Der Hauptprozessor

Meist hängt der Wunsch nach einem klassischen Rechner mit einer bestimmten CPU zusammen, hier die Generationen, die in dieser Anleitung vorkommen.

Bezeichnung Bit Takt
8086-286 16 Bit 4,77-16 MHz
386 32 Bit 16 - 40 MHz
486 32 Bit 16-133 MHz
586/Pentium/K5 32 Bit 60-233 MHz
K6/K6-2/K6-3 32 Bit bis 550 MHz
Pentium 2 32 Bit 233-400 MHz
Pentium 3 32 Bit 450-1.200 MHz
Athlon 32 Bit 500-1.400 MHz
Athlon XP 32 Bit 1.333-2.333 MHz
Pentium 4 i.d.R. 32 Bit 1.300-3.800 MHz

8086-386

Bei diesen CPUs gibt es einen extra Mathematischen Coprozessor, der durch einen zweiten Chip mit dem Namen x87 realisiert wird. Dieser ist vor allem bei wissenschaftlichen Berechnungen vom Vorteil, Spiele die von ihm profitieren würden, werden wahrscheinlich nicht besonders gut auf diesen alten CPUs laufen. Da damals die CPU eher selten einzeln verkauft wurde, ist es ratsam diese Teile auch im Verbund mit einem Mainboard zu erwerben. Eine simple Jumperung für einen anderen Takt reicht häufig nicht aus, teilweise müssen Quarze gewechselt werden. Diese Uraltgeneration sollte man sich nur mit Respekt und Erfahrung nähern.

Unter den 386ern gibt es auch einige Exoten. Einige Firmen wie Texas Instruments stellten CPUs wie den TI486DLC her, man könnte denken es wäre ein 486er, es ist aber ein 386er mit zusätzlichen Cache, der oft zu Problemen auf den alten Boards geführt hatte.


Ein Siemens 8088

Ein IIT 287

Ein Intel 286

Ein AMD 386

486

Die 486er teilen sich in 2 Kategorien: Die SX und DX. Der Unterschied ist das die SX Modelle keinen funktionstüchtigen Coprozessor besitzen, und deswegen bei komplexeren Berechnungen klar im Nachteil. Früher gab es einen gewissen Preisunterschied, heute sollte man immer zur DX CPU greifen - es sei den man ist Sammler.

Die Bezeichnung DX, DX2, DX4 bezeichnet nur den internen Multiplikator, bei den DX ist er einfach, beim DX2 ist er 2fach und beim DX4, dreifach (Werbegag). Nur der AMD 133 (P75) besitzt einen echten Multiplikator von 4. Beispiele:

Der Systemtakt ist 33 MHz, ein DX Prozessor läuft intern mit 33 MHz, ein DX2 mit intern 66 MHz, ein DX4 intern mit 100 MHz, und der AMD P75 intern mit 133 MHz.

Der Systemtakt ist maßgeblich für die Gesamtgeschwindigkeit, ein Intel DX 50 ist daher ein wenig schneller als ein Intel DX2 50, da letzterer mit einen Systemtakt von 25 MHz auskommen muss. Daher ist der DX 40 auch gegenüber einen DX 33 nicht nur mit 7 MHz höher getaktet, sondern hat auch noch ein Systemtaktvorteil.

Generell sind gleich getaktete Intel Modelle schneller als die von AMD, welche wieder schneller als die von ST, TI, etc. sind.


V.l.n.r: Ein Intel 486 SX 25, AMD 486 DX 40, TI 486 DX2 80 und ST 486 DX 4 100.

Pentium, K5, Pentium Pro, Pentium 2 und andere 586/686er

Intel hat sich nicht nur einen neuen Namen einfallen lassen, sondern den Prozessor auch nicht mehr lizenziert. Das heißt ein AMD K5 oder Cyrix 6x86 ist zwar kompatibel, aber nicht baugleich. In der Praxis heißt es das der Intel Chip bei gleichem Takt, mehr leistet.

Die beiden Sockel 4 CPUs, der Pentium 60 und 66, sind etwas besonders. Durch ihren niedrigen Takt werden sie von hochgetakteten 486er in vielen Bereichen geschlagen. In 3D und anderen Fließkommabereichen sind sie allerdings stärker. Der Pentium besaß zur der Zeit einen Rechenfehler, worauf Intel kostenlos alle CPUs umtauschen musste. Daher tritt das Problem heute kaum noch auf. Falls doch, bei Sammler haben diese CPUs einen höheren Wert.

