Материнская плата размеры – Форм-факторы материнских плат: классификация, отличия, размеры

Форм-факторы материнских плат: классификация, отличия, размеры

Процесс сборки нового стационарного компьютера или апгрейд старого, всегда сопровождается не малым количеством вопросов, ответы на которые нужно получить своевременно, то есть, до покупки дорогостоящих комплектующих. Поэтому, на этапе планирования конфигурации ПК пользователь, в первую очередь, должен для себя определить, какой форм-фактор материнской платы будет в ней применен. Ведь именно он задает кучу параметров для будущей сборки, начиная от размеров корпуса системного блока компьютера, заканчивая типом встроенной в него системы охлаждения. Исходя из этого, в данной теме рассмотрим, какие бывают форм-факторы материнских плат, их виды, форматы, размеры, предназначение и т.д.

Что такое форм-фактор системной платы

Форм-фактор материнской платы это установленный производителями стандарт, задающий ее габаритные и присоединительные размеры, то есть размеры крепления к корпусу, количество и расположение интерфейсных слотов для подключения оперативной памяти, видеокарты, разного рода карт расширения, портов ввода и вывода и прочих необходимых интерфейсных разъемов.

Как видите, данный параметр напрямую влияет, как на внешний вид в целом, собираемого системного блока, так и на его аппаратную начинку. Если выбрать не правильный форм-фактор материнской платы, то последствия могут быть печальными, приводящими к незапланированному расходу бюджета. Здесь нужно учесть множество факторов: это размер корпуса системного блока, его внутреннее пространство для установки карт расширения, видеокарты, процессора, блока питания, дисковой системы, ну и системы охлаждения.

Если конфигурация проектируется для мощного игрового компьютера, то последнему из перечисленных пунктов требуется уделить особое внимание.

Обзор классификаций материнских плат начнем с наиболее популярных в кругах рядовых пользователей форм-факторов и закончив МП профессионального уровня, предназначенных для специфически задач.

Форм-факторы системных плат для офисных и игровых ПК

Форм-фактор ATX

Данный формат МП является наиболее востребованным для построения стационарных компьютеров любой конфигурации, начиная от офисного варианта, заканчивая мощной игровой станцией. Платы формата ATX имеют стандартные размеры 30,5х24,2 см., что позволяет производителям без труда наделять их всем необходимым функционалом и полноценной комплектной базой – слотами, портами, интерфейсными разъемами, усиленными цепями питания и т.д.

К важной конструктивной особенности данного типоразмера МП нужно отнести то, что они совместимы лишь с корпусами системных блоков того же стандарта ATX. С одной стороны, это, казалось бы, минусом, но с другой- сборка компьютеров с их применением может сэкономить пользователю денежные средства из выделенного им бюджета.

Во-первых, компьютер, собранный на их базе менее требователен к системе охлаждения, потому как компонентам его аппаратной начинки не приходится ютиться в маленьком корпусе, а значит они имеют хорошую вентиляцию без применения дорогостоящих систем охлаждения.

Во-вторых, сегмент корпусов, совместимых с материнскими платами форм-фактора ATX, более велик по сравнению с прочими типоразмерами. Поэтому, собирая компьютер, у пользователя не возникнет затруднения с выбором корпуса будущего ПК ни по финансовой стороне вопроса, ни по выбору модели.

MicroATX (mATX)

Данный типоразмер материнских плат является урезанной версией стандарта ATX. Это касается как размеров, так и комплектной базы. Размеры МП этого стандарта составляют 24,4х24,4 cм. Они полностью совместимы с корпусами предыдущего формата, но не наоборот. Зачастую платы MicroATX могут быть схожи по конфигурации со своими собратьями стандарта ATX. То есть, они могут оснащаться тем же чипсетом, но с меньшим количеством слотов PCI, предназначенных для установки различных карт расширения.

Кроме этого, не редко МП типоразмера MicroATX оснащаются встроенным графическим ядром, а схожие по конфигурации ATX нет. Отсюда следует, что системные платы этого форм-фактора не нацелены на построение игровых систем, а в большинстве случаев, ориентированы лишь для создания компьютеров офисного назначения.

FlexATX

Форм-фактор FlexATX является следующей эволюцией в сторону уменьшения материнских плат и удешевления компьютеров, собираемых на их базе. МП данного формата имеют размер 22,9х19,1 см и предназначены только лишь для офисных ПК. Они, как и их предшественницы, полностью совместимы с корпусами системных блоков формата ATX и с их системой питания.

Важной отличительной особенностью МП этого стандарта, позволяющей достигать им не высокой продажной стоимости, это их более скудная комплектная база. В некоторых случаях они даже не комплектуются слотами расширения, а пользователю приходится довольствоваться только лишь портами USB и IEEE-1394/FireWire.

Ниже на видео рассмотрены основные отличия МП семейства ATX и основные моменты, на которые нужно обратить внимание, собирая новый ПК.

Форматы материнских плат для компактных ПК

DTX и Mini-DTX

Форм-факторы DTX и Mini-DTX, представленные компанией AMD, ориентированы на построение компактных, тихих, энергонезатратных и недорогих компьютерных мультимедийных систем HTPC. Размеры МП этого типоразмера составляют 24,4х20,3 и 17х20,3 см соответственно. Они имеют полную совместимость со стандартом ATX по размерам крепления и по разъемам питания.

К недостаткам этого стандарта можно отнести ограниченные возможности расширения из-за наличия всего лишь 2-х слотов — 1x PCI и 1x PCIe и применения только низкопрофильных карт, устанавливаемые в данные слоты.

Mini-ITX

Формат материнских плат Mini-ITX, разработанный VIA Technologies, механически и электрически совместим с форм-фактором ATX. Их размеры составляют – 17х17 см. Благодаря применению встроенных процессоров, SSD дисков в качестве файловых накопителей и применению пассивной системы охлаждения данный тип МП нацелен на создание недорогих компактных и тихих мультимедийных домашних систем.

Ниже на видео представлен краткий обзор одной из МП форм-фактора Mini-ITX, где рассмотрены ее достоинства и возможная область применения.

Форматы системных плат для серверных систем

Extended ATX (eATX)

Размеры МП форм-фактора eATX составляют 30,5×33,0см. Данный стандарт в большей степени применим для создания серверов, где на материнскую плату требуется установка двух и более процессоров, большое количество оперативной памяти и разного рода карт расширения. Второе его название SSI EEB.

SSI CEB

Форм-фактор SSI CEB ориентирован на построение рабочих высокопроизводительных станций и серверных решений. Габаритные размеры материнских плат этого стандарта составляют – 30,5×25,9см.

Как видите, классификация системных плат довольно обширная и включает в себя как устаревающие виды, так и вновь разрабатываемые. Если их разбить по подобному принципу, то картина, упрощенно отображающая действительность, будет следующая:

  • Устаревшие форм-факторы: LPX, полноразмерная плата AT, Baby-AT; Mini-ATX
  • Современные стандарты: ATX; microATX; FlexATX, eATX, WTX, NLX, CEB
  • Внедряемые типоразмеры: Mini-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX, BTX, MicroBTX, PicoBTX, DTX и Mini-DTX
Загрузка…

canal-it.ru

Форм-факторы материнских плат — Все о компьютерах и Windows

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для ПК, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания. В последних версиях форм-фактора определяются и требования и к системе охлаждения компьютера. При выборе комплектующих для ПК необходимо помнить, что корпус компьютера должен поддерживать форм-фактор материнской платы.

Форм-фактор ATX (Advanced Technology eXtended) – форм-фактор, который был предложен еще в 1995 г. компанией Intel и с тех пор по сей день сохранил огромную популярность. Системные платы форм фактора ATX имеют размеры 30,5 x 24,4 см. В настоящее время большинство системных плат, корпусов и блоки питания на базе процессоров Intel и AMD выпускаются в формате ATX.

К особенностям спецификации ATX относится следующее:

  • размещение портов ввода/вывода на системной плате;
  • встроенный разъем типа PS/2 для клавиатуры и мыши;
  • расположение разъемов IDE и FDD ближе к самим устройствам;
  • размещение гнезд процессора в задней части платы, рядом с блоком питания;
  • использование единого 20-контактного и 24-контактного разъемов питания.

На данный момент рекомендуется брать платы с форм-фактором ATX, т.к. они заметно больше по габаритам и, соответственно имеют, больше количество слотов, удобное их расположение, а также расположение чипсета и других разъёмов.

mATX (micro ATX) – уменьшенный стандарт ATX. Он используется в основном в офисных машинах, где не требуется много слотов для наращивания конфигурации. Стандарт mATX имеет размеры 24.4 x 24.4 см и поддерживает 4 слота расширения. Материнская плата стандарта mATX имеет основной разъем для подключения блока питания, содержащий 20 или 24 контакта. Практически все новые модели, начиная с 2003 г. имеют 24-контактный разъем.

