KnolleJupp
Fleet Admiral
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Kurzer Exkurs wie ein Rechner überhaupt startet
und warum er das nicht tut wenn keine CPU eingebaut ist und dann z.B. auch keine Lüfter laufen:
und warum er das nicht tut wenn keine CPU eingebaut ist und dann z.B. auch keine Lüfter laufen:
Das Netzteil in jedem halbwegs aktuellen Rechner entspricht der ATX-Norm.
Diese besagt - unter vielem anderen - das es eine dauerhafte Standby-Spannung (5V) ausgibt, selbst wenn der Rechner aus ist.
Diese Standby-Spannung liegt immer an, sobald das Netzteil mit einer funktionierenden Steckdose verbunden ist.
"Aus" heißt nämlich nicht komplett aus (wie bei der älteren AT-Norm), sondern eben nur Standby.
Diese Standby-Spannung versorgt unter anderem das BIOS oder genauer, den SRAM Anteil des BIOS, in welchem die eingestellten Werte abgespeichert sind. SRAM ist wie DRAM (z.B. Arbeitsspeicher) ein flüchtiger Speicher, der seinen Speicherinhalt ohne anliegende Spannung verliert. Im Gegensatz zu DRAM braucht SRAM aber keinen ständigen Refresh des Speicherinhalts.
Und die Standby-Spannung sorgt dafür das man den Rechner mit einem einfachen Taster ein- und ausschalten kann.
Bei der älteren AT-Norm wurde der Rechner ein- und ausgeschaltet, indem man mit einem massiven Schalter die Netzspannung vor dem Netzteil trennte oder verband.
Zusätzlich wird eine Prüfsumme gebildet aus den Daten und Einstellungen des BIOS, die beim Starten des Rechners überprüft wird.
Wenn da was nicht übereinstimmt, kommt es zu einer Fehlermeldung: "CMOS Checksum Error".
Erst wenn das Netzteil ausgesteckt wird, indem man das Stromkabel aus dem Netzteil zieht oder eine Steckdosenleiste ausschaltet
(oder ein evtl. vorhandener Schalter am Netzteil auf "aus" gestellt wird) übernimmt eine Batterie auf dem Mainboard die Versorgung des BIOS.
Wenn ausschließlich die Batterie für die Stromversorgung des BIOS-Chips (SRAM) zuständig wäre, würde sie nicht mehrere Jahre halten.
Die Batterie ist immer eine 3V CR2032 Knopfzelle.
(Will man das BIOS auf Werkseinstellungen zurücksetzen, muss man das Stromkabel vom Netzteil entfernen. Damit die Batterie die Stromversorgung des BIOS übernimmt. Quasi eine Art Notstromversorgung des BIOS. Mit einem ClearCMOS-Jumper (oder in dem man die Batterie entfernt) wird dann die Verbindung von der Batterie zum BIOS physisch unterbrochen.
In dem Moment sind alle Werte im BIOS gelöscht, der oben bereits beschriebene SRAM im BIOS wird gelöscht, was den Werkseinstellungen entspricht.
Früher gab es mal Mainboards ohne entfernbare Batterie, sondern mit einem fest aufgelöteten Akku. Aus diesem Grund gibt es einen ClearCMOS-Jumper. Weil heutzutage würde es reichen, einfach nur die Batterie zu entfernen.
Das BIOS selber wird natürlich nicht gelöscht, nur die Einstellungen. Beim nächsten Bootvorgang werden dann automatisch die Default-Werte geladen.
Will man die BIOS-Batterie wechseln, sollte man das bei eingestecktem Netzteil tun, damit das BIOS seine Werte nicht verliert.)
Und wie startet nun so ein Rechner?
Das Netzteil versorgt das Mainboard dauerhaft mit einer 5V Standby-Spannung (Pin 9, violettes Kabel). Auch wenn der Rechner aus ist.
Betätigst du den Ein-/Ausschalt-Taster, wird lediglich ein Kontakt gebrückt, als Signal für das Mainboard den Rechner zu starten.
Bzw. genauer, das BIOS zu starten, dass dann seinerseits den Bootprozess einleitet.
Wenn man es übertrieben genau erklären will, funktioniert der Ein-/Aus-Taster wie ein Flipflop, eine bistabile Kippstufe.
Dann gibt es noch Pin 8, graues Kabel. Liegt dort eine Spannung an, wird dem Mainboard darüber signalisiert das das Netzteil ordnungsgemäß arbeitet.
Im Fehlerfall (des Netzteils) wird die Spannung an diesem Pin auf Masse gezogen und das Mainboard schaltet sich ab.
Schaltest du den Rechner über den Taster ein, wird als erstes das BIOS gestartet. Dieses beginnt mit dem PowerOnSelfTest (POST).
Der erste dieser Tests ist die Überprüfung der CPU. Findet das BIOS keine, weil keine eingebaut ist oder das BIOS sie nicht erkennt, wird der Startprozess abgebrochen.
In dem Fall bekäme das Netzteil nicht die Anweisung sich einzuschalten.
(Das Mainboard zieht zum Einschalten des Netzteils Pin 16, grünes Kabel auf Masse.)
Gehäuselüfter & Co. laufen erst, wenn das Netzteil eingeschaltet ist, weil erst dann die notwendigen 12V für die Lüfter bereitstehen.
(Beim Bootvorgang kann dann u.a. ein neuer Microcode in die CPU geladen werden. In der CPU ist ein Befehlssatz (Microcode) unveränderlich einprogrammiert. Es gibt aber seit dem Intel Pentium Pro (von 1995) einen zusätzlichen Flash-Speicher in den CPUs, in den ein aktuellerer Befehlssatz geladen werden kann, der den fest eingespeicherten dann vollständig ersetzt.
Ein aktuellerer Befehlssatz kann also während der Initialisierung der CPU in selbige geladen werden. Er ersetzt temporär (solange der Rechner eingeschaltet ist) und flüchtig (die CPU "vergisst" das Update nach jedem Ausschalten) den ursprünglich bei der Fertigung einprogrammierten.
Nun kann man dieses Microcode-Update auf zwei verschiedene Arten einspielen. Entweder liegt es im BIOS vor und wird bei der Initialisierung des Rechners in die CPU geladen oder es liegt im Betriebssystem (als eine Art "CPU-Treiber") vor und muss dann aber sehr früh im Boot-Prozess eingespielt werden.)
Nicht das Netzteil startet das Mainboard (mit allem was sich da drauf befindet), sondern das Mainboard startet das Netzteil bzw. weckt es aus dem Standby-Modus auf.
Daher kommt schließlich auch der Begriff "booten". Denn was hat das Starten eines Rechners mit Stiefeln zu tun?
Da ein Rechner eine Software (BIOS/UEFI), die bereits laufen muss, braucht, um starten zu können, ist das so wie bei Baron Münchhausen,
der sich an den eigenen Haaren aus einem Sumpf gezogen hat. In der englischen Literatur sind es nicht seine Haare, sondern seine Stiefelriemen, bootstraps.
Merke: Ohne CPU bricht das BIOS den Startvorgang sofort ab, das Netzteil bleibt im Standby-Modus.
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