Типорозміри матеріальних плат (реферат)

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

Типорозміри (форми-фактори) материнських плат

На сьогоднішній день існує чотири переважаючих типорозміри материнських
плат – AT, ATX, LPX і NLX. Крім того, є зменшені варіанти формату AT
(Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) і NLX (microNLX). Більш того,
недавно випущене розширення до специфікації microATX, що додає до цього
списку новий форма-фактор – FlexATX. Усі ці специфікації, що визначають
форму і розміри материнських плат, а також розташування компонентів на
них і особливості корпусів, і описані нижче.

AT

Форма-фактор АТ поділяється на двох, що відрізняються по розмірі
модифікації — AT і Baby AT. Розмір повнорозмірної AT плати досягає до
12″ у ширину, а це значить, що така плата навряд чи поміститься в
більшість сьогоднішніх корпусів. Монтажу такої плати напевно буде
заважати відсік для дисководів і твердих дисків і блок живлення. Крім
того, розташування компонентів плати на великій відстані один від одного
може викликати деякі проблеми при роботі на великих тактових частотах.
Тому після материнських плат для процесора 386, такий розмір уже не
зустрічається.

У такий спосіб єдині материнські плати, виконані у формі-факторі AT,
доступні в широкому продажі, це плати відповідні формати Baby AT. Розмір
плати Baby AT 8.5″ у ширину і 13″ у довжину. У принципі, деякі виробники
можуть зменшувати довжину плати для економії чи матеріалу по якихось
інших причинах. Для кріплення плати в корпусі в платі зроблені три ряди
отворів.

Усі AT плати мають загальні риси. Майже усі мають послідовні і
рівнобіжні порти, що приєднуються до материнської плати через сполучні
планки. Вони також мають один роз’єм клавіатури, упаяний на плату в
задній частині. Гніздо під процесор установлюється на передній стороні
плати. Слоти SIMM і DIMM знаходяться в різних місцях, хоча майже завжди
вони розташовані у верхній частині материнської плати.

Сьогодні цей формат плавно сходить зі сцени. Частина фірм ще випускає
деякі свої моделі в двох варіантах – Baby AT і ATX, але це відбувається
усе рідше і рідше. Тим більше, що усе більше нових можливостей, наданих
операційними системами, реалізуються тільки на ATX материнських платах.
Не говорячи вже просто про зручність роботи – так, найчастіше на Baby AT
платах усі коннектори зібрані в одному місці, у результаті чого або
кабелі від комунікаційних портів тягнуться практично через усю
материнську плату до задньої частини корпуса, або від портів IDE і FDD –
до переднього. Гнізда для модулів пам’яті, що заїжджають чи ледве не під
блок живлення. При обмеженості волі дій усередині дуже невеликого
простору MiniTower, це, м’яко говорячи, незручно. Вдобавок, невдало
вирішене питання з охолодженням – повітря не надходить прямо до самій
потребуючій в охолодженні частини системи – процесору.

LPX

Ще до появи ATX, першим результатом спроб знизити вартість PC став
форма-фактор LPX. Призначався для використання в корпусах Slimline чи
Low-profile. Задача була вирішена шляхом досить новаторської пропозиції
— уведення стійки. Замість того, щоб уставляти карти розширення
безпосередньо в материнську плату, у цьому варіанті вони поміщаются у
вертикальну стійку, що підключається до плати, паралельно материнській
платі. Це дозволило помітно зменшити висоту корпуса, оскільки звичайно
саме висота карт розширення впливає на цей параметр. Розплатою за
компактність стала максимальна кількість карт, що підключаються — 2-3
штуки. Ще одне нововведення, що почало широко застосовуватися саме на
платах LPX — це інтегрований на материнську плату видеочип. Розмір
корпуса для LPX залишає 9 х 13», для Mini LPX — 8 x 10».

Після появи NLX, LPX почав витіснятися цим формою-фактором.

ATX

Не дивно, що форма-фактор ATX у всіх його модифікаціях стає усе більш
популярним. Особливо це стосується плат для процесорів на шині P6. Так,
приміром, з готуючихся до випуску цього року материнських плат LuckyStar
для цих процесорів 4 будуть виконані у форматі Mini-ATX, 3 – ATX, і
всього лише одна – Baby AT. А якщо ще врахувати, що материнських плат
для Socket7 сьогодні робиться набагато менше, хоча б через куди менше
число нових чипсетов для цієї платформи, то ATX здобуває переконливу
перемогу.

