Ремонт и upgrade компьютеров своими руками

СИСТЕМНЫЕ ПЛАТЫ

Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru

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. Формфакторы 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 формфакторы системных плат перечислены ниже.

Устаревшие:

и Baby-AT;

■ полноразмерная плата AT;

■ LPX. Современные:

■ АТХ;

■ Micro-ATX;

■ Flex-ATX;

■ NLX;

■ WTX (в настоящее время не производятся). Другие:

■ независимые конструкции (разработки компаний Compaq, Packard Bell, Hewlett-Packard, портативные/мобильные инфраструктуры и т. д.).

За последние несколько лет произошел переход от системных плат оригинального формфактора Baby-AT, который использовался в первых компьютерах IBM PC и XT, к платам формфактора АТХ и NLX, используемым в большинстве полноразмерных настольных и вертикальных систем. Существует несколько вариантов формфактора АТХ, в число которых входят Micro-ATX (который представляет собой уменьшенную версию формфактора АТХ, используемого в системах малых размеров) и Flex-ATX (еще более уменьшенный вариант, предназначенный для домашних компьютеров низшего ценового уровня). Формфактор NLX предназначен для корпоративных настольных систем; WTX, в свою очередь, разрабатывался для рабочих станций и серверов со средним режимом работы, но широкого распространения не получил. Современные формфакторы и область их применения приведены в табл. 4.1.

Несмотря на широкое распространение плат Baby-AT, полноразмерной AT и LPX, им на смену пришли системные платы более современных формфакторов. Современные формфакторы фактически являются промышленным стандартом, гарантирующим совместимость каждого типа плат. Это означает, что системная плата АТХ может быть заменена другой платой того же типа, вместо системной платы NLX может быть использована другая плата NLX и т. д. Благодаря дополнительным функциональным возможностям современных системных плат, компьютерная индустрия смогла быстро перейти к новым

Таблица 4.1. Формфакгоры системных плат

Формфактор Область применения

АТХ 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 АТХ поддерживают до семи разъемов расширения

Mini-АТХ Уменьшенная версия АТХ, которая используется там же, где и плата АТХ.

Многие из так называемых системных плат АТХ в действительности являются платами Mini-ATX. системные платы Mini-ATX поддерживают до шести расширительных гнезд

Micro-ATX Настольные компьютеры или вертикальные инфраструктуры mini-tower среднего

уровня

Flex-ATX Недорогие или менее производительные настольные или вертикальные

инфраструктуры mini-tower, используемые в самых разных целях

NLX Корпоративные настольные или вертикальные инфраструктуры mini-tower,

отличающиеся простотой и удобством обслуживания

WTX Рабочие станции среднего и высшего уровней, серверы (в настоящее время

не используется)

формфакторам. Поэтому настоятельно рекомендуется приобретать инфраструктуры, 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 рекомендуется 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. инфраструктуры независимых формфакторов иногда называются «одноразовыми» PC, что становится очевидным, когда приходит время их модернизации или ремонта после окончания гарантийного срока.

Замечание

В настоящее время одноразовые PC распространены более чем когда-либо. По некоторым оценкам, на их долю приходится более 60% продаваемых компьютеров. Это связано не столько с используемыми платами (системные платы Flex-ATX и Micro-ATX 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 PC. Дешевые инфраструктуры, 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, к примеру, дополнительный дисковод, то вы через нето время в буквальном смысле «упретесь в стену». инфраструктуры mini-tower довольно тесны и ограниченны, поэтому в скором времени, я полагаю, они перейдут в разряд одноразовых, подобно вытесненным ими системам LPX.

Будьте особенно осторожны с недавно появившимися системами промышленного стандарта, к которым относятся, к примеру, модели компьютеров Dell (первая была представлена в сентябре 1998 года). В этих компьютерах используется модифицированный источник питания и силовые разъемы платы АТХ, 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, рекомендуется приобрести соответствующий источник питания. Итак, если вы хотите получить действительно расширяемую систему, остановитесь на компьютере с системной платой Micro-ATX или АТХ и корпусом mid-tower (или еще крупным), имеющим по крайней мере пять отсеков для установки дисководов.