EATX (Extended ATX) – основное отличие от ATX это размеры (30.5 x 33.0 см). Основная сфера их применения это серверы.

BTX (Balanced Technology Extended) – новый стандарт, разработанный с целью эффективного охлаждения внутренних компонентов системного блока. BTX имеет сравнительно небольшие размеры и подходит для построения миниатюрных компьютеров. Платы BTX имеют размеры 26.7 х 32.5 см и имеют 7 слотов расширения.

mBTX (micro BTX) – уменьшенный вариант BTX, поддерживающий 4 слота расширения. mBTX – имеют размеры 26.7 х 26.4 см.

mini-ITX – стандарт электрически и механически совместимые с форм-фактором ATX. Форм-фактор mini-ITX разработан компанией VIA Technologies и имеет небольшие размеры (17 х 17 см).

SSI EEB (Server Standards Infrastructure Entry Electronics Bay) – данный форм-фактор материнской платы в основном применяется для построения серверов и имеет размеры 30.5 x 33.0 см. Основной разъем для подключения блока питания имеет 24+8 контактов.

SSI CEB (SSI Compact Electronics Bay) – данный форм-фактор также применяется для построения серверов и имеет 24+8 контактов основной разъем. Габариты таких плат — 30.5 x 25.9 см.

Устаревшие стандарты: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные стандарты: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

Внедряемые стандарты: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

comments powered by HyperComments

spravkapc.ru

Типоразмеры (форм-факторы) материнских плат

На сегодняшний день существует четыре преобладающих типоразмера материнских плат — AT, ATX, LPX и NLX. Кроме того, есть уменьшенные варианты формата AT (Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) и NLX (microNLX). Более того, недавно выпущено расширение к спецификации microATX, добавляющее к этому списку новый форм-фактор — FlexATX. Все эти спецификации, определяющие форму и размеры материнских плат, а также расположение компонентов на них и особенности корпусов, и описаны ниже.

AT

Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру модификации — AT и Baby AT. Размер полноразмерной AT платы достигает до 12″ в ширину, а это значит, что такая плата вряд ли поместится в большинство сегодняшних корпусов. Монтажу такой платы наверняка будет мешать отсек для дисководов и жестких дисков и блок питания. Кроме того, расположение компонентов платы на большом расстоянии друг от друга может вызывать некоторые проблемы при работе на больших тактовых частотах. Поэтому после материнских плат для процессора 386, такой размер уже не встречается.

Таким образом единственные материнские платы, выполненные в форм-факторе AT, доступные в широкой продаже, это платы соответствующие форматы Baby AT. Размер платы Baby AT 8.5″ в ширину и 13″ в длину. В принципе, некоторые производители могут уменьшать длину платы для экономии материала или по каким-то другим причинам. Для крепления платы в корпусе в плате сделаны три ряда отверстий.

Все AT платы имеют общие черты. Почти все имеют последовательные и параллельные порты, присоединяемые к материнской плате через соединительные планки. Они также имеют один разъем клавиатуры, впаянный на плату в задней части. Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы. Слоты SIMM и DIMM находятся в различных местах, хотя почти всегда они расположены в верхней части материнской платы.

Сегодня этот формат плавно сходит со сцены. Часть фирм еще выпускает некоторые свои модели в двух вариантах — Baby AT и ATX, но это происходит все реже и реже. Тем более, что все больше новых возможностей, предоставляемых операционными системами, реализуются только на ATX материнских платах. Не говоря уже просто об удобстве работы — так, чаще всего на Baby AT платах все коннекторы собраны в одном месте, в результате чего либо кабели от коммуникационных портов тянутся практически через всю материнскую плату к задней части корпуса, либо от портов IDE и FDD — к передней. Гнезда для модулей памяти, заезжающие чуть ли не под блок питания. При ограниченности свободы действий внутри весьма небольшого пространства MiniTower, это, мягко говоря, неудобно. Вдобавок, неудачно решен вопрос с охлаждением — воздух не поступает напрямую к самой нуждающейся в охлаждении части системы — процессору.

LPX

Еще до появления ATX, первым результатом попыток снизить стоимость PC стал форм-фактор LPX. Предназначался для использования в корпусах Slimline или Low-profile. Задача была решена путем довольно новаторского предложения — введения стойки. Вместо того, чтобы вставлять карты расширения непосредственно в материнскую плату, в этом варианте они помешаются в подключаемую к плате вертикальную стойку, параллельно материнской плате. Это позволило заметно уменьшить высоту корпуса, поскольку обычно именно высота карт расширения влияет на этот параметр. Расплатой за компактность стало максимальное количество подключаемых карт — 2-3 штуки. Еще одно нововведение, начавшее широко применяться именно на платах LPX — это интегрированный на материнскую плату видеочип. Размер корпуса для LPX оставляет 9 х 13», для Mini LPX — 8 x 10».

После появления NLX, LPX начал вытесняться этим форм-фактором.

ATX

Неудивительно, что форм-фактор ATX во всех его модификациях становится все более популярным. В особенности это касается плат для процессоров на шине P6. Так, к примеру, из готовящихся к выпуску в этом году материнских плат LuckyStar для этих процессоров 4 будут исполнены в формате Mini-ATX, 3 — ATX, и всего лишь одна — Baby AT. А если еще учесть, что материнских плат для Socket7 сегодня делается гораздо меньше, хотя бы по причине куда меньшего числа новых чипсетов для этой платформы, то ATX одерживает убедительную победу.

И никто не может сказать, что она необоснованна. Спецификация ATX, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена как раз на исправление всех тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT. А решение, по сути, было очень простым — повернуть Baby AT плату на 90 градусов, и внести соответствующие поправки в конструкцию. К тому моменту у Intel уже был опыт работы в этой области — форм-фактор LPX. В ATX как раз воплотились лучшие стороны и Baby AT и LPX: от Baby AT была взята расширяемость, а от LPX — высокая интеграция компонентов. Вот что получилось в результате:

  • Интегрированные разъемы портов ввода-вывода. На всех современных платах коннекторы портов ввода-вывода присутствуют на плате, поэтому вполне естественным выглядит решение расположить на ней и их разъемы, что приводит к довольно значительному снижению количества соединительных проводов внутри корпуса. К тому же, заодно среди традиционных параллельного и последовательного портов, разъема для клавиатуры, нашлось место и для новичков — портов PS/2 и USB. Кроме всего, в результате несколько снизилась стоимость материнской платы, за счет уменьшения кабелей в комплекте.
  • Значительно увеличившееся удобство доступа к модулям памяти. В результате всех изменений гнезда для модулей памяти переехали дальше от слотов для материнских плат, от процессора и блока питания. В результате наращивание памяти стало в любом случае минутным делом, тогда как на Baby AT материнских платах порой приходится браться за отвертку.
  • Уменьшенное расстояние между платой и дисками. Разъемы контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к ним устройствам. Это позволяет сократить длину используемых кабелей, тем самым повысив надежность системы.
  • Разнесение процессора и слотов для плат расширения. Гнездо процессора перемещено с передней части платы на заднюю, рядом с блоком питания. Это позволяет устанавливать в слоты расширения полноразмерные платы — процессор им не мешает. К тому же, решилась проблема с охлаждением — теперь воздух, засасываемый блоком питания, обдувает непосредственно процессор.
  • Улучшено взаимодействие с блоком питания. Теперь используется один 20-контактный разъем, вместо двух, как на AT платах. Кроме того добавлена возможность управления материнской платой блоком питания — включение в нужное время или по наступлению определенного события, возможность включения с клавиатуры, отключение операционной системой, и т.д.
  • Напряжение 3.3 В. Теперь напряжение питания 3.3 В, весьма широко используемое современными компонентами системы, (взять хотя бы карты PCI!) поступает из блока питания. В AT-платах для его получения использовался стабилизатор, установленный на материнской плате. В ATX-платах необходимость в нем отпадает.

