I/O-Hub-Übersicht für AMD und Intel: Wir erklären das Wirr-Warr bei den "Chipsätzen" (2024)

Früher, als die Gummistiefel noch aus Holz waren, stellten sich beim Mainboard-Kauf viele wichtige Fragen: Nvidia oder ATI? Single- oder Dual-Channel? DDR oder RD? 1,5- oder 3,3-V-AGP? Cacheable Area? Chipsätze waren zentral für die Geschwindigkeit und die Stabilität des Systems. Für letztere sogar so wichtig, dass einige Generationen guter Prozessoren im Massenmarkt durchfielen, weil niemand der Plattform vertraute. Doch diese Zeiten sind lange vorbei, Sätze aus mehreren Chips gibt es heute ebensowenig wie eine Auswahl verschiedener Hersteller oder direkte Auswirkungen auf die Rechenleistung. Einfacher wurde der Mainboard-Kauf dadurch aber nicht, denn bei heutigen I/O-Hubs (Intel-Jargon: Plattform Controller Hub, PCH) kann schon die Frage "welche CPUs passen dazu?" eine Herausforderung sein - von der Ausstattung gar nicht zu sprechen.

I/O-Hubs für AMD und Intel: Was ist von wem und für was?

Hauptverantwortlicher für das aktuelle Namens-Chaos ist AMD: Nachdem die Weiterentwicklung der alten AM3-Chipsätze bei der 900er-Serie gestoppt wurde und die "Fusion Controller Hub" (FCH) getauften I/O-Chips der FM1- und FM2-Plattformen mit zweistelligem Nummern und vorangestelltem A sich den höchstmöglichen Ziffern angenähert hatten, führte man 2017 mit der AM4-Plattform nicht nur neue I/O-Hubs ein, sondern auch ein neues "Buchstabe + 3 Ziffern"-Namensschema, dass sich eindeutig an Intel orientierte und direkt mit der "300"er Reihe begann. Die gute Nachricht für Endkunden somit: Alle noch am Markt befindlichen Mainboards mit 100er oder 200er Kennzeichnung stammen von Intel. Und mit Ausnahme des X299 für Sockel-2066-CPUs handelt es sich durchgängig um PCHs für die veralteten ersten beiden Sockel-1151-Generationen (Skylake-Core-i-6000- und Kaby-Lake-Core-i-7000-Serie).

Die schlechte Nachricht: Auch Intels Nummerierung ist im Herbst 2017 bei der 300 angelangt und AMD hat nicht nur die drei Stellen übernommen, sondern auch die von Intel seit 2007 respektive 2010 genutzte "5" als zweite Ziffer für Mainstream- und "7" für Top-Modelle. Während es sich beim "X370" also um AMDs Flaggschiff der ersten AM4-Generation handelt, bezeichnet der "Z370" das aktuelle Spitzenmodell für Intels Sockel-1151-Plattform. Die Mittelklasse kennzeichnet Intel seit 2011 zusätzlich mit dem Buchstaben "B" - und AMD seit 2017 ebenfalls. Während "B150" und "B250" also Intel-PCHs waren, sind "B350" und der bald erscheinende "B450" AMD-I/O-Hubs. Intel musste für den B250-Nachfolger auf "B360" ausweichen. Das "H"-Suffix (zum Beispiel "H270" oder "H310") und die im Endkundenmerkt seltenen "Q"- und "C"-Bezeichnungen gibt es dagegen weiterhin nur bei Intel, AMD produziert zusätzlich noch den "A320" für das Low-End-Segment.

Verwirrender sieht es dagegen bei den Luxus-Plattformen aus. Intel assoziiert diese bereits seit dem i925X (erste Sockel-775-Pentium-4-Generation) mit dem Buchstaben "X"; die jünstgen Vertreter sind X99 (Sockel 2011-v3-CPUs) und X299 (2066). AMD hingegen nutzt das X neben der AM4-Oberklasse auch für den "X399" auf Threadripper-Mainboards. Gerüchten zu Folge wird es diesen Namen künftig auch 1:1 bei Intel geben: Der Intel X399 wäre ein Technik-Update für den X299 und der namentlich logische Nachfolger. Im Gegensatz zum B300-Konflikt kann Intel auf keine höhere Ziffer ausweichen, sondern allenfalls direkt auf "X499" springen - und damit AMD den logischen Nachfolgepfad für den aktuellen X399 verbauen.

I/O-Hubs: Wo sind welche Funktionen freigeschaltet?

