Важнейшим узлом компьютера является системная плата (system board), она же материнская (motherboard), основная или главная плата (main board). Практически все внутренние компоненты персонального компьютера вставляются в материнскую плату, и именно ее характеристики определяют возможности компьютера, не говоря уже о его общей производительности. В этой главе мы рассмотрим основные типы материнских плат, их компоненты и интерфейсные разъемы.

Существует несколько наиболее распространенных формфакторов, учитываемых при разработке системных плат. Формфактор (form factor) определяет физические параметры платы и тип корпуса, в котором она может быть установлена. Формфакторы системных плат могут быть стандартными (т.е. взаимозаменяемыми) и нестандартными. Нестандартные формфакторы, к сожалению, являются препятствием для модернизации компьютера, поэтому от их использования лучше отказаться. Наиболее известные формфакторы системных плат перечислены ниже.

Современные формфакторы:

• АТХ и вариации;
• DTX/Mini-DTX,

Устаревшие формфакторы:

• Baby-AT (PC и XT);
• полноразмерная AT;
• LPX (частично оригинальная разработка);
• ВТХ, microBTX, picoBTX.

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 ВТХ и АТХ, используемым в большинстве полноразмерных настольных и вертикальных систем. Существует несколько вариантов формфакгора АТХ, в число которых входят microATX (уменьшенная версия формфактора АТХ, используемого в системах малых размеров) и FlexATX (еще более уменьшенный вариант, предназначенный для домашних компьютеров низшего ценового уровня). Формфактор ВТХ предполагал изменение положения основных компонентов с целью улучшения охлаждения системы, а также использование термального модуля.
К системным платам, параметры которых не вписываются в какой-либо из формфакторов промышленного стандарта, следует относиться как к не взаимозаменяемым. 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 называют «одноразовыми» ПК, что становится очевидным, когда приходит время их модернизации или ремонта после окончания гарантийного срока.

Платы АТХ

Формфактор АТХ стал первым революционным изменением конструкции материнских плат. В нем сочетаются лучшие особенности стандартов Baby-AT и LPX и заложены многие дополнительные усовершенствования. По существу, АТХ — это «лежащая на боку» плата Baby-AT с измененным силовым разъемом и отличным местоположением источника питания. Главное, что необходимо запомнить, — конструкция АТХ физически не совместима ни с Baby-AT, ни с LPX. Другими словами, для материнской платы atx нужны особый корпус и источник питания (они стали наиболее распространенными, и именно их можно встретить в подавляющем большинстве современных систем).

Впервые официальная спецификация АТХ была выпущена компанией Intel в июле 1995 года. 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 tower АТХ, после чего было внесено еще несколько незначительных изменений. 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 сайте Desktop Form Factors (www.formfactors.org). В настоящее время АТХ является наиболее распространенным формфактором системных плат, рекомендуемым для большинства новых систем. Спецификация АТХ останется расширяемой в течение еще многих лет; этим она похожа на предшествующую ей системную плату Baby-AT.

В конструкции АТХ введены следующие улучшения по сравнению с 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. Этот фактор является существенным для рядового конечного пользователя, которому при работе с платами формфактора Baby-AT было сложно не перепутать силовые штекеры при их вставке (и не сжечь таким образом материнскую плату). 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.
• 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.
• 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.
• Улучшенное охлаждение . Процессор и оперативная память сконструированы и расположены таким образом, чтобы максимально улучшить охлаждение системы в целом.
  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.

Обратите внимание на то, что системная плата практически не перекрывается отсеками для установки дисководов, что обеспечивает свободный доступ к различным компонентам системы (таким, как процессор, модули памяти, внутренние разъемы дисководов) и не мешает, в свою очередь, доступу к разъемам шины. Кроме того, процессор расположен рядом с блоком питания.
Системная плата АТХ, по сути, представляет собой конструкцию Baby-AT, перевернутую на 90°. 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 305×244 мм (12×9,6 дюйма).
• Плата mini-ATX — 284×208 мм (11,2×8,2 дюйма).

