RAM-Taktfrequenz (auch physikalischer Takt genannt).

Wenn das DIMM (Dual Inline Memory Modul) also mit realen 1.333 MHz arbeitet, liegt die effektive Taktfrequenz bei 2.666 MHz. Tools wie CPU-Z zeigen stets den realen Takt an, sodass dieser Wert also mit der Zahl 2 multipliziert werden muss. Wichtig ist außerdem, dass in den Desktop-Mainboards fast ausschließlich UDIMMs akzeptiert werden, sprich Unbuffered-DIMMs.

In professionellen Umgebungen, wie bei Workstation- oder Server-Mainboards kommen dagegen in der Regel RDIMMs (Registered DIMMs) oder LRDIMMs (Load Reduced DIMMs) mit ECC-Unterstützung (Error Correcting Code) zum Einsatz. Letzteres Feature stellt eine Fehlerkorrektur dar und muss zudem vom eingesetzten Prozessor unterstützt werden. Für den Einsteiger reicht es allerdings aus, sich die UDIMMs zu merken.

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Wieviel Arbeitsspeicher passt auf ein Desktop-Mainboard?

Dies hängt davon ab, wie viele DIMM-Steckplätze auf dem Mainboard vorhanden sind, wieviel der Memory-Controller im Prozessor stemmen kann und welche DIMMs verwendet werden. Auf einem aktuellen Mainstream-Mainboard mit vier DDR4-DIMM-Steckplätzen, wie dem MSI MEG Z590 ACE, können bis zu 128 GB an Arbeitsspeicher verbaut werden. Nimmt man stattdessen das MSI Creator TRX40 mit acht DDR4-DIMM-Slots, sind es hingegen bis zu 256 GB. Stehen lediglich zwei RAM-Steckplätze zur Verfügung, wie auf einem Mini-ITX- oder einem Einstiegs-Mainboard, beträgt die maximale Arbeitsspeicher-Kapazität schlicht die Hälfte.

Um auf einen RAM-Ausbau bis 128 GB respektive 256 GB zu kommen, müssen generell RAM-Module mit jeweils 32-GB-Speicherkapazität verwendet werden. Somit liegt die Entscheidung beim Anwender, wieviel Arbeitsspeicher für sein Vorhaben benötigt wird. Reichen beispielsweise 128 GB RAM nicht aus, was eher selten der Fall sein sollte, muss zwingend zu einer High-End-Plattform gegriffen werden. Beispielsweise sind an dieser Stelle AMDs Ryzen-Threadripper-(Pro)-Prozessoren zu nennen.

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Was bedeutet "Dual-Channel" und "Quad-Channel"?

Ein einzelnes DIMM auf einem Mainboard arbeitet im Single-Channel-Mode und bietet beispielsweise eine Speicherbandbreite von 15 GB/s. Mit einem zweiten DIMM auf dem zweiten Kanal wird schließlich der Dual-Channel-Mode aktiviert, wodurch sich die Speicherbandbreite auf 30 GB/s verdoppelt. Unterstützen das Mainboard und der Prozessor schließlich Quad-Channel, vervierfacht sich die ursprüngliche Speicherbandbreite mit vier DIMMs auf bis zu 60 GB/s.

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Generell ist zu beachten, dass nahezu jedes aktuelle Mainstream-Mainboard das Dual-Channel-Interface und so ziemlich jedes High-End-Mainboard (Intel X299 und AMD TRX40) den Quad-Channel-Mode unterstützt. In Verbindung mit AMDs Ryzen-Threadripper-Pro-CPUs und den sWRX8-Mainboards und dem WRX80-Chipsatz wird selbst Octa-Channel unterstützt, sodass die Speicherbandbreite gegenüber Quad-Channel abermals verdoppelt wird. Neben dem Mainboard muss allerdings auch der Memory-Controller im Prozessor den jeweiligen Modus unterstützen. Ferner ist es wichtig, dass bestenfalls identische DIMMs mit derselben Speicherkapazität verbaut werden. Dadurch erhält man die beste Performance und Stabilität.

Mit welcher Spannung arbeiten die DDR4-DIMMs?