Конкретный размер материнских плат описан в спецификации во многом исходя из удобства разработчиков — из стандартной пластины (24 х 18’’) получается либо две платы ATX (12 x 9.6’’), либо четыре — Mini-ATX (11.2 х 8.2’’). Кстати, учитывалась и совместимость со старыми корпусами — максимальная ширина ATX платы, 12’’, практически идентична длине плат AT, чтобы была возможность без особых усилий использовать ATX плату в AT корпусе. Однако, сегодня это больше относится к области чистой теории — AT корпус еще надо умудриться найти. Также, по мере возможности крепежные отверстия в плате ATX полностью соответствуют форматам AT и Baby AT.

microATX

Форм-фактор ATX разрабатывался еще в пору расцвета Socket 7 систем, и многое в нем сегодня несколько не соответствует времени. Например, типичная комбинация слотов, из расчета на которую составлялась спецификация, выглядела как 3 ISA/3 PCI/1 смежный. Несколько неактуально не сегодняшний день, не так ли? ISA, отсутствие AGP, AMR, и т.д. Опять же, в любом случае, 7 слотов не используются в 99 процентах случаев, особенно сегодня, с такими чипсетами как MVP4, SiS 620, i810, и прочими готовящимися к выпуску подобными продуктами. В общем, для дешевых PC ATX — пустая трата ресурсов. Исходя из подобных соображений в декабре 1997 года и была представлена спецификация формата microATX, модификация ATX платы, рассчитанная на 4 слота для плат расширения.

По сути, изменения, по сравнению с ATX, оказались минимальными. До 9.6 x 9.6’’ уменьшился размер платы, так что она стала полностью квадратной, уменьшился размер блока питания. Блок разъемов ввода/вывода остался неизменным, так что microATX плата может быть с минимальными доработками использована в ATX 2.01 корпусе.

NLX

Со временем, спецификация LPX, подобно Baby AT, перестала удовлетворять требованиям времени. Выходили новые процессоры, появлялись новые технологии. И она уже не была в состоянии обеспечивать приемлемые пространственные и тепловые условия для новых низкопрофильных систем. В результате, подобно тому, как на смену Baby AT пришел ATX, так же в 1997 году, как развитие идеи LPX, учитывающее появление новых технологий, появилась спецификация форм-фактора NLX. Формата, нацеленного на применение в низкопрофильных корпусах. При ее создании брались во внимание как технические факторы (например, появление AGP и модулей DIMM, интеграция аудио/видео компонентов на материнской плате), так и необходимость обеспечить большее удобство в обслуживании. Так, для сборки/разборки многих систем на базе этого форм-фактора отвертка не требуется вообще.

Как видно на схеме, основные черты материнской платы NLX, это:

  • Стойка для карт расширения, находящаяся на правом краю платы. Причем материнская плата свободно отсоединяется от стойки и выдвигается из корпуса, например, для замены процессора или памяти.
  • Процессор, расположенный в левом переднем углу платы, прямо напротив вентилятора.
  • Вообще, группировка высоких компонентов, вроде процессора и памяти, в левом конце платы, чтобы позволить размещение на стойке полноразмерных карт расширения.
  • Нахождение на заднем конце платы блоков разъемов ввода/вывода одинарной (в области плат расширения) и двойной высоты, для размещения максимального количества коннекторов.

Вообще, стойка — очень интересная вещь. Фактически, это одна материнская плата, разделенная на две части – часть, где находятся собственно системные компоненты, и подсоединенная к ней через 340 контактный разъем под углом в 90 градусов часть, где находятся всевозможные компоненты ввода/вывода — карты расширения, коннекторы портов, накопителей данных, куда подключается питание. Таким образом, во первых повышается удобство обслуживания — нет необходимости получать доступ к ненужным в данный момент компонентам. Во вторых, производители в результате имеют большую гибкость — делается одна модель основной платы, и стойка под каждого конкретного заказчика, с интеграцией на ней необходимых компонентов.

Вообще, вам это описание ничего не напоминает? Стойка, крепящаяся на материнскую плату, на которую выносятся некие компоненты ввода/вывода, вместо того, чтобы быть интегрированными на материнскую плату, и все это служит для упрощения обслуживания, придания большей гибкости производителям, и т.д.? Правильно, через некоторое время после выхода спецификации NLX появилась спецификация AMR, описывающая подобную же идеологию для ATX плат.

В отличие от довольно строгих прочих спецификаций, NLX обеспечивает производителям куда большую свободу в принятии решений. Размеры материнской платы NLX колеблются от 8 х 10’’ до 9 х 13.6’’. NLX корпус должен уметь управляться как с этими двумя форматами, так и со всеми промежуточными. Обычно платы, вписывающиеся в минимальные размеры, обозначаются как Mini NLX. Стоит также упомянуть небезынтересную подробность: у NLX корпуса порты USB располагаются на передней панели — очень удобно для идентификационных решений типа e.Token.

Осталось только добавить, что по спецификации некоторые места на плате обязаны оставаться свободными, обеспечивая возможности для расширения функций, которые появятся в будущих версиях спецификации. Например, для создания на базе форм-фактора NLX материнских плат для серверов и рабочих станций.

WTX

Однако, с другого стороны, мощные рабочие станции и серверы спецификации AT и ATX тоже не вполне устраивают. Там свои проблемы, где стоимость играет не самую главную роль. На передний план выходят обеспечение нормального охлаждения, размещение больших объемов памяти, удобная поддержка многопроцессорных конфигураций, большая мощность блока питания, размещение большего количество портов контроллеров накопителей данных и портов ввода/вывода. Так в 1998 году родилась спецификация WTX. Ориентированная на поддержку двухпроцессорных материнских плат любых конфигураций, поддержку сегодняшних и завтрашних технологий видеокарт и памяти.

Особое внимание, пожалуй, стоит уделить двум новым компонентам -Board Adapter Plate (BAP)и Flex Slot.

В этой спецификации разработчики попытались отойти от привычной модели, когда материнская плата крепится к корпусу посредством расположенных в определенных местах крепежных отверстий. Здесь она крепится к BAP, причем способ крепления оставлен на совести производителя платы, а стандартный BAP крепится к корпусу.

Помимо обычных вещей, вроде размеров платы (14 х 16.75»), характеристик блока питания (до 850 Вт), и т.д., спецификация WTX описывает архитектуру Flex Slot — в каком-то смысле, AMR для рабочих станций. Flex Slot предназначен для улучшения удобства обслуживания, придания дополнительной гибкости разработчикам, сокращению выхода материнской платы на рынок. Выглядит Flex Slot карта примерно так:

На подобных картах могут размещаться любые PCI, SCSI или IEEE 1394 контроллеры, звук, сетевой интерфейс, параллельные и последовательные порты, USB, средства для контроля за состоянием системы.

Образцы WTX плат должны появиться в районе июня, а серийные образцы — в третьем квартале 1999 года.

FlexATX

И наконец, подобно тому, как из идей, заложенных в Baby AT и LPX появился ATX, так же развитием спецификаций microATX и NPX стало появление форм-фактора FlexATX. Это даже не отдельная спецификация, а всего лишь дополнение к спецификации microATX. Глядя на успех iMac, в котором, по сути, ничего нового кроме внешнего вида и не было, производители PC решили также пойти по этому пути. И первым стал как раз Intel, в феврале на Intel Developer Forum объявивший FlexATX — материнскую плату, по площади процентов на 25-30 меньшую, чем microATX.

Теоретически, с некоторыми доработками, FlexATX плата может быть использована в корпусах, соответствующих спецификациям ATX 2.03 или microATX 1.0. Но для сегодняшних корпусов плат хватает и без этого, речь шла как раз о вычурных пластиковых конструкциях, где и нужна такая компактность. Там, на IDF, Intel и продемонстрировал несколько возможных вариантов подобных корпусов. Фантазия дизайнеров разгулялась на славу — вазы, пирамиды, деревья, спирали, каких только не было предложено. Несколько оборотов из спецификации, чтобы углубить впечатление: «эстетическое значение», «большее удовлетворение от владения системой». Неплохо для описания форм-фактора материнской платы PC?

Flex — на то он и flex. Спецификация чрезвычайна гибка, и оставляет на усмотрение производителя множество вещей, которые прежде строго описывались. Так, производитель сам будет определять размер и размещение блока питания, конструкцию карты ввода/вывода, переход на новые процессорные технологии методы достижения низкопрофильного дизайна. Практически, более-менее четко определены только габариты — 9 х 7.5». Кстати, по поводу новых процессорных технологий — Intel на IDF демонстрировал систему на FlexATX плате с Pentium III, который вплоть до осени пока заявлен только как Slot-1, а на фото — смотрите сами, да и в спецификации подчеркивается, что FlexATX платы только для Socket процессоров…

И напоследок, еще одно интересное откровение от Intel — года через три, в следующих спецификациях, блок питания возможно вообще будет находиться снаружи корпуса PC.

www.ixbt.com

Материнские платы. На что смотреть при покупке материнской платы.