Der Sockel 5 ist an sich ein überflüssiger Sockel, den alle CPUs laufen auch in Sockel 7 Mainboards. Etwas tricky sind hier die FSB Takte. Der Pentium 75, 150, etc besitzen einen Takt von 50 MHz, und man verliert so deutlich an Gesamtsystemperformance. Lieber übertakten! Der Pentium 90 läuft mit 60 MHz, also nicht ganz so kritisch.

Als nächste Stufe kam der MMX Chip (P55C). Mit ihm kam aber auch das Split-Voltage, das heißt die Kern Spannung ist von der restlichen Chipspannung unterschiedlich. Man benötigt ein geeignetes Mainboard, oder einen Adapter Sockel. Die Erweiterung war damals ziemlich verpönt, da lange Zeit sie von nichts unterstützt wurde. Als erstes Spiel unterstützte dann das Autorennspiel "POD" MMX, allerdings auch nur teilweise im Spielsound. Heute ist MMX Etabliert.

Etwas Ähnliches startete AMD mit ihrem K6-2 mit dem Zusatz 3dnow. Er wurde unter anderem von der Quake2 Engine unterstützt und war sehr beliebt. Der K6-3 besitzt eine zusätzliche Cache Ebene, so dass der Cache des Mainboards zum Level 3 Cache wurde. Die K6-2 und K6-3 Prozessoren waren damals unbestritten Preis-Leistungs-Könige. Sie konnten so manchen Pentium III gefährlich werden. Ich greife dennoch lieber zum Pentium II/III, da hier der beste Chipsatz aller Zeiten Verwendung fand: der BX Chipsatz von Intel. Kein Chipsatz war je so schnell, stabil und so lange auf dem Markt.

Der Pentium Pro ist ein Exot. Ihn gab es mit Taktraten zwischen 150-200 MHz. Er war sehr teuer, da er im CPU Gehäuse Level 2 Cache besaß. Er war vor allem im Workstation und Server Bereich anzutreffen, da er eine schlechte Performance unter 16-Bit Software aufwies, und damit auf dem Nomalkundenmarkt uninteressant war. Er ist der einzige Prozessor für den Sockel 8, leider unterstützen die Chipsätze kein SDRAM.


Ein Intel Pentium MMX

Ein Cyrix 6x86

Ein AMD K6-2

Ein Intel Pentium Pro

Den Pentium II gab es in zwei Ausführungen, mit 66 MHz FSB (bis 333 MHz) und mit 100 MHz FSB (ab 350 MHz). Der Performancegewinn ist erheblich. Mit einem Pentium 2 350 MHz ist es bereits möglich DVDs ohne Hardwaredecoder zu schauen, man muss nur eine genügend alte DVD Software einsetzen (aktuelle haben zu viele Spielereien, die höhere Systemvoraussetzungen haben). Darüber hinaus wurde auch eine Billigversion, der Celeron, auf den Markt geworfen, um billigen Computern mit Sockel 7 CPUs Paroli zu bieten. Die ersten Modelle mussten ohne Level 2 Cache auskommen, und boten somit keine überragende Leistung. Spätere Modelle bekamen meistens ein Viertel der Cache Menge der Top Modelle spendiert. Auch erreichte der Celeron erst mit einem 800 MHz Modell die 100 MHz Fronstsidebus Marke.

Generell zum Übertakten: Die ersten Pentium Modelle waren frei taktbar, der Multiplikator war frei wählbar, dies änderte sich spätestens mit den MMX Modellen. Diese und auch spätere AMD Modelle lassen sich nur durch den Frontsidebus übertakten. Dabei wird das gesamte System übertaktet, meist spielen Datenträger und RAM nicht allzu weit mit.


Pentium 2 in SEC und Pentium 3 in SEC2 Bauform

Notebooks: Bei älteren Notebooks bis 486er sind die meisten CPUs auf der Hauptplatine fest verlötet, bei Pentium Rechnern ist dies nur noch teilweise der Fall. Häufig sind z.B. bei Intel, spezielle CPU Module zu finden. Beim Pentium II/III gibt es zwei einheitliches Mobilversionen. Einmal mit der MMC1 Schnittstelle (2 Kontaktleisten), und zum anderen die MMC2 Schnittstelle (eine große Kontaktleiste). Der Unterschied liegt in der Grafikschnittstelle begründet, MMC1 hat nur PCI und MMC2 hat AGP. Alle mobilen Pentium 2 Chips laufen nur mit 66 MHz FSB. Bei einem evtl. Upgrade sollte man immer prüfen, ob die vorhandene Kühlung ausreichend für die neue CPU ist.