Информацию о формфакторах системных плат Baby-AT, AT и LPX можно найти в дополнении на прилагаемом компакт-диске.

Более подробно каждый из стандартных формфакторов рассматривается в следующих разделах.

Формфактор Атх

Конструкция АТХ была разработана сравнительно недавно. В ней сочетаются наилучшие черты стандартов Baby-AT и LPX и заложены многие дополнительные усовершенствования. По существу, АТХ — это «лежащая на боку» плата Baby-AT с измененным разъемом и местоположением источника питания. Главное, что необходимо запомнить, — конструкция АТХ физически несовместима ни с Baby-AT, ни с LPX. Другими словами, для системной платы АТХ нужен особый корпус и источник питания.

Впервые официальная спецификация АТХ была выпущена компанией Intel в июле 1995 года и представлена в качестве открытой промышленной спецификации. системные платы АТХ появились на рынке примерно в середине 1996 года и быстро заняли место ранее используемых плат Baby-AT. В феврале 1997 года появилась версия 2.01 спецификации АТХ, после чего было сделано еще несколько незначительных изменений. В мае 2000 года выпускается последняя (на текущий момент) редакция спецификации АТХ (содержащая рекомендацию Engineering Change Revision PI), которая получила номер 2.03. Компания Intel опубликовала подробную спецификацию АТХ, тем самым открыв ее для сторонних производителей. Технические характеристики существующих спецификаций АТХ, а также других типов системных плат можно получить на Web-узле Desktop Form Factors по адресу: www. formf actors. org. В настоящее время АТХ является наиболее распространенным формфактором системных плат, рекомендуемым для большинства новых систем. Система АТХ останется расширяемой в течение еще многих лет, в чем она похожа на предшествующую ей системную плату Baby-AT.

Конструкция АТХ позволила усовершенствовать стандарты Baby-AT и LPX.

■ Наличие встроенной двойной панели разъемов ввода-вывода. На тыльной стороне системной платы есть область с разъемами ввода-вывода шириной 6,25 и высотой 1,75 дюйма. Это позволяет расположить внешние разъемы непосредственно на плате и исключает необходимость использования кабелей, соединяющих внутренние разъемы и заднюю панель корпуса, как в конструкции Baby-AT.

■ Наличие одноключевого внутреннего разъема источника питания. Это упрощает замену разъемов на источнике питания типа Baby-AT. Спецификация АТХ содержит одноключевой разъем источника питания, который легко вставляется и который невозможно установить неправильно. Этот разъем имеет контакты для подвода к системной плате напряжения 3,3 В, а это означает, что для системной платы АТХ не нужны встроенные преобразователи напряжения, которые часто выходят из строя. В спецификацию АТХ были включены два дополнительных разъема питания, получивших название вспомогательных силовых разъемов (3,3 и 5 В), а также разъем

ATX 12V, используемый в системах, потребляющих большее количество электроэнергии, чем предусмотрено оригинальной спецификацией.

■ Перемещение процессора и модулей памяти. Изменены места расположения этих устройств: теперь они не мешают платам расширения, и их легко заменить новыми, не вынимая при этом ни одного из установленных адаптеров. Процессор и модули памяти расположены рядом с источником питания и обдуваются одним вентилятором, что позволяет обойтись без специального вентилятора для процессора, который не всегда эффективен и часто подвержен поломкам. Есть также место и для большого пассивного теплоотвода. Высота свободного пространства, предназначенного для установки процессора и теплоотвода, достигает примерно 70 мм (2,8 дюйма).