В этой статье я расскажу какие бывают материнские платы и какую выбрать.

У многих в голове путаница с размерами и формами материнских плат. Я просмотрел кучу статей в интернете на эту тему и везде пишут про разные размеры, разные термины и названия корпусов и прочее. Итак, материнская плата бывает следующих форматов и размеров:

  1. ATX — полноразмерная материнская плата, 305×244 (305х193) или 12×9,6 дюйма;
  2. Mini-ATX — (немного уменьшенный вариант ATX), 284х208 мм;
  3. Micro-ATX — (компактный вариант), 244мм×244мм;
  4. Flex-ATX — размеры 229мм×191мм;
  5. ITX — размеры 215мм×191мм;
  6. Mini-ITX — размеры 170мм×170мм;

Основные размеры (форм-факторы) материнских плат:

Основные размеры материнских плат

Если вы хотите купить себе полноценную и полнофункциональную материнскую плату, то берите ATX.

Все другие размеры — это «огрызки» по сути.  Урезанные платы по производительности (частота шины), по разъемам и другим вещам.

Следует четко определиться с целью. Если цель — собрать игровой, мощный ПК, то стоит покупать только ATX. Это полноразмерная полнофункциональная системная плата.

Если цель — средний бюджетный компьютер для интернета и видео — можно покупать любую плату, на какую хватит денег, но лучше полнофункциональную.

Если вам важен размер компьютера и компактность — смело покупайте  Mini-ATX или Micro. Но следует учитывать, что это урезанная материнская плата, и на ней может например не оказаться нужных портов или слотов.

На что смотреть при покупке материнской платы

  • Физический размер. ATX, Micro-ATX или Mini-ATX, исходя из цели;
  • Сокет. В первую очередь вы должны знать под какой процессор вы берете «материнку». Гнездо процессора называется сокет (например сокет LGA 775, LGA 1150). Нужно чтобы процессор, который вы будете вставлять, подходил к сокету.
  • Фирма-производитель. Лучше присмотреть что-то из Asus или Gigabyte. Не советую AsRock, трудно прошивать биос и под сомнением стабильность;
  • Модель чипсета. (Бывают Intel, NVidia, AMD, VIA и SIS). Именно от этого будет зависеть производительность, функционал и стабильность работы. Чем новее чипсет, тем лучше;
  • Наличие нужных слотов. Бывает 2 слота под оперативную память, а бывает 4 слота. Лучше выбирайте плату где 4 слота.

Также смотрите наличие слотов под видеокарту (PCI-Express) и дополнительные PCI слоты (бывают обычные, длинные и мини — короткие). Достаточно одного PCI-Express слота и пару PCI слотов.
  • Наличие нужных портов и разъемов. Смотрите чтобы было хотя бы 2 порта USB 3.0 (внутри синие). Это высокоскоростной интерфейс.

Обычные USB 2.0 порты черные внутри. Хорошо если на материнской плате есть несколько разных видео разъемов. Желательно чтобы был VGA разъем и HDMI.

Если это есть, то вы можете подключать монитор в эти гнезда, без видеокарты. Видеокарту вы можете докупить потом при желании.

  • Поддерживаемый тип оперативной памяти (ОЗУ). DDR3 или DDR4, частота системной шины (FSB). Чем выше частота, тем лучше. Для бюджетного ПК без разницы какой тип памяти. Для игрового компьютера, лучше DDR4. Главное чтобы процессор тоже поддерживал этот тип памяти.
  • Разъем для питания процессора. Бывает 4 пиновый, 6 и 8 пиновый. Главное чтобы на вашем блоке питания была нужная ветка.

Пожалуй это главные моменты. Теперь вы знаете какие бывают материнские платы и на что стоит обратить внимание. Если выбираете себе видеокарту, читайте статью Как выбрать видеокарту

Жду Ваших звонков! 

  8-(906)-343-80-35, мастер Вячеслав

ГЛАВНАЯ

 

pc-reanimator.ru

Формфакторы материнской платы. Корпусы ATX, microATX, FlexATX, DTX, ITX.

 

В следующих разделах рассмотрены стандартные формфакторы системных плат, которые не используются в настоящее время, но которые часто встречаются в устаревших системах.

 

PC и XT

Первая материнская плата была установлена в первый ПК IBM PC, выпущенный в августе 1981 года. В 1983 году IBM выпустила системную плату PC XT с тем же формфактором (9×13 дюймов, или 22,86×33,02 см), что и плата PC, но имеющую восемь, а не пять разъемов, которые располагались на расстоянии 0,8 дюйма друг от друга, а не 1 дюйм, как в PC. В XT убран кассетный порт, который использовался для хранения программ, написанных на языке BASIC, на кассетной ленте, а не на дорогостоящем (в то время) гибком диске.
Незначительные различия в размещении разъемов и удаление кассетного порта потребовали внесения изменений в конструкцию корпуса. На самом деле все отличия заключались в том, что PC XT представлял собой более функциональный компьютер, системная плата которого характеризовалась теми же формой и размером, в которую устанавливался практически тот же процессор, однако при этом отсутствовала часть отверстий на задней панели, в частности разъем для кассетного порта. Формфактор XT стал настолько популярен, что многие производители просто скопировали его и выпускали XT-совместимые системные платы.

 

Полноразмерная плата AT

Плата AT по своим габаритам соответствует системной плате оригинального компьютера IBM AT. Это большая плата размером 12×13,8 дюйма (приблизительно 30,5×35 см). Полноразмерная системная плата AT появилась в августе 1984 года, когда IBM представила новую модель персонального компьютера — PC AT. Для размещения всех компонентов, необходимых для поддержки 16-разрядного процессора 286, компании IBM потребовалась системная плата большего размера, чем у плат PC/XT. Поэтому в модели AT были увеличены размеры системной платы, но при этом сохранено размещение монтажных отверстий и разъемов. Для этого IBM просто “расширила” системную плату PC/XT в обоих направлениях.
Через год после начала выпуска благодаря интеграции ряда компонентов стало возможным создание платы с использованием меньшего числа комплектующих, поэтому плата была спроектирована повторно, причем IBM уменьшила размер так, чтобы ее можно было установить в компьютер XT. Формфактор этой платы назвали ХТ-286 (платы были представлены
в сентябре 1986 года). Именно он впоследствии стал называться Baby-AT.
Месторасположение разъема для подключения клавиатуры и других разъемов, а также монтажных отверстий на полноразмерной плате AT полностью соответствует спецификациям XT, однако из-за увеличившихся размеров полноразмерную системную плату AT можно установить только в полноразмерные корпуса AT в исполнении Desktop или Tower. Поскольку данные системные платы нельзя устанавливать в корпуса Baby-AT и Mini-Tower меньшего размера, а также в связи с дальнейшим уменьшением размеров компонентов большинством производителей, они уже не выпускаются; такие платы сейчас используются разве что в сегменте двухпроцессорных серверных систем.

При работе с полноразмерными системами AT нельзя забывать о возможности замены полноразмерной системной платы AT системной платой Baby-AT, однако обратная процедура чаще всего невыполнима. Исключение составляет только случай использования корпуса, способного вместить полноразмерную плату AT.

 

Baby-AT

После представления компанией IBM систем AT в августе 1984 года консолидация элементов позволила проектировать системы с использованием меньшего количества микросхем, а значит, появилась возможность уменьшить размеры системных плат. В результате все компоненты, необходимые для обеспечения работы 16-разрядной системы, удалось разместить на системной плате, размеры которой оказались меньше размеров системных плат формфактора XT.