Pentium 3 / Athlon

Mit dem Pentium 3 wurde eine weitere Befehlssatzerweiterung mit der SSE Einheit eingeführt. Anfangs eher belächelt, profitieren heute etliche Anwendungen hiervon, allerdings setzten nur wenige Programme diese Voraus. Das mag vor allem daran gelegen haben, das der sehr populäre Athlon erst bei den Athlon XP Modellen diese Recheneinheit lizensieren konnte.

Die Pentium 3 Klasse ist für Bastler sehr interessant, erstens wird um die 800 MHz schon ordentlich Leistung geboten, zum anderen brauchen gerade Sockel 370 Modelle relativ wenig Strom. Besonders herausstechen dort niedrig getakte Celeron Modelle auf Pentium 3 Basis. Kleine Slot Modelle bis etwa 600 MHz können ältere BX Rechner noch einmal beschleunigen, allerdings ist die benötigte Spannung zu beachten. Auch haben die besten Chipsätze von Intel Probleme mit neuem Arbeitsspeicher, noch erhältliche Module sind meist zu neu, so läuft auf einem BX nur ein 256 MB Modul mit 16 Chips, nicht welche mit acht.

Der Athlon hatte einige Startschwierigkeiten was Chipsätze betraf, richtig empfehlenswert sind hier erst welche für Sockel A. Ein VIA KT266 oder besser ist ein geeigneter Partner und man erhält durch DDR1 unterstützung relativ günstige, schnelle und große Module. Bei den Prozessoren über 1 Gigahertz sollte man sich auch ihrer "thermalen Verlustleistung" bewusst sein. Sprich sie werden recht heiß, und benötigen daher geeignete Kühlung. Sockel 5, 7, 370 und A sind dabei von der Halterung her kompatibel, man kann - wenn der Platz reicht - sehr gut neue leistungsfähige und dennoch leise Modelle verwenden. Zu beachten ist, dass alle Sockel 370 und A Prozessoren einen freiliegenden Prozessorkern besitzen, Montagefehler können schnell tödlich enden. Auch vom Athlon gibt es eine Sparversion, den Duron.


Intel Pentium 3

Intel Celeron

AMD Athlon Slot

AMD Athlon

Pentium 4 / Athlon XP

Ok, an der Stelle fragen sich bestimmt einige was diese Prozessoren in einem Klassikerbau zu suchen haben. Für die High-End Modelle mag das vielleicht stimmen, aber mindestens die ersten Generationen sind überholt, viele Geräte wegen ihres Alters oder wegen eines Defektes schon entsorgt, und damit ein Fall für diese Bastler. Zudem kann man sich mit ihnen noch Leistungsfähige Retro-Spielerechner bauen. Eine Voodoo 5 AGP läuft zum Beispiel noch problemlos in einen KT266 Mainboard, bei neueren Chipsatzrevisionen muss man auf den verwendete AGP-Spannung achten, zusammen mit einem Ahtlon XP stehen neuen Glide Leistungsrekorden nichts im Weg.

Den Pentium 4 gibt es für mehrere Sockel, hier nur die 423 und 478 betrachtet. Bei den 423 handelt es sich um Prozessoren mit bis zu 2 GHz, deren Leistung sehr stark vom verwendeten Speicher abhing. Zuerst kamen exorbitante Rambus Boards, auch heute sind die Module nicht einfach zu besorgen, dann langsame SD-RAM Boards und dann DDR-RAM, das das beste Preis Leistungsverhältnis bot, bei Sockel 478 gab es dann vor allem nur noch DDR Boards. Die spätere Garde bietet einem alles an Schnittstellen was man braucht, die Leistung reicht für Medienwiedergabe aus, solange man das Thema HD ausblendet.

Vom Athlon XP existieren mehrere Kern-Revisionen, so dass man darauf achten muss, ob Mainboard und CPU zusammenpassen. Die Athlon XP Modelle besitzen als Bezeichnung eine QuantiSpeed Nummer mit einem +. Ein Athlon XP 1600+ wird dabei mit einem nicht existierenden Athlon C 1600 verglichen, im wahren Leben ist er aber nur mit 1400 MHz getaktet und wurde mit einem Pentium 4 verglichen. Dies passte in etwa auch ganz gut, erst bei späten Modellen war ein Missverhältnis zu vernehmen.