Die Standard-Spannung für DDR4-DIMMs liegt bei niedrigen 1,2 V. Diese gilt in der Regel bis zu einer effektiven Taktfrequenz von 2.800 MHz (DDR4-2800). Oberhalb davon beträgt die RAM-Spannung (VDIMM) in der Regel 1,35 V. Bei extrem schnellen RAM-Kits sind auch 1,4 V und 1,45 V nicht unüblich.

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Was sollte beim Mainboard-Layout beachten werden?

Bei der Hülle und Fülle an Mainboards ist es gar nicht so leicht, den Überblick zu behalten. Beim Layout kommt es zwar auch auf den persönlichen Geschmack und auf die eigenen Anforderungen an, doch es gibt einige Aspekte, die grundsätzlich beachtet werden sollten. Beispielsweise werden die SATA-Ports meist auf günstigeren Platinen vertikal ausgerichtet und teilweise etwas deplatziert auf dem PCB (Printed Circuit Board) positioniert. Moderner und komfortabler ist daher die um 90 Grad angewinkelte Bauweise.

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Wenig Sinn ergibt zudem ein Erweiterungssteckplatz unterhalb des oberen PCIe-4.0/3.0-x16-Slots, denn in dem steckt oftmals eine Dual- oder gar Triple-Slot-Grafikkarte. Damit wird/werden der darunter liegende/n Steckplatz/Steckplätze überdeckt und unbrauchbar. Praktischer ist da schon, an dieser Stelle einen M.2-Steckplatz für (NVMe-)SSDs unterzubringen.

Nicht ganz unwichtig ist auch die Positionierung der Lüfter- und WaKü-Header, die optimalerweise am Rand des Mainboards untergebracht sein sollten. Dies gilt übrigens auch für die (A)RGB-LED-Header.

So weißt beispielsweise das MSI MEG X570 UNIFY ein gut durchdachtes Layout auf und ist für eine einzige Grafikkarte konzipiert. Die vier SATA-Ports sind auch in diesem Fall um 90 Grad angewinkelt und alle drei M.2-M-Key-Schnittstellen können zeitgleich ohne Einschränkungen im PCIe-4.0-x4-Modus genutzt werden. In den meisten Fällen jedoch muss mit  Einshränkungen gerechnet werden. Mal fallen SATA-Ports weg, wenn zu viele M.2-Anschlüsse belegt sind oder auch ein Erweiterungsslot arbeitet höchstens im x2-Mode statt im x4-Mode.

Was ist mit VRM-Bereich gemeint?

VRM steht für "Voltage Regulator Module" und beschreibt die zwingend notwendige Spannungsversorgung für den Prozessor und für den Arbeitsspeicher. Da das gesamte Mainboard hauptsächlich mit 12 V, 5 V und 3,3 V betrieben wird, können und dürfen diese hohen Spannungen nicht direkt an den Prozessor und an den RAM weitergegeben werden. Aktuelle Prozessoren arbeiten in normalen Bedingungen (ohne Extreme-Overclocking) bis etwa 1,45 V, was auch für den RAM gilt.

Und genau an diesem Punkt kommt die Spannungsversorgung ins Spiel. Diese besteht aus verschiedenen Komponenten, wie etwa den Eingangs- und Ausgangskondensatoren, den MOSFETs, den MOSFET-Drivern und natürlich auch aus den Spulen. Die MOSFETs bestehen aus einem Highside- und einem Lowside-Part und haben die Aufgabe, die 12-V-Spannung zu regulieren, sodass diese an die Spulen weitergegeben werden können, die wiederum die CPU mit der nötigen und ausreichenden Spannung versorgen. Es gibt aber auch MOSFETs, die alle nötigen Komponenten, wie den Highside- und Lowside-Part sowie den MOSFET-Driver selbst integriert haben. Diese werden als Power-Stages bezeichnet.

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Die interne Anbindung erfolgt dann allerdings oftmals anders und betrifft den PWM-Controller, der die Spulen schließlich noch steuern muss. Sofern weit mehr Spulen bereitgestellt werden sollen, als der PWM-Controller alleine steuern kann, werden oftmals zwei Spulen zusammengeschaltet, die für den PWM-Controller als eine Spule gewertet werden. Eine andere Möglichkeit ist es, Phasen-Doppler-Chips einzusetzen, sodass der PWM-Controller entlastet wird und genau passend zum Einsatz kommt.

