Формфакторы системных плат

Формфакторы системных плат

Важнейшим узлом компьютера является системная плата (system board), иногда называемая материнской (motherboard), основной или главной платой (main board). Системные платы выпускаются в нескольких вариантах. Они отличаются размерами, или формфакторами. Формфактор системной платы определяет тип корпуса, в котором ее можно установить. Ниже перечислены основные формфакторы системных плат.

Устаревшие: Baby-AT; полноразмерная плата AT; LPX.
Современные: АТХ; Micro-ATX; Flex-АТХ; NLX; WTX.

Области применения описанных формфакторов системных плат представлены ниже.

АТХ - Стандартные современные настольные компьютеры в корпусах mini-tower или full-tower
Micro-ATX - Системы нижнего уровня в корпусах desktop или mini-tower
Flex-ATX - Недорогие компьютеры в корпусах desktop или mini-tower
NLX - Корпоративные компьютеры в корпусах desktop или mini-tower с интегрированным сетевым адаптером
WTX - Высокопроизводительные рабочие станции и серверы среднего уровня

В последнее время произошел переход от системных плат формфакторов Baby-AT, AT и LPX к платам ATX и ее семейству NLX.

АТХ

Конструкция ATX была разработана сравнительно недавно. В ней сочетаются наилучшие черты стандартов Baby-AT и LPX и

заложены многие дополнительные усовершенствования. По существу, ATX — это "лежащая на боку" плата Baby-AT с измененным разъемом и местоположением источника питания. Главное, что необходимо запомнить, — конструкция АТХ физически несовместима ни с Baby-AT, ни с LPX. Другими словами, для системной платы ATX нужен особый корпус и источник питания.

Официально спецификация ATX была опубликована фирмой Intel в июле 1995 года, и по­этому другие производители могут использовать конструкцию ATX в своих компьютерах. Такой открытой публикацией Intel фактически создала новый промышленный стандарт ATX.

Конструкция ATX позволила усовершенствовать стандарты Baby-AT и LPX. Наличие встроенной двойной панели разъемов ввода-вывода. На тыльной стороне сис­темной платы есть область с разъемами ввода-вывода шириной 6,25 и высотой 1,75 дюйма. Это позволяет расположить внешние разъемы непосредственно на плате и исключает необходимость использования кабелей, соединяющих внутренние разъемы и заднюю панель корпуса, как в конструкции Baby-AT. Наличие одноключевого внутреннего разъема источника питания. Это упрощает замену разъемов на источнике питания типа Baby-AT. Спецификация ATX содержит одноключевой разъем источника питания, который легко вставляется и который невозможно установить неправильно. Этот разъем имеет контакты для подвода к системной плате напряжения 3,3 В, а это означает, что для системной платы ATX не нужны встроенные преобразователи напряжения, которые часто выходят из строя.

Перемещение процессора и модулей памяти. Изменены места расположения этих устройств: теперь они не мешают платам расширения, и их легко заменить новыми, не вынимая при этом ни одного из установленных адаптеров.

Более удачное расположение внутренних разъемов ввода-вывода. Эти разъемы для накопителей на гибких и жестких дисках смещены и находятся не под разъемами расширения или самими накопителями, а рядом с ними. Поэтому можно уменьшить длину внутренних кабелей к накопителям, а для доступа к разъемам не нужно убирать одну из плат или накопитель.

Снижение стоимости. Конструкция ATX не требует наличия гнезд кабелей к разъемам внешних портов, встречающихся на системных платах Baby-AT, дополнительного вентилятора для процессора и 3,3-вольтного стабилизатора на системной плате. В этой конструкции используется один-единственный разъем питания. Кроме того, вы можете укоротить внутренние кабели дисковых накопителей. Все это существенно уменьшает стоимость не только системной платы, но и всего компьютера, включая корпус и источник питания.

Системная плата не прикрывается дисковыми накопителями, что обеспечивает свободный доступ к таким деталям, как процессор, память и внутренние разъемы, которые, со своей стороны, не мешают доступу к разъемам шины. Обратите внимание также на ориентацию источника питания и его единственный вентилятор, который направляет воздушный поток на самые тепловыделяющие элементы — процессор и модули памяти.