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

■ Улучшенное охлаждение. Процессор и оперативная память сконструированы и расположены таким образом, чтобы максимально улучшить охлаждение инфраструктуры в целом. Это позволяет уменьшить необходимость в отдельном вентиляторе для охлаждения корпуса или процессора (правда, не настолько, чтобы отказаться от него совсем). Дополнительное охлаждение все еще является насущной потребностью большинства быстродействующих систем. Одна из особенностей оригинальной спецификации АТХ заключалась в том, что вентилятор блока питания направляет поток воздуха внутрь корпуса. Обратный поток или схема нагнетания воздуха приводит к повышению давления в корпусе, что препятствует проникновению грязи и пыли. Тем не менее направление потока воздуха в спецификации АТХ было пересмотрено и предпочтение отдано вентилятору, работающему на выдувание, что приводит к понижению давления воздуха в корпусе. В целом схема нагнетания воздуха менее эффективна для охлаждения инфраструктуры. И так как существующая спецификация допускает практически любую схему воздухообмена, большинство производителей поставляют блоки питания АТХ в комплекте с вентиляторами, отсасывающими воздух из инфраструктуры, или, говоря иначе, конструкцию отрицательного давления. Более подробно об этом речь идет в главе 21, «Блоки питания и корпуса».

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

На рис. 4.1 отображено, как выглядит новая конструкция инфраструктуры АТХ в настольном исполнении со снятой верхней крышкой или в вертикальном с удаленной боковой панелью. Обратите внимание на то, что системная плата практически не закрывается отсеками для установки дисководов, что обеспечивает свободный доступ к различным компонентам инфраструктуры (таким, как процессор, модули памяти, внутренние разъемы дисководов), не мешая, в свою очередь, доступу к разъемам шины. Кроме того, процессор расположен рядом с блоком питания.

Рис. 4.1. Системная плата АТХ, установленная в корпусе, располагается таким образом, что гнездо процессора находится рядом с вентилятором блока питания (и с вентилятором, встроенным в корпус, если таковой существует)

Замечание

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

Системная плата АТХ, по сути, представляет собой конструкцию Baby-AT, перевернутую на бок. Разъемы расширения параллельны более короткой стороне и не мешают гнездам процессора, памяти и разъемам ввода-вывода. Кроме полноразмерной схемы АТХ, компания Intel описала конструкцию mini-ATX, которая размещается в таком же корпусе. Полноразмерная плата АТХ имеет размеры 305x244 мм (12x9,6 дюймов), а плата mini-ATX — 284x208 мм (11,2x8,2 дюйма).

Рис. 4.2. Спецификации платы АТХ версии 2.03, сопоставляющая размеры плат АТХ и micro-ATX

Кроме того, существуют два уменьшенных варианта системной платы АТХ, которые носят названия Micro-ATX и Flex-ATX (более подробно они рассматриваются в следующих разделах главы).

Несмотря на то что отверстия в корпусе располагаются так же, как и в Baby-AT, конструкции АТХ и Baby-AT несовместимы. Для источников питания необходим сменный разъем, но основная конструкция источника питания АТХ аналогична конструкции стандартного источника питания Slimline. Размеры материнских плат АТХ и mini-ATX отображены на рис. 4.2.

Я не рекомендовал бы собирать или покупать компьютер с системной платой Baby-AT, поскольку возможности модернизации при этом будут весьма ограниченны. Приобретайте компьютеры только с системными платами АТХ.

Не снимая кожух компьютера, можно определить, имеет ли установленная в нем плата формфактор АТХ. Обратите внимание на заднюю панель системного блока. АТХ имеет две отличительные черты. Во-первых, все разъемы плат расширения подключены непосредственно к системной плате; нет никаких выносных плат, как у LPX или NLX.

Рис. 4.3. Типичное расположение разъемов на плате АТХ

(вид сзади):

А — клавиатура или мышь PS/2,

В — клавиатура или мышь PS/2,

С — порт USB 1, D — порт USB О,

Е — последовательный порт А,

F — параллельный порт,

G — последовательный порт В,

Н — порт MIDI или игровой (необязательный),

I — линейный выход (необязательный),

J — линейный вход (необязательный),

К — микрофон (необязательный)

Разъемы перпендикулярны к плоскости системной платы. Во-вторых, платы АТХ имеют уникальную платформу удвоенной высоты для всех встроенных разъемов на системной плате (рис. 4.3).

Замечание

На рис. 4.3 отображены основные разъемы задней панели системной платы АТХ. Сегодня существует множество различных ее вариантов, а в будущем их станет еще больше. к примеру, инфраструктуры со встроенным видеоадаптером имеют 15-контактный разъем VGA, а в системах, содержащих отдельную звуковую плату, отсутствуют порт MIDI/игровой и звуковые гнезда. В будущем увеличится количество так называемых нетрадиционных систем, не содержащих последовательные и параллельные порты. По некоторым соображениям, могут быть удалены даже порты клавиатуры и мыши PS/2, так как их функции будут переданы устройствам USB.