Mini-ATX не является официальным стандартом; его следует рассматривать как несколько уменьшенную версию формфактора АТХ. Фактически из спецификации АТХ 2.1 и ее последующих версий убрали все упоминания о mini-ATX. В то же время существуют две официальные уменьшенные версии АТХ: microATX и FlexATX. О них мы поговорим в следующих разделах.
Несмотря на то что отверстия в корпусе располагаются так же, как в Baby-AT, конструкции АТХ и Baby-AT несовместимы. Основная конструкция источника питания АТХ аналогична конструкции стандартного источника питания Slimline, используемого в системах Baby-AT, однако используются другие штекеры, а на контакты подается другое напряжение.
Конструктивные преимущества формфактора АТХ вытеснили с рынка материнские платы Baby-AT и LPX. И хотя материнские платы старых формфакторов все еще можно найти в продаже, я бы порекомендовал остановить выбор исключительно на системах АТХ (или совместимых с ними microATX и FlexATX). Они выпускаются начиная с конца 199Ь года и, скорее всего, удержат лидирующие позиции еще несколько лет.
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 платы расширения вставлены непосредственно в материнскую плату; нет никаких выносных плат, как у LPX или NLX, так что их разъемы перпендикулярны к плоскости системной платы. Во-вторых, платы АТХ имеют уникальную панель ввода-вывода удвоенной высоты, содержащую все встроенные разъемы на системной платы.
Всю необходимую информацию, относящуюся к спецификациям формфакторов АТХ, mini-ATX, microATX, FlexATX и NLX, можно получить на сайте Form Factors (www.formf actors.org). На сайте представлены спецификации формфакторов и технические характеристики конструкций системных плат, дан обзор новых технологий, приведены сведения о различных поставщиках, имеется также дискуссионный форум.

Примечание

Некоторые системные платы, особенно предназначенные для серверов, отличаются большим разнообразием нестандартных формфакторов АТХ, получивших название extended АТХ. Размеры стандартной платы АТХ составляют 305×244 мм, в то время как максимальный размер платы расширенного формфактора АТХ может составлять 305×330 мм. Поскольку официального расширенного стандарта АТХ не существует, размеры системных плат и корпусов расширенных формфакторов могут не совпадать. Приобретая системную плату расширенного формфактора, убедитесь в том, что она подходит для корпуса компьютера.

Системные платы для двух процессоров Хеоn можно монтировать в обычный корпус, поэтому для обеспечения максимальной взаимозаменяемости со стандартными корпусами рекомендуется приобретать системные платы стандартного формата АТХ.

Формфактор системной платы microATX 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 всей системы. Кроме того, формфактор microATX совместим с АТХ, что позволяет использовать системную плату microATX в полноразмерном корпусе АТХ. Но вставить полноразмерную плату АТХ в корпус microATX, как вы понимаете, нельзя. В настоящее время системы mini-tower доминируют на рынке дешевых PC, несмотря на то, что их малые размеры и узкий корпус серьезно ограничивают возможную модернизацию.

Системные платы формфакторов microATX и АТХ (или mini-ATX) 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 расширения (максимум четыре, хотя в большинстве случаев - всего три);
• уменьшенный блок питания (формфактора SFX/TFX).

Максимальные размеры системной платы microATX достигают всего 9,6×9,6 дюйма (244×244 мм) по сравнению с размерами полноразмерной платы АТХ (12×9,6 дюйма, или 305×244 мм) либо mini-ATX (11,2×8,2 дюйма, или 284×208 мм). Размеры системной платы могут быть уменьшены, если расположение ее крепежных отверстий и разъемов будет соответствовать промышленному стандарту.

Уменьшенное количество разъемов не составляет проблемы для обычного пользователя домашнего или офисного компьютера, так как ряд системных компонентов, к числу которых относятся, например, звуковая и графическая платы, часто встраиваются в системную плату. Высокая интеграция компонентов снижает стоимость системной платы и соответственно всей системы. Внешние разъемы USB, 10/100 Ethernet, иногда- SCSI или 1394 (FireWire) также могут содержать дополнительные слоты расширения.
В системах microATX благодаря соответствию разъемов с успехом использовался стандартный блок питания АТХ. Но, несмотря на это, специально для таких систем был разработан уменьшенный формфактор блока питания, получивший название SFX/TFX. Уменьшение размеров блока питания позволяет улучшить компоновку элементов и соответственно уменьшить общие размеры системы и потребляемую ею мощность. Но при использовании блока питания SFX/TFX можно столкнуться с недостатком выходной мощности для более быстрых или полностью сконфигурированных систем. Поскольку современные компьютеры потребляют немало электроэнергии, большинство плат microATX сторонних производителей поддерживает стандартные блоки питания АТХ, хотя в системах microATX, поставляемых компаниями Compaq, HP, eMachines и другими, для уменьшения стоимости компьютера применяются те или иные типы блоков питания SFX или TFX.

