Bussysteme
Bussysteme
Bussysteme verbinden die Komponenten eines Computers und ermöglichen den Datenaustausch zwischen CPU, Arbeitsspeicher, Grafikkarte, Festplatten und Peripheriegeräten. Sie unterscheiden sich in Geschwindigkeit, Aufbau und Einsatzzweck.
Vergleich: Wichtige Bussysteme im PC
| Bussystem | Aufgabe | Beispiele für Geräte | Geschwindigkeit |
|---|---|---|---|
| PCI Express (PCIe) | Hochgeschwindigkeitsverbindung für interne Komponenten | Grafikkarten, NVMe-SSDs, Netzwerkkarten | PCIe 4.0: bis 16 GB/s pro Richtung (x16) |
| SATA | Anbindung von Massenspeichern | HDDs, SSDs, optische Laufwerke | SATA III: bis 600 MB/s |
| USB | Universelle Schnittstelle für externe Geräte | Tastatur, Maus, Kamera, USB-Sticks | USB 3.2: bis 20 Gbit/s |
| Front-Side-Bus / Systembus (früher) | Verbindung zwischen CPU und Chipsatz | ältere Systeme (Pentium, Core 2) | stark veraltet |
| I²C / SMBus | langsame Steuer-/Sensorverbindungen | Temperaturfühler, Lüftersteuerung | wenige Mbit/s |
PCI Express (PCIe)
PCIe ist das wichtigste interne Hochgeschwindigkeits-Bussystem.
- Punkt-zu-Punkt-Verbindung
- extrem hohe Bandbreiten
- verschiedene Lanes: x1, x4, x8, x16
- Generationen: PCIe 3.0, 4.0, 5.0, 6.0
Beispiel: Eine moderne Grafikkarte nutzt einen PCIe-x16-Slot.
SATA
SATA wird vor allem für Festplatten und SATA-SSDs verwendet.
- einfache Installation
- Hot-Plug-fähig
- Geschwindigkeit deutlich niedriger als NVMe/M.2
SATA-SSDs sind durch NVMe-SSDs weitgehend abgelöst, aber weiterhin weit verbreitet.
USB (Universal Serial Bus)
USB verbindet externe Geräte mit dem PC.
- unterstützt Datenübertragung und Stromversorgung
- Versionen:
- USB 2.0: 480 Mbit/s - USB 3.0 / 3.1 / 3.2: bis 20 Gbit/s - USB4 / Thunderbolt: bis 40 Gbit/s
- Anschlüsse: USB-A, USB-C
M.2 / NVMe
M.2 ist der Formfaktor – NVMe die Protokolltechnik.
- extrem geringe Latenzen
- sehr hohe Datenraten (PCIe 4.0 NVMe: 7.000 MB/s und mehr)
- ersetzt ältere SATA-SSDs
Interne Management-Busse
Diese Busse verbinden Hilfs- oder Sensorkomponenten:
- SMBus – Sensoren, Lüftersteuerung
- I²C – einfache Steuerbefehle
- SPI – BIOS/UEFI-Chips, Controller
- QPI / Infinity Fabric – interne CPU- und Chipsatzverbindungen (Intel/AMD)
Gründe für verschiedene Bussysteme
Nicht jeder Bus muss extrem schnell sein. Daher gibt es unterschiedliche Typen:
| Geschwindigkeit | Beispiele | Einsatz |
|---|---|---|
| sehr hoch | PCIe, NVMe | Grafik, SSDs, Beschleunigerkarten |
| mittel | USB 3.x, SATA | Peripherie, Massenspeicher |
| niedrig | I²C, SMBus | Sensoren, kleine Steuerdaten |
Kurz gesagt: Bussysteme ermöglichen den Datenaustausch zwischen allen PC-Komponenten. Schnelle Busse wie PCIe sind für Grafik und NVMe unverzichtbar, während langsame Steuerbusse Sensoren und Hilfsfunktionen verbinden.