Вся необходимая информация, относящаяся к спецификациям формфакторов АТХ, mini-ATX, micro-ATX, flex-ATX или NLX, может быть получена на Web-узле Form Factors (ранее Platform Developer), который находится по адресу: http: //www. formf actors. org. Web-узел Form Factors предоставляет спецификации формфакторов и технические характеристики конструкций системных плат, а также содержит обзор новых технологий, данные по различным поставщикам и дискуссионный форум.

Формфактор Micro-Atx

Формфактор системной платы micro-ATX был впервые представлен компанией Intel в декабре 1997 года как вариант уменьшенной платы АТХ, предназначенный для небольших и недорогих систем. Уменьшение формфактора стандартной платы АТХ привело к уменьшению размеров корпуса, системной платы и блока питания и в конечном счете к снижению стоимости инфраструктуры в целом. Кроме того, формфактор micro-ATX совместим с формфактором АТХ, что позволяет использовать системную плату micro-ATX в полноразмерном корпусе АТХ. Но вставить полноразмерную плату АТХ в корпус micro-ATX, как вы понимаете, нельзя. В начале 1999 года этот формфактор стремительно захватил рынок недорогих компьютерных систем. В настоящее время инфраструктуры mini-tower доминируют на рынке дешевых PC, несмотря на то что их маленькие размеры и узкий корпус серьезно ограничивают возможную модернизацию.

Системные платы формфакторов micro-ATX и АТХ имеют следующие основные различия:

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

■ уменьшенное число разъемов;

■ уменьшенный блок питания (формфактора SFX).

Максимальные размеры платы micro-ATX достигают всего лишь 9,6 х 9,6 дюймов (244x244 мм), по сравнению с величиными полноразмерной платы АТХ (12х 9,6 дюймов или 305x244 мм) или mini-ATX (11,2x8,2 дюймов или 284x208 мм). Размеры системной платы могут быть уменьшены, если расположение ее крепежных отверстий и разъемов будет соответствовать промышленному стандарту. Уменьшенное количество разъемов не является проблемой для обычного пользователя домашнего или офисного компьютера, так как ряд системных компонентов, к числу которых относятся, к примеру, звуковая и графическая платы, часто встраиваются в системную плату. Высокая интеграция компонентов уменьшает стоимость системной платы и соответственно всей инфраструктуры. Внешние разъемы USB, 10/100 Ethernet, иногда SCSI или 1394 (FireWire) также могут содержать дополнительные слоты расширения. Спецификация системной платы micro-ATX отображена на рис. 4.4.

В системах micro-ATX благодаря соответствию разъемов с успехом использовался стандартный блок питания АТХ. Но, несмотря на это, специально для этих систем был разработан уменьшенный формфактор блока питания, получивший название SFX. Уменьшение размеров блока питания, в свою очередь, позволяет улучшить компоновку элементов и соответственно уменьшить в целом размеры инфраструктуры и потребляемую ею мощность. Но при использовании блока питания SFX можно столкнуться с недостатком выходной мощности для более быстрых или полностью сконфигурированных систем. Потребляемая мощность современных систем существенно выросла, поэтому шасси большей части систем micro-ATX разработано под стандартный блок питания АТХ.

Совместимость плат micro-ATX с АТХ означает следующее:

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

■ стандартное расположение разъемов ввода-вывода;

■ одинаковое расположение крепежных винтов.

Сходство геометрических параметров позволяет установить системную плату micro-ATX как в корпус АТХ, содержащий стандартный блок питания, так и в уменьшенный корпус micro-ATX, использующий меньший по величиным блок питания SFX.

Рис. 4.4. Спецификации платы micro-ATX версии 1.0

Общие размеры инфраструктуры micro-ATX достаточно малы. Типичная система, созданная на основе платы указанного формфактора, имеет следующие размеры: высота 304,8 или 355,6 мм (12 или 14 дюймов), ширина 177,8 мм (7 дюймов), длина 304,8 мм (12 дюймов), что соответствует корпусу класса micro-tower или desktop. Типичная системная плата micro-ATX отображена на рис. 4.5.