Совместимость плат microATX 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 microATX как в корпус АТХ, содержащий стандартный блок питания, так и в уменьшенный корпус microATX, использующий меньший по размерам блок питания SFX/TFX.
Общие размеры компьютера microATX достаточно малы. Типичная система, созданная на основе платы указанного формфактора, имеет следующие microatx 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».
Формфактор платы microATX был представлен на всеобщее рассмотрение компанией Intel фактически в качестве промышленного стандарта. Спецификации и прочую информацию, относящуюся к формфактору desktop microatx, можно получить на сайте www.formfactors.org.

В марте 1999 года компания Intel опубликовала дополнение к спецификации microATX, названное FlexATX. В этом дополнении описывались системные платы еще меньшего размера, чем microATX, которые позволяют производителям создавать небольшие и недорогие системы. Платы FlexATX уменьшенного размера предназначены для использования во многих современных ПК, особенно в тех, которые отличаются невысокой ценой, небольшим размером и ориентированы на пользователей, работающих с офисными приложениями. В некоторых платах FlexATX даже нет слотов расширения, и вместо них используются только порты USB или IEEE-1394/FireWire.

Формфактор FlexATX определяет системную плату, которая является наименьшей из семейства АТХ. Размеры этой платы - всего 229×191 мм (9,0×7,5 дюйма). Системные платы FlexATX отличаются, как уже отмечалось, меньшими размерами и поддержкой процессоров гнездовой конструкции. В остальном платы FlexATX обратно совместимы со стандартной платой АТХ, поскольку используют единое расположение монтажных отверстий, а также одинаковую спецификацию разъемов питания и ввода-вывода.
В большинстве систем FlexATX корпус чаще всего используются блоки питания наименьшего формфактора SFX/TFX, представленного в спецификации microATX. В то же время, если позволяют размеры корпуса, может использоваться и стандартный блок питания АТХ.

Все платы семейства АТХ отличаются стандартным расположением базовых винтовых отверстий и разъемов, т.е. системные платы mini-, micro- и FlexATX могут быть установлены в любой корпус, отвечающий требованиям полноразмерной платы АТХ. Разумеется, платы mini-ATX или полноразмерные платы АТХ не могут быть установлены в корпус меньшего размера, предназначенный для системных плат формфактора micro- или FlexATX.

DTX и mini-DTX

Спецификации DTX и mini-DTX были изданы в феврале 2007 года компанией AMD и доступны на сайте www.dtxpc.org. Все это - варианты малого размера спецификаций microATX и FlexATX соответственно. Плата DTX имеет размеры 8×9,6 дюйма (203×244 мм), а mini-DTX - 8×6,7 дюйма (203×170 мм). Платы mini-DTX имеют всего четыре крепежных отверстия (С, F, Н и J), в то время как DTX — на два больше (С, F, Н, J, L и М).
Малая ширина плат DTX и mini-DTX (203 мм) позволяет поместить на них всего два разъема расширения.

ITX и mini-ITX корпус

Индустриальный стандарт наименьшего формфактора FlexATX ограничивает размеры системных плат до 22,86-19,05 см (9×7,5 дюйма). Учтите, что это лишь максимально возможный размер, следовательно, создание формфактора с платами еще меньшего размера вполне допустимо. Анализ спецификации FlexATX (особенно расположения монтажных отверстий в системной плате) показывает, что плату FlexATX можно уменьшить для применения только четырех монтажных отверстий (С, F, Н и J).
Согласно стандарту FlexATX, расстояние между отверстиями Н и J составляет 15,74 см (6,2 дюйма), в то время как расстояние между отверстием J и краем платы - 0,63 см (0,25 дюйма). Уменьшив расстояние от отверстия Н до левого края платы, можно создать плату шириной 17 см (0,63+15,74+0,63), вполне соответствующую спецификации FlexATX. Сопоставление минимальной ширины и длины платы демонстрирует, что минимальный размер платы, входящей в рамки ограничений FlexATX, составляет 170×170 мм (6,7×6,7 дюйма).