Sockel 478 Intel Pentium 4

AMD Athlon XP

CPU Einbau: Die CPU vorbereiten

Die CPU sollte ab 33 MHz einen Kühlkörper kriegen, nötig ist dies zwar nicht, aber ein DX 33 kann unter Volllast schon recht heiß werden. Die Kühlkörper sind nicht genormt, werden aber meist an der CPU festgeklippt. Manchmal werden sie auch mit Wärmeleitkleber oder -pad festgeklebt. Ab 50-66 MHz sollte man an einen Lüfter denken. Entweder direkt auf dem Kühlkörper (dann sollte er 40x40 mm sein), oder in Form eines größeren Gehäuselüfters in der Nähe. Spätestens mit dem Pentium kann man den CPU Kühler bei Sockelprozessoren erst nach dem Einbau befestigen. Siehe folgende Hinweise an der Stelle.


V.l.n.r.: 486 CPU ohne Kühler (25 MHz), mit Kühlkörper (66 MHz), mit Kühlkörper und Lüfter (100 MHz)

CPU Einbau: Sockel Unterscheiden

Man sollte das Mainboard erst bestücken und dann ins Gehäuse einbauen.

Ab Sockel 3 und teilweise 2 sind die CPU-Sockel meistens "Nullkraft Arretiersockel", wie man sie in aktuellen Rechnern noch findet. Einfach Hebel senkrecht stellen, CPU rein oder raus nehmen, Hebel wieder runter drücken, fertig.

Alle CPU Sockel im Desktop Bereich nach dem Sockel 3 funktionieren nach diesen Prinzip und verwenden diverse Markierungen für die Richtung der CPU. In späten Sockeln lassen sich CPUs auch ohne Gewalt nicht mehr verkehrt herum einsetzen.


Sockel 1 Normalsockel

Sockel 3 Nullkraft-Arretiersockel

Davor sind einfache Sockel der Trend gewesen, in die einfach die CPU gesteckt wurden. Hier kriegt man die CPU nur mit Spezialwerkzeug - Intel hatte mal welches bei seinen Overdrive Prozessoren dazugepackt - oder mit Vorsicht, Geduld und einen Taschenmesser heraus.

Exkurs: Ausbau einer CPU aus "normalen" Sockel

Ausbau der CPU aus Standardsockel Bild 1/3
Man sucht sich eine gute Seite, und platziert einen Dosenöffner oder Schraubenzieher in der Mitte, nun winkelt man in der Spalte das Werkzeug vorsichtig und langsam an. Bis die CPU etwas hervorsteht.

Videoanleitung zur Demontage einer 486 CPU.

Einbau von Sockel CPUs im Detail:

Die CPU hat an einer Ecke eine Markierung (Ein Punkt, Abschrägung, teilw. auf der Unterseite ein Strich, Quadrat oder Kreuz), der CPU Sockel besitzt eine Ecke in der das Lochraster eine Schräge aufweist. So herum gehört die CPU (Bild 1). Bei Sockeln ohne Hebel muss die CPU gerade und mittig aufgesetzt werden (Bild 3A) und dann kräftig reingedrückt werden (Bild 4A)(nicht verkanten!!). Sockel mit Hebel sind da einfacher: Hebel in 90° Stellung, CPU, wieder mittig ausrichten und leicht reindrücken (Bild 2), Hebel wieder parallel zum Sockel verriegeln. (Bild 3)

Einbau 486 in Nullkraftarretiersockel Bild 1/3
Bild 1: Ausrichtung beachten, Hebel 90 Grad Stellung bringen.
Einbau CPU in einen Standardsockel Bild 1/4
Bild 1A: CPU Ausrichten, CPU Kante an Sockelmarkierung, bzw Pin 1 an Ecke mit Punkt.

Videoanleitung zur Montage einer 486 CPU.

Die CPU Beinchen sind recht empfindlich, sie verbiegen leicht: Man kann sie aber auch leicht wieder gerade biegen: dazu sollte man einen schmalen länglichen Gegenstand nehmen (Lineal, Messer) und an die ganze Reihe anlegen und langsam gerade biegen.

