Mainboards

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Geschrieben von daneel 01/04/2009 @ 01:07

Tags : mainboards, computer, high-tech

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Synchronous Dynamic Random Access Memory

SDRAM-Modul

SDRAM ist die Abkürzung für „Synchronous Dynamic Random Access Memory“, eine Art des Arbeitsspeichers in Computern.

Die Kurzform SDRAM wird häufig verwendet und bezeichnet eine mit SDRAM bestückte DIMM-Leiterplatte. SDRAM (Synchroner DRAM) ist eine getaktete DRAM-Technologie. Der Takt wird durch den Systembus vorgegeben, ggf. auch durch einen separaten, am Systembus angeschlossenen Speicherbus. Die Taktung erfolgt über die Verwendung von Registern für Adresseingänge, Steuerinformationen sowie die Ein-/Ausgabedaten, indem Wertänderungen in den Registern nur mit den Taktflanken durchgeführt werden. Wenn Wertänderungen sowohl bei positiven wie auch bei negativen Taktflanken möglich sind, so spricht man auch von DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM). Durch die Verwendung eines Taktes zur Synchronisierung entfällt die bei asynchronen Verfahren notwendige Kommunikation (etwa über Handshake-Verfahren). Zudem können durch die Verwendung der Register Puffer- und Pipelining-Techniken genutzt werden, so dass sich insgesamt ein deutlicher Zeitgewinn ergibt. SDRAM ist etwa doppelt so schnell wie EDO-DRAM und wird dabei mit 3,3 Volt betrieben.

PC-66, PC-100 und PC-133 sind vom zuständigen JEDEC-Gremium als Standards spezifiziert worden. Demgegenüber sind die PC-150 und PC-166 Module lediglich übertaktete PC-133 Module, die vom Hersteller für den Betrieb mit 150 MHz bzw. 166 MHz freigegeben wurden.

PC-133 SDRAM aus jüngerer Produktion ist jedoch oft inkompatibel zu älteren Mainboards. So kommt es öfter vor, dass neuere PC-133-Module auf älteren Mainboards nicht funktionieren, obwohl die Module von ihrer Speicherkapazität, Organisation und Anzahl der aufgelöteten Chips innerhalb der Speicherspezifikationen des Mainboards liegen. Ein typisches Beispiel sind 256 MB PC-133-Module, doppelseitig bestückt mit acht Chips pro Seite und double-sided organisiert, auf Super-Sockel 7-Mainboards. Während baugleiche ältere Module auf diesen Mainboards fehlerfrei arbeiten, funktionieren neuere Module gar nicht oder werden nur als 128 MB-Module erkannt. Single-sided-256 MB-Module sowie 512 MB- und 1024 MB-Module funktionieren auf Super-Sockel-7-Mainboards normalerweise gar nicht.

SDRAM-Module wurden in den Speicherkapazitäten 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB und 1024 MB (selten) produziert. 16 MB-Module kommen praktisch nur als single-sided-Module vor, 32 MB- und 1024 MB-Module praktisch nur als double-sided-Module. Alle anderen Größen gibt es sowohl als single-sided- als auch als double-sided-Module.

Zudem gibt es Module mit einer CAS Latency von zwei (CL2) und einer von drei (CL3), wobei Letztere geringfügig langsamer arbeiten. CL3-Module erlauben außerdem oft einen Betrieb mit CL2 bei niedrigerer Taktfrequenz. So können dafür geeignete PC-100-CL3-Module bis maximal 66 MHz Taktfrequenz mit CL2 betrieben werden, entsprechend PC-133-CL3-Module bis maximal 100 MHz Taktfrequenz mit CL2. PC-133-CL2-Module sind meist mit Speicherchips mit einer Zugriffszeit von 7,0 ns bestückt.

Eine technische Weiterentwicklung von SDRAM ist DDR-SDRAM.

Dies hat nichts mit der Registrierung der SDRAM DIMM Daten Spezifikation im SPD-EEPROM (Serial Presence Detect) auf dem Speichermodul zu tun, mit dessen Funktion "registered" häufig verwechselt wird. Mehr dazu siehe unter Registered-Modul.

Als Registered SDRAM werden SDRAM-Module bezeichnet, die mit einem Register für die Adress- und Steuerleitungen ausgestattet sind. Registered SDRAM DIMMs verringern somit die Last (Fan-Out), die DIMMs für das Motherboard bewirken, so dass größere und mehr DIMM-Module auf einem Mainboard verwendet werden können. Dies ist eine bei Servern weit verbreitete Technik, um die maximal mögliche Arbeitsspeichergröße zu erhöhen. Auf ein Registered SDRAM DIMM kann etwas langsamer zugegriffen werden, als auf entsprechende, ungepufferte Module (unbuffered).

SDRAM DIMMs höchster Leistung enthalten eine Vielzahl von Bausteinen (Chips) und besitzen aus diesem Grunde bei den heute üblichen hohen Taktraten höhere kapazitive und induktive Lasten auf den Adress- und Steuerleitungen im Vergleich zu SDRAM DIMMs mit kleinerer Speichergröße. Daher setzten einige Platinen-Designer doppelte Treiberpuffer auf das SDRAM-DIMM-Modul, um so die Signale auf den Leitungen zu verstärken und die Systemlast im Vergleich zu sonst gleichen Speichermodulen mit diesen zusätzlichen Ausgangspuffern zu verringern. Diese Puffer verursachen aber eine kleine Zeitverzögerung der elektrischen Impulse, so dass das Hinzufügen solcher Puffer zu einem normal dicht besetzten Modul ohne Puffer zu einer Verlangsamung der Signale im Vergleich zum gleichen Modul mit Ausgangspuffern führt. Dies ist eine ebenfalls hauptsächlich im Bereich der Server verbreitete Technik, um die maximal mögliche Arbeitsspeichergröße auf einer Systemplatine (Mainboard) zu erhöhen.

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VIA Technologies

Logo

VIA Technologies wurde 1987 von der Symphony Company im Silicon Valley in Fremont, CA (USA), von Wen Chi Chen (陳文琦) als Teil der Formosa Plastics Group gegründet. Chen war, bevor er sich Symphony anschloss, bei Intel beschäftigt. 1992 wurde der Firmensitz zum Start der Chip-Produktion nach Taipeh (Taiwan) verlegt. 1999 kaufte VIA die CPU-Firmen Cyrix und Centaur Technology. 2001 wurde zusammen mit Sonic Blue das Joint-Venture S3 Graphics gegründet.

Die Technologie dieser Firmen ermöglichte VIA die Entwicklung von stromsparenden EPIA-Motherboards im Mini-ITX-Format, die mit eigenem Prozessor im Bereich von 1-1,5 GHz liefen und passiv gekühlt werden können da sie eine Verlustleistung von weniger als 7 Watt haben. Mit diesen Komponenten machte sich VIA in den Jahren 2003/2004 einen Namen. Durch die kleine Bauweise und den geringen Stromverbrauch sind diese Mainboards prädestiniert zum Einsatz als Multimedia-PC in einem Barebone- oder Shuttlegehäuse.

Im August 2008 gab VIA bekannt, sich aus dem Bereich der Chipsätze für AMD- und Intel-Prozessoren zurück zu ziehen. In diesem Bereich werde man sich zukünftig auf seine eigenen Prozessoren C3 und C7 konzentrieren.

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Sockel 2

Der Sockel 2 war eine Weiterentwicklung des Sockel 1 für die Intel Pentium Overdrive und i486DX4 Prozessoren.

Typische Chipsätze für Sockel 2 Mainboards waren der Intel 420 Chipsatz (Saturn I) und der 82C480 von VLSI Technology. Sockel 2 Mainboards unterstützten PCI 2.0 und Fast Page Mode DRAM. Für die Vervielfachung des internen Prozessortaktes aus dem FSB-Takt wurden ganzzahlige Multiplikatoren bis 3x unterstützt.

Der Sockel 2 wurde durch den Sockel 3 ersetzt, der neben 5V Betriebsspannung auch 3,3V bereitstellte.

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Sockel AM2

Socket am2 retention module.jpg

Der Sockel AM2 ist ein Prozessorsockel für AMD-Prozessoren der Athlon-64-Familie und der darauf basierenden Sempron-Prozessoren ab Revision F.

Mit dem Sockel AM2 führte AMD das DDR2-Speicherinterface und die Virtualisierungstechnik AMD-V in seinen Prozessoren ein.

Die Prozessoren wurden zuerst in der 90-nm-Fertigung produziert, seit Anfang Dezember 2006 auch in 65 nm.

Der Sockel AM2 ist der Nachfolger von Sockel 754 und Sockel 939. Der Sockel 754 wurde allerdings noch eine Zeit lang für den Sempron und AMD Turion 64 weitergeführt, während der Sockel 939 relativ schnell vom Markt verschwand.

Mit leichten Verbesserungen trat im Herbst 2007 der Sockel AM2+ die Nachfolge des AM2 an. Beide Sockel sind mechanisch und elektrisch kompatibel, wodurch auch Prozessoren für den Sockel AM2+ (solche auf K10-Basis) auf Mainboards mit Sockel AM2 nutzbar sind, allerdings zum Teil mit reduziertem Funktions- und evtl. Leistungsumfang.

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AMD K6

KL AMD LogoK6 K6.jpg

Der AMD K6 ist ein x86-Mikroprozessor der Firma AMD (Advanced Micro Devices) und wurde ursprünglich von der Firma NexGen unter dem Namen Nx686 entwickelt. Er gilt als Hauptkonkurrent zum Intel Pentium MMX bzw. Intel Pentium II und konkurrierte zusätzlich noch mit dem Cyrix 6x86MX.

Im Zuge der Übernahme von NexGen durch AMD wurde der Nx686 an den Sockel 7 angepasst und erhielt Intels MMX-Technologie – der AMD K6 entstand. An der Entwicklung beider Prozessoren, also des Nx686 als auch des K6, war Vinod Dham, der als „Vater des Pentiums“ gilt, maßgeblich beteiligt. Der K6 war der erste ernstzunehmende Konkurrent von AMD zu Intels Pentium-Prozessorenentwicklungen und wurde zuerst als Alternative zum Pentium MMX positioniert. Nach dem Erscheinen des Pentium II musste sich AMD mit schnelleren Modellen gegen diese neue Generation behaupten.

Der K6 markiert die Nutzung einer neuen Prozessorgeneration, dessen erstes Modell er selbst war. Es gibt aber insgesamt drei Entwicklungsstufen dieser Generation: Den eigentlichen K6 (166 bis 300 MHz) sowie dessen Nachfolger K6-2 (266 bis 550 MHz, mit 3DNow!-Technik) und K6-III (400 und 450 MHz, mit integriertem L2-Cache). Der K6 selbst besteht aus zwei Modellen, die sich vor allem durch den Herstellungsprozess und deswegen auch durch die maximale Taktfrequenz und Betriebsspannung sowie daraus resultierend die maximale Verlustleistung unterscheiden.

Da er auf einem NexGen-Design basiert, besitzt der K6 fast keine Gemeinsamkeiten mit seinem Vorgänger K5, obwohl beide intern als RISC-Prozessor konstruiert bzw. entwickelt wurden.

Die K6-Prozessoren „Model 6“ benötigen eine I/O-Spannung (VIO) von 3,3 V. Bei ausreichender Kühlung kann ein K6 233 MHz mit VCore = 3,2 V (Model 6) auch mit VCore = 3,3 V betrieben werden. Damit ist ein Betrieb auch auf Sockel-7-Mainboards möglich, die noch keine geteilte Spannungsversorgung (VCore/VIO) für die CPU bereit stellen. Derartige Mainboards erlauben meist auch nur die Einstellung der Multiplikatoren von 1,5 bis 3,0 mittels zweier Steckbrücken oder DIP-Schalter. Damit lässt sich der K6 233 MHz nur mit maximal 200 MHz betreiben. Ein Multiplikator von 1,5 wird vom K6 jedoch als 3,5 interpretiert, wenn zur Multiplikatoreinstellung nur zwei Steckbrücken oder DIP-Schalter vorhanden sind und somit maximal ein Multiplikator von 3,0 einstellbar ist. Somit lässt sich der K6 233 MHz auch auf diesen alten Mainboards mit maximal zulässiger Taktfrequenz betreiben, wobei der Spannungsregler für die CPU-Spannung in der Regel jedoch einer großzügig ausgelegten, zusätzlichen Kühlung bedarf.

Rückblickend gesehen war der K6 und dessen Derivate in Sachen Performance ein zweischneidiges Schwert für AMD. Aufgrund seiner langsamen (weil ohne Pipeline ausgeführten) Gleitkommaeinheit hat der K6 gegen seine direkten Konkurrenten, den Intel-Prozessoren Pentium MMX und Pentium II, bei FPU-lastigen Anwendungen wie etwa den damals aufkommenden 3D-Spielen keine Chance. Dazu kam, dass der Pentium II auf schnellen L2-Cache direkt auf dem Prozessormodul zurückgreifen konnte, während die Prozessoren der K6- und K6-2-Reihe nach wie vor den L2-Cache des (Super-)Sockel-7-Mainboards benutzten. Dieser Bandbreitennachteil machte den AMD-CPUs zu schaffen, erst der K6-III und die mobilen Varianten K6-2+ und K6-III+ liefen am Ende der K6-Ära dank auf dem Die integriertem Level-2-Cache zur Höchstform auf. Diese zeigen deutlich die Vorzüge der K6-Architektur: Eine schnelle Integer-Einheit mit sehr kurzer Pipeline, eine intelligente Branch Prediction Unit und ein für damalige Verhältnisse sehr großer Translation Lookaside Buffer verliehen ihr eine hohe Effizienz (Instructions per cycle). In einem Test gegen die Nachfolge-Architektur K7 bei gleicher Taktfrequenz ging der K6-2+ in vielen integerlastigen Benchmarks als Sieger hervor. Doch während die lediglich sechsstufige Integer-Pipeline das K6-Design weitestgehend unabhängig von Softwareoptimierungen machte, begrenzte dieses Low-Latency-Design andererseits maßgeblich die maximale Taktfrequenz: Die K6-Architektur erreichte bei 570 MHz ihr Maximum, das Nachfolge-Design K7 hingegen skalierte über die Jahre bis weit über 2 GHz.

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Advanced Host Controller Interface

Das Advanced Host Controller Interface (AHCI) ist ein offener Schnittstellen-Standard für Serial-ATA-Controller. Er ermöglicht es, mit diesen Controllern per Software zu kommunizieren.

Mithilfe der frei verfügbaren Spezifikation soll die Entwicklung von Treibern für Serial-ATA-Geräte vereinheitlicht und somit stark vereinfacht werden. So muss für Mainboards, deren Controller AHCI unterstützt, kein spezieller Serial-ATA-Treiber mehr entwickelt werden. Stattdessen wird für eine vollständige Unterstützung von Geräten wie z. B. Festplatten lediglich ein zur Verfügung stehender, einheitlicher AHCI-Treiber benötigt.

Die AHCI-Spezifikation wurde von einer Arbeitsgruppe unter der Führung von Intel entwickelt und im Jahr 2004 veröffentlicht.

Ist die BIOS-Einstellung SATA Configuration bei Mainboards auf AHCI eingestellt, werden die angeschlossenen Festplatten mit Unterstützung von NCQ (Native Command Queuing) angesprochen. In Folge werden anstehende Befehle umsortiert, um sie in der optimalen Reihenfolge auszuführen. Meistens erhöht sich dadurch der Durchsatz der Festplatte um einige Prozentpunkte bei mehreren parallel arbeitenden Programmen mit vielen verstreuten Zugriffen.

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AMD Quad FX

AMD Quad FX (auch bekannt als 4x4 oder Quadfather) ist eine Dual-Prozessor-Plattform der Firma AMD als Reaktion auf Intels Core-2- und Xeon-Prozessoren mit vier Kernen. Da sich ein entsprechendes Produkt von AMD (AMD Phenom) noch in der Entwicklung befand, wurde diese neue Plattform geschaffen, um ebenfalls vier Prozessorkerne für den Massenmarkt anbieten zu können. Die Plattform wurde in Europa offiziell nicht angeboten, was offenbar auch nicht geplant war, mit dem Asus L1N64-SLI WS wird allerdings eines der wenigen Mainboards für diese Plattform auch von deutschen Händlern angeboten.

Prinzipiell handelt es sich um eine Dual-Prozessor-Plattform auf Basis des AMD Opteron mit Sockel F. Allerdings werden keine Registered-Speichermodule benötigt. Als Prozessoren kommen besondere Versionen des AMD Athlon 64 FX zum Einsatz, die nun auch den Betrieb als Dual-Prozessor beherrschen.

Ein weiteres Merkmal der Quad-FX-Plattform sind die vier PEG-Slots, mit denen bis zu vier Grafikkarten gleichzeitig betrieben werden können. Als Chipsatz kommt der NVIDIA nForce 680a SLI zum Einsatz, den NVIDIA speziell für die Quad-FX-Plattform entwickelt hat. Somit kann man NVIDIAs SLI-Technik zur Kopplung mehrerer Grafikkarten einsetzen.

Da jeder der beiden Athlon-64-FX-Prozessoren einen eigenen Dual-Channel-Speichercontroller besitzt, welche über das NUMA-Konzept verbunden sind, sind für die volle Leistungsfähigkeit mindestens vier Speichermodule nötig.

Da der Prozess-Scheduler von Microsoft Windows XP Probleme mit dem NUMA-Konzept hat, kann Quad FX unter Windows XP keine beeindruckende Leistung erreichen. Beim Einsatz von Microsoft Windows Vista mit einem angepassten Scheduler kann Quad FX eher überzeugen. Allerdings ist der hohe Stromverbrauch des Systems ein großer Kritikpunkt. Der Chipsatz und die beiden Prozessoren haben zusammen bereits über 300 Watt Leistungsaufnahme. Eine leise Kühlung ist deshalb nur schwer realisierbar. Weiterhin halten Kritiker AMD vor, mit Quad FX eine Notlösung geschaffen zu haben, da man anders nicht konkurrenzfähig wäre.

AMD betonte, dass auf der Quad-FX-Plattform auch zukünftig AMD-Phenom-FX-Prozessoren mit vier Kernen einsetzbar sein werden, so dass man über insgesamt acht Prozessorkerne verfügen kann. Noch im Jahr 2007 stellte man jedoch die Weiterentwicklung für diese Plattform ein. Die Produktunterstützung für die bestehende Plattform soll aber noch aufrecht erhalten bleiben.

In Zukunft setzt man die Ressourcen bei der Entwicklung lieber auf den Nachfolger der "Spider-Plattform". Die "Spider-Plattform" basiert vollständig auf AMD-Technik, also auch der Chipsatz stammt von AMD und es kommen Grafikkarten der ATI-Radeon-HD-3000-Serie im Crossfire-Betrieb zum Einsatz.

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Legend QDI

Legend QDI ist ein chinesischer Mainboardhersteller, der zur Lenovo gehört. Im Jahre 1995 erhielt er die Auszeichnungen ISO9001 und BS5750. Im Jahr 2001 folgte die ISO 14001 Zertifizierung. Die Firma stellte ab März 2000 500.000 Mainboards pro Monat her. Auf globaler Ebene wurde über drei Millionen Mainboards pro Jahr verkauft.

Legend QDI hat sich im Jahr 2004 aus der deutschen Mainboardsparte zurückgezogen. Seit dem ist auch ihre internationale Homepage nicht mehr aktualisiert worden. QDI sagt selbst von sich aus, eines der grössten Mainboard-Hersteller zu sein, und über 1.600 Angestellte in weltweit 10 Sitzen zu haben.

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Source : Wikipedia