Baby-AT — это такой же формфактор, как и у системных плат XT. Единственное отличие связано с небольшим изменением положения крепежных отверстий. Подобные системные платы также характеризуются несколько иным расположением порта клавиатуры и других разъемов, что связано с изменением положения монтажных отверстий. Практически все системные платы AT и Baby-AT оснащены стандартным 5-контактным разъемом для клавиатуры DIN. Системные платы Baby-AT можно использовать вместо полноразмерных плат AT, причем допускается их установка в корпуса нескольких типов. Благодаря подобной универсальности Baby-AT был наиболее популярным формфактором системных плат с 1983-го по 1996-й год. Начиная с 1996 года на смену Baby-AT пришел формфактор АТХ, который оказался невзаимозаменяемым. В большинстве компьютерных систем, продаваемых с 1996 года, использовались системные платы формфактора АТХ, microATX или NLX, поэтому формфактор Baby-AT стал быстро терять свои позиции.
Самый простой способ идентифицировать систему класса Baby-А1 — посмотреть на заднюю панель корпуса. Платы расширения вставляются непосредственно в разъемы на системной плате и ориентированы под углом 90° относительно нее; другими словами, платы расширения расположены перпендикулярно системной плате. При этом на задней панели системной платы Baby-AT заметен только один разъем — 5-контактный DIN, предназначенный для подключения клавиатуры; правда, следует отметить, что некоторые системы класса Baby-AT оснащались 6-контактными разъемами mini-DIN меньшего размера (данные разъемы часто называют PS/2) и даже разъемом мыши. Все остальные разъемы размещались или непосредственно на системной плате, или на выносных колодках, которые подключаются к системной плате с помощью кабелей. Разъем для подключения клавиатуры виден через отверстие в корпусе.
Все системные платы Baby-AT соответствуют ряду требований, касающихся высоты, размещения монтажных отверстий и разъемов (в том числе разъема для подключения клавиатуры), но могут различаться по ширине. Системные платы, размеры которых меньше стандартных 9×13 дюймов (22,86×33,02 см), часто относили к формфакторам mini-AT, micro-AT, а иногда 2/3-Baby или 1/2-Baby. При этом их можно было установить в корпуса стандарта Baby-AT.

 

LPX

Платы LPX и Mini-LPX были разработаны компанией Western Digital в 1987 году для своих компьютеров. В названии LPX сокращение LP расшифровывается как “низкий профиль” (Low Profile). Поскольку разъемы располагались таким образом, что все платы расширения оказывались параллельными системной плате, стал возможным выпуск низкопрофильных корпусов, размеры которых меньше, чем у систем класса Baby-AT.
Хотя материнские платы для ПК уже не выпускаются компанией Western Digital, их конструкции используют некоторые другие производители. К сожалению, полные спецификации так никогда и не были опубликованы; особенно это касается положения разъемов для установки выносных плат. В результате системные платы от разных производителей оказались невзаимозаменяемыми. Некоторые поставщики, например IBM и IIP, предлагали системы LPX, в которых использовались Т-образные выносные платы, что позволяло расположить платы расширения перпендикулярно системной плате, но все же на определенном расстоянии от нее. Отсутствие стандартизации означает, что, если в вашей системе установлена плата LPX, в подавляющем большинстве случаев вам не удастся заменить ее системной платой LPX от другого производителя. В результате приходится иметь дело с системой, дальнейшая модернизация и ремонт которой практически невозможны. Поэтому я не рекомендую приобретать системы LPX.
Подобная “закрытая” архитектура систем данного стандарта в то время мало кого интересовала, и эти платы были весьма популярны с конца 1980-х до середины 1990-х годов. Это были преимущественно системы производства Compaq и Packard Bell, а также некоторых других компаний, которые использовали системные платы LPX в своих системах начального уровня. Системные платы LPX наиболее часто использовались в низкопрофильных корпусах, хотя встречались и в корпусах типа tower. Как уже отмечалось, чаще всего это были недорогие системы, продаваемые в супермаркетах электроники. Сегодня формфактор LPX считается устаревшим.
Платы LPX (рис. 4.5) существенно отличаются от остальных плат. Например, разъемы расширения в них смонтированы на отдельной выносной плате, которая вставляется в системную плату. Платы расширения вставляются в выносную плату, и их плоскости параллельны системной плате, что позволяет уменьшить высоту корпуса компьютера. Разъемы расширения в зависимости от конструкции могут располагаться как на одной, так и на обеих сторонах выносной платы. Производители, использовавшие корпуса типа tower, иногда применяли Т-образные выносные платы, что позволяло располагать разъемы расширения перпендикулярно материнской плате, однако в несколько приподнятом над ней положении.
Еще одно отличие плат LPX заключается в характерном размещении разъемов на задней панели — в один ряд. Имеются в виду разъемы для монитора VGA (15 контактов), параллельного порта (25 контактов), двух последовательных портов (по 9 контактов) и разъемы miniDIN для клавиатуры и мыши стандарта PS/2. Все эти разъемы смонтированы на самой плате и после установки оказываются расположенными напротив соответствующих отверстий в корпусе. На некоторых системных платах LPX устанавливаются дополнительные встроенные разъемы, например для сетевого или SCSI-адаптера. Поскольку системы LPX оснащались системными платами с высокой степенью интеграции, многие производители системных плат, корпусов и систем LPX часто называли свои решения “все в одном”.
Меня часто спрашивают, как распознать наличие в системе платы LPX. Для этого не нужно даже разбирать корпус. Системные платы LPX отличаются тем, что слоты шины в них вынесены на отдельную плату, подключаемую к системной, как и в случае плат формфактора NLX. Поэтому все ее разъемы параллельны системной плате. Это легко определить, взглянув на заднюю сторону корпуса. Если все разъемы параллельны системной плате, значит, используется выносная плата. Это верный признак LPX. Кроме того, в LPX все разъемы расположены снизу и выстроены в одну линию. Все системные платы LPX, независимо от формы, размеров и размещения выносных плат, предполагают размещение всех внешних портов у заднего края платы. В то же время, согласно стандарту Baby-AT, используются разъемы для последовательного и параллельного портов, порта PS/2, а также портов USB. При этом на системных платах АТХ и ВТХ все внешние порты группируются слева от разъемов расширения.
Как уже отмечалось, выносная плата используется также в платах NLX. Но в LPX она помещена посередине системной платы, а в NLX — сбоку, причем фактически она подключена к системной плате.
На рис. 4.7 представлены два типичных примера разъемов на системных платах LPX. Учтите, что не все платы LPX оснащены встроенной звуковой подсистемой, поэтому соответствующие разъемы могут отсутствовать. Кроме того, могут отсутствовать порты USB (или другие), хотя общая схема размещения портов сохраняется.
Разъемы вдоль заднего края плат могут “конфликтовать” с разъемами шин. Именно поэтому и используются выносные платы.

NLX

Низкопрофильный формфактор NLX был призван заменить нестандартный LPX, использовавшийся ранее в малогабаритных системах. Он был представлен в ноябре 1996 года и быстро завоевал популярность на рынке корпоративных настольных систем, производимых такими компаниями, как Compaq, HP, Toshiba и др. В то же время начиная с 2000 года большинство
систем категории Slimline уже использовали разные варианты формфактора FlexATX.
Формфактор NLX сходен с первыми вариантами LPX, однако в него были внесены многочисленные поправки с целью интеграции новых технологий. Его можно рассматривать
как улучшенную версию нестандартной конструкции LPX, однако в отличие от последнего NLX полностью стандартизирован. Это значит, что можно без труда заменить материнскую плату NLX аналогичной платой другого производителя, что порой было невозможно в формфакторе LPX.
Еще одним ограничением формфактора LPX была сложность установки новых процессоров и их систем охлаждения, имеющих большие размеры, а также новых шинных структур, таких как порт AGP для видеокарт. Формфактор NLX изначально проектировался с целью решить эти проблемы. NLX имеет достаточно места, чтобы устанавливать процессоры Pentium III с разъемом Slot 1.
Основной характерной особенностью систем NLX стало то, что в них материнская плата вставлялась в выносную, а не наоборот, как в формфакторе LPX. Таким образом, материнскую плату можно извлечь из компьютера, не тревожа выносную плату и все вставленные в нее карты расширения. К тому же материнские платы NLX вообще не имеют внутренних кабелей или штекеров, вставленных непосредственно в нее. Все устройства, которые обычно вставляют в материнскую плату (такие, как кабели дисковых устройств, блока питания, индикаторов передней панели корпуса, Переключателей и т.д.), в этом формфакторе вставляются в выносную плату. Используя выносную карту в качестве центра подключений, можно снять крышку системного блока и в буквальном смысле вытянуть материнскую плату из разъема, не отключив ни одного штекера или кабеля. Это позволяет заменять материнскую плату в системном блоке невероятно быстро (лично мне это удавалось сделать за 30 секунд).
Такая архитектура была хорошо воспринята на рынке корпоративных систем, где скорость и простота обслуживания являются одним из решающих факторов.
К определенным преимуществам формфактора NLX относятся поддержка всех процессорных технологий того времени, а также гибкость в адаптации к новым технологмям, поддержка новых технологий по сравнению с LPX, простота и скорость сервисного обслуживания.
Как и в большинстве формфакторов, NLX можно отличить но компоновке разъемов портов ввода-вывода на задней панели системного блока. На рис. 4.9 показано уникальное расположение разъемов на панели ввода-вывода, характерное только для формфактора NLX: в левой части разъемы располагаются в один ряд, а в правой — уже в два.
Несмотря на то, что формфактор NLX является стандартизированным (подобно семейству АТХ), большинство компонентов продается исключительно в составе готовых компьютеров, предназначенных для рынка корпоративных систем. В розничной продаже очень редко можно встретить материнские платы с формфактором NLX. В секторе рынка малогабаритных систем, где ранее доминировал формфактор LPX, NLX уже уступает свои позиции microATX и FlexATX.

