
Schlanker Speicher: Eine schnelle SSD-Karte für den M.2-Steck-Anschluss sorgt für hohe Datenraten bei minimalem Stromverbrauch und ist damit ein Pluspunkt im Mainboard-Test.
Klar, vorrangig sollte ein Mainboard zur Integration der verschiedenen Computer-Geräte dienen. Ein Mainboard mit CPU, Arbeitsspeicher und Chipsatz stellt das Grundgerüst dar, die Ausgestaltung der Räumlichkeiten ist eine Sache der Peripherie. Wichtige Hardware für Multimedia-Anwendungen ist jedoch häufig schon auf der Hauptplatine integriert. Mainboard-Treiber liegen dann auf der mitgelieferten Treiber-CD und müssen nach dem ersten Starten des Betriebssystems installiert werden.
On-Board-Grafikchips erzielen zusammen mit den On-Board-Audiochips bereits gute Leistungen und können teilweise mit externen Grafik- und Soundkarten mithalten. Für hohe Ansprüche bieten renommierte Hardware-Hersteller aber bessere Lösungen. Vorrangiges Ziel der Mainboards im Vergleich ist daher die schnellstmögliche Anbindung von Fremdanbieter-Hardware an Chipsatz bzw. Prozessor.
Intern haben sich dabei drei Anschlüsse und Schnittstellen etabliert. Der Unterschied zwischen Anschluss und Schnittstelle: Letztere bezeichnen die interne Verbindung zwischen Anschlüssen und Prozessor bzw. Chipsatz. So gibt es verschiedene Anschlüsse bzw. Steckplätze auf den Boards, die die gleiche Schnittstelle nutzen. Den Zusammenhang erläutern wir in den folgenden Abschnitten genauer.
3.1. Universelle Verbindung mit hoher Datenrate – Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)
Generell lässt sich über den PCI-Express-Erweiterungssteckplatz eine ganze Bandbreite an Hardware integrieren. Audio- oder Grafikarten, USB 3.0-Erweiterungsmodule, SSDs oder eine Netzwerkkarte mit WLAN-Funktion: Den Einsatzmöglichkeiten sind kaum Grenzen gesetzt. Der Begriff PCIe wird sowohl für den physischen Steckplatz bzw. den PCIe-Erweiterungskarten als auch für die Schnittstelle selbst verwendet.
Eine Anbindung erfolgt über sogenannte Lanes – die eigentlichen Verbindungsleitungen zum Chipsatz bzw. Prozessor. Dennoch gibt es einige Einschränkungen in der Belegung der PCIe-Steckplätze. Folgende Steckplätze werden unterschieden:
Slot-Typ | Beschreibung |
PCIe ×1 | - insgesamt 36 Kontakte
- Datenübertragungsrate: ca 8 Gbit/s
|
PCIe ×4 | - insgesamt 64 Kontakte
- Datenübertragungsrate: ca 31 Gbit/s
|
PCIe ×8 | - insgesamt 98 Kontakte
- Datenübertragungsrate: ca 63 Gbit/s
|
PCIe ×16 | - insgesamt 164 Kontakte
- Datenübertragungsrate: ca. 126 Gbit/s
|
Die Angaben beziehen sich auf den aktuellen PCI-Express-Standard 3.0. Größere Slots können auch kleinere Karten betreiben: Bspw. kann eine PCIe x4 Karte auch in einem PCIe x16-Slot betrieben werden – aber natürlich nur über 4-Lanes. |

Ein PCIe x16 und ein PCIe x1 Erweiterungssteckplatz und darüber die Mainboard-Batterie zur Speicherung der UEFI- bzw. BIOS-Daten.
Die einzelnen Slot sind meist unterschiedlich belegt: Zwar können auch die besten Gaming-Mainboards mit mehreren PCI-Express x16-Steckplätzen ausgerüstet sein – alle gleichzeitig lassen sich nicht nutzen. Das Problem sind die Lanes: Moderne DDR4-Mainboards mit 1151-Sockel verfügen über Lanes zum Prozessor und zum Chipsatz. Allerdings sind es in beiden Fällen weniger Leitungen als Slots, weshalb sich die Steckplätze die Leitungen teilen. Das als PCI-Express-Sharing bekannte Verfahren limitiert die Anschlüsse.
Beispiel: Sie haben drei PCIe x16 Erweiterungssteckplätze. Alle drei werden aber über eine Art Switch zusammengeführt. Der Switch ist letztlich mit 16 Lanes an den Prozessor angebunden. Dann gibt es folgende Slotbelegung:
- 1 Erweiterungsslot mit 16 Lane-Anbindung zum Prozessor (x16) und 2 Slots ohne Funktion
- 2 Erweiterungslots mit jeweils 8 Lane-Anbindung zum Prozessor (x8) und 1 Slot ohne Funktion
- 1 Erweiterungsslot mit 8 Lane-Anbindung zum Prozessor (x8) und 2 Slots mit 4-Lane-Anbindung (x4)
Generell limitiert die physikalische Anzahl an Leitungen die Einsatzmöglichkeiten. Wichtig ist das beim Einsatz von zwei Grafikkarten, die beide eine 16-Lane-Anbindung zum Prozessor benötigen. Hier ist eine native PCI-Express-Schnittstelle mit 32 Lanes unverzichtbar.
Tipp: Die kleineren PCIe-Steckplätze kommunizieren meist mit dem Chipsatz. Die exklusive Verbindung zum Prozessor ist den x16 Slots vorbehalten, da hierüber die leistungshungrige Grafikkarte oder sehr schnelle PCIe-SSDs betrieben werden.
3.2. Schnelle Anbindung für SSHD und SSD – Serial AT Attachment 6G (SATA) und SATA-Express (SATAe)

Passender Prozessor: Der Intel Core i7 6700K arbeitet mit einer Taktfrequenz von 4.2 GHz im Turbo-Modus.
Seit 2000 setzte sich die serielle Schnittstelle zunehmend durch und ist heute die gängigste Anbindungsmöglichkeit für interne Laufwerke. In der heutigen Version 3.0 überzeugt SATA mit einer Datengeschwindigkeit von 6 Gbits pro Sekunde, was für schnelle SSDs ein Muss ist, denn die schnellen Flash-Laufwerke reizen die SATA-Geschwindigkeit bereits voll aus.
Serial ATA ist gegenüber PCI-Express zwar der ältere Standard und erreicht bei weitem nicht die gleichen Übertragungsraten. Dennoch: Die große Verbreitung und die absolut ausreichende Ausnutzung der Datenrate aktueller SSDs sichert der Schnittstelle auch in den nächsten Jahren noch ihr Dasein.
Neu, aber voll kompatibel zu SATA 6G ist Serial-ATA-Express (SATAe). SATA-Express-Schnittstellen sind doppelt angebunden: entweder per SATA 6G oder per PCIe. Der entscheidende Vorteil liegt in der Zukunftsfähigkeit. Denn aus zwei SATA 6G-Anschlüssen wird ein SATAe-Anschluss mit PCIe-Anbindung.
SATAe nutzt bis zu 2 PCIe-Lanes und kommt auf eine Datenrate von bis zu 16 Gbit/s. Damit ist den künftigen Entwicklungen hinsichtlich der Geschwindigkeit genüge getan, ohne die Kompatibilität zum alten Standard zu übergehen. SATAe ist übrigens ein gutes Beispiel für die Unterscheidung der Anschlussnorm und der internen Schnittstelle.
Beachten Sie: Bei den meisten Mainboards werden einige SATA- und SATAe-Anschlüsse gemeinsam genutzt. Wenn Sie SATAe nutzen, stehen Ihnen nicht mehr alle SATA 6G-Anschlüsse zur Verfügung. Zwei SATA 6G-Anschlüsse werden bei den meisten Hauptplatinen zu einem SATAe-Anschluss geroutet. Wird ein Mainboard mit sechs SATA 6G-Anschlüssen und zwei SATAe-Anschlüssen ausgewiesen, stehen Ihnen bei Anschluss zweier SATAe-Komponenten nur noch zwei 6G-Anschlüsse zur Verfügung.
3.3. Next Generation Form Factor (NGFF) – der M.2-Anschluss für mehr Flexibilität
M.2 Größencodes
Die exakten Maße einer M.2-Erweiterungskarte werden bereits in der Artikelbezeichnung angegeben. Steht in der Artikelbezeichnung beispielsweise der Zusatz 2280, ist die M.2-Erweiterungskarte 22 mm breit und 80 mm lang.
Ähnlich wie SATAe ist auch M.2 eine Spezifikation für die Steckverbindung und kein neues Schnittstellenformat. M.2 nutzt wahlweise PCIe oder SATA 6G. Interessant ist der Anschluss aber wegen seiner kompakten Abmessungen: Mit nur 22 mm Breite und zurzeit maximal 80 mm Länge nehmen M.2-Erweiterungskarten enorm wenig Platz in Anspruch. Folgende -Versionen sind aktuell für Desktop-Mainboards in Gebrauch:
- M.2 Key E: Mit einer Anbindung von 2 PCIe-Lanes kommt die Version auf eine Übertragungsrate von 16 Gbit/s.
- M.2 Key M: Derzeit das Non-Plus-Ultra. Eine SSD-M.2-Karte kommuniziert über 4 PCIe-Lanes mit dem Chipsatz und schafft einen Datendurchsatz von maximal 32 Gbit/s.
Wegen der kompakten Abmessungen und enormen Datenrate wird sich M.2 vor allem im mobilen Bereich als Anschluss Nr. 1 durchsetzen. Aber auch in Desktop-Mainboards stellt der Anschluss eine willkommene Alternative zu PCIe dar. Vor allem in Gaming-Mainboards sind die PCIe-Slots schnell durch mehrere Grafikkarten belegt. M.2 macht Ihre Hauptplatine flexibler.
Vorsicht: Auch für M.2 und SATAe wird PCIe-Sharing eingesetzt. Zwar können beide Anschlusstypen wahlweise auch über die langsamere SATA 6G-Schnittstelle mit dem Chipsatz kommunizieren, jedoch ist gerade beim Einsatz von schnellen SSD-M.2-Karten eine PCIe-Verbindung Pflicht. Dann müssen Sie aber aufpassen, denn SATAe und M.2-Anschlüsse teilen sich die PCIe-Lanes. Werden beide Anschlüsse/Slots belegt, muss einer mit der langsameren SATA 6G-Schnittstelle vorlieb nehmen.
Das Thema ist ja sehr vielschichtig – hier werden wesentliche Zusammenhänge ausführlich
beschrieben. Für mich eine echte Bereicherung!