Elektor

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Eine neue Generation

PC-Motherboards

Slot 1 & Slot 2

– Socket 370 – Slot A – Socket 7

Seit dem letzten Motherboard-Artikel in Elektor
sind bereits zweieinhalb Jahre ins Land gegan-
gen. Eine lange Zeit in der Informationstechno-
logie, so dass es reichlich neue Boards und
Chip-Sets gibt. Ein Update erscheint daher
angebracht.

An der Grundkonzeption eines PCs hat
sich trotz all der neuen Chips noch nichts
geändert. Das Motherboard oder Main-
board ist nach wie vor die Basis, die alle
wesentlichen Elemente zusammenfasst:
CPU, Chip-Set, Speicher, I/O-System,
Bus und Steckplätze für Erweiterungs-
karten. Rund um diese Zutaten gibt es
aber eine schier unendliche Vielfalt von
Kombinationen von Dutzenden von Her-
stellern, wobei CPU und Chipset die
Basis für die jeweilige Konfiguration bil-
den. Es ist daher schier unmöglich, jedes
einzelne Board vorzustellen. Wir begin-
nen daher zuerst einmal mit einer (alpha-
betischen) Auflistung der bekanntesten
Boardlieferanten:
Abit, Aopen, Asus, Biostar, Chaintech,
DFI, EliteGroup, Epox, FIC, Gigabyte,
Lucky Star, Micro Star International
(MSI), NMC, Siemens, Soyo, SuperMicro,
TMC und Tyan.
Natürlich gibt es noch viel mehr, da bei-
nahe täglich neue Lieferanten und
Namen auftauchen.
In diesem ersten Teil geht es um Boards
mit Slot-1- und Slot-2-Konnektor.
Slot 1 wurde für Pentium II

®

/III

®

CPUs

entwickelt, wobei aber anzumerken ist,
dass nicht alle CPU-Erkennungs-Soft-
ware zwischen Pentium II

®

und Pen-

tium III

®

unterscheidet.

Slot 2 wurde für den Pentium II/III

®

Xeon

entwickelt, wobei anzumerken ist, dass
das Soyo SY-D61GA-Board über einen
doppelten Slot 2 verfügt.
Bei der Inventarisierung der aktuellen
Boards stellt man schnell fest, dass die
meisten Hersteller einen BIOS von Award
verwenden. Ausnahmen bestätigen die
Regel, wie z.B. Supermicro und TMC, die
BIOS-Lieferanten wie DMI und AMI
bevorzugen.
BIOS-Speicher wie zum Beispiel die

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CPU-Sockel

Derzeit sind fünf verschiedene Sockel bekannt:

1.

Slot 1für die Intel-CPUs Pentium II

®

und Pentium III

®

sowie für Celeron

®

(mit Adapter).

2.

Slot 2 ist Slot 1 sehr ähnlich, akzeptiert aber nur den Pentium II® Xeon.

3.

Slot A ist für AMD’s Athlon

®

CPU vorgesehen.

4.

Socket 370 ist für Intels Celeron

®

PPGA.

5.

Socket 7 ist für eine Vielzahl von CPUs geeignet, vom AMD K2-6 über den KIII bis

zum WinChip und anderen 686-Prozessoren von Cyrix.

Man beachte, dass es auch Boards mit zwei CPU-Sockeln gibt, zum Beispiel das ABP6

von Abit, das normalerweise mit zwei Celeron-Prozessoren bestückt wird.

Chipsets

Die bekanntesten Chipsets stammen von Intel und VIA. Intel liefert derzeit die Typen 810
(Slot 1), 810e (Slot 1), 440BX (Slot 1), 440LX, 440ZX (Socket 370), 440GX und 820
(Slot 1). Der unmittelbare Wettbewerb findet zwischen den Intel-Chipsets (440BX,
810(e), 820) und dem Apollo Pro Plus von VIA statt. Im Folgenden werden die bekannte-
sten Chipsets kurz charakterisiert:

810e

Dieser Chipset besteht aus
FW82801 (FW = FirmWare), auch bekannt als ICH Chipset (I/O Controller Hub).
Diese LSIs (large-scale integration components) unterstützen die folgenden Funktionen
und sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:
– entsprechen PCI Rev 2.2 für Funktion bis 33 MHz;
– unterstützen bis zu sechs PCI-Anschlüsse
– integrierter IDE-Controller mit Ultra DMA/66-Kapazität
– enthalten USB-Host-Interface für zwei USB-Ports;
– entsprechen AC’97 2.1 Standard für Audio/Telefonie-Coder/Decoder (CODECs)
82810e GMCH (Graphics Memory Controller Hub) - der 82810 ist auch als Whitney®
bekannt;
82802 Firmware Hub (FWH)
Der FWH kommt in verschiedenen Intel-Chipsets vor. Die Hardwarekomponente
umfasst einen RNG (Random Number Generator), fünf GPIs (General Purpose Input)
und Block-latching per Register oder Hardware.

820

Nachdem die anfänglich erheblichen Probleme inzwischen wahrscheinlich gelöst sind,
scheint der auch als Camino® bekannte Chipset jetzt bei den Motherboardherstellern
wie zum Beispiel MSI und DFI Anklang zu finden. Dieser neue Chipset unterstützt eine
als “Rambus” bekannte neue Generation von DRAM-Speicherbausteinen und wurde für
die Verwendung in PCs mit den schnellsten Pentium III® entwickelt. Der 820 unterstützt
außerdem 4x AGP-Port, ein 1,6-GByte/s Graphik-Interface und einen Datentransfer mit
266 MB/s auf dem Systembus. Der Chipset enthält einen Speichercontroller, einen I/O-
Controller und eine Firmware-Komponente, die aus einem in einem Flash-memory
gespeicherten BIOS besteht.
Der 820 ist auch deshalb wichtig, weil er die Verwendung der neuesten DRDRAM-Spei-
cher (Direct Rambus Dynamic RAM) ermöglicht. Die meisten Hersteller haben nur zwei
DRDRAM-Sockel auf ihren Boards.

von Award verfügen zunehmend über
einen Schreibschutz, um Virenattacken
abzuwehren.
Nichts geändert hat sich an der Proble-
matik, dass die Boardhersteller gar nicht
so schnell neue Boards entwickeln kön-
nen, wie neue CPUs auf den Markt kom-
men. Beim Schreiben dieses Artikels war
bereits eine 800-MHz-Version des Pen-
tium III (Athlon

®

) angekündigt, also

dürfte es nicht überraschen, wenn zum
Zeitpunkt der Veröffentlichung in der
Aprilausgabe 2000 von Elektor bereits
von einer 1-GHZ-CPU zu lesen ist.

Farbkode nach
PC99-Standard

PS/2-Maus

grün

PS/2-Keyboard

viollett

Parallelport

purpur

Serielle Ports

türkis

Gameport

gold

Line Out

gelbgrün

Line In

hellblau

Mic In

rosa

(USB

schwarz)

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Was ist auf einem Mainboard?

BIOS

Der BIOS dient als Interface zwischen dem
Betriebssystem und der Elektronik auf dem Main-
board. Heutzutage gibt es kein BIOS-ROM mehr,
fast immer werden Flash-Speicher verwendet,
was einen BIOS-Update ohne Chipaustausch
durch ein ‘BIOS re-flashing’ ermöglicht. Es gibt
auch Mainboards mit doppeltem BIOS, z.B. das
Abit BP6).

Lithium-Backupbatterie

Dieses Bauteil ermöglicht die Speicherung von
benutzerdefinierten Einstellungen in einem Spei-
cherchip, das von der Batterie gepuffert wird
(CMOS Data). Mit dem Jumper kann man wieder
zur Grundeinstellung mit den Daten aus dem
BIOS-(Flash)ROM zurückkehren (nützlich, wenn
man sein Passwort vergessen hat).

Erweiterungsstecker

Fünf PCI-Slots sind hier zu sehen (ISA-Slots sind
nicht vorhanden).

Audio-Controller

Auf diesem Board ist es ein Aurela AU8810.
Immer mehr Mainboards haben Audio- und
Video-Funktionen “on-board” integriert (nicht auf
dem PC64).