WTX

Формфактор систем и системных плат WTX разрабатывался для рабочих станций среднего уровня. По своим параметрам он ненамного отставал от АТХ и определял размер/форму системной платы, а также интерфейс платы и корпуса, разработанный в соответствии с особенностями формфактора.
Формфактор WTX версии 1.0 был представлен в сентябре 1998 года, а в феврале 1999 года появилась его следующая версия (1.1). С тех нор данный формфактор не обновлялся, и его поддержка была прекращена.
Системные платы WTX, максимальная ширина которых достигает 14 дюймов (356 мм), а максимальная длина — 16,75 дюйма (425 мм), гораздо больше плат АТХ. Минимальные размеры платы не ограничены, что позволяет производителям уменьшать размеры плат в соответствии с монтажными критериями. Дополнительное пространство, предоставляемое формфактором WTX, позволяло разместить два и более процессора, а также прочее интегрированное оборудование, необходимое в конструкции сервера или рабочей станции.

ВТХ

Формфактор системных плат ВТХ (Balanced Technology Extended) первоначально был представлен компанией Intel в сентябре 2003 года. Обновленные редакции 1.0а и 1.0b представ лены в феврале 2004 года и июле 2005 года соответственно. Формфактор ВТХ был разработан для полной замены формфактора АТХ, чтобы удовлетворить возросшие требования к энергопотреблению и охлаждению; он также обеспечил большую гибкость при проектировании систем. Однако, в связи с тем, что в последнее время энергопотребление компонентов пошло на убыль, в частности после появления высокоэффективных двухъядерных процессоров, необходимость в формфакторе ВТХ стала далеко не такой очевидной. Конечно, когда-нибудь формфактор ВТХ
может вытеснить формфактор АТХ, однако этот момент еще не наступил. С 2005 года этот формфактор стал популярным в фирменных сборках компаний Dell, Gateway и др.
Формфактор ВТХ не является обратно совместимым с АТХ и со всеми остальными формфакторами. Полноразмерная системная плата ВТХ на 17% больше платы АТХ, что позволяет разместить на ней больше компонентов. Разъемы портов ввода-вывода, разъемы и
расположение монтажных отверстий отличаются от таковых в АТХ, что привело к необходимости разработки новой конструкции корпусов. Однако разъемы питания не претерпели изменений по сравнению с последними спецификациями ATX12V; при этом допускается использование блоков питания АТХ, TFX, SFX, С FX и LFX. Блоки питания двух последних типов были разработаны специально для компактных и низкопрофильных систем ВТХ.
К основным преимуществам формфактора ВТХ относятся оптимизированное размещение компонентов, упрощающее передачу сигналов, улучшенное прохождение воздушных потоков, крепежный модуль SRM (Support and Retention Module), масштабируемость размеров плат, возможность создания низкопрофильных систем, а также универсальный стандарт блоков питания, благодаря чему допускается использование стандартных блоков питания ATX12V.
Все платы соответствуют одним и тем же требованиям к расположению монтажных отверстий и разъемов. Поэтому если у вас есть корпус, в который устанавливается полноразмерная системная плата ВТХ, то в него также можно установить системную плату microBTX или PicoBTX. Очевидно, если у вас корпус стандарта microBTX или PicoBTX, то установить в него системные платы ВТХ не удастся.
Стандарт ВТХ предполагает использование до 10 монтажных отверстий, а также 7 разъемов, что определяется формфактором системных плат.
Стандарт ВТХ также четко определяет размещение системной платы и других компонентов внутри корпуса, что значительно упрощает работу в корпусе и замену компонентов.
С появлением процессоров, тепловыделение которых превышает 100 Вт, модулей управления напряжением, “горячих” наборов микросхем и графических процессоров возникла необходимость улучшить условия охлаждения. Согласно стандарту ВТХ, предполагается размещение тепловыделяющих компонентов вдоль одной линии, от переднего края системной платы к заднему, что позволит использовать один высокоэффективный модуль теплового баланса для охлаждения системы. В результате отпадает необходимость в использовании большого количества дополнительных вентиляторов. Модуль теплового баланса включает в себя радиатор для процессора, высокоэффективный вентилятор и воздуховод для обеспечения необходимых воздушных потоков в корпусе. Для крепления модуля теплового баланса используется специальный крепежный модуль SRM, который также позволяет устанавливать гораздо более массивные радиаторы, чем допускал стандарт АТХ.

Стандарт ВТХ предлагает использование тех же разъемов питания, которые определяются последними спецификациями АТХ, в том числе 24-контактного основного разъема питания и 4-контактного разъема ATX12V для питания модуля управления напряжением центрального процессора. Тип используемого блока питания определяется корпусом.
Поток воздуха направляется от переднего края к заднему, тем самым охлаждая процессор, набор микросхем, модули памяти и видеоадаптер.
Для поддержки тяжелого радиатора и модуля теплового баланса используется крепежный модуль SRM, расположенный под системной платой. Фактически модуль SRM представляет собой металлическую пластину, которая крепится к шасси под системной платой. Поэтому модуль теплового баланса крепится к модулю SRM, а не к системной плате. Это предотвращает излишнюю нагрузку на процессор и системную плату, особенно при транспортировке систем.

Разъемы портов ввода-вывода на системных платах ВТХ расположены с другой стороны задней части платы в отличие от системных плат АТХ. При этом блок разъемов оказывается чуть короче и шире, что позволяет оснащать системные платы большим количеством интерфейсов и разъемов.

Несмотря на то что стандарт ВТХ стал популярным в фирменных моделях компьютеров таких компаний, как Dell, Gateway и других, он так и не заменил на массовом рынке стандарт АТХ. Некоторые известные производители, например HP, продолжают использовать АТХ, не говоря уже о компаниях, занимающихся “белой” сборкой. Материнские платы, корпуса и “коробочные” процессоры ВТХ сильно ограничены по номенклатуре и малодоступны на рынке; также существуют некоторые проблемы со стандартизацией крепления модуля теплового баланса к корпусу. Учитывая вышесказанное и по-прежнему большую популярность формфактора АТХ, я рекомендовал бы избегать систем и компонентов ВТХ, поскольку их модернизация и замена в будущем могут оказаться проблематичными. АТХ остается самым популярным и рекомендуемым формфактором для сборщиков систем и поставщиков компонентов.



hardwareguide.ru

Классификация материнских плат по форм-фактору — Мегаобучалка

ЛЕКЦИЯ №2. Системная плата ПК. Микропроцессор.

Системная плата ПК

Основой системного блока ПК является системная плата, которая определяет вся конфигурацию компьютера. Все устройства, входящие в состав ПК, подключаются к этой плате с помощью расположенных на ней разъемов. Соединение всех устройств в единую систему осуществляется с помощью системной шины (магистрали), представляющей собой линии передачи данных, адреса, управления.

Рис 2.1. Структурная схема типовой системной платы на процессоре фирмы Intel.

 

На системной плате (часто ее называют материнской платой — motherboard), размещаются:

1. Наборы больших однокристальных электронных микросхем – чипов

(центральный процессор, чипсет, интегрированные контроллеры устройств и их

интерфейсы).

2. Микросхемы памяти и разъемы их плат.

3. Микросхемы электронной логики.

4. Разъемы системной шины (стандартов ISA, EISA, VESA, PCI, AGP, PCI-Express и

др.)

5. Простые радиоэлементы (транзисторы, конденсаторы, сопротивления и др.).

6. Слоты для подключения плат расширений (видеокарт или видеоадаптеров,

звуковых карт, сетевых карт, интерфейсов периферийных устройств IDE, EIDE,

SCSI…).

7. Разъемы портов ввода/вывода (COM, LPT, USB, PS/2 и др.).

Ядро ПК образуют микропроцессор (центральный процессор ПК) и основная память ПК, состоящая из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). ОЗУ и ПЗУ часто называют внутренней памятью ПК. Все остальные устройства хранения информации называют внешней памятью, или накопителями, даже если эти накопители (НГМД, НМЖД и т.д) конструктивно входят в состав ПК и его системного блока.