Подразделение Platform Solutions компании VIA Technologies поставило задачу создать системную плату с минимальными размерами (разумеется, насколько это возможно), причем не придумывая для этого нового, не совместимого с уже существующими формфактора. В марте 2001 года была создана плата несколько меньшей ширины, чем FlexATX (21,6 см вместо 22,8 см), однако той же глубины. В результате получившаяся плата была на 6% меньше платы FlexATX и при этом по-прежнему соответствовала стандартам FlexATX. Новая плата получила название ITX, однако уменьшения размеров всего на 6% оказалось недостаточно для промышленного производства, поэтому платы формфактора ITX так и не увидели свет.
В апреле 2002 года компания VIA представила плату с меньшими габаритами, за основу была взята материнская itx плата, которая характеризовалась минимальными глубиной и шириной, допустимыми в рамках стандарта FlexATX. Новый формфактор назывался mini-ITX корпус. По сути, все уменьшенные варианты плат стандарта АТХ представляют собой платы FlexATX с минимальными габаритами. Все другие характеристики, будь то размер и расположение портов ввода-вывода, размещение монтажных отверстий и типы/количество разъемов блока питания, аналогичны стандарту FlexATX.
Тем не менее платы большего размера нельзя установить в корпус mini-ITX.
Формфактор mini-ITX был разработан компанией VIA специально для процессоров с низким энергопотреблением Eden и СЗ серии Е. Системные платы этого формфактора предлагаются только компанией VIA и еще несколькими производителями. Поскольку процессоры СЗ обладают на порядок меньшим быстродействием, чем процессоры начального уровня Celeron 4 или AMD Duron, формфактор mini-ITX материнской платы главным образом предназначен для нестандартного использования, например в телевизионных компьютерных приставках и специальных вычислительных устройствах.
В момент создания стандарт ITX по размерам был примерно равным FlexATX (наверное, поэтому он так и не вышел на рынок), в то время как платы mini-ITX были на 34% меньше максимально допустимых спецификациями FlexATX габаритов.
Рядом производителей компьютерных корпусов создано несколько моделей очень небольшого размера, предназначенных для плат mini-ITX. Большинство из них имеет форму куба, в переднюю панель которого вмонтированы дисководы для гибких и оптических дисков.
Платы mini-ITX обладают большинством необходимых портов ввода-вывода. Тем не менее, между платами mini-ITX и другими моделями АТХ существует ряд различий.
? Процессор в плате mini-ITX обычно припаян к гнезду, что делает невозможным его обновление или замену.
? В большинстве корпусов mini-ITX установлены блоки питания TFX, которые поставляются лишь несколькими компаниями, а значит, замена такого блока питания обойдется недешево.
? Доступные на рынке блоки питания TFX имеют небольшую выходную мощность, как правило - до 240 Вт.
? Встроенный графический адаптер нельзя заменить платой AGP.
Поскольку платы и корпуса mini-ITX предоставляются небольшим количеством компаний, возможности модернизации или замены системных компонентов существенно ограничены. Тем не менее, так как платы mini-ITX соответствуют стандарту FlexATX, их можно устанавливать в любых корпусах формфакторов FlexATX, microATX и полноразмерных АТХ и применять вмонтированные в эти корпуса блоки питания. В свою очередь, в большинство корпусов mini-ITX нельзя установить платы FlexATX, microATX и АТХ; кроме того, в таких корпусах, как правило, имеется блок питания IFX. Остановив свой выбор на системе mini-ITX, подберите походящий для нее тип процессора, обладающий достаточным быстродействием, ведь замена или модернизация процессора практически всегда будет сопровождаться заменой системной платы.

Примечание

Официальный сайт, содержащий сведения о системах ITX, - www.viaembedded.com. Очень часто пользователи по ошибке обращаются на сайт www.mini-itx.com, который является сайтом компании, специализирующейся на поставках систем ITX и компонентов для них.
Последними разработками в семействе ITX являются ультракомпактные формфакторы Nano-ITX и Pico-ITX (120×120 и 100×72 мм), созданные для приложений, потребляющих исключительно малую мощность.