Формфактор micro-ATX был представлен на всеобщее рассмотрение компанией Intel фактически в качестве промышленного стандарта. Спецификации и прочая информация, относящаяся к формфактору micro-ATX, может быть получена на Web-узле www. formfactors.org.

Формфактор Flex-Atx

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

Рис. 4.5. Системная плата формфактора micro-ATX

Формфактор пех-АТХ определяет системную плату, которая является наименьшей из семейства АТХ. Размеры этой платы всего лишь 229x191 мм (9,0x7,5 дюймов). Форм-фактор пех-АТХ отличается от micro-ATX меньшими величиными, а также поддержкой процессоров только гнездовой конструкции. Таким образом, в плате пех-АТХ могут быть использованы гнезда Socket 7 или Socket А для процессоров AMD, Socket 370 версии PPGA (Plastic Pin Grid Array) и FCPGA (Flip Chip PGA) для процессоров Intel Celeron и Pentium III, а также новое гнездо Socket 423 для Pentium 4. Плата flex-ATX не поддерживает разъемов Slot 1, Slot 2 или Slot А, которые служат для установки процессоров Pentium II/III и Athlon. Как вы знаете, в своих последних разработках компании Intel и AMD используют процессоры исключительно гнездовой конструкции, поэтому их несовместимость с процессорами других типов большой роли не играет.

Системные платы flex-ATX отличаются, как было уже сказано, меньшими величиными и поддержкой процессоров гнездовой конструкции. В остальном платы flex-ATX обратно совместимы со стандартной платой АТХ, так как используют единое расположение монтажных отверстий, а также одинаковую спецификацию разъемов питания и ввода-вывода (рис. 4.6).

В большинстве систем flex-ATX чаще всего используются блоки питания наименьшего формфактора SFX, представленного в спецификации micro-ATX. В то же время, если позволяют размеры корпуса, может использоваться и стандартный блок питания АТХ.

Рис. 4.6. Сравнение размеров и отверстий крепления системных плат форм-факторов АТХ, micro-ATX и flex-ATX

Замечание

Некоторые системные платы, используемые чаще всего в серверных системах, относятся к разряду нестандартных плат, которые носят собирательное название расширенных плат АТХ. Этот термин может быть применен практически к любой плате, параметры той превышают размеры стандартной платы АТХ. Обратите внимание, что официально «расширенного стандарта АТХ» не существует, поэтому плата с уникальными формой и величиными может оказаться совершенно не подходящей для существующего корпуса. Перед приобретением так называемой расширенной платы АТХ убедитесь, что данная плата соответствует используемому корпусу. Два процессора Хеоп, к примеру, могут быть установлены на стандартной плате АТХ, поэтому постарайтесь выбрать плату АТХ, которая наиболее совестима с существующим корпусом АТХ.

С появлением системной платы flex-ATX семейство плат АТХ расширилось и в настоящее время содержит уже четыре типовеличины, которые отображены в табл. 4.2.

Обратите внимание, что в этой таблице даны максимальные размеры плат. системные платы могут быть уменьшены, причем единственным условием для этого является соответствие расположения разъемов и крепежных отверстий требованиям, приведенным в спецификации. Все платы семейства АТХ отличаются стандартным расположением базовых винтовых отверстий и разъемов, т. е. системные платы mini-, micro — или flex-ATX могут быть установлены в любой корпус, отвечающий требованиям полноразмерной платы АТХ. Разумеется, платы mini-ATX или полноразмерные платы АТХ не могут быть

Таблица 4.2. Размеры системных плат семейства АТХ

Формфактор	Максимальная ширина, мм Максимальная глубина, мм
	(дюймов) (дюймов)
ATX	305 (12,0) 244 (9,6)
mini-ATX	284(11,2) 208(8,2)
micro-ATX	244 (9,6) 244 (9,6)
flex-ATX	229 (9,0) 191 (7,5)

установлены в корпус меньшего величины, предназначенный для системных плат форм-фактора micro — или flex-ATX.