Системная плата — основа системного блока. Конструктивно она представляет собой многослойную печатную плату. Содержит гнездо (Socket) для установки процессора, слоты (длинные щелевые разъемы) для установки памяти, видеоадаптера, плат расширения, разъемы для подключения внешних устройств. Для подключения внешних устройств обычно используются шины USB, PCI, PCI-Express (более старые стандарты шин – ISA, EISA, AGP).



Socket 478 [1] — конструктивное исполнение процессоров Intel. Имеет вид квадратной микросхемы с 478 выводами, торчащими вниз; [2] — гнездо на системной плате для установки такого процессора. Имеет нулевое усилие установки (Zero Inserting Force — ZIF), рычаг для фиксации/освобождения процессора и уши для крепления радиатора охлаждения.

LGA — Land Grid Array — новый тип корпуса процессоров Intel, характеризующийся отсутствием выводов как таковых. Вместо них корпус имеет 775 плоских площадок, которые при установке в гнездо входят в контакт с подпружиненными иглами в разъеме.

AGP — Accelerated Graphics Port — специализированный порт и разъем на системной плате для установки видеокарт. Является уродливым развитием стандарта PCI.

PCI — Peripheral Components Interconnect — стандарт шины для подключения устройств расширения к системной плате и встроенных устройств на самой системной плате. Имеет ширину шины 32 или 64 (для серверов) бит, частоту 33.33 (66.66) МГц. В системных платах персональных компьютеров используется версия 32 бита 33.33 МГц.

В настоящее время производители во главе с Интел развернули кампанияю по вытеснению AGP и PCI новой последовательной шиной PCI Express.

IDE — интерфейс жестких дисков и накопителей на оптических дисках. Физически выглядит как двухрядная гребенка на системной плате и на винчестерах или накопителях. Гребенки соединяются между собой ленточным шлейфом с 40 или 80 (в зависимости от скорости) жилами.

PCIexpress — новый стандарт шины для подключения устройств расширения к системной плате. Отличается последовательным способом обмена и масштабируемостью для увеличения пропускной способности. В зависимости от числа параллельно работающих последовательных каналов стандарт предусматривает разную длину разъема с обратной совместимостью устройств с меньшим числом каналов и разъемов с большим. Производители уже используют эту шину на новых системных платах и намереваются заменить ей используемые еще шины PCI и AGP.

USB – порт для подключения внешних устройств. Производители на волне всеобщего перехода на последовательные шины и экономию стратегически ценной медной проволоки стремятся заменить интерфейсом USB все ранее использовавшиеся и использующиеся еще параллельные интерфейсы LPT и последовательные COM и PS/2.

IEEE1394 — это тоже последовательный интерфейс для внешних устройств, но более скоростной, чем USB. Если через USB могут работать клавиатуры, мыши, принтеры, сканеры, модемы, внешние дисководы и прочее медленное оборудование, то пропускной способности IEEE1394 хватает для перекачки видео, и используется этот интерфейс для подключения цифровых видеокамер, скоростных внешних DVD-приводов, сканеров.

Платформа — это совокупность базовых характеристик системной платы — на какой процессор она рассчитана, какой тип памяти, видео, устройств ввода-вывода она поддерживает. Например, можно говорить об «интеловской платформе» или «АМДэшной платформе» — так как процессоры этих двух производителей имеют различные конструктивные и логические особенности, сразу становится понятно, что в первом случае имеется в виду система на базе процессора Интел, во втором — АМД.

Внутри этой глобальной классификации тоже можно выделить свои «платформы». Например, Интел приложила героические усилия по смене платформы. Сложившаяся было платформа на базе процессора в конструктиве Socket 478, памяти DDR, видео AGP, интерфейса устройств расширения PCI и накопителей IDE, портов LPT и COM, по мнению Интел, должна была быть заменена на платформу с процессором в корпусе LGA 775, памятью DDR2, видео и устройств расширения PCI Express, накопителей SATA, а порты должны быть исключительно USB и IEEE1394.

Основные компоненты, установленные на материнской плате:

· ЦП

· набор системной логики (англ. chipset) — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».

· Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport и SCI.

Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессор в AMD K8), что упрощает функции системного контроллера.

В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

· Южный мост (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

· ОЗУ (некоторая часть оперативной памяти может располагаться прямо на плате)

· загрузочное ПЗУ — хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

· Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

· Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

· Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).

Табл. 2.1.

Форм-фактор Физические размеры Спецификация, год Примечание
XT 8,5 х 11″ (216 х 279 мм) IBM, 1983 архитектура IBM PC XT
AT 12 х 11″–13″ (305 х 279–330 мм) IBM, 1984 архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower)
Baby-AT 8,5″ х 10″–13″ (216 х 254-330 мм) IBM, 1990 архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 г.)
ATX 12″ х 9,6″ (305 х 244 мм) Intel, 1995 для системных блоков типов MiniTower, FullTower
ATX Riser   Intel, 1999 для системных блоков типа Slim
eATX 12″ х 13″ (305 х 330 мм)    
Mini-ATX 11,2″ х 8,2″ (284 х 208 мм)   для системных блоков типа Tower и компактных Desktop
microATX 9,6″ х 9,6″ (244 х 244 мм) Intel, 1997 имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU
LPX 9″ х 11″–13″ (229 х 279–330 мм) Western Digital, 1987 для системных блоков типа Slim
Mini-LPX 8″–9″ х 10″–11″ (203–229 мм х 254–279 мм) Western Digital, 1987 для системных блоков типа Slim
NLX 8″–9″ х 10″-13,6″ (203–229 мм х 254–345 мм) Intel, 1997 предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX
FlexATX 9,6″ х 7,5″-9.6″ (244 х 190-244 мм) Intel, 1999 разработан как замена для форм-фактора MicroATX
WTX 14″ × 16,75″ (355,6 х 425,4 мм) для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня
Mini-ITX 6,7″ х 6,7″ (170 х 170 мм) VIA Technologies, 2003 допускаются только 100 Вт блоки питания
Nano-ITX (120 х 120 мм) VIA Technologies, 2004  
BTX 12,8″ х 10,5″ (325 х 267 мм) Intel, 2004 допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы
MicroBTX 10,4″ х 10,5″ (264 х 267 мм) Intel, 2004 допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы
PicoBTX 8,0″ х 10,5″ (203 х 267 мм) Intel, 2004 допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы
ETX и PC-104     используются для встраиваемых (embedded) систем
CEB 12″ х 10,5″ (305 х 267 мм) для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня
Pico-ITX 3,9″ х 2,7″ (100 х 72 мм) VIA, 2007 используются в ультракомпактных встраиваемых системах

 

Системная шина

Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

— шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

— шину адреса, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

— шину команд, содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

— шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему контроллер шины, формирующий основные сигналы управления.

Шина — совокупность проводников и протоколов передачи сигналов управления и данных по ним для организации передачи информации между устройствами. На заре появления микропроцессорных систем были изобретены параллельные шины, позволяющие подключать на одни и те же линии данных, адресов и управления несколько устройств. Например, процессор 8080 имел 8-разрядную шину данных и 16-разрядную шину адреса. Если не подключать все устройства параллельно к одной шине, тогда всю эту кучу проводов нужно будет тащить к каждому устройству отдельно, и микропроцессорная система и плата под нее неимоверно усложнится. Параллельное подключение устройств позволяет экономить линии шин данных и адреса, но требует от устройств, чтобы они могли, кроме перевода линий шин в высокое и низкое логические состояния, еще и отключаться от шины во избежание конфликтов. Выбор активного устройства производится путем декодирования состояния линий шины адреса, а направление передачи по параллельной шине определяется сигналами чтения и записи. Название «параллельная» определяется тем, что разряды данных, адреса или команды пересылаются одновременно – каждый разряд по своей линии передачи.

Обычно ведущим устройством (активным) на шине выступает процессор, но активными могут быть и другие устройства — например, контроллер прямого доступа к памяти (DMA — Direct Memory Access) может брать на себя управление шиной, и тогда процессор отключается от нее, давая возможность передать данные непосредственно в/из памяти, что получается быстрее и без прерывания выполняемой программы. В спецификации шины PCI, например, предусмотрен режим Bus Mastering, позволяющий получать управление шиной не только процессору или контроллеру DMA, но и другим устройствам на шине, если они достаточно интеллектуальны, чтобы это делать.