І ніхто не може сказати, що вона необоснованна. Специфікація ATX,
запропонована Intel ще в 1995 році, націлена саме на виправлення всіх
тих недоліків, що виявилися згодом у форми-фактора AT. А рішення, по
суті, було дуже простим – повернути Baby AT плату на 90 градусів, і
внести відповідні виправлення в конструкцію. До того моменту в Intel уже
був досвід роботи в цій області – форма-фактор LPX. У ATX саме втілилися
кращі сторони і Baby AT і LPX: від Baby AT була узята розширюваність, а
від LPX – висока інтеграція компонентів. От що вийшло в результаті:

Інтегровані роз’єми портів уведення-висновку. На всіх сучасних платах
коннектори портів уведення-висновку присутні на платі, тому цілком
природним виглядає рішення розташувати на ній і їхні рознімання, що
приводить до досить значного зниження кількості сполучних проводів у
середині корпуса. До того ж, заодно серед традиційних рівнобіжного і
послідовного портів, рознімання для клавіатури, знайшлося місце і для
новачків – портів PS/2 і USB. Крім усього, у результаті трохи знизилася
вартість материнської плати, за рахунок зменшення кабелів у комплекті.

Значно збільшилася зручність доступу до модулів пам’яті. У результаті
всіх змін гнізда для модулів пам’яті переїхали далі від слотов для
материнських плат, від процесора і блоку живлення. У результаті
нарощування пам’яті стало в будь-якому випадку хвилинною справою, тоді
як на Baby AT материнських платах часом приходиться братися за викрутку.

Зменшена відстань між платою і дисками. Роз’єми контролерів IDE і FDD
перемістилися практично впритул до пристроїв, що приєднуються до них. Це
дозволяє скоротити довжину використовуваних кабелів, тим самим
підвищивши надійність системи.

Рознесення процесора і слотов для плат розширення. Гніздо процесора
переміщене з передньої частини плати на задню, поруч із блоком живлення.
Це дозволяє встановлювати в слоти розширення полноразмерные плати —
процесор їм не заважає. До того ж, зважилася проблема з охолодженням —
тепер повітря, засмоктуваний блоком живлення, обдуває безпосередньо
процесор.

Поліпшено взаємодію з блоком живлення. Тепер використовується одне
20-контактне рознімання, замість двох, як на AT платах. Крім того додана
можливість керування материнською платою блоком живлення – включення в
потрібний чи час по настанню визначеної події, можливість включення з
клавіатури, відключення операційною системою, і т.д.

Напруга 3.3 У. Тепер напруга живлення 3.3 У, дуже широко використовуване
сучасними компонентами системи, (узяти хоча б карти PCI!) надходить із
блоку живлення. У AT-платах для його одержання використовувався
стабілізатор, установлений на материнській платі. У ATX-платах
необхідність у ньому відпадає.

Конкретний розмір материнських плат описаний у специфікації багато в
чому виходячи зі зручності розроблювачів – зі стандартної пластини (24 х
18’’) виходить або дві плати ATX (12 x 9.6’’), або чотири – Mini-ATX
(11.2 х 8.2’’). До речі, враховувалася і сумісність зі старими корпусами
— максимальна ширина ATX плати, 12’’, практично ідентична довжині плат
AT, щоб була можливість без особливих зусиль використовувати ATX плату в
AT корпусі. Однак, сьогодні це більше відноситься до області чистої
теорії – AT корпус ще треба умудритися знайти. Також, у міру можливості
кріпильні отвори в платі ATX цілком відповідають форматам AT і Baby AT.

microATX

Форма-фактор ATX розроблявся ще в пору розквіту Socket 7 систем, і
багато чого в ньому сьогодні трохи не відповідає часу. Наприклад, типова
комбінація слотів, з розрахунку на який складалася специфікація,
виглядала як 3 ISA/3 PCI/1 суміжний. Трохи неактуально не сьогоднішній
день, чи не так? ISA, відсутність AGP, AMR, і т.д. Знову ж, у будь-якому
випадку, 7 слотів не використовуються в 99 відсотках випадків, особливо
сьогодні, з такими чипсетами як MVP4, Si 620, і810, і іншими подібними
продуктами, що готовились до випуску. Загалом, для дешевих PC ATX –
порожня витрата ресурсів. Виходячи з подібних розумінь у грудні 1997
року і була представлена специфікація формату microATX, модифікація ATX
плати, розрахована на 4 слота для плат розширення.

