Форм-фактор материнской платы
Поскольку, материнская плата является базовым устройством компьютерной системы, то все ее компоненты были регламентированы разработчиками в первую очередь. Но, материнские платы первых персоналок имели большое разнообразие форм и размеров, поскольку тогда еще не было единой унификации.
На материнских платах формата AT (на базе 286-х процессоров) размещалось до 70 микросхем, поэтому материнки имели существенные размеры - 304,8х350,5 мм (размер Full-Size).
Микропроцессорные технологии стремительно развивались - размеры материнских плат сокращались. Появился формат Baby-AT - 215,9х330 мм, а последние модели плат 386SX имели размер 220х170 мм.
По мере увеличения количества интегрированных устройств пошел обратный процесс - размеры материнских плат стали расти. Наиболее ходовым размером для 486-х и Pentium стал 220х250..330 мм. Платы крепились к корпусу при помощи стоек, которые одним концом ввинчивались в корпус, а к другому концу крепилась материнская плата при помощи винта. Во избежание прогиба платы использовались дополнительно еще и пластиковые опоры, которые одним концом вставлялись в прорези крепежной панели, а другим - в крепежные отверстия платы.
Размещение на плате большого количества дополнительных устройств привело еще к одной проблеме - пространство над платой было "утыкано" шлейфами, кабелями, проводами. Это затрудняло доступ к элементам платы с одной стороны, и ухудшало эффективность обдува с другой.
Еще одним неудобством AT-формата был тот факт, что пользователь мог выключить компьютер только путем размыкания входной электрической цепи. Не было также возможности управления энергопотреблением.
Стало ясно, что данный форм-фактор себя изжил, требовались новые решения.
На смену AT-формату пришел формат ATX:
- основные компоненты материнской платы были скомпонованы таким образом, чтобы максимально сократить длину соединительных линий (северный мост размещен рядом с процессором; разъем подключения контроллеров дисковых накопителей размещен рядом с жестким диском и т.д.);
- разъемы подключения периферийных устройств были размещены на материнской плате;
- был предусмотрен режим пониженного энергопотребления;
- был разработан новый блок питания, в результате чего изменился механизм включения системы. ATX-формат предусматривает программное включение/выключение компьютера, кроме того, теперь материнская плата управляет блоком питания и процессом включения компьютера (дежурный блок материнской платы всегда находится под напряжением отдельной линии +5 VSTB с блока питания). После нажатия кнопки включения на системном блоке сигнал подается на материнскую плату, который запускает блок питания, после чего рабочие напряжения подаются на материнскую плату - начинается работа компьютерной системы. По сигналу с материнской платы блок питания может быть в любой момент выключен - такой механизм позволяет организовать управление энергопотреблением;
- разъемы периферийных устройств (COM, LPT, LAN, USB…) размещены на плате и выведены на заднюю панель блока, что позволило избавиться от соединительных кабелей и шлейфов.
Наиболее популярные размеры ATX-плат:
- ATX - 305х244 мм;
- mini-ATX - 284х208 мм;
- micro-ATX - 244х244 мм;
- Flex-ATX - 229х191 мм
Появление ATX-формата был вызвано необходимостью использования энергосберегающих режимов работы компьютерной системы. Желание повысить производительность компьютера привела к тому, что элементы материнской платы стали вырабатывать слишком много тепла. Проблема эта решалась путем установки дополнительных кулеров на наиболее тепловыделяющие элементы (процессор, видеоконтроллер). Изначально при разработке ATX-формата предполагалось, что вентилятор БП будет работать на вдув, охлаждая блок питания и процессор, который располагался сразу за ним. Но это решение не сработало - воздух после блока питания был уже нагретым и эффективно охлаждать процессор не мог. Поэтому, вентилятор БП стал работать на вытяжку, а на процессор был установлен свой вентилятор.
Для более эффективного решения проблемы большого тепловыделения компьютерных систем INTEL предложила новый форм-фактор - BTX (Balanced Technology Extended). Суть новой идеи в следующем:
- на переднюю панель системного блока устанавливается вентилятор, который подает воздух внутрь блока;
- компоновка элементов материнской платы сделана таким образом, что первыми на пути воздушного охлаждающего потока воздуха располагаются наиболее тепловыделяющие элементы: процессор, северный и южный мост, модули памяти, адаптеры;
- BTX-платы не имеют разъемов LPT, COM, PS/2. Их роль переложена на USB-порты;
- предусмотрено только две шины: PCI и PCI Express (в качестве основной);
- блок питания имеет один 24-проводный шлейф для подключения к материнской плате.
Основные типоразмеры BTX-плат:
- BTX - 325х266 мм, 10 крепежных точек, 7 системных разъемов;
- micro-BTX - 264х266 мм, 7 крепежных точек, 4 системных разъема;
- pico-BTX - 203х266 мм, 4 крепежные точки, 1-2 системных разъема.