AC97 Audio Controller

AGP-Konnektor

(Accelerated Graphic Port). Dieser Steckverbinder nimmt die Video-
karte auf, die direkten Zugriff auf den 66-MHz-Systembus erhält (statt
einer langsameren PCI-Verbindung mit 33 MHz). So genannte Side-
band Addressing technology in Kombination mit einem 2

× Multiplier

ermöglicht den AGP-Videokarten einen 133-MHz-Datenaustausch mit
der CPU. Es gibt sogar schon 4-speed-AGP-Konnektoren mit einem
potenziellen throughput von 1,056 MByte/s.

Input/Output- (I/O-)Hardware

IrDA-Konnektor

Über diesen Anschluss kann eine Infra-
rot-Verbindung zwischen PC und Peri-
pherie hergestellt werden.

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AMR-Konnektor

Der AMR-Anschluss (Audio Modem
Riser) ist ein “offener” Industriestan-
dard, der ein erweiterbares Hardware-
Interface für Audio- und Modem-Funk-
tionen definiert.

Gameport-Konnektor und Audio-
Input/Output-Anschlüsse

Parallelport und COM1-COM2-Anschlüsse

Floppy Disk-Drive-Konnektor (FDD)

Chipset

hier der 820-Chipset, bestehend aus
zwei oder drei LSIs.

Hard Disk-, CD-ROM/DVD-, IDE1-(primary)-
und IDE2-(secondary)-Konnektoren

Zwei USB-Ports

PS/2-Maus und Keyboard-Buchsen

Slot 1

für die CPU, Pentium II®, Pentium III® oder
Celeron® mit einem Adapter

ATX Power-Konnektor

Einige ältere Mainboards haben einen doppelten
Stromversorgungsanschluss: einen 20-poligen
ATX- und einen (noch älteren) 12-poligen Baby-
AT-Anschluss.

Speicher-Sockel

Wegen des 820-Chipsets sind die Anschlüsse auf
diesem Board für die (kostspieligen) 184-Pin-
SRIMM-Module vorgesehen.
Die große Mehrzahl der heutigen Boards verwen-
det aber Sockel für 168-Pin-DIMMs, die einen
Industrie-Standard darstellen. Boards wie Super-
Micro’s PIIISCA können sowohl mit DIMM
(SDRAM) als auch mit RIMM (RDRAM) bestückt
werden. 72-Pin-Speichermodulanschlüsse sind
praktisch verschwunden, womit alle “alten” 4-
MB- und 8-MB-Module zu Elektronikschrott wer-
den. Auch Cache-Speicher ist auf dem Board nicht
mehr vorhanden, weil die CPU selbst einen
Cache enthält.

Abmessungen

‘ATX’ ist im Moment die gängigste Größe – obwohl
nicht immer gleich groß: 205 mm

× 190 mm bis

305mm

× 210 mm, manchmal auch 330 mm × 310

mm.
Das “alte” AT-Format hatte die Größe 220 mm

×

240 mm.

Bildquellen

Die Fotos stammen zwar aus dem Elektor-Fotostu-
dio, die Boards wurden uns aber von den Herstel-
lern für diesen Zweck zur Verfügung gestellt.

(000036-1e)

Text: Guy Raedersdorf/ek

Internet-Adressen

Weitere Informationen zu Mainboards bieten die folgenden Websites:

DFI :

www.dfi.com.tw

Abit :

www.abit.com.tw

MSI :

www.msi.com.tw

Soyo :

www.soyo.nl

Biostar :

biostar.com.tw

FIC :

fic.com.tw

AOpen :

www.aopen.com.tw

Tyan :

www.tyan.com

ChainTech :

www.chaintech.com.tw

Gigabyte :

giga-byte.com.tw

Andere interessante Links:
Overclocking :

http://hardwarezone.phing.com/

Tom’s Hardware : www.tomshardware.com

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Speicher

Natürlich gibt es auch bei den Speichern wieder neue Typen:

168-Pin-DIMM

Mit der Verbreitung von No-name-168-Pin-DIMMs für SDRAM
im PC ist die Speichererweiterung eines PCs relativ einfach
geworden. Da die Speicherstruktur jetzt auf 16 bit Breite fest-
liegt, braucht man keine paarweise Bestückung mit Speichermo-
dulen mehr. Für eine Aufrüstung von 32 MByte auf 96 MByte
genügt es, ein 64-MByte-DIMM hinzuzufügen. Allerdings sind
Speicher momentan wieder einmal knapp und teuer, so dass man
mit einer Speichererweiterung eventuell noch etwas warten
sollte.