По суті, зміни, у порівнянні з ATX, виявилися мінімальними. До 9.6 x
9.6’’ зменшився розмір плати, так що вона стала цілком квадратної,
зменшився розмір блоку живлення. Блок рознімань уведення/виведення
залишився незмінним, так що microATX плата може бути з мінімальними
доробками використана в ATX 2.01 корпусі.

NLX

Згодом, специфікація LPX, подібно Baby AT, перестала задовольняти
вимогам часу. Виходили нові процесори, з’являлися нові технології. І
вона вже не могла забезпечувати прийнятні просторові і теплові умови для
нових низкопрофильных систем. У результаті, подібно тому, як на зміну
Baby AT прийшов ATX, так само в 1997 році, як розвиток ідеї LPX, що
враховує поява нових технологій, з’явилася специфікація форми-фактора
NLX. Формату, націленого на застосування в низкопрофильных корпусах. При
її створенні бралися в увагу як технічні фактори (наприклад, поява AGP і
модулів DIMM, інтеграція аудио/відео компонентів на материнській платі),
так і необхідність забезпечити більшу зручність в обслуговуванні. Так,
для зборки/розбирання багатьох систем на базі цього форми-фактора
викрутка не потрібно взагалі.

Як видно на схемі, основні риси материнської плати NLX, це:

Стійка для карт розширення, що знаходиться на правому краї плати.
Причому материнська плата вільно від’єднується від стійки і висувається
з корпуса, наприклад, для заміни чи процесора пам’яті.

Процесор, розташований у лівому передньому куті плати, прямо напроти
вентилятора.

Узагалі, угруповання високих компонентів, начебто процесора і пам’яті, у
лівому кінці плати, щоб дозволити розміщення на стійці повноразмірних
карт розширення.

Перебування на задньому кінці плати блоків роз’ємів уведення/виведення
одинарної (в області плат розширення) і подвійної висоти, для розміщення
максимальної кількості коннекторов.

Узагалі, стійка – дуже цікава річ. Фактично, це одна материнська плата,
розділена на двох частин – частина, де знаходяться власне системні
компоненти, і приєднана до неї через 340 контактний роз’єм під кутом у
90 градусів частина, де знаходяться всілякі компоненти
введення/виведення – карти розширення, коннектори портів,
нагромаджувачів даних, куди підключається живлення. Таким чином, у
перших підвищується зручність обслуговування — немає необхідності
одержувати доступ до непотрібного в даний момент компонентам. В других,
виробники в результаті мають велику гнучкість – робиться одна модель
основної плати, і стійка під кожного конкретного замовника, з
інтеграцією на ній необхідних компонентів.

Узагалі, вам цей опис нічого не нагадує? Стійка, що кріпиться на
материнську плату, на яку виносяться деякі компоненти
введення/виведення, замість того, щоб бути інтегрованими на материнську
плату, і все це служить для спрощення обслуговування, додання більшої
гнучкості виробникам, і т.д.? Правильно, через якийсь час після виходу
специфікації NLX з’явилася специфікація AMR, що описує подібну ж
ідеологію для ATX плат.

На відміну від досить строгих інших специфікацій, NLX забезпечує
виробникам куди велику волю в прийнятті рішень. Розміри материнської
плати NLX коливаються від 8 х 10» до 9 х 13.6». NLX корпус повинний
уміти керуватися як з цими двома форматами, так і з усіма проміжними.
Звичайно плати, що вписуються в мінімальні розміри, позначаються як Mini
NLX. Варто також згадати небезінтересну подробицю: у NLX корпуса порти
USB розташовуються на передній панелі – дуже зручно для ідентифікаційних
рішень типу e.Token.