Beim MSI MEG B550 UNIFY wurden in der Summe 16 Spulen verbaut, von denen 14 Stück für die CPU-Spannung (VCore) und zwei Stück für den SoC-Bereich zuständig sind. Der PWM-Controller in diesem Beispiel ist der XDPE132G5C von Infineon, der 16 Spulen steuern kann. Aus diesem Grund musste MSI auf kein Teaming setzen oder Double-Phase-Chips verlöten. Alle 16 Leistungsstufen werden nativ und direkt angesprochen. Vom Netzteil aus können gleich zwei 8-Pin-CPU-Stromstecker mit dem Mainboard verbunden werden. Für den normalen Betrieb reicht jedoch auch ein 8-Pin-Stecker aus. Der zweite Connector ist dafür gedacht, wenn die CPU extrem übertaktet werden soll.

Gerade bei Mainboards mit Overclocking-Unterstützung kann der Anwender im BIOS die Spannung selbst anpassen und erhöhen oder reduzieren. Eine Reduzierung der CPU-Spannung bewirkt zum einen niedrigere CPU-Temperaturen und zum anderen einen etwas geringeren Stromverbrauch. Möchte man den Prozessor bis ans Limit übertakten, ist dagegen meist eine Erhöhung der CPU-Spannung notwendig. In diesem Bereich ist dann auch die Load-Line-Calibration ein interessanter Punkt.

Was ist Load-Line-Calibration?

Die Load-Line-Calibration ist in der Overclocking-Szene besonders bekannt und beliebt. Mit normalen BIOS-Einstellungen wird die CPU-Spannung unter Last um einige Millivolt herabgesetzt, damit beim Wechsel von Last auf Idle und mit der anschließenden Spannungssenkung keine schädlichen Spannungsspitzen entstehen können. Genannt wird diese Spannungssenkung auch "VDroop" Diese Spannungsspitzen bei den Last-Wechseln sind mit Tools nicht auslesbar und können deswegen bei falschen BIOS-Einstellungen schädlich für den Prozessor sein.

Beim Overclocking wird der Spannungsabfall unter Last aber nur ungern toleriert und deshalb greifen die Anwender zur Load-Line-Calibration. Diese arbeitet nämlich gegen den von den Prozessor-Herstellern gewollten Spannungsabfall im Last-Betrieb, sodass auch dann die eingestellte Spannung anliegt und sich somit die Stabilität erhöht. Im BIOS stehen dazu meist verschiedene Stufen zur Verfügung, sodass jeder Anwender für sich die passende Einstellung vornehmen kann.

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Beim MSI MEG B550 UNIFY lässt sich die CPU-Load-Line-Calibration von Level 1 bis Level 8 einstellen, wobei Level 1 die höchste Stufe darstellt und den VDroop vollständig verhindert und Level 8 den von AMD beabsichtigten Spannungsabfall unter Last zulässt.

Welche speziellen Overclocking-Features kann ein Mainboard bereitstellen?

Nahezu jeder Mainboard-Hersteller bietet auch spezielle Overclocking-Mainboards an. Auf diesen Platinen werden weitere Komfortelemente verlötet, wie Spannungsmesspunkte für die wichtigsten System-Spannungen, oder auch Tasten, um den CPU-Multiplikator zu erhöhen oder zu senken.

Der so genannte LN2- und Slow-Modus wird hingegen beim Extreme-Overclocking benötigt. wenn zur Kühlung Stickstoff (LN2) verwendet wird. Damit das System unter diesen extremen Bedingungen lauffähig ist, werden beide Modi benötigt.

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Was ist ein I/O-Panel?

Das I/O-Panel (Input/Output-Panel) beschreibt den externen Anschlussbereich, der bei jedem Desktop-Mainboard anzutreffen ist - und der natürlich je nach Mainboard-Modell unterschiedlich bestückt ist. Am I/O-Panel werden beispielsweise USB-Geräte, das Netzwerkkabel und in manchen Fällen auch der Monitor angeschlossen.

