Chipsatz

Der Chipsatz ist fest auf dem Mainboard montiert. Er entscheidet wesentlich über die Leistungsfähigkeit des gesamten Rechners. Es empfiehlt sich durchaus einen Blick auf die Chipsätze der heutzutage angebotenen Rechner zu werfen.

Es empfiehlt sich durchaus einen Blick auf die Chipsätze der heutzutage angebotenen Rechner zu werfen. Wie so oft im Leben entscheiden auch hier die inneren Werte. Sehen wir uns solche einmal genauer an.



 

Innere Werte

 

Die Hauptplatine beinhaltet die gesamte Steuerungslogik für den Computer, in der Regel den Prozessor, in einem speziellen Sockel und den so genannten Chipsatz, der aus einer Reihe integrierter Bausteine (ICs) besteht. Auf ihr sitzen auch der Hauptspeicher. Je nach Qualität des Mainboards sind mehr oder weniger viele Anschlüsse und/oder Bauteile vorhanden. Die Güte dieser Bauteile gibt Auskunft über die tatsächliche Leistungsfähigkeit des eingesetzten Mainboards. Es hilft nämlich wenig die schnellsten Festplatten zu haben, wenn das Bord mit dem Speicher nicht hinterher kommt.

Front Side Bus (FSB)

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Wie schnell ein Prozessor intern getaktet ist, also rechnet, ist nur die halbe Miete. Mindestens ebenso wichtig ist, wie schnell seine Datenbusleitungen nach draußen sind, also wie viele MByte/s ein Prozessor an Übertragungsleistung nach draußen hat. Wir trennen daher den Internen Bus von dem Externen Bus, welcher auch Front Side Bus (FSB) genannt wird. Dabei gilt: Je schneller der Rechner die Daten über den FSB schaufeln kann, desto schneller ist das System. Umgekehrt gilt daher auch, dass der FSB zum Flaschenhals werden kann, wenn die angeschlossenen Komponenten zu viel Daten in zu kurzer Zeit liefern. Da die CPU ständig mit den Steckplätze, RAM, Schnittstellen und der Festplatte Daten austauscht, muss die Datenautobahn auch für den nötigen Datenverkehr ausgebaut sein.

Es gilt also die richtige CPU mit dem richtigen Arbeitsspeicher und dem richtigen Mainboard zu kombinieren. Unabhängig von allen technischen Tricks ist entscheidend, was letztendlich rauskommt, also wie viele MByte/s über den Bus geschaufelt werden. Anhand der technischen Daten des Prozessors kann man seine Datentransportleistung genau ausrechnen. Die in der Tabelle gelisteten Prozessoren haben eine Datenwort Breite von 64 Bit. Nehmen wir noch die passende Formel dazu: Übertragungsleistung = FSB-Takt x Datenwort-Breite x Pakete pro Takt
Als Ergebnis kommt neben der Bandbreite die passende Speicher Empfehlung heraus.

Sehen wir uns daher einmal an was so mache Prozessoren beim Front Side Bus leisten können, was sich für Bandbreiten ergeben und welche Art von Arbeitsspeicher sinnvoll ist:

CPU Typen

FSB-Taktrate

FSB-Leistung

Datenpakete pro Takt
Pentium II,
AMD K6
100 MHz Die Standard Rechner der Pentium II und AMD K6 Klasse verfügen über einen 100 MHz FSB. Logischerweise ist der Arbeitsspeicher auch ein 100 MHz schnelles SDRAM (SDRAM100). Datenwort Breite 64 Bit

 

1
Celeron,
Pentium III
100 MHz Beim Intel Pentium III sind 100 MHz inzwischen zwar veraltet, der günstige Intel Celeron hat aber auch noch heute einen FSB mit nur 100 MHz. Für diese CPU genügt daher das günstige SDRAM mit 100 MHz Taktrate. Datenwort Breite 64 Bit 

 

1
Athlon,
Duron
100 MHz
(200 MHz)
AMD's Athlon führte erstmals einen 200-MHz-Bustakt ein. Diese CPU kann den Arbeitsspeicher mit einer Taktrate von 200 MHz ansteuern, den ganzen Rest der Komponenten aber nach wie vor nur mit den alten 100 MHz. Datenwort Breite 64 Bit 

 

2
Pentium III 133 MHz Intel erhöhte im Jahre 2000 mit dem vollwertigen Pentium III die Taktrate auf 133 MHz. Damit war auch ein schnellerer Speicher notwendig, der 133-MHz-SDRAM. Viele Pentium III Mainboards waren für 100 und 133 MHz ausgelegt was oft zu Problemen führen konnte, wenn man die Bauteile wild mischte.
Datenwort Breite 64 Bit 

 