Формфактор Атх Riser

В декабре 1999 года компания Intel представила очередную модификацию системных плат семейства АТХ. Эта конструкция включает в себя дополнительный 22-контактный (2x11) разъем, расположенный в одном из слотов PCI системной платы, в котором размещается вертикальная плата, содержащая, в свою очередь, два или три разъема. Эта плата позволяет установить две или три дополнительные платы PCI. рекомендуется заметить, что данная конструкция не поддерживает AGP

Системные платы семейства АТХ обычно устанавливаются в вертикально расположенных корпусах, но в некоторых случаях более приемлема настольная система с горизонтальной компоновкой. При установке платы АТХ в горизонтальный корпус высота платы PCI достигает 4,2 дюйма, что приводит к увеличению высоты корпуса по крайней мере до 6–7 дюймов. В настольных системах Slimline чаще всего используются системные платы NLX, более сложная конструкция которых значительно увеличивает общую стоимость инфраструктуры. Как следствие этой проблемы, возник вопрос о поиске более дешевых способов использования стандартных плат формфактора АТХ в настольных системах Slimline. Наиболее перспективным решением стало создание малогабаритной конструкции платы PCI. 14 февраля 2000 года специалистами подгруппы Peripheral Component Interconnect Special Interest Group (PCI SIG) была представлена спецификация PCI Low-Profile, которая в настоящее время используется при разработке уменьшенных (до 2,5 дюйма) плат PCI. Новая спецификация PCI пока не получила широкого распространения, поэтому компания Intel остановилась на конструкции АТХ Riser, которая позволяет использовать платы PCI стандартной высоты в системах стоечного исполнения и системах Slimline.

При добавлении 22-контактного разъема расширения к одному из слотов PCI в системной плате генерируются дополнительные сигналы, важные для поддержки платы АТХ Riser, содержащей два или три разъема. В эти разъемы могут быть подключены платы PCI стандартной длины. рекомендуется заметить, что системная плата может использоваться как с платой АТХ Riser, так и без нее. Однако если плата АТХ Riser установлена, то оставшиеся разъемы PCI системной платы не используются; следовательно, для подключения плат расширения придется сделать выбор между системной платой или АТХ Riser. Плата АТХ Riser предназначена исключительно для плат PCI (отсутствует поддержка плат AGP или ISA). На рис. 4.7 отображена системная плата АТХ с установленной платой АТХ Riser.

Разъем расширения с 22-контактами обычно устанавливается в шестой разъем шины PCI (второй с правой стороны). Нумерация разъемов, как правило, начинается с седьмого

Рис. 4.7. Плата АТХ Riser в системной плате формфактора micro-ATX

разъема, наиболее близкого к процессору, и выполняется справа налево. Расположение выводов разъема АТХ Riser отображено на рис. 4.8.

Разъем PCI платы АТХ Riser представляет собой стандартный разъем PCI с идентичными сигналами.

инфраструктуры, использующие плату АТХ Riser, принадлежат в основном к низкопрофильным конструкциям. Поэтому платы PCI и AGP, имеющие стандартную длину, нельзя установить в свободные разъемы системной платы. Стандарт АТХ Riser первоначально разрабатывался для младших моделей системных плат, интегрированных со звуковыми, графическими и сетевыми микросхемами. Несмотря на это, указанный стандарт используется во многих серверах стоечного исполнения. Это связано с тем, что в АТХ Riser большинство важных компонентов уже встроены в системную плату. Фактически

Рис. 4.8. Расположение выводов разъема АТХ Riser

плата ATX Riser чаще используется в серверах стоечного исполнения, чем в настольных системах Slimline.

Тем не менее платы ATX Riser, совместимые с ними корпуса и системные платы различных производителей позволяют пользователям сконструировать собственную систему Slimline ATX.

Формфактор Nlx

Конструкция NLX, представленная компанией Intel в ноябре 1996 года, стала форм-фактором корпоративных настольных систем Slimline. NLX представляет собой низкопрофильный формфактор, предназначенный для замены ранее используемой нестандартной конструкции LPX. Многочисленные усовершенствования, отличающие формфактор NLX от конструкции LPX, позволяют в полной мере использовать самые последние технологии в области системных плат. NLX — это улучшенная и, что самое главное, полностью стандартизированная версия независимой конструкции LPX.