Системные платы оригинальной разработки

Системные платы, которые не обладают одним из стандартных формфакторов (таких, как любой их форматов АТХ), называются системными платами оригинальной разработки. Системы LPX, Mini-ITX и Nano-ITX попадают в класс частично-оригинальных, в то время как некоторые компании выпускают полностью оригинальные системы, состоящие из компонентов исключительно своего производства. Не рекомендуется покупать компьютер с системными платами нестандартных конструкций, поскольку в них не предусмотрено условие замены системной платы, источника питания или корпуса, что существенно ограничивает возможности модернизации. Компьютеры с такими платами также трудно ремонтировать. Проблема состоит в том, что комплектующие для замены можно приобрести только у изготовителя системы, и они обычно во много раз дороже стандартных. По истечении срока гарантии систему с такой платой не стоит восстанавливать. Если системная плата выйдет из строя, дешевле купить новую стандартную систему целиком, поскольку ремонт оригинальной платы обойдется в пять раз дороже покупки новой стандартной системной платы.

Форм-фактор компьютерных корпусов и материнских плат — одна из значимых их характеристик. Часто сталкиваются с непониманием разницы между ATX и mATX либо при сборке новой системы, либо при апгрейде старой. Большинство знакомы только с этими аббревиатурами, хотя в контексте встречаются и другие. Оба стандарта схожи между собой, и к ряду характеристик ряда комплектующих предъявляют идентичные требования, так что рассматривать ATX и mATX стоит именно в отношении материнских плат — форм-фактор здесь будет определяющим.

Определение

ATX — форм-фактор полноразмерных материнских плат для настольных компьютеров, определяющий габариты, количество портов и разъемов, другие характеристики. Также является форм-фактором персональных настольных компьютеров, определяющим размеры корпуса, расположение креплений, размещение, размер и электрохарактеристики блока питания.

mATX — форм-фактор материнских плат уменьшенных габаритов и с урезанным количеством портов и интерфейсов. Также — форм-фактор корпусов системных блоков.

Сравнение

Разница между ATX и mATX прежде всего в размерах. Полноразмерные материнские платы устанавливаются в корпуса форм-фактора full-tower и midi-tower, платы mATX — еще и в mini-tower. Стандартные размеры плат ATX составляют 305х244 мм, хотя и могут быть чуть меньшей ширины — до 170 мм. Стандартные размеры плат mATX (часто называются micro-ATX) составляют 244х244 мм, но могут быть урезаны и до 170 мм. Очень жесткими стандарты не являются, и разница в несколько мм от того или иного производителя — дело обычное и ни на что не влияющая. А вот места под крепления стандартизированы форм-фактором жестко, и абсолютно всегда совпадают с корпусными отверстиями для установки материнских плат. Визуально определяется так: первый от заглушки вертикальный ряд отверстий универсален, второй предназначен для mATX, третий — для ATX плат. В маленькие корпуса mATX установить плату ATX не получится, наоборот в абсолютном большинстве случаев установка не вызовет сложностей.

Еще одно отличие — в количестве портов и интерфейсов. Стандартизации это не подлежит и остается на усмотрение производителя, однако преимущественно на платах mATX распаян минимальный джентльменский набор: два, а не четыре, как в ATX, слота под оперативную память, меньшее количество интерфейсов SATA и USB, на заднюю панель выведен один видеовыход (если есть), порты ввода-вывода, часто совмещенные, минимум USB, чаще всего полностью отсутствуют излишества вроде eSATA или HDMI. Все материнские платы сегодня снабжены ethernet-портом. Количество PCI-разъемов на платах mATX минимально, так что установка видеокарты плюс еще пара плат расширения — предел мечтаний. Также из-за сокращения площади на маленьких платах всегда актуальна интеграция, плюс количество распаянных деталей меньше.

На практике пользователь компьютера отличий между форм-факторами материнских плат почти не найдет. Из-за небольшого размера корпусов и “кучности” электроники mATX могут сильнее греться, а установка новых комплектующих из-за сэкономленного пространства может оказаться неудобной.

Выводы сайт

1. ATX больше и как форм-фактор материнских плат, и как форм-фактор корпусов.
2. mATX обладает урезанным функционалом из-за сокращения количества портов и разъемов.
3. Платы mATX могут устанавливаться в корпуса ATX, а не наоборот.
4. В некоторых случаях mATX вызывают неудобство при установке комплектующих.

Компьютерные технологии развиваются. Меняется форма устройств, их габариты и технические характеристики. Сегодня мы рассмотрим такое понятие, как форм-фактор, и его разновидность ATX - самую популярную и востребованную.