Quelle: AMDSie finden unsere Übersicht verwirrend? "X370: 8 SATA Ports; 1× M.2 via CPU" heißt bei AMD "or 4 SATA plus 1 x4 NVMe on AMD Ryzen Processor" zuzüglich "2 SATA Express". Wenn man auf "or 2 SATA" heruntergeht, bleiben in der Praxis viermal SATA für den B350.Während die Zuordnung von I/O-Hub-Namen zur richtigen CPU-Generation vor allem aus dem Namenswettstreit zwischen beiden Herstellern resultiert, sind die Unterschiede innerhalb einer PCH-Baureihe jeweils hausgemacht. Obwohl heutzutage das gleiche I/O-Hub-Silizium sogar mehrere Sockel überspannt und neben den Mainstream- auch die Enthusiast-Plattformen versorgt, werden nämlich zur Gewinnoptimierung durch Feature-Deaktivierung künstlich Preisklassen geschaffen. Bei AMD sind die X-Topmodelle voll freigeschaltet und können/dürfen alles, während auf Mainboards mit einem B350- oder B450-I/O-Hub der Betrieb von zwei Grafikkarten mit je acht PCI-Express-Lanes (an Stelle von einmal ×16) verboten ist. Dass die PCI-Express-3.0-Lanes gar nichts mit dem I/O-Hub zu tun haben, sondern von der CPU bereit gestellt werden, ist hierbei unerheblich: Die verbaute Promontory-Ausbaustufe wird zum Rechte-Dongle, das Funktionen vorgibt. Noch eine Stufe tiefer, beim im Retail-Markt unbedeutenden A320, werden zusätzlich die Funktionen zur CPU-Übertaktung deaktiviert.

Intel kombiniert beide Deaktivierungs-Schritte: Sowohl Übertakten als auch Dual-GPU-Betrieb ist beim Sockel 1151 nur mit einem Z-PCH (Z170, Z270, Z370) möglich, zusätzlich werden beide Features natürlich auch von den Enthusiast-Modellen X99 und X299 unterstützt. Von den H-Modellen abwärts ist man dagegen auf die CPU-Werksvorgaben und einen ×16-Slot beschränkt. Crossfire-Betrieb wäre zwar theoretisch auch mit einer zweiten Karte in einem zusätzlichen ×4-Slot möglich, aber nicht zu empfehlen - Nvidia vergibt an derartige Mainboards aus gutem Grund keine SLI-Lizenz. Einige vorwiegend für Firmennetzwerke interessante Features, die Intel unter "vPro" zusammenfasst, sind umgekehrt auch bei Z370 & Co deaktiviert. Für den Businessbereich führt Intel zusätzlich die sonst den H-Modellen ähnliche "Q"-Serie und wer einen Workstation-Xeon-Prozessor benutzen möchte, muss ein "C"-Modell kaufen. Sowohl Prozessoren als auch I/O-Hub sind dabei übrigens physisch identisch zu den Desktop-Modellen, Unterschiede entstehen allein durch Marktsegment-spezifische (Teil-)Deaktivierungen samt künstlich geschaffener Inkompatiblitäten zwischen Desktop- und Workstation-PCHs und -Prozessoren. Bei AMD entfällt diese Differenzierung, da man nur eine CPU-Linie anbietet. Dafür wurden in der 400er-Generation ebenfalls Software-Funktionen an den PCH gekoppelt: Die neue Caching-Funktion für Laufwerke, ein reines Treiber-Feature, lässt sich nur mit einem X470 oder B450, nicht aber mit den technisch identischen Vorgängerprodukten aktivieren.

I/O-Hubs: Wer bietet welche Ausstattung?

Quelle: AsusBei AMD I/O-Hub lassen sich optional zwei der SATA-Ports als PCI-E-3.0-Lanes umfunktionieren, wenn man sie mit dem Taktsignal einer der PCI-E-2.0-Lanes kombiniert. Rund ein Jahr nach Vorstellung des X370 war Asus Prime X470-Pro das erste Mainboard im PCGH-Testlabor, das diese "naheligende" Lösung erfolgreich umsetzte.Die größten künstlichen Unterschiede finden sich aber nicht in der Feature-, sondern der Ausstattungsliste der I/O-Hubs. Sowohl Intel als auch AMD fertigen für günstigere Marktsegmente kein getrenntes Silizium, sondern deaktivieren einfach Schnittstellen - beziehungsweise schränken deren Vielseitigkeit ein. AMDs vergleichsweise funktionsarmer Promontory wird im Vollausbau als X370, X470 und X399 verkauft. Beim B350 und voraussichtlich dem B450 wurden zwei der acht PCI-E-2.0-Lanes, vier von sechs USB-3.0-Ports (die Plattform verfügt über vier weitere von der CPU) und offiziell zwei von acht SATA-Ports deaktiviert. Inoffiziell scheint sogar die Hälfte der SATA-Schnittstellen deaktiviert zu sein - jedenfalls konnte auch AMD auf Nachfrage keinen einzigen Mainboard-Hersteller nennen, der mehr als vier SATA-Laufwerke via B350 anbindet und beim B450 scheint sich dies zu wiederholen.

Fehlerfrei, aber um so komplexer sind die Angaben zum Intel-Angebot. Das liegt zum einen an den ein bis zwei Klassen höher reichenden Fähigkeiten, zum anderen aber deren Flexibilität. Den Vollausbau gibt es hier nur als X299 - wohlgemerkt den der letzten Generation, aber dazu kommen wir gleich noch. Der Z370 sowie sein identischer Bruder Z270 verzichten bereits auf zwei potenzielle SATA-Ports. "Potenziell" weil Intel seit langem flexible Schnittstellen anbietet. Im Rahmen von Flex-I/O können die Mainboard-Hersteller für mehrere High-Spoeed-I/O-Ports der PCHs selbst entscheiden, welche von zwei möglichen Funktionen sie nutzen möchten. Im Falle des Z370 wurde an deren zwei die SATA-Funktionalität deaktiviert, der alternativ mögliche Betrieb als PCI-Express-Lane ist aber weiterhin möglich - und mit Sockel-1151-CPUs ohnehin attraktiver. Noch eine Stufe tiefer sind bei H270 und H370 noch immer alle Ports aktiv, aber jetzt können je zwei zuvor doppelt belegte HSIOs nur noch SATA respektive USB 3.0 und kein PCI-E 3.0 mehr. Erst bei B250 und B360 werden tatsächlich ganze Anschlüsse deaktiviert, zusätzlich gibt es hier gar keine flexiblen Ports mehr. Untereinander unterscheiden sich B250 und B360 respektive H270 und H370 schließlich durch die Unterstützung von USB 3.1 mit vollen 10 GBit/s: Während Z370 und X299 nämlich noch auf dem mit dem Z270 Anfang 2017 eingeführten Silizium ohne USB-3.1-Controller basieren, repräsentieren B360 und H370 eine neue Generation, die bald noch um einen Z390 erweitert werden soll. Diese PCHs verfügen nicht über zusätzliche HSIO-Ports, aber die bereits bekannten USB-3.0-Anschlüsse beherrschen jetzt 3.1-Geschwindigkeit. Teilweise versteht sich und in je nach Klasse wechselnder Anzahl - es soll ja nicht zu übersichtlich werden.

Eine vollständige Auflistung aller Ausstattungsaspekte in Textform würde offensichtlich genauso unübersichtlich, wie der Mainboard-Markt als solcher - wir versuchen es daher mit einer grafischen Übersicht: In unten stehender Darstellung der aktuellen Intel- und AMD-Sockel listen wir jeweils die Ausstattung der Prozessoren und I/O-Hubs auf. Wenn bei letzteren Wahlfreiheit besteht, geben wir beide Möglichkeiten übereinander an. In der untersten Zeile jeder Plattform finden Sie zusätzlich eine typische Konfiguration, die die auf nahezu allen Mainboards der jeweiligen Klasse vorzufinden Ausstattung repräsentiert - einschließlich von Zusatzcontrollern, denn natürlich wollen auch fast alle Z370-Mainboards USB 3.1 bieten und umgekehrt hat kein einziger I/O-Hub einen voll integrierten LAN-Controller. Am Ende verbleiben zusätzlich zu dieser Basiskonfiguration mehr oder minder viele freie PCI-Express-Lanes. Diese lassen sich für einfache Erweiterungsslots, W- oder Dual-GBit-LAN nutzen (jeweils min. 1× PCI-E 2.0 ×1), für schnelle Zusatz-Controller der letzten Generation (PCI-E 2.0 ×4, beispielsweise einige 10-GBit-LAN-Lösungen), für aktuelle Budget-M.2-SSDs (3.0 ×2) oder für die neuesten High-End-Laufwerke und Zusatzcontroller, beispielsweise Thunderbolt 3 und vollwertige M.2-SSDs, die alle nach jeweils vier PCI-Express-3.0-Lanes verlangen.

Je mehr dieser Lanes eine CPU-I/O-Hub-Kombination über die Grundversorgung hinaus bietet, desto mehr Zusatzausstattung kann ein Mainboard-Hersteller verbauen, ohne dass es zu sogenanntem Lane-Sharing kommt. Gerade im High-End-Bereich ist es nämlich keine Seltenheit, dass sich nur ein Teil der Onboard-Features gleichzeitig nutzen lässt - weil es beispielsweise auf einem X470-Mainboard die Ressourcen schlicht nicht für eine ×16-Grafikkarte und zwei voll angebundene M.2-SSDs reichen.

Quelle: PC Games HardwareDer "längste Balken" mal anders: Zwischen den Ressourcen der I/O-Hubs und damit der potentiellen Ausstattung auf ihnen basierender Mainboards gibt es spürbare Unterschiede. Bei den Enthusiast-Plattformen TR4 und Sockel 2066 werfen zudem die CPUs jede Menge PCI-E-3.0-Lanes in den Ring.

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