Обратите внимание, что сборщики компьютеров устанавливают вентилятор процессора в системы АТХ, поскольку Intel поставляет процессоры вместе с высококачественными вентиляторами на шариковых подшипниках. Это так называемые боксированные процессоры, поскольку они продаются в отдельных корпусах. Intel устанавливает вентиляторы для подстраховки, поэтому некоторые сборщики систем не вникают в детали расчета и измерения распределения температур и не проводят тестирование в объеме, достаточном для правильного выбора размера устанавливаемого пассивного теплоотвода (радиатора). Устанавливая вентилятор на таких "боксированных" процессорах, Intel страхует их от перегрева, поскольку вентилятор гарантирует адекватное охлаждение центрального процессора. Крупные же сборщики систем, правильно выбирая соответствующий пассивный теплоотвод (радиатор), снижают стоимость системы и повышают ее надежность.

Системная плата ATX, по сути, представляет собой конструкцию Baby-AT, перевернутую на бок. Разъемы расширения параллельны более короткой стороне и не мешают гнездам про­цессора, памяти и разъемам ввода-вывода. Кроме полноразмерной схемы ATX, фирма Intel описала конструкцию mini-ATX, которая размещается в таком же корпусе. Полноразмерная плата ATX имеет размеры 305*244 мм (12?9,6 дюймов), а плата mini-ATX — 284*208 мм (11,2*8,2 дюйма). Несмотря на то что отверстия в корпусе располагаются так же, как и в Baby-AT, конст­рукции ATX и Baby-AT несовместимы. Для источников питания необходим сменный разъем, но основная конструкция источника питания ATX аналогична конструкции стандартного источника питания Slimline.

Не снимая кожух компьютера, можно определить, имеет ли установленная в нем плата формфактор ATX. Обратите внимание на заднюю панель системного блока. ATX имеет две отличительные черты. Во-первых, все разъемы плат расширения подключены непосредственно к системной плате; нет никаких выносных плат, как у LPX или NLX. Разъемы перпендикулярны к плоскости системной платы. Во-вторых, платы ATX имеют уникальную платформу удвоенной высоты для всех встроенных разъемов на системной плате.

Micro-ATX

Формфактор micro-ATX впервые был представлен в декабре 1997 года. Эти платы предназначены для небольших недорогих систем. Уменьшение размеров позволило существенно снизить стоимость компьютеров на базе этих системных плат. Формфактор micro-ATX обратно совместим с ATX. Системные платы формфакторов micro-ATX и ATX имеют следующие основные различия:

  уменьшенная ширина (244 мм (9,6 дюйма) вместо 305 мм (12 дюймов) или 284 мм (11,2 дюйма));

  уменьшенное число разъемов;

  уменьшенный блок питания (формфактора SFX).

Несмотря на свои относительно небольшие размеры и уменьшенное количество разъемов, функциональность платы micro-ATX не снизилась — на плате интегрирована звуковая и ви­деосистема.

Уменьшение размеров всех элементов компьютера на базе системной платы micro-ATX позволяет существенно снизить ее стоимость. Совместимость плат micro-ATX с ATX означа­ет следующее:

  использование одного и того же 20-контактного разъема питания;

  стандартное расположение разъемов ввода-вывода;

  одинаковое расположение крепежных винтов.

Благодаря этому системные платы micro-ATX можно устанавливать в корпуса формфактора ATX. Типичная система на базе системных плат этого формфактора имеет следующие размеры: высота 304,8 или 355,6 мм (12 или 14 дюймов), ширина 177,8 мм (7 дюймов) и глубина 304,8 мм (12 дюймов).

Flex-ATX

В марте 1999 года Intel опубликовала дополнение к спецификации micro-ATX, названное flex-ATX. В этом дополнении описывались системные платы еще меньшего размера, чем ATX, которые позволяют производителям создавать небольшие и недорогие системы.

Спецификация формфактора Flex-ATX описывает системную плату размером 229*191 мм (9,0*7,5 дюймов). В отличие от плат с формфактором micro-ATX в платах flex-ATX для установки процессора используются гнезда типа Socket — Socket 7, Socket 370 или Socket A, что позволяет устанавливать процессоры семейств AMD K6-3, Athlon, Intel Celeron и Pentium III Этими платами не поддерживаются гнезда Slot 1, Slot 2 и Slot A. Платы Flex-ATX обратно совместимы с платами ATX, используют ту же систему крепления, аналогичную панель ввода-вывода и одинаковые разъемы питания.

В большинстве систем на базе системных плат формфактора flex-ATX используется блок питания типа SFX или же стандартный блок питания типа ATX.

АТХ Riser

В декабре 1999 года Intel представила очередную модификацию системных плат форм-фактора ATX. В этой новой плате в один из разъемов шины PCI помещается плата с двумя или тремя дополнительными разъемами.