Nun muss man die CPU noch richtig jumpern. Dazu muss man die richtige Jumperung im Handbuch nachlesen. Hat man keins, hat man unter Umständen kein Problem, entweder man sucht auf der Platine eine kurze Jumperanleitung, oder man sucht nach einer Boardbezeichnung (Die findet man meist am oder um den letzten Slot, in der Mitte, oder am Rand bei den Slots) Diese Bezeichnung gibt man ohne Bindestriche in eine Suchmaschine und hofft das es sich um ein Markenboard handelt. Manche Hersteller und manche User haben das Handbuch oder die Jumperanleitung online gestellt.

Einbau bei Slot CPUs

Slot CPUs werden dagegen in einen speziellen Schacht gesteckt. Bei älteren Pentium II CPUs muss man dazu die "Hebel" an der Oberseite zur CPU schieben und die CPU dann rein/raus schieben. Wenn es hakt, dann die Halterung nach außen pressen. Bei neueren Pentium II/III CPUs, sind meist nur Kappen verbaut. Vor dem Einbau sollte der Kühlkörper montiert worden sein, die meisten CPUs wird man mit bereits montiertem Kühler vorfinden, ansonsten ist der generelle Aufbau wie folgt: Auf der Seite mit dem CPU Kern (Core) befindet sich eine Metallplatte (SECC 1), bzw. der Kern selbst (SECC2). Diese Fläche ist mit Wärmeleitpaste zu versehen. Der Kühler besitzt Metallstifte, welcher in die Löcher im CPU gesteckt werden (Plane Seite des Kühlkörpers natürlich auf der CPU Kern Seite). Nun gibt es verschiedene Methoden, auf der Rückseite schauen meist die Enden der Stifte heraus, diese werden mit Klammern, Klemmen oder Schrauben gesichert.

Einbau Slot CPUs Bild 1/6
Sicherungshebel offen (Die Sicherungshebel entfallen bei jüngeren Prozessoren.

Achtung! AMDs Slot A ist elektrisch inkompatibel mit dem Slot 1!

Einbau eines Kühlers:

Während bei alten CPUs bis zum 486er der Kühler meist nur gesteckt wird, so wurde später meist der Kühler mittels einer Klammer am CPU Sockel befestigt. Wichtig ist, dass man den Kühler in der vorgesehenen Richtung montiert. Der Sockel ist nicht eben, an der Seite wo der Hebel befestigt ist, ist er erhöht. Kühler haben dafür eine Aussparung oder enden dort.

Die Klammern erfordern häufig erhöhten Kraftaufwand und lassen sich teilweise nur mit einem Schraubenzieher über die Sockelnasen führen. Hier herrscht Abrutschgefahr. Manche Kühler können aus Platzgründen nur montiert werden, wenn das Mainboard ausgebaut wurde.

Kühler bei Sockel CPUs Bild 1/4
1: Über die richtige Aufsetzrichtung des Kühlers klar werden. Existiert eine Aussparung?

Späte Kühler, insbesondere solche für Sockel A und 478 wurden häufig verschraubt, hier hilft nur das Handbuch vom Kühler weiter, es gibt kein Standardvorgehen. Der Originale Sockel 478 Kühler wird mittels zweier Hebel im sogenannten Rentention Modul arretiert. Es ist ein Platikrahmen um den Sockel herum.

Tipp: Wie schon die Sockelbilder am Anfang der Seite vermuten ließen. Die Sockel 5, 7, Super 7, 370 und A haben die gleichen Ausmaße, es lassen sich unter Umständen leistungsfähigere Kühler auf älteren Sockeln einsetzen, dadurch kann man die Lüfter leiser laufen lassen und gewinnt Ruhe.

Ab 200 MHz aufwärts ist auch Wärmeleitpaste (die billige Siliconpaste reicht) nicht verkehrt, spätestens ab 300 MHz wird sie Pflicht. Die Wärmeleitpaste wird sparsam auf dem CPU Kern aufgetragen, am besten man bringt einen Klecks auf und verstreicht diesen mit einer alten Kundenkarte (Plastik). Steckt der CPU Kern unter einer Abdeckung (Heatspreader) oder ist unter der Oberfläche (Intel Pentium im Keramikgehäuse, Pentium 2 SECC 1) so wird einfach die gesamte Oberfläche bestrichen.


Der CPU Kern ist gut sichtbar, eventuelle Reste einer alten Paste entfernen (fusselfreies Tuch)

Er wird mit einer dünnen Schicht mit Wärmeleitpaste versogt

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