RAMbus RIMM

Der 820er-Chipset ist zeitlich genau passend zur Einführung der
RAMbus-RIMMs auf den Markt gekommen.
Der maximal verfügbare Speicher hängt von der Kapazität der
verwendeten Speicherchips ab und ist 32 mal so groß wie der
Speicher eines einzelnen Chips. Das ergibt sich einfach daraus,
dass ein RAMbus-Kanal maximal 32 Chips unterstützt, wobei bis-

herige Systeme nur über einen RAMbus-Kanal verfügen. Mit 1,6
GB/s ist der Durchsatz eines DRDRAM-Chips übrigens wesent-
lich größer als bei einem traditionellen DRAM.
Die verfügbare Speicherkapazität in Abhängigkeit von der Anzahl
Chips ist leicht zu berechnen: Chips mit einer Kapazität von 64
Mbits (8 MBytes) ergeben eine Kapazität von maximal 8x32=256
MBytes. Bei 128 Mbit-Chips verdoppelt sich dieser Wert. Die
höchstmögliche Speicherkapazität von 1GBytes wird mit 256
Mbit-Chips erreicht (32x 32). Dabei ist immer zu beachten, dass
das RIMM mit der größten Chipanzahl immer in der Position
“RIMM1” bestückt werden muss, wobei die maximale Chipan-
zahl immer 32 ist. Wenn einer der Steckplätze leer bleibt, muss
er mit einem “Continuity”-Modul bestückt werden (wie z.B. auf
dem DFI PC64-Motherboard zu sehen).

VCM-SDRAM-Speicher

Momentan ist Apollo von VIA der einzige Chipset, der VCM-
SDRAM unterstützt. Die Abkürzung VCM bedeutet “Virtual
Channel Memory” und scheint in Verbindung mit dem genann-
ten Chipset geringfügig schneller zu sein wie zum Beispiel der
BX-Chipset in Verbindung mit traditionellem DIMM. VCM-
SDRAM-Module können ohne weiteres in DIMM-Sockeln einge-
setzt werden.

Spezielle Funktionen

Suspend to RAM

Mit dieser Funktion kann man den Computer nach dem Beenden
von Windows 98 sowohl über den Ein-/Aus-Schalter als auch über
die Standby-Funktion ausschalten, ohne alle Dateien, Fenster und
Applikationen schließen zu müssen, bevor man das Betriebssy-
stem beendet. Alle Daten und Dateien werden dabei vor dem
Ausschalten im Ram gespeichert, so dass das System beim Wie-
dereinschalten wieder so dasteht wie vor dem Ausschalten.

WOL (Wake-On-Lan)

Dieser Steckplatz ist für die Verbindung zu einem LAN (Local
Area Network) vorgesehen, die durch das Einstecken einer in
diesen Sockel passenden LAN-Karte hergestellt wird. In einem
Netzwerk kann das System mit dieser Funktion in einen Soft
Power Down Mode (Soft off) gehen. Wenn das System im Sus-
pended Mode ist, bedarf es eines IRQ oder einer DMA-Aktion,
um es wieder aufzuwecken.

WOR (Wake-On-Ring)

Dieser Konnektor ist normalerweise mit einem internen Modem
verbunden. Ein System im Suspended Mode oder Soft Power Off
Mode kann dabei durch ein Triggersignal (Klingelsignal) vom
Modem aus wieder eingeschaltet werden.

Chassis open

Wenn diese Funktion im BIOS aktiviert wird und die entspre-
chenden Überwachungseinrichtungen tatsächlich vorhanden sind,
setzt das System bei Aktivierung ein Flag für die “open-chassis”-
Bedingung.

RIMM-LED

Diese LED leuchtet normalerweise rot auf, wenn das System ein-
geschaltet oder in einem Suspend-Mode ist (suspend to RAM
oder power on suspend). Die gleiche LED wird grün, wenn das
System in den Soft-Off-Mode geht.