Форм-фактор

Чтобы перейти к теме статьи, нужно разобраться с основным понятием. Форм-фактор - это стандартизация относительно ИТ-оборудования. С помощью её можно определить размер устройства, основные технические показатели, наличие дополнительных деталей, их расположение.

Сейчас, говоря о форм-факторе, люди вспоминают о материнке. Ранее же термин был применим к корпусам телефонов, оборудованию связи и другим комплектующим ПК.

Учитывая, что форм-фактор - это стандартизированное понятие, его относят к рекомендательным параметрам. То есть благодаря индексу, которым обозначают определенный форм-фактор, возможно обозначить обязательные и дополнительные параметры. Разработчики стараются принимать стандарт как должное и руководствоваться им при создании соответствующего комплектующего.

Разновидность

Форм-фактор ATX не единственный стандарт для комплектующих. Но именно этот вариант стал востребован для массового производства ПК. Его впервые мир увидел в 1995 году, а производителем этой архитектуры стала компания Intel. Ранее уже существовали стандарты XT, AT и Baby-AT, которые с 1983 года внедрила компания IBM.

Форм-фактор типа ATX повлиял на появление модифицированных стандартов. Стали появляться сокращенные форматы, с меньшим количеством слотов и компактными размерами. К 2005 году был разработан мобильный стандарт, оптимизированный для процессоров.

Офисные компьютеры тоже стали оснащать различными комплектующими определенных стандартов. Стали появляться платы, которые применяли в сложных производствах. Такие модификации стандарта стали известны с 2004 года. Форм-фактор ATX перевоплощался в SSI CEB, DTX, BTX и пр.

ATX

Этот форм-фактор стал популярен еще в 1995 году, но наибольшее распространение получил с 2001 года. Стандарт стал доминирующим в производстве ПК. Он влияет не только на размер платы или другого комплектующего. ATX диктует стандарт БП, корпуса ПК, размещение слотов и разъемов, форму и расположение слотов, крепление и параметры БП.

Компания Intel долго размышляла над тем, каким должно быть продолжение форм-фактора AT. К 1995 году разработчики представили новенький стандарт ATX. Кроме этой компании, над изменением устаревшего стандарта думали другие производители, которые поставляли OEM-технику. После новый стандарт был подхвачен теми, кто поставлял материнки и БП.

За все время своего существования было выпущено 12 спецификаций. Форм-фактор ATX размеры имеет стандартные: в миллиметрах - 305 х 244, в дюймах - 12 х 9,6. Модификации, которые выпускались под другими именами были разработаны на основе ATX, но имели различия в размещении портов, общих габаритов и т. д.

Так, в 2003 году компания Intel захотела внедрить BTX. Этот новый стандарт более эффективно охлаждал системный блок ПК. Разработчики хотели медленно убрать с рынков ATX, который поддерживал высокий нагрев внутри системного блока. Но даже такая опасность, как перегрев всей системы, не способствовала тому, чтобы удачно сменить формат на BTX.

Большинство производителей отказались распространять его, так как снижение рассеиваемой мощности показывало положительные результаты, и в будущем все равно удалось достичь неплохих результатов при охлаждении корпуса и без смены стандарта. В итоге к 2011 году стало понятно, что заменять форм-фактор ATX не нужно.

Основные изменения

Настолько удачного изобретения в этой области ждать не стоило. Пользователь получил кардинальные изменения касательно предыдущей версии AT. Питанием процессора стала заниматься материнская плата. На неё подается дежурное питание даже в выключенном состоянии. Материнка обеспечивает функционирование управляющего блока и некоторых периферийных устройств.

Стала возможна замена вентилятора на более крупный и размещение его дне БП. Воздушный поток становился более мощным и охватывал большее количество элементов в системном блоке. Изменялось количество оборотов, а соответственно, и шум. Со временем появилась тенденция к размещению блока питания внизу корпуса.

Питание

Смена форм-фактора принесла изменение формата разъема питания. Вызвано это было тем, что в предыдущем формате два схожих разъема подключались в неподдерживаемые слоты, из-за чего происходил сбой системы. В процессе увеличения потребляемой мощности, необходимо было увеличивать количество контактов питания. Разработчики начинали с 20, позже их становилось больше, а также появились дополнительные разъемы.