Применение системных плат LPX ограничено физическими величиными современных процессоров и соответствующих им теплоотводов, а также новыми типами шин (к примеру, AGP). Эти проблемы были учтены при разработке формфактора NLX (рис. 4.9). Конструкция системной платы NLX также позволяет разместить сдвоенный процессор Pentium III, установленный в разъемы Slot 1.

В формфакторе LPX, дополнительная вертикальная плата подключается к системной плате. Основная особенность инфраструктуры NLX состоит в том, что, в отличие от LPX, системная плата подключается к разъему вертикально расположенной дополнительной платы. Подобная конструкция позволяет извлечь системную плату без отключения вертикальной платы или подключенных к ней адаптеров. Кроме того, системная плата NLX не содержит каких-либо внутренних кабелей или подключенных к ней разъемов. Устройства, обычно подключаемые к системной плате (кабели дисковода, блоки питания, индикаторные лампы лицевой панели, разъемы выключателей и т. п.) подключены вместо этого к дополнительной вертикальной плате (рис. 4.10). Используя то, что основные разъемы находятся на дополнительной плате, можно снять верхнюю крышку корпуса компьютера

Рис. 4.9. Системная плата формфактора NLX

Рис. 4.10. Внешний вид выносной платы формфакгора NLX

и без особых усилий извлечь системную плату, не отключив при этом ни одного кабеля или разъема. Это позволяет невероятно быстро заменить системную плату; фактически на замену системной платы NLX у меня уходит не более 30 секунд!

Плата NLX Riser, отображенная на рис. 4.10, позволяет опытному технику создать систему с заранее определенными свойствами и возможностями.

Подобная конструкция имеет определенные преимущества для корпоративного рынка, где простота и легкость обслуживания являются важнейшими критериями оценки. К ее основным свойствам относится не только замена компонентов «со скоростью света», но и высокая взаимозаменяемость системных плат, источников питания и других элементов.

Ниже описаны основные достоинства этого нового стандарта.

■ Поддержка процессорных технологий настольных систем. Это особенно важно для более современных процессоров, возросшие размеры которых требуют увеличения геометрических параметров соответствующих теплоотводов.

■ Гибкость по отношению к быстро изменяющимся процессорным технологиям. Идея гибких систем с объединительной платой нашла новое воплощение в конструкции плат NLX, установить которые можно быстро и легко, не разбирая при

этом всю систему на части. В отличие от традиционных систем с объединительными платами, новый стандарт NLX поддерживают такие лидеры компьютерной индустрии, как AST, Digital, Gateway, Hewlett-Packard, IBM, Micron, NEC и др.

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

■ Быстрота и легкость обслуживания/ремонта. По сравнению с другими взаимозаменяемыми формфакторами промышленного стандарта, инфраструктуры NLX позволяют значительно сократить время, необходимое для замены или обслуживания компонентов.

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

Расположение основных компонентов инфраструктуры NLX отображено на рис. 4.11. Обратите внимание, что, как и в системе АТХ, отсеки для установки дисководов и другие смонтированные в корпусе компоненты не мешают системной плате. Кроме того, системная плата и платы ввода-вывода (установленные по аналогии с формфактором LPX параллельно системной плате) могут быть легко извлечены из корпуса, при этом плата NLX Riser и платы расширения останутся на месте. Подобная конструкция обеспечивает свободный доступ к процессору и значительно улучшает его охлаждение.

Обратите внимание на расположение дополнительного разъема AGP, отображенного на рис. 4.11. Этот разъем установлен не на дополнительной плате, как, к примеру, разъемы PCI или ISA, а непосредственно на системной плате. Это связано с тем, что технология AGP была разработана гораздо позже, чем появился формфактор NLX. В системах NLX обычно используется не отдельная плата AGP, а встроенный или интегрированный видеоадаптер. Если в системе установлен адаптер AGP, то, перед тем как заняться обслуживанием системной платы, адаптер необходимо извлечь. Кроме того, плата AGP, используемая в системе NLX, должна иметь другой формфактор, который позволил бы освободить место для заднего разъема системной платы NLX (рис. 4.12).