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Was für Anschlüsse sollten am I/O-Panel verbaut sein?

Diese Frage ist nicht eindeutig zu beantworten, da jeder Mensch unterschiedliche Vorstellungen und Anforderungen an das Mainboard setzt. Zur Pflicht gehören jedoch ein paar USB-Anschlüsse und ein Netzwerkanschluss. Auch zum Anklemmen von Audio-Geräten sind in der Regel immer entsprechende Buchsen vorhanden. Bei günstigen Mainboards fällt der Ausbau dann aber doch sehr übersichtlich aus, sodass nach den eigenen Anforderungen geschaut werden sollte, welche Anschlüsse wirklich benötigt werden.

Welche USB-Schnittstellen gibt es aktuell?

Derzeit werden USB-3.2-Gen1-, USB-3.2-Gen2- und USB-2.0-Anschlüsse sowie in immer öfteren Fällen auch USB-3.2-Gen2x2-Ports verbaut. Während USB 2.0 Transferraten bis 480 MBit/s ermöglicht, sind mit USB 3.2 Gen1 bereits 5 GBit/s möglich. Der USB-3.2-Gen2-Standard verdoppelt diesen Wert auf beachtliche 10 GBit/s. USB 3.2 Gen2x2 hingegen schafft es, Daten mit bis zu 20 GBit/s zu übertragen.

Neben der Typ-A-Anschlussvariante gibt es zudem die Typ-C-Variante. Diese bietet einen verdrehsicheren und deutlich kleineren Stecker, bei dem es egal ist, wie rum man ihn in die Buchse steckt.

Welche Anschlüsse sollten generell auf einem Mainboard verbaut sein?

Für den klassischen Betrieb mit einer potenten Grafikkarte wird zwingend einmal PCIe 4.0/3.0 x16 benötigt, der auch ältere Grafikkarten ansprechen kann (Abwärtskompatibilität). Je nach Anforderung können auch weitere kleinere Steckplätze, wie PCIe 4.0/3.0 x1 nicht schaden. Für Festplatten und SSDs bieten sich die SATA-6GBit/s-Ports an. Gerade für deutlich schnellere SSDs mit dem NVMe-Protokoll (Non Volatile Memory Express) sollte das Mainboard einen oder gleich mehrere M.2-M-Key-Anschlüsse bereitstellen, der auf vielen aktuellen Mainboards mit PCIe 4.0 x4 (64 GBit/s) angebunden ist und umgerechnet bis auf theoretische ~8 GB/s an Übertragungsrate kommt.

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Auf dem MSI MEG Z590 ACE beispielsweise wurden zwei PCIe-4.0-x16-Steckplätze auf mechanischer Basis verbaut, von denen die oberen Beiden über den LGA1200-Prozessor angebunden sind. Der unterste Steckplatz arbeitet hingegen mit dem Z590-Chipsatz zusammen. In den Zwischenräumen wurden vier M.2-Anschlüsse in der M-Key-Variante positioniert.

Wichtig sind natürlich außerdem Lüfter- und auch WaKü-Anschlüsse (FAN- und Wakü-Header), damit der Lüfter vom Prozessor-Kühler angeschlossen werden kann oder damit die Pumpe der Wasserkühlung mit Strom versorgt wird. Aber auch für Gehäuse-Lüfter sollten entsprechende FAN-Header bereitgestellt werden, damit frische Luft ins Gehäuse und die warme Luft aus dem Gehäuse transportiert werden kann.

Was sind Front-Header und welche brauche ich?

Front-Header sind spezielle Anschlüsse für die Gehäuse-Front. So lassen sich USB-Schnittstellen und Audio-Anschlüsse mit der Gehäuse-Front verbinden. Üblich sind USB-3.2-Gen1- und USB-2.0-Header, wobei jeder Header zwei Schnittstellen bereitstellen kann. Doch auf vielen Mainboards sind aber auch schon die Typ-C-Header anzutreffen, die je nach Anbindung mit der USB-3.2-Gen1- oder Gen2-Spezifikation arbeiten können.

Während die USB-2.0-Header langsam überflüssig werden, ist zumindest ein USB-3.2-Gen1-Header wichtig, damit der schnelle Anschluss auch über das Gehäuse erreicht werden kann. Auch kann es nicht schaden, wenn für den Onboard-Sound ein entsprechender Front-Header vorhanden ist.

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Brauche ich eine dedizierte Soundkarte?

Die Mainboards in der Vergangenheit hatten nur einen rudimentäre Onboard-Sound verbaut. Das hat sich aber grundlegend geändert. Moderne Mainboards bieten oftmals einen deutlich aufgewerteten Onboard-Sound. Die Hersteller verbauen je nach Modell einen entsprechenden Audio-Codec und verlöten dazu auch noch Audio-Kondensatoren, sodass der Sound besser klingt.

Aber auch für Kopfhörer werden gerade bei teureren Modellen ab Werk Kopfhörerverstärker mit verlötet, damit selbst Kopfhörer mit hoher Impedanz (Ohm) angesteuert werden können. Hochpreisige Platinen haben auch spezielle DAC-Chips (Digital-Analog-Converter) an Bord. Generell fällt die Audio-Ausstattung je nach Mainboard-Modell unterschiedlich aus.

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Auf dem MSI MPG Z490 GAMING EDGE WIFI befindet sich beispielsweise der Realtek-ALC1200-Codec. Außerdem sind fünf Audio-Kondensatoren verlötet worden. Der ganze Audio-Bereich wurde strikt vom Rest des Mainboards getrennt, damit es bei der Audio-Wiedergabe zu keinen Interferenzen kommen kann.

Alternativ kann natürlich auch eine dedizierte Soundkarte verwendet werden. Wirklich lohnenswert sind dedizierte Modelle aber nur noch für Sound-Enthusiasten.

Brauche ich eine dedizierte Netzwerkkarte?

Auf jedem Mainboard ist zumindest ein 1-GBit/s- oder ein 2,5-GBit/s-Netzwerkanschluss zu finden, sodass eine Zusatzkarte keinesfalls nötig ist. Bei High-End-Platinen können auch 5-GBit/s- oder 10-GBit/s-LAN-Ports angetroffen werden.

Gibt es Mainboards, auf denen bereits WLAN und Bluetooth verbaut ist?

Es gibt viele Platinen, die bereits ein WLAN-AC/AX- und Bluetooth-Modul verbaut haben, sodass die Anwender selbst in diesem Bereich keine Zusatzkarte einbauen müssen. So auch beim MSI MAG X570 TOMAHAWK WIFI, das den Intel WiFi-6-AX200-Controller erhalten hat und damit sehr hochwertig ist. Neuer ist hingegen Intels Wi-Fi-6-AX210-Modul, das als Neuerung auch Wi-Fi 6E unterstützt.

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Was ist ein BIOS?

Das BIOS ist die Schaltzentrale eines Mainboards und die Schnittstelle, die zwischen der Hard- und Software agiert. BIOS steht für "Basic Input Output System" und wird seit längerem auch als UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) bezeichnet. Über das BIOS oder UEFI können je nach Modell zahlreiche Einstellungen vorgenommen werden. Seien es die Overclocking-Einstellungen, das Deaktivieren von Komponenten, um die Boot-Reihenfolge zu ändern und Weiteres.

Was ist der Unterschied zwischen BIOS und UEFI?

Das BIOS selbst ist schon sehr viele Jahre alt und hatte in jüngerer Vergangenheit das Problem, dass es stets an neue Standards angepasst werden musste. Aus diesem Grund wurde das UEFI als neue Variante des BIOS von Herstellern, wie AMD, Intel und IBM beschlossen. Das UEFI ist im Gegensatz zum BIOS als eigenes kleines Betriebssystem anzusehen.

Dies bietet den Vorteil, dass mit der Maus und/oder der Tastatur durch die Menüs navigiert werden kann, währenddessen sich das BIOS ausschließlich mit der Tastatur bedienen lässt. Ebenfalls neu ist das GPT-Partitionschema, das bei einer einzelnen Partition ab einer Speicherkapazität von 2,2 TB zwingend erforderlich ist. Davon ab lassen sich mit dem UEFI bis zu 128 primäre Partitionen erstellen. Mit dem BIOS und dem dazugehörigen MBR-Partitionsschema sind es maximal vier primäre Partitionen.