В последнее время наблюдается стремление разработчиков аппаратуры перейти от параллельных шин к последовательным. Объясняется это сложностями синхронизации обмена по параллельным шинам на высоких частотах — если физические проводники, реализующие шину, будут иметь различие по длине, на высоких частотах это приведет к расхождению фронтов сигналов на разных проводниках, увеличению времени, необходимого для установления переходных процессов перед подачей сигналов записи или чтения и, тем самым, ограничению максимальной скорости передачи и быстродействия устройств. Кроме того, увеличение разрядности процессоров, требует увеличения разрядности шин и количества выводов процессора, что делает систему громоздкой и ненадежной. Последовательные шины реализуются более простыми физическими средствами, но требуют более сложных устройств для передачи и приема, поскольку требуется преобразование информации из параллельной формы в последовательную и обратно, а при передаче формирование избыточных кодов для надежной передачи и коррекции ошибок, если они возникают. Последовательные шины более просты механически, более устойчивы к помехам и в перспективе имеют более широкие перспективы для перехода на высшие скорости обмена.

К шине подключаются адаптеры или контроллеры, служащие для согласования работы устройства с остальными блоками ПК.

Адаптер – блок для соединения устройств, использующих различные интерфейсы.

Контроллер – то же, что и адаптер, только с некоторыми самостоятельными функциями, способен выполнять собственные программы управления.

 

Микропроцессор

Микропроцессор (МП) — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Микропроце́ссор — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.

История микропоцессоров

В конце 1970 г. компания Intel приступила к выпуску первого в мире микропроцессора модели 4004. Он был четырехразрядным, то есть за одну операцию (такт) обрабатывал одно 4-разрядное число. В 1972 г. Intel разработала 8-разрядный микропроцессор модели 8008, а в 1978 г. — первый 16-раз рядный процессор 8086. Он стал базой для персональных компьютеров IBM PC XT, ставших стандартом де-факто для всей компьютерной индустрии. Затем появились процессоры 80286, 80386 (первый 32-разрядный процессор), 80486. С появлением в 1995 г. процессоров Pentium начался новый этап развития персональных компьютеров, когда они стали не только рабочим инструментом, но и домашним, бытовым устрой ством повседневного использования.

В 1995 г. персональный компьютер, оснащенный процессором Pentium 100 и 16 Мбайт оперативной памяти, стал продаваться по цене ниже 3000$. Видимо, этот рубеж стал психологическим барьером, поскольку продажи росли с космической скоростью вплоть до насыщения рынка, когда в развитых странах 80-85% семей стали владельцами ПК. Поначалу главными покупателями выступали студенты и аспиранты, затем к ним подключились школьники и их родители. В последнее время в мире продается около 200 миллионов ПК в год, а средняя цена настольной персоналки не превышает 1000$.

С 1995 г. и по настоящее время различные фирмы выпустили свыше 120 моделей процессоров для персональных компьютеров. Некоторые из них стали знаковыми явлениями в компьютерной индустрии. Основными производителями процессоров для ПК в рассматриваемый период стали компании Intel и AMD. Корпорация Intel с 1995 г. и по настоящее время использовала семь моделей платформ с различными интерфейсами про цессоров: от Socket 5 до Socket 775. Компания AMD использовала немного меньше — пять платформ (от Socket 7 до Socket 939). Таким образом, в среднем актуальность платформы сохранялась в течение полутора-двух лет.

megaobuchalka.ru

Системные платы

Подробности
Родительская категория: Системные платы
Категория: Формфакторы системных плат

Платы LPX и Mini-LPX были разработаны компанией Western Digital в 1987 году для своих компьютеров. В названии “LPX” сокращение LP расшифровывается как “низкий профиль” (Low Profile). Поскольку разъемы располагались таким образом, что все платы расширения оказывались параллельными системной плате, стал возможным выпуск низкопрофильных корпусов, размеры которых меньше, чем у систем класса Baby-AT.

Хотя материнские платы для ПК уже не выпускаются компанией Western Digital, их конструкции используют некоторые другие производители. К сожалению, полные спецификации так никогда и не были опубликованы; особенно это касается положения разъемов для установки выносных плат. В результате системные платы от разных производителей оказались невзаимозаменяемыми. Некоторые поставщики, например IBM и HP, предлагали системы LPX, в которых использовались T-образные выносные платы, что позволяло расположить платы расширения перпендикулярно системной плате, но все же на определенном расстоянии от нее. Отсутствие стандартизации означает, что, если в вашей системе установлена плата LPX, в подавляющем большинстве случаев вам не удастся заменить ее системной платой LPX от другого производителя. В результате приходится иметь дело с системой, дальнейшая модернизация и ремонт которой практически невозможны. Поэтому я не рекомендую приобретать системы LPX.

Подобная “закрытая” архитектура систем данного стандарта в то время мало кого интересовала, и эти платы были весьма популярны с конца 1980-х до середины 1990-х годов. Это были преимущественно системы производства Compaq и Packard Bell, а также некоторых других компаний, которые использовали системные платы LPX в своих системах начального уровня. Системные платы LPX наиболее часто использовались в низкопрофильных корпусах, хотя встречались и в корпусах типа tower. Как уже отмечалось, чаще всего это были недорогие системы, продаваемые в супермаркетах электроники. Сегодня формфактор LPX считает-ся устаревшим.

Платы LPX (смотри рисунок ниже) существенно отличаются от остальных. Например, разъемы расширения в них смонтированы на отдельной выносной плате, которая вставляется в системную плату. Платы расширения вставляются в выносную плату, и их плоскости оказываются параллельными системной плате, что позволяет уменьшить высоту корпуса компьютера. Разъемы расширения в зависимости от конструкции могут располагаться как на одной, так и на обеих сторонах выносной платы. Производители, использовавшие корпуса типа tower, иногда применяли Т-образные выносные платы, что позволяло располагать разъемы расширения перпендикулярно материнской плате, однако в несколько приподнятом над ней положении.

Еще одно отличие плат LPX заключается в характерном размещении разъемов на задней панели — в один ряд. Имеются в виду разъемы для монитора VGA (15 контактов), параллельного порта (25 контактов), двух последовательных портов (по 9 контактов) и разъемы mini-DIN для клавиатуры и мыши стандарта PS/2. Все эти разъемы смонтированы на самой плате и после установки оказываются расположенными напротив соответствующих отверстий в корпусе. На некоторых системных платах LPX устанавливаются дополнительные встроенные разъемы, например для сетевого или SCSI-адаптера. Поскольку системы LPX оснащались системными платами с высокой степенью интеграции, многие производители системных плат, корпусов и систем LPX часто называли свои решения “все в одном”.

Размеры плат LPX и Mini-LPX показаны на рисунке ниже.

Меня часто спрашивают, как распознать наличие в системе платы LPX. Для этого не нужно даже разбирать корпус. Системные платы LPX отличаются тем, что слоты шины в них вынесены на отдельную плату, подключаемую к системной, как и в случае плат формфактора NLX. Поэтому все ее разъемы параллельны системной плате. Это легко определить, взглянув на заднюю сторону корпуса. Если все разъемы параллельны системной плате, значит, используется выносная плата. Это верный признак LPX. Кроме того, в LPX все разъемы расположены снизу и выстроены в одну линию. Все системные платы LPX, независимо от формы, размеров и размещения выносных плат, предполагают размещение всех внешних портов у заднего края платы (см. рисунок ниже). В то же время, согласно стандарту Baby-AT, используются разъемы для последовательного и параллельного портов, порта PS/2, а также портов USB. При этом на системных платах ATX и BTX все внешние порты группируются слева от разъемов расширения.

Как уже отмечалось, выносная плата используется также в платах NLX. Но в LPX она помещена посередине системной платы, а в NLX — сбоку, причем она фактически подключена к системной плате.

На рисунке ниже представлены два типичных примера разъемов на системных платах LPX. Учтите, что не все платы LPX оснащены встроенной звуковой подсистемой, поэтому соответст вующие разъемы могут отсутствовать. Кроме того, могут отсутствовать порты USB (или другие порты), хотя общая схема размещения портов сохраняется. Разъемы вдоль заднего края плат могут “конфликтовать” с разъемами шин. Именно поэтому и используются выносные платы. Наличие встроенных разъемов — несомненное преимущество LPX, и, к сожалению, его лишены платы Baby-AT. Однако платы LPX не стандартизированы и не в полной мере взаимозаменяемы, так что выбор платы с формфактором LPX нельзя назвать удачным. Новые формфакторы материнских плат, такие как ATX, microATX и NLX, имеют встроенные разъемы, а также следуют некоторому стандарту. Конструкция LPX с выносной платой позволяла конструкторам систем создавать малогабаритные компьютеры, и это направление продолжил новый формфактор NLX. Этот формфактор, собственно, и создавался как современная замена LPX.

perscom.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *