Системные платы и шины

🕛 04.10.2009, 14:40

Формфакторы системных плат
Важнейшим узлом компьютера является системная плата (system board), иногда называемая материнской (motherboard), основной или главной платой (main board). В этой главе рассматриваются типы системных плат и их компоненты.
Существует несколько наиболее распространенных формфакторов, учитываемых при разработке системных плат. Формфактор (form factor) представляет собой физические параметры платы и определяет тип корпуса, в котором она может быть установлена. Формфакто-ры системных плат могут быть стандартными (т.е. взаимозаменяемыми) или нестандартными. Нестандартные формфакторы, к сожалению, являются препятствием для модернизации компьютера, поэтому от их использования лучше отказаться. Наиболее известные формфак-торы системных плат перечислены ниже.

- Baby-AT;
- полноразмерная плата AT;
- LPX;
- WTX (больше не производится);
- ITX (разновидность FlexATX, никогда не производилась).
- BTX;
- microBTX;
- PicoBTX;
- ATX;
- microATX;
- FlexATX;
- Mini-ITX (разновидность FlexATX);
- NLX.

независимые конструкции (разработки компаний Compaq, Packard Bell, Hewlett-Packard, портативные/мобильные системы и т.д.).
За последние несколько лет произошел переход от системных плат оригинального формфак-тора Baby-AT, который использовался в первых компьютерах IBM PC и XT, к платам формфак-тора BTX и ATX, используемым в большинстве полноразмерных настольных и вертикальных систем. Существует несколько вариантов формфактора ATX, в число которых входят microATX (уменьшенная версия формфактора ATX, используемого в системах малых размеров) и FlexATX (еще более уменьшенный вариант, предназначенный для домашних компьютеров низшего ценового уровня). Новейший формфактор BTX предполагает изменить положение основных компонентов, чтобы улучшить охлаждение системы, а также предполагает использовать термальный модуль. Есть и уменьшенные варианты данного формфактора - microBTX и PicoBTX. Существует также формфактор mini-ITX, представляющий собой уменьшенную версию FlexATX, предназначенного для систем минимального размера. Формфактор NLX рассчитан на корпоративные настольные системы, а WTX разрабатывался для рабочих станций и серверов со средним режимом работы, но широкого распространения не получил. Современные формфак-торы и область их применения представлены в табл. 4.1.

Стандартные настольные компьютеры в корпусах mini-tower и full-tower; наиболее приемлемая конструкция как для новичков, так и для опытных пользователей, серверов и младших моделей рабочих станций, а также домашних систем более высокого уровня. Платы ATX поддерживают до семи разъемов расширения
Уменьшенная версия ATX, которая используется там же, где и плата ATX. Многие из так называемых системных плат ATX в действительности являются платами Mini-ATX. Системные платы Mini-ATX поддерживают до шести расширительных гнезд Настольные компьютеры или вертикальные системы mini-tower среднего уровня Недорогие или менее производительные настольные или вертикальные системы mini-tower, используемые в самых разных целях
Версия FlexATX минимального размера, используемая в телевизионных компьютерных приставках и небольших компьютерах. Представляет собой формфактор с тесной интеграцией системных компонентов и одним разъемом PCI. Устанавливается в корпусах mini-ITX, FlexATX, microATX или ATX
Корпоративные настольные или вертикальные системы mini-tower, отличающиеся простотой и удобством обслуживания
Несмотря на широкое распространение плат Baby-AT, полноразмерной AT и LPX, им на смену пришли системные платы более современных формфакторов. Современные формфак-торы фактически являются промышленным стандартом, гарантирующим совместимость каждого типа плат. Это означает, что системная плата ATX может быть заменена другой платой того же типа, вместо системной платы BTX может быть использована другая плата BTX и т.д. Благодаря дополнительным функциональным возможностям современных системных плат компьютерная индустрия смогла быстро перейти к новым формфакторам. Поэтому настоятельно рекомендуется приобретать системы, созданные на основе одного из современных формфакторов.
Системные платы, параметры которых не вписываются в какой-либо из формфакторов промышленного стандарта, относятся к платам независимых конструкций. Покупать компьютеры с нестандартными системными платами следует только в случае особых обстоятельств. Ремонт и модернизация таких систем достаточно дороги, что связано прежде всего с невозможностью замены системных плат, корпусов или источников питания другими моделями. Системы независимых формфакторов иногда называются “одноразовыми” PC, что становится очевидным, когда приходит время их модернизации или ремонта после окончания гарантийного срока.
Внимание!
В настоящее время одноразовые PC распространены больше, чем когда-либо. По некоторым оценкам, на их долю приходится более 60% продаваемых компьютеров. Это связано не столько с используемыми платами (системные платы FlexATX и microATX сегодня используются чаще, чем предшествующие им модели LPX), сколько с миниатюрными источниками питания SFX и узкими корпусами micro-tower, занимающими привилегированное положение на сегодняшнем рынке ПК. Дешевые системы, использующие малый корпус и небольшой источник питания, в принципе более пригодны для модернизации по сравнению с предшествующими моделями. Но если понадобится еще один разъем расширения или, например, дополнительный дисковод, то вы через некоторое время в буквальном смысле ‘‘упретесь в стену’’. Системы mini-tower довольно тесны и ограниченны, поэтому в скором времени, я полагаю, перейдут в разряд одноразовых, подобно вытесненным ими системам LPX.
Будьте особенно осторожны с недавно появившимися системами промышленного стандарта, к которым относятся, например, модели компьютеров Dell (выпущенные с 1996 года по настоящее время). В этих компьютерах используется модифицированный источник питания и силовые разъемы платы ATX, что делает указанные компоненты совершенно несовместимыми со стандартными системными платами и блоками питания. Поэтому, для того чтобы модернизировать источник питания, придется использовать специальный Dell-совместимый блок. Более того, заменяя системную плату стандартной, следует приобрести соответствующий источник питания.

Итак, если вы хотите получить действительно расширяемую систему, остановитесь на компьютере с системной платой ATX или ВТХ и корпусом mid-tower (или еще большим), имеющим по крайней мере пять отсеков для установки дисководов.
Более подробно каждый из стандартных формфакторов рассматривается в следующих разделах.
PC и XT
Первая объединительная плата PC была установлена в первый IBM PC, выпущенный в августе 1981 года (рис. 4.1). В 1983 году IBM выпустила системную плату PC XT с тем же формфактором (9x13 дюймов, или 22,86x33,02 см), что и плата PC, но имеющую восемь, а не пять разъемов, которые располагались на расстоянии 0,8 дюйма, а не 1 дюйм, как в PC Внешний вид этой платы показан на рис. 4.2. В XT убрали кассетный порт, который использовался для хранения программ, написанных на языке BASIC, на кассетной ленте, а не на дорогостоящем (в то время!) дисководе для гибких дисков.

Контакт 1 Динамик Системная плата IBM PC XT (1983 год)
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. Дизайн системных плат XT стал настолько популярен, что многие производители просто скопировали его и выпускали XT-совместимые системные платы.