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{{Dieser Artikel|befasst sich mit dem Bestandteil eines Computers. Zur Online-Zeitschrift ''Motherboard'' siehe [[Vice (Magazin)]].}}

[[Datei:NeXTcube motherboard.jpg|mini|Hauptplatine des [[NeXTcube]]-Computers von 1990 mit Prozessor [[Motorola 68040]] und [[Digitaler Signalprozessor|digitalem Signalprozessor]]]]

[[Datei:ASRock K7VT4A Pro Mainboard Labeled German.PNG|mini|Hauptplatine aus dem Jahr 2004 (ASRock K7VT4A Pro)]]

Die '''Hauptplatine''' ({{enS|Mainboard}}; auch {{lang|en|''Motherboard''}} oder {{lang|en|''system board''}}, im Apple-Umfeld {{lang|en|''Logicboard''}}) ist die zentrale [[Leiterplatte|Platine]] eines [[Computer]]s. Auf ihr sind die einzelnen [[Bauteil (Technik)|Bauteile]] wie [[Prozessorsockel]], [[Arbeitsspeicher|RAM-Steckplätze]], der [[BIOS]]-Chip mit der integrierten [[Firmware]], [[Schnittstelle]]n-Bausteine und [[Steckplatz|Steckplätze]] für [[Erweiterungskarte]]n montiert; die dafür notwendigen Leiterbahnen sind auf mehrere [[Mehrlagenplatine|Lagen (Layer)]] verteilt. In diesem Artikel geht es ausschließlich um [[Personal Computer]], allerdings wird der Begriff Hauptplatine auch in vielen modernen Geräten der [[Unterhaltungselektronik]], mobilen Geräten, wie z. B. [[Smartphone]]s, [[Tablet-Computer]] oder sonstigen Beispielen für die Verwendung eines [[System-on-a-Chip]] gebraucht.

== Aufgaben ==
Die Hauptplatine beinhaltet den Sockel für die [[Hauptprozessor|CPU]], Steckplätze für Speicherbausteine und Erweiterungskarten wie [[Grafikkarte|Grafik-]], [[Soundkarte|Sound-]] und [[Netzwerkkarte]]n sowie Bausteine, die die Komponenten miteinander verbinden. Die ehemalige Aufteilung in eine [[Northbridge]] für die hochperformante Anbindung von Arbeitsspeicher und Grafikkarte und eine [[Southbridge]] für Festplatte, PCI-Steckplätze und Peripheriegeräte ist mittlerweile verschwunden. Funktionen, wie etwa der Speichercontroller, sind nun in der CPU selbst integriert, weswegen ein Zwei-Chip-Design überflüssig wurde. Manche sprechen dennoch weiterhin von einer Southbridge und einem Chipsatz, obwohl es faktisch nur noch ein zentraler Baustein auf der Hauptplatine ist.

Viele ehemalige Einzelkomponenten sind heute bereits fest auf dem Mainboard integriert ''(onboard)'', besonders Sound- und Netzwerkkarten sind praktisch ausnahmslos Standard und genügen den Anforderungen vieler Benutzer. Auch bei den Schnittstellen fand im Laufe der Zeit eine Integration auf die Hauptplatine statt. Während früher selbst Standard-Anschlüsse wie die [[Serielle Schnittstelle|serielle]] („[[RS-232]]“, „COM“) und [[Parallele Schnittstelle|parallele]] („LPT“) Schnittstelle nur über Steckkarten realisiert wurden, sind mit Einführung des [[ATX-Format]]es (Mitte/Ende der 1990er) alle üblichen Ports schon auf der Hauptplatine vorhanden. Mehrere [[Universal Serial Bus|USB]]-Buchsen sind fester Bestandteil jedes [[I/O Shield|I/O-Shields]], mittlerweile seltener [[PS/2-Schnittstelle]]n für Maus und Tastatur (wenn überhaupt, dann oft nur noch als Comboanschluss), die bereits erwähnten Audio- und Netzwerkanschlüsse, und, je nach Ausrichtung des Boards, Video-, [[eSATA]]-, und andere Ports. Mitunter müssen selten genutzte Anschlüsse aus Platzgründen auf Slotblenden ausgelagert werden, sodass etwa noch ein [[Gameport]] zur Verfügung gestellt werden kann. Die ehemalige Vielfalt von verschiedenen Anschlüssen für externe Komponenten ist heute weitgehend verschwunden und durch USB ersetzt worden. Anders als bei [[Notebook]]s waren [[Onboard-Grafikkarte]]n im Desktopbereich eher selten zu finden, obwohl sie für Bürorechner durchaus ausreichende Leistung boten. Um das Jahr 2010 herum wurde mit der Northbridge auch die integrierte Grafik in den Prozessor verschoben. Sie gewinnt seit Einführung kleiner Bürorechner wie den [[Intel NUC|NUCs]] wieder an Relevanz.

Für interne Komponenten werden auf dem Mainboard außerdem diverse [[Serial ATA|Serial-ATA]]-Ports („SATA“) bereitgestellt, was inzwischen ein Standard für Festplatten und optische Laufwerke ist, für [[Solid-State-Drive|SSDs]] jedoch von [[M.2]]/[[NVMe]] abgelöst wird. [[ATA/ATAPI]] (PATA/IDE)-Schnittstellen sind, wenn überhaupt, nur noch einmal vorhanden, während früher zwei (Primary und Secondary) zum Anschluss von bis zu vier Laufwerken üblich waren. Anschlüsse für die früher häufigen [[Floppy]]-Laufwerke sind heute gar nicht mehr zu finden. Auch hier übernimmt ein Schnittstellentyp den Anschluss sämtlicher Komponenten, wobei auch die Substitution der Diskette durch [[USB-Massenspeicher|USB-Sticks]] eine Rolle spielt.

Bei den Steckplätzen ({{enS|slots}}) für Erweiterungskarten verlief die Entwicklung vom [[XT-Bus-Architektur|XT-Bus]] über den [[ISA-Bus]], den [[Extended ISA|EISA]]-Bus, den [[Peripheral Component Interconnect|PCI]]-Bus zum [[PCI-Express]]-Bus (PCIe), der gegenwärtig (2010) im nichtprofessionellen ''(consumer)'' Bereich aktuell ist. Im Serverbereich ist [[PCI-X]] noch aktuell, wobei auch hier der Übergang zu PCIe vollzogen wird. Ferner gab es Parallelentwicklungen wie den [[Micro Channel Architecture|MCA]]-Bus und spezielle Steckplätze für Grafikkarten wie den [[VESA Local Bus|VLB]]- und den [[Accelerated Graphics Port|AGP]]-Slot. Auch diese sind inzwischen vollständig durch PCIe abgelöst. Gelegentlich erscheinen aber bis heute (2021) noch neue Mainboards mit PCI-Anschlüssen neben PCIe.

Steckplätze werden heute fast nur noch belegt, wenn in einem Aufgabenbereich besonders hohe Leistung gefragt ist, welche von den Onboard-Komponenten nicht geliefert werden kann, oder mit Steckkarten spezielle Funktionen nachgerüstet werden, die von den Onboard-Komponenten nicht abgedeckt werden. All diese Karten besitzen eigene Prozessoren, die den Hauptprozessor des Systems entlasten und auf den jeweiligen Einsatzzweck optimiert sind. Onboard-Komponenten lassen Berechnungen dagegen von der CPU durchführen, weswegen ihre Leistung unter großer Belastung des Rechners einbrechen kann. Neben Grafikkarten sind insbesondere Festplattencontroller gängige Komponenten, die in professionellen Systemen [[RAID]]-Funktionalität für bis zu 28 [[Serial Attached SCSI|SAS]]- oder SATA-Festplatten bieten können. Sie sind zudem bei Defekt ohne Datenverlust austauschbar, was bei Onboard-RAID nicht möglich ist, und besitzen eigene [[XOR]]-Einheiten für die Paritätsberechnung. Daneben gibt es noch Ein- oder Mehrport-Netzwerkkarten für Kupfer- und Glasfasernetzwerke sowie Soundkarten mit umfangreichen digitalen und analogen Ein- und Ausgängen. Für Controllerkarten für antiquierte Anschlüsse wie etwa RS-232 oder Parallelport genügt die PCI-Schnittstelle vollkommen, während z. B. [[USB 3.0|USB-3.0]]-Erweiterungskarten auf die hohe Datenrate von PCI-Express x1 oder höher angewiesen sind. In vielen Bereichen, in denen Anschlüsse extern verfügbar gemacht werden (z. B. RS-232, Parallelport, PS/2, [[TV-Karte|TV-Tuner]], [[Framegrabber|Video]], Sound) sowie für WLAN und früher Modems, stehen Steckkarten in Konkurrenz zu USB.


== Bauformen ==
=== Formate ===
[[Datei:Motherboards form factors.svg|mini|hochkant=2.5|Maße von Hauptplatinenstandards (in [[Millimeter|mm]])]]

Das Format der Hauptplatinen wird nach dem [[Formfaktor (Computertechnik)|Formfaktor]] unterschieden. Mit dem [[IBM PC AT]] wurde 1984 zunächst das [[AT-Format]] eingeführt. Seit 1995 ist das [[ATX-Format]] aktuell. Es löste das AT-Format ab und brachte diverse Umstellungen an Gehäusen und Netzteilen mit sich. Es existieren diverse Variationen von ATX und AT, um auch kompaktere Geräte ohne proprietäre Formate bestücken zu können, etwa Baby-AT oder µATX. Mini-ITX, Flex-ATX und Micro-ATX passen in ATX-Gehäuse. Steckplätze, Schrauben und das Fenster für [[I/O-Shield]] befinden sich an einheitlichen oder derselben Position.
Das ATX-Format sollte ab 2003 durch das damit inkompatible [[BTX-Format]] abgelöst werden, BTX konnte sich aber nicht durchsetzen und verschwand 2007 vom Markt. Im Vergleich zu BTX sind bei ATX die Plätze für die Steckkarten an der anderen Seite der Hauptplatine angeordnet. Aus diesem Grund befindet sich die Hauptplatine im Gehäuse an der anderen Seitenwand. Bei senkrecht eingebauten Hauptplatinen wirkte sich dies auf die Lage der Kühlkörper von [[Steckkarte]]n aus.

AMD kündigte Anfang September 2007 das [[DTX-Format]] an, das für sparsame Benutzer gedacht ist, da es kleiner und zum größten Teil ATX-kompatibel ist.

=== ATX-Hauptplatine ===
[[Datei:Asus-ROG-Strix-Z390-F-Gaming-Motherboard mit Markierungen 20201120 DSC6025.png|mini|hochkant=2.5|ATX-Hauptplatine mit Z390-Chipsatz von [[Asus]]. Es handelt sich dabei um ein Gaming-Mainboard.]]

[[Datei:ASUS P5Q-EM back panel.jpg|mini|hochkant=2.5|9) Externe Anschlüsse, auch ''Back Panel'' genannt. Von links: PS2-Kombi-Anschluss für Maus und/oder Tastatur (violett/grün kodiert), darunter 2× USB; [[TOSLINK]]; [[HDMI]]-Anschluss; [[IEEE 1394]]-Anschluss, darunter 2× USB; analoger [[Video Graphics Array|VGA]]-Anschluss, darunter [[DVI]]; [[RJ-45]]-Netzwerkanschluss, darunter 2× USB; analoge Ton-Ein/Ausgänge (oft konfigurierbar)]]

{| class="wikitable"
|+ Komponenten einer [[Asus]]-ATX-Hauptplatine aus dem Jahr 2017<br />(Die Nummern beziehen sich auf die Abbildungen rechts.)
|-
! Nr. !! Komponente !! Beschreibung
|-
| 1 || [[Prozessorsockel]] || [[Land Grid Array|Land-Grid-Array]]-Sockel, hier ein [[Sockel 1151]] zur Montage eines [[Intel-Core-i-Serie|Intel Core-i-Prozessors]]. Es ist kein Prozessor im Sockel und die Schutzkappe ist noch vorhanden.
|-
| 2 || [[Chipsatz]] || [[Northbridge]], ein Intel [[Z390]]-Chipsatz (unter der Abdeckung).
|-
| 3 || RAM-Steckplätze || Steckplätze für den Arbeitsspeicher, in diesem Fall für [[DDR4-SDRAM|DDR4]]
|-
| 4 || [[PCI-Express]]-Steckplätze || Drei PCIe-x16-Slots (lang), sowie drei PCIe-x1-Slots (kurz) befinden sich auf dem Mainboard. Die PCIe-x16-Slots können für ein oder mehrere Grafikkarten eingesetzt und per SLI oder Crossfire kombiniert werden.
|-
| 5 || [[Jumper (Elektrotechnik)|Jumper]] || Kleine Kurzschlussstecker zur Aktivierung oder Deaktivierung von Einstellungen (Hier: Jumper zum Zurücksetzen über den CLRTC-Pin).<ref>[https://www.asus.com/de/support/FAQ/1040820/ asus.com]</ref>
|-
| 6 || Anschlüsse für Frontblende || Mit diesen werden Mainboard und Frontblende des Gehäuses verbunden: Hauptschalter, Power-Anzeige (On/[[Bereitschaftsbetrieb#Computer|Standby]]), Laufwerkaktivitäts-Anzeige. Weiterhin, sofern vorhanden, Resetknopf und der eingebaute Lautsprecher.
|-
| 7 || 24-poliger [[ATX-Format|ATX]]-Connector || Die [[PC-Netzteil#ATX-Format|Hauptstromversorgung für die Hauptplatine]] durch das [[PC-Netzteil|Netzteil]].
|-
| 8 || [[PCI Express#Stromversorgung|8-poliger]] ATX-Connector || Anschluss für die Stromversorgung der CPU. Oft auch in zwei 4-polige [[ATX-Format|ATX]]-Connectoren trennbar.
|-
| 9 || Externe Anschlüsse || Diese Anschlüsse ragen aus dem Gehäuse heraus und dienen als Anschluss für Peripheriegeräte wie Maus, Tastatur oder USB-Geräte und werden über das [[I/O Shield]] an das Gehäuse angepasst. Siehe unteres Bild.
|-
| 10 || Interne USB-Anschlüsse || Über diese werden z. B. USB-Anschlüsse an der Vorderseite des Gehäuses oder ein eingebauter Speicherkartenleser mit dem Mainboard verbunden.
|-
| 11 || AAFP-Soundanschluss || An diesem Anschluss werden die Soundeingänge und -ausgänge des Frontpanels angeschlossen.
|-
| 12 || [[Serial ATA|Serial-ATA]]-Anschlüsse || Ermöglicht die Verbindung von Festplatten oder optischen Laufwerken mit der Hauptplatine. Oft werden jedoch keine optischen Laufwerke mehr eingebaut. Sie werden, wenn noch benötigt, per USB-Kabel an den PC angeschlossen.
|-
| 13 || M.2 || [[M.2|M.2-Anschluss]] für Erweiterungskarten. Oft werden hier die besonders schnellen M.2-SSDs eingesetzt, die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von 2–10 GiB/s erreichen.
|}

== Weitere Bilder typischer Hauptplatinen ==
<gallery mode="packed">
Motherboardxray.jpg|ATX-Hauptplatine unter [[Röntgen]][[Röntgenstrahlung|strahlung]] aufgenommen
IBM PC Motherboard (1981).jpg|Motherboard des ersten [[IBM Personal Computer|PCs von IBM (Modell 5150)]] von 1981, zeittypisch noch mit einer großen Anzahl von [[74xx]]-Logikbausteinen
Chicony CH-286N-16 (1280x700 deutsch).jpg|AT-Hauptplatine für 80286er CPUs und 16-Bit-ISA-Steckplätzen, Ende der 1980er Jahre
286 Baby AT motherboard layout.jpg|80286er Baby-AT-Hauptplatine von 1988
386DX40 MB Jaguar V.jpg|Hauptplatine mit 80386DX-CPU im AT-Format, Anfang der 1990er Jahre
Dell System 325P Mainboard.jpg|Mainboard vom Dell System 325P mit i386DX im LPX-Format, Steckplätze nur über LPX-[[Riser-Karte]], Baujahr 1990
Mainboard i486SX.jpg|AT-Hauptplatine für 80486er-CPUs
Socket-7-AT-mainboard.jpg|Sockel-7-AT-Hauptplatine, mit [[Längsregler]] für CPU-Spannungen, Baujahr 1996
Biostar M5ALA ver2.0.jpg|Super-Sockel-7-ATX-Hauptplatine, mit [[Abwärtswandler]] für CPU-Core-Spannung, Baujahr 1998 und 1999
Mainboard Elitegroup K7S5A.jpg|Nur vier[[Mehrlagenplatine|lagige]] ATX-Hauptplatine mit Sockel-462 für AMD-CPUs und SiS735-Chipsatz in einem Chip, Baujahr 2001
Asus KFN4-D16 R0027156.jpg|Server-Hauptplatine für zwei AMD Opteron-CPUs
BTX M-B IMG 1159.JPG|BTX-Format mit Socket AM2
Asus P5N32-E SLI Rev. 1.00G 20080229.jpg|ATX-Hauptplatine für Sockel 775 (unterstützt Core 2 Duo/Quad), 2008, unterstützt [[Scalable Link Interface|SLI]]. CPU und RAM sind bereits installiert.
Mainboard asus pbh 67-v IMGP9330 wp.jpg|ATX – abgedeckter Socket 1155 – die Northbridge und meist auch eine GPU sind in dieser Architektur in die CPU integriert, PCI und PCIe 1x und 16x, DDR3-RAM, 2011
Flex-ATX WP 20140221 010.jpg|Flex-ATX-Board mit CPU und DDR3-RAM (Northbridge und Grafik sind in der CPU)
MITX board S7302059.jpg|Mini-ITX-Board, CPU und Chipsatz passiv gekühlt, 2008
VIA EPIA N700 Nano-ITX Board-Top.jpg|Nano-ITX Board mit abgenommenen Kühlkörpern, S0-RAM-Sockel, CPU aufgelötet, 2008
VIA EPIA PX-10000 Pico-ITX board.jpg|Pico-ITX board mit abgenommenen Kühlkörpern, CPU aufgelötet, 2008
AsRock H97 Fatal1ty Sockel 1150-frei.png|AsRock Fatal1ty H97 Killer mit Intel-Sockel LGA 1150
Asus-ROG-Strix-Z390-F-Gaming-Motherboard 20201120 DSC6025.jpg|Beispiel für ein Gaming-Motherboard mit LGA1151-Sockel
Mainboard.jpg|Ein Gigabyte GA-P55-UD4 mit CPU-Kühler aus den Jahren 2008–2012
</gallery>

== Trivia ==
Das Computerunternehmen [[IBM]] brachte 1981 seinen ersten [[IBM Personal Computer|Personal Computer]] (PC) auf den Markt. In dem Team, welches die Grundkomponenten entwickelte, gab es nur eine Frau, die Ingenieurin [[Patty McHugh]]. Da sie mit innovativen Ideen maßgeblich an der Entwicklung der Hauptplatine beteiligt war, wurde die Hauptplatine zunächst intern Motherboard genannt und McHugh erhielt den Spitznamen ''Mother of the Motherboard''.<ref>Andreas Stiller: ''Das PC-Märchen'' In: ''c't. Extra Retro 2020'', Heise Medien, 20. Oktober 2020, S. 23</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat|Computer motherboards|Hauptplatine}}
{{Wiktionary}}
* [http://www.formfactors.org/ Spezifikationen der einzelnen Formfaktoren] (englisch)
* [http://www.dch-faq.de/kap02.html Mainboards und Chipsätze]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Leiterplatte]]

Hauptplatine - Versionsgeschichte

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