Mit dem UEFI wird außerdem ein neuer Bootloader mitgeliefert, der ausschließlich 64-Bit-Betriebssysteme starten lässt.

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Muss ich das BIOS/UEFI aktualisieren?

Wenn das zusammengebaute System startet, empfiehlt es sich, auch gleich das aktuellste BIOS aufzuspielen, damit gegebenenfalls bekannte Probleme ausgeschlossen werden können. In manchen Fällen macht ein BIOS/UEFI-Update auch dann Sinn, wenn beispielsweise im Anschluss eine völlig neue CPU-Generation in den Sockel installiert werden soll, die das Mainboard, genauer das BIOS/UEFI, ansonsten nicht erkennen würde.

Die Bedienung, Aktualisierung und Zurücksetzung des BIOS/UEFI

Bei den MSI-Mainboards genügt das (mehrmalige) Betätigen der ENTF-Taste nach dem Einschalten des Computersystems.

Auf modernen Mainboards muss das BIOS nicht mehr über den DOS-Mode aktualisiert werden, sondern kann komfortabel über das BIOS direkt mithilfe der Instant-Flash-Funktion installiert werden. MSI nennt dieses Feature "M-Flash". Hierzu muss die BIOS-Datei von der MSI-Webseite herunterladen und auf einen mit FAT32-Dateisystem formatierten USB-Stick verschoben/kopiert werden.

Im MSI-BIOS startet man das Board dann im Flash-Mode neu und wählt im erscheinenden Fenster dann die BIOS-Datei aus und das Mainboard macht den Rest von selbst.

Sofern das Mainboard über einen Flash-BIOS-Button verfügt, kann das BIOS auch auf diesem Wege hin aktualisiert werden und dabei wird nicht einmal eine vorinstallierte CPU oder der Arbeitsspeicher benötigt. Wichtig ist jedoch, dass der 24-polige und ein 8-Pin-Stromanschluss eingesteckt sind. Bei einem MSI-Mainboard muss die heruntergeladene BIOS-Datei in MSI.ROM umbenannt und dann auf den USB-Stick verschoben/kopiert werden. Anschließend muss der USB-Stick in den dafür gedachten und gekenntzeichneten USB-Anschluss am I/O-Panel eingesteckt und schließlich noch der Flash-BIOS-Button betätigt werden. Das Mainboard startet dann von selbst die BIOS-Aktualisierung. Nachdem es mit dem Vorgang fertig ist, startet das Mainboard neu.

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Einerseits können im BIOS/UEFI die Einstellung auf Standard (Default Values) zurückgesetzt werden. In manchen Fällen ist aber auch ein CMOS-Clear notwendig, der das BIOS/UEFI wirklich wieder auf Null zurückversetzt. Hierzu besitzt das Mainboard entweder einen entsprechenden CMOS-Clear-Button oder aber einen Jumper-Header. Eine weitere Methode stellt das Entfernen der BIOS-Batterie dar. Bei allen drei Methoden ist es wichtig, dass die Stromzufuhr des Mainboards gekappt wurde.

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Das Speichern von Profilen im BIOS ist ein sehr beliebtes Feature unter dem UEFI. In den meisten Fällen können die gesetzten UEFI-Einstellungen in mehreren Profilen abgespeichert werden. Die Profile können dann auch auf einen externen Datenträger, wie ein USB-Stick, exportiert und auch wieder importiert werden. Das MSI MEG B550 UNIFY bietet sechs Speicherslots an.

Welche Software gibt der Mainboard-Hersteller noch mit auf den Weg?

So ziemlich jeder Mainboard-Hersteller bietet auch weitere Software für das jeweilige Mainboard an, mit der der Anwender das BIOS auf alternativem Weg aktualisieren kann oder auch den Prozessor sowie den Arbeitsspeicher übertakten kann, ohne den Weg über das UEFI nehmen zu müssen.

MSI beispielsweise stellt bei den neuesten Modellen das Dragon-Center-Utility zur Verfügung:

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Welches Zubehör wird mitgeliefert?