Существует три типовеличины длин системной платы NLX: 13,6 дюйма, 11,2 дюйма и 10 дюймов (рис. 4.13). Для того чтобы установить плату меньшей длины в корпус, разработанный для более длинной платы, потребуется специальный кронштейн.

Системная плата NLX, как и большая часть формфакторов, отличается уникальной конструкцией гнезд ввода-вывода и схемой расположения разъемов. Достаточно только взглянуть на тыльную часть инфраструктуры, чтобы определить тип ее системной платы. На рис. 4.14 представлена уникальная ступенчатая конструкция области разъемов ввода-вывода платы NLX. Подобная конструкция предусматривает расположение всех основных разъемов в нижнем ряду, а также обеспечивает возможность подключения сдвоенных разъемов.

Как видите, целью разработки формфактора NLX было достижение максимальной гибкости и наиболее эффективного использования пространства системной платы. Даже длинные платы ввода-вывода в этой системе устанавливаются достаточно легко, не встречая препятствий со стороны других компонентов инфраструктуры (что было, к примеру, проблемой для систем формфактора Baby-AT).

Рис. 4.11. Расположение компонентов в корпусе NLX

Спецификация формфактора NLX и связанная с ним информация может быть получена на Web-узле Desktop Form Factor по адресу: http://www.formfactors.org. Формфакторы ATX, mini-ATX, micro-ATX, flex-ATX и NLX станут наиболее используемыми практически во всех будущих системах. Эти формфакторы являются современными стандартами компьютерного рынка, поэтому рекомендуется избегать более ранних, устаревших формфакторов (к примеру, Baby-AT). Рекомендую также отказаться от использования LPX и других оригинальных систем, возможность расширяемости которых весьма проблематична. к примеру, система LPX отличается не только сложностью замены системной платы, но и отсутствием слотов расширения и дополнительных отсеков для установки дисководов. В общем, плата АТХ является наиболее приемлемым вариантом для современных систем, в которых воплощены принципы расширяемости, возможности обновления, низкой стоимости и легкости обслуживания.

Формфактор Wtx

Формфактор систем и системных плат WTX разрабатывался для рабочих станций среднего уровня. WTX по своим параметрам ненамного отставал от АТХ и определял

Рис. 4.12. Высокопроизводительный AGP-видеоадаптер, устанавливаемый в стандартную систему ATX/Baby-AT или NLX. Для этого адаптера характерно наличие свободного пространства между разъемом порта AGP и схемами платы для соответствия тыльной части разъема системной платы NLX

Рис. 4.13. Формфактор NLX. Здесь отображена плата NLX длиной 345,44 мм (13,6 дюйма). В спецификации NLX также предусмотрены версии длиной 284,48 мм (11,2 дюйма) и 254 мм (10 дюймов)

Рис. 4.14. Область разъемов системной платы формфактора NLX

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). Спецификация формфактора WTX и связанная с ним информация находилась на Web-узле http: //www.wtx.org. К сожалению, на данный момент эта информация недоступна, так как этот узел закрыт. Я не уверен в том, что эти данные когда-либо еще появятся.

Некоторые из представленных систем формфактора WTX разрабатывались в качестве серверов. На рис. 4.15 отображена типичная система WTX со снятой крышкой. Обратите внимание, что свободный доступ ко внутренним компонентам инфраструктуры обеспечивается за счет выдвижения сборочных модулей и возможности открывать боковые панели.

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.

Официальные требования по установке и расположению системной платы WTX не определены, что позволяет обеспечить необходимую гибкость конструкции. Точное расположение и размер крепежных отверстий также не указывается; вместо этого системная плата WTX устанавливается на стандартной монтажной плате, которая должна быть поставлена в комплекте с системной платой. Конструкция корпуса WTX позволяет установить монтажную плату с присоединенной к ней системной платой.

Рис. 4.15. Корпус WTX упрощает доступ к компонентам инфраструктуры

Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.