1

Athlon 133 MHz
(266 MHz)
AMD's führte mit der Athlon Generation 2001 den 266 MHz Bustakt für den Arbeitsspeicher ein, die anderen Komponenten wurden nach wie vor mit 133 MHz getaktet. Die 266 MHz wurden durch eine Verdoppelung der Taktrate erreicht, es wurden so die doppelte Menge an Daten über den Bus geschaufelt. Der speziell dafür ausgelegte Arbeitsspeicher war daher auch einer mit der doppelten Datenrate, der DDR Speicher (Double Data Rate) auch scherzhaft "Ossi-Speicher" genannt. Datenwort Breite 64 Bit 

 

2
Pentium 4 133 MHz
(533 MHz)
Das momentane Prunkstück von Intel, der Pentium 4 gibt vor mit 533 MHz zu arbeiten. Tatsächlich gehen diese 533 MHz nur über den Tresen, wenn passender Speicher teuer eingekauft wird. Hier kommt oftmals RAMBUS Speicher zum Einsatz. Die Datenrate beim FSB beträgt hier allerdings 133 MHz. Mit einer entsprechend großen Anzahl von RAM-Kanälen kommt man auf die 533 MHz. Datenwort Breite 64 Bit. Das gilt aber nur für den Pentium 4 B/2,53 GHz 

 

4

Die in der Tabelle gelisteten Prozessoren haben eine Datenwort Breite von 64 Bit. Nehmen wir noch die passende Formel dazu:

Übertragungsleistung = FSB-Takt x Datenwort-Breite x Pakete pro Takt

 

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Als Ergebnis kommt neben der Bandbreite die passende Speicher Empfehlung heraus.

CPU Typen

FSB-Taktrate

Datenpakete pro Takt Datentransport Leistung
Bandbreite (MByte/s)
 
Sinnvolles
RAM
Pentium II,
AMD K6
 
100 MHz 1

800 MByte/s

SDRAM
PC100

Celeron,
Pentium III
 
100 MHz 1

800 MByte/s

SDRAM
PC100

Athlon,
Duron
 
100 MHz
(200 MHz)
2

1600 MByte/s

DDR-RAM
PC1600

Pentium III 133 MHz

1

1064 MByte/s

SDRAM
PC133
 

Athlon 133 MHz
(266 MHz)
2

2128 MByte/s

DDR-RAM
PC2100
 

Pentium IV 133 MHz
(533 MHz)
4

3200 MByte/s

RDRAM
PC800

 

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Licht in den Chipsatz Dschungel

Nachdem wir jetzt einiges über den Front Side Bus erfahren haben, werfen wir nun einen kurzen Blick auf den Chipsatz, wie er auf heutigen modernen Mainboards fest integriert ist. Der Chipsatz entscheidet über die Leistungsfähigkeit des Mainboards. Je stärker und leistungsstärker der Chipsatz, desto besser ist die Ansteuerung von Arbeitsspeicher und CPU. Eines der besten Beispiele ist der ältere Intel Chipsatz, die Rede ist vom inzwischen legendären BX Chipsatz. 

Der Intel BX Chipsatz

Die nachfolgende Grafik zeigt einen legendären Chip des BX Chipsatzes. Quelle: Intel

Bisher konnte man davon ausgehen, dass man sich mit einem Rechner mit BX Chipsatz nicht verkauft. Die Leistungen dieses von Intel hergestellten Chips sind geradezu legendär. Die Stabilität und die Leistung sind die Punkte weshalb auch heute, im dritten Jahrtausend, noch immer Mainboards mit BX Chipsatz eingesetzt werden. Auch oder gerade wegen der Stabilität im laufenden Betrieb war dieser Chipsatz die erste Wahl bei wichtigen Anwendungen, im Professionellen Bereich wie auch beim Heimanwender.

Die Nachfolge i820

Auf Mainboards für Intel-Prozessoren von Celeron bis Coppermine dominiert derzeit immer noch der Intel hauseigene BX-Chipsatz. 

i820 Chip mit i805 MTH
 

Auch die Funktionsvielfalt der Apollo-Familie des Konkurrenten Via konnte daran nicht viel ändern, der BX blieb der schnellste und beliebteste Chipsatz. 

Intel selbst etablierte nun den i820 (Codename Camino) als würdigen Chipsatz-Nachfolger, der vor allem mit seinem neuem Speicher-Interface auf sich aufmerksam macht: RAMBUS. Dafür wird der Nachfolger des mächtigen BX Chipsatzes einiges an Leistung aufweisen können. 

Abbildung:

Die seltsamen Umwege der Leitungen zwischen dem i820 und dem i805 MTH (Memory Translation Hub) deuten auf RAMBUS hin: Sie bewirken gleiche Leitungslängen und Signallaufzeiten, nur so sind die hohen Taktraten des RAMBUS realisierbar.  

Weiter geht es mit Northbridges und Southbridge

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