Интерфейсная панель

Интерфейсная панель стала свободнее. Ранее здесь находился слот для клавиатуры, а в специальные отверстия устанавливали платы для расширения. Форм-фактор ATX добавил к слоту для клавиатуры место для коммуникатора. Свободную площадь заняло прямоугольная «щель» стандартизированного размера, куда разработчики помещали необходимые слоты.

Начальный блок питания

Помимо того, что существует материнская плата форм-фактора ATX, можно найти и стандарта. Поскольку развитие формата длилось девять лет, за это время разработчики старались не только изменять разъем, но и делать его совместимым с предыдущими формами.

Так, изначально применялся разъем с 20 контактами питания. Этот вариант популярен был до появления материнки с шиной PCI-Express. Потом появился разъем с 24 контактами. Чтобы этот вариант поддерживался и предыдущими версиями, «бонусные» 4 контакта можно было снять, а плата работала бы и с двадцатью.

Изменения процессоров

Когда стали появляться новые процессоры Pentium 4 и Athlon 64, пришлось переработать стандарт до версии 2.0. Так, материнки стали требовать для основной шины 12 В. Блок питания, форм-фактор ATX которого также обновился до второй версии, должен был получить дополнительный разъем. Так появился дополнительный разъем еще на 4 контакта.

После этого стали появляться варианты со сложными контактами. Например, 24+4+6-контактный разъем стал востребован для материнок, которые получили несколько портов PCI-E 16x. А 24+4+4-контактный фактически имел дополнительный 8-штырьковый разъем, который состоял из двух слотов по 4 контакта. Таким образом его стали применять для материнок, которые имели высокое энергопотребление.

Такое решение с объединением двух разъемов по 4 контакта было вызвано тем, чтобы не лишать пользователя подключать модель к более старым материнским платам. Так, один разъем отстегивался от другого, и мы получали 24+4-контактный провод.

Корпус

Помимо материнки и БП, определенную стандартизацию имеет и корпус. Форм-фактор ATX в этом случае является наиболее современным и подходит для системных плат того же формата. Такой корпус предполагает более легкий доступ ко всей внутренней периферии. Имеет отличную вентиляцию внутри. Позволяет устанавливать не одну полноразмерную плату.

Несмотря на одинаковые названия, в можно поместить материнскую плату формата микро-ATX. Кратко об этом стандарте мы поговорим далее.

Компактная версия

Форм-фактор micro-ATX появился немного позже основного стандарта - в 1997 году. Материнская плата этого формата имеет 244 х 244 мм. Вариант был разработан для процессоров с уже устаревшей архитектурой х86.

В процессе создания было решено сохранить электрическую и механическую совместимость с предыдущим стандартом. В итоге главным различием остаются габариты плат, количество слотов и интегрированная периферия. Micro-ATX выпускают на рынок со встроенной видеокартой, тем самым обозначая целевое назначение этого стандарта. ПК с таким форм-фактором подходят для офисной работы и не рассчитаны на геймерские проекты, так как интегрированная видеокарта посредственная.

Другие варианты

Помимо ATX и micro-ATX, существовал форм-фактор mini-ATX, который сейчас уже не встретишь нигде. Размеры его - 284 х 208 мм. Появился и FlexATX, который имел размеры 244 х 190 мм. Эта модификация гибкая и позволяет производителю самостоятельно решать многие проблемы.

Так, он может выбирать размер и расположение БП. Участвовать в изменениях, касающихся новых процессорных технологий. Но и этот вариант не смог «бороться» с ATX и остается на заднем плане.

Назначение и различия материнских плат

Материнская плата (motherboard англ.) или как ее еще называют – системная плата , служит для обеспечения взаимодействия между всеми компонентами персонального компьютера. Проще говоря, она объединяет между собой и управляет всеми элементами твоего компьютера.

Системные платы различаются по своему назначению, своей функциональности и по размерам (формфактору). По назначению материнки бывают: для настольных ПК, для ноутбуков и для серверов (мы остановимся только на настольных компьютерах). Под функциональностью, подразумевается то, какой тип процессора иоперативной памяти можно на нее поставить, а это в свою очередь влияет и на всю остальную конфигурацию и производительность системного блока . Размер же материнской платы, имеет решающее значение при выборе корпуса системного блока. Формфакторы материнских плат имеют определенные мировые стандарты, вот некоторые из них:

WTX – 355,6х425,4 мм, для серверов и рабочих станций.

ATX – 305х244 мм, для обычных корпусов.

Mini-ATX – 284х208