Bei jedem Retail-Mainboard wird auch etwas Zubehör mit in die Verpackung gelegt, das je nach Modell unterschiedlich umfangreich ausfallen kann. Zu den Pflichtbeigaben zählen die I/O-Blende, falls diese nicht schon am Mainboard vorinstalliert ist, dann das Mainboard-Handbuch und der Support-Datenträger (DVD) sowie zumindest zwei SATA-Kabel.

Gerade bei preisintensiveren Platinen legt der Hersteller meist noch Zusatzbeigaben, wie zusätzliche SATA-Kabel, RGB-Erweiterungskabel, in seltenen Fällen sogar Erweiterungskarten bei. Gegebenenfalls wird auch M.2-Befestigungsmaterial beigelegt.

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Mit dem MSI MEG B550 UNIFY wird dem Anwender weitaus mehr Zubehör mit an die Hand gegeben, wie beispielsweise einen DIY-Mainboard-Stand, auf dem sich das Mainboard aufbauen lässt. Dieser hat den Vorteil, dass der Anwender zunächst das System testen, übertakten und optimieren kann, bevor das Mainboard dann schlussendlich in ein Gehäuse seiner Wahl eingebaut wird.

Welche Special-Features können auf einem Mainboard verbaut sein?

Zu den Special-Features zählen beispielsweise der Onboard-Komfort, wie ein Power- und Reset-Button. Oder auch ein CMOS-Clear- und Flash-BIOS-Button, um das BIOS komfortabel auf Standard-Werte zu versetzen bzw. um das BIOS auf alternativem Weg zu flashen. Zu den Besonderheiten gehört auch eine umfassende Backplate auf der Rückseite des PCBs, die für eine höhere Stabilität und teilweise für die Kühlung wichtiger VRM-Komponenten dienlich ist. Vereinzelnt exisitieren auch Mainboards, welche auf der Front eine Kunststoff- oder Metall-Abdeckung besitzen.

Eine Debug- oder Diagnostic-LED zeigt dagegen während des Boot-Vorgangs einen entsprechenden Code an, sodass im Falle eines Fehlers herausgefunden werden kann, an welcher Stelle der Initialisierung es hakt. Um diese LED einzusparen, werden oft auch lediglich vier Status-LEDs verlötet, welche einmal bei jedem Startvorgang aufleuchten. Dies Betrifft die CPU-, RAM-, VGA- und Boot-LED.

Das MSI MEG Z390 Godlike, aber auch das MSI MEG Z590 GODLIKE bringt zudem als Besonderheit ein Dynamic-Dashboard-OLED-Display mit, das wahlweise animierte Logos oder auch systembezogene Informationen, wie CPU-Temperatur, CPU-Taktfrequenz oder auch die CPU-Spannung anzeigen kann.

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Die RGB-Beleuchtung bei Mainboards

RGB ist die Abkürzung für "Red, Green und Blue". Auf dem Großteil der aktuellen Mainboards ist auch eine RGB-LED-Beleuchtung integriert, dessen LEDs dazu in der Lage sind, 16,7 Millionen verschiedene Farben darzustellen. Die Mainboard-Hersteller bietet dazu unterschiedliche Leucht-Modi an, um etwas Abwechslung zu bieten. Der Anwender hat darüber hinaus die Möglichkeit, die RGB-LED-Beleuchtung auf die eigenen Wünsche hin einzustellen.

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Sofern das Mainboard über entsprechende (A)RGB-LED-Header verfügt, kann die gesamte RGB-LED-Beleuchtung erweitert werden. Hierzu gibt es passende 5050-LED-Streifen, der über den Header mit Strom versorgt wird.

Die RGB-Beleuchtung lässt sich zudem mit dem Arbeitsspeicher oder auch der Grafikkarte synchronisieren, sofern die jeweilige Ansteuerungstechnik unterstützt wird. Bei MSI beispielsweise lautet das Feature "Mystic Light". Damit eine Synchronisierung also erfolgen kann, muss die Grafikkarte oder auch der Arbeitsspeicher mit dem Mystic-Light-Feature kompatibel sein.

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