Это изменение системных плат предназначено в первую очередь для настольных систем типа slimline. Представленный формфактор по замыслу разработчиков должен прийти на смену NLX. Обратите внимание, что при установке плат в разъемы дополнительной платы невозможно установить дополнительные платы в другие разъемы шины PCI системной платы. Чаще всего эта плата помещается в шестой разъем шины PCI (второй со стороны гнезда процессора).

Расположение выводов разъема ATX Riser.

---------------------------------------------

Сигнал        Контакт   Контакт      Сигнал

---------------------------------------------

Общий           B1        A1        PCI_GNT1#

PCI_CLK1        B2        A2        Общий

Общий           ВЗ        A3        PCI_GNT2#

PCI_REQ1#       A4        B4        Общий

Общий           A5        B5        PCI_CLK3

PCI_CLK2        A6        В6        RISER_ID1

Общий           A7        B7   Зарезервирован

PCI_REQ2#       A8        B8        RISER_ID2

Общий           A9        B9        NOGO

PC/PCI_DREQ#   A10       B10        + 12 В

PC/PCI_DGNT#   A11       B11          SER IRQ

---------------------------------------------

Преимущество ATX Riser проявляется наилучшим образом при создании недорогих на­стольных систем небольшого формата.

NLX

Первое представление системных плат формфактора NLX состоялось в ноябре 1996 года. Платы этого стандарта на первый взгляд напоминают платы LPX, но на самом деле они гораздо совершеннее. Если на платы LPX нельзя установить новые процессоры Pentium П/Ш из-за их крупных размеров и повышенного тепловыделения, то в разработке NLX эти препятствия полностью устранены.

Системная плата NLX подключается к выносной плате, в то время как в платах LPX наоборот — выносная плата подключается к системной. Все внешние кабели подключаются к выносной плате, так что можно без труда извлечь системную плату. Кроме упро­щенного монтажа системной платы в корпусе формфактора NLX, можно извлекать блок пи­тания или диски и при этом не требуется "полной" разборки системы.

Основные достоинства этого нового стандарта:

  Поддержка современных процессорных технологий. Это особенно важно для систем с процессором Pentium II/III, поскольку размер его корпуса SEC (Single Edge Contact) практически не позволяет устанавливать этот процессор на платах Baby-AT и LPX.

  Гибкость по отношению к быстро изменяющимся процессорным технологиям. Идея гибких систем с объединительной платой нашла новое воплощение в конструкции плат NLX, установить которые можно быстро и легко, не разбирая при этом всю систему на части. В отличие от традиционных систем с объединительными платами, новый стандарт NLX поддерживают такие лидеры компьютерной индустрии, как AST, Digital, Gateway, Hewlett-Packard, IBM, Micron, NEC и др.

  Поддержка других новых технологий. Речь здесь идет о таких высокопроизводитель­ных решениях, как AGP (Accelerated Graphics Port), USB (Universal Serial Bus), технология модулей памяти RIMM и DIMM.

Учитывая неуклонно возрастающую роль мультимедиа-приложений, разработчики встроили в новую системную плату еще и поддержку таких возможностей, как воспроизведение видеоданных, расширенные средства для обработки графики и звука. И если в прошлом использование мультимедиа-технологий требовало затрат на различные дополнительные платы, то теперь необходимость в них отпала.

Системная плата NLX и платы ввода-вывода (располагающиеся, как и в конструкции LPX, параллельно системной) теперь легко вставляются и вынимаются, при этом другие платы, в том числе и расположенные вертикально, остаются нетронутыми. Легче стало добираться и к самому процессору, который охлаждается теперь гораздо лучше, чем в системах с близко расположенными компонентами.

Стандарт NLX обеспечивает максимальную гибкость систем и оптимальное использова­ние свободного пространства. Даже самые длинные платы ввода-вывода устанавливаются без труда, и при этом не задеваются никакие другие системные компоненты, что было настоящей проблемой для компьютеров типа Baby-AT.

WTX

Формфактор системных плат и корпусов WTX предназначен для рабочих станций среднего уровня. Этот формфактор впервые был представлен в сентябре 1998 года (версия 1.0) и модернизирован в феврале 1999 года (версия 1.1). Он создавался на основе формфактора ATX.

Формфактор WTX обладает следующими свойствами:

  рассчитан на поддержку будущих 32- и 64-разрядных процессоров Intel;

  предназначен для создания двухпроцессорных систем;

  рассчитан на поддержку будущих технологий памяти и графических подсистем;

  поддерживает адаптеры Flex Slot I/O (удвоенная шина PCI);

  поддерживает корпуса Tower;

  рассчитан на модульную сборку;