Залишилося тільки додати, що по специфікації деякі місця на платі
зобов’язані залишатися вільними, забезпечуючи можливості для розширення
функцій, що з’являться в майбутніх версіях специфікації. Наприклад, для
створення на базі форми-фактора NLX материнських плат для серверів і
робочих станцій.

WTX

Однак, з іншого сторони, могутні робочі станції і сервери специфікації
AT і ATX теж не цілком влаштовують. Там свої проблеми, де вартість грає
не саму головну роль. На передній план виходять забезпечення нормального
охолодження, розміщення великих обсягів пам’яті, зручна підтримка
багатопроцесорних конфігурацій, велика потужність блоку живлення,
розміщення більшого кількість портів контролерів нагромаджувачів даних і
портів уведення/виведення. Так у 1998 році народилася специфікація WTX.
Орієнтована на підтримку двохпроцесорних материнських плат будь-яких
конфігурацій, підтримку сьогоднішніх і завтрашніх технологій відеокарт і
пам’яті.

Особлива увага, мабуть, варто приділити двом новим компонентам -Board
Adapter Plate (BAP)і Flex Slot.

У цій специфікації розроблювачі спробували відійти від звичної моделі,
коли материнська плата кріпиться до корпуса за допомогою розташованих у
визначених місцях кріпильних отворів. Тут вона кріпиться до BAP, причому
спосіб кріплення залишений на совісті виробника плати, а стандартний BAP
кріпиться до корпуса.

Крім звичайних речей, начебто розмірів плати (14 х 16.75»),
характеристик блоку живлення (до 850 Ут), і т.д., специфікація WTX
описує архітектуру Flex Slot — у якомусь змісті, AMR для робочих
станцій. Flex Slot призначений для поліпшення зручності обслуговування,
додання додаткової гнучкості розроблювачам, скороченню виходу
материнської плати на ринок. Виглядає Flex Slot карта приблизно так:

На подібних картах можуть розміщатися будь-які PCI, SCSI чи IEEE 1394
контролери, звук, мережний інтерфейс, рівнобіжні і послідовні порти,
USB, засобу для контролю за станом системи.

Зразки WTX плат повинні з’явитися в районі червня, а серійні зразки — у
третьому кварталі 1999 року.

FlexATX

І нарешті, подібно тому, як з ідей, закладених у Baby AT і LPX з’явився
ATX, так само розвитком специфікацій microATX і NPX стала поява
форми-фактора FlexATX. Це навіть не окрема специфікація, а всього лише
доповнення до специфікації microATX. Дивлячись на успіх iMac, у якому,
по суті, нічого нового крім зовнішнього вигляду і не було, виробники PC
вирішили також піти цим шляхом. І першим став саме Intel, у лютому на
Intel Developer Forum що оголосив FlexATX – материнську плату, по площі
відсотків на 25-30 меншу, чим microATX.

Теоретично, з деякими доробками, FlexATX плата може бути використана в
корпусах, що відповідають специфікаціям ATX 2.03 чи microATX 1.0. Але
для сьогоднішніх корпусів плат вистачає і без цього, мова йшла саме про
вигадливі пластикові конструкції, де і потрібна така компактність. Там,
на IDF, Intel і продемонстрував кілька можливих варіантів подібних
корпусів. Фантазія дизайнерів розгулялася на славу – вази, піраміди,
дерева, спіралі, яких тільки не було запропоновано. Кілька оборотів зі
специфікації, щоб поглибити враження: «естетичне значення», «більше
задоволення від володіння системою». Непогано для опису форми-фактора
материнської плати PC?

Flex – на те він і flex. Специфікація надзвичайна гнучка, і залишає на
розсуд виробника безліч речей, що колись строго описувалися. Так,
виробник сам буде визначати розмір і розміщення блоку живлення,
конструкцію карти введення/виведення, перехід на нові процесорні
технології методи досягнення низкопрофильного дизайну. Практично,
більш-менш чітко визначені тільки габарити – 9 х 7.5». До речі, із
приводу нових процесорних технологій – Intel на IDF демонстрував систему
на FlexATX платі з Pentium III, що аж до осені поки заявлений тільки як
Slot-1, а на фото – дивитеся самі, та й у специфікації підкреслюється,
що FlexATX плати тільки для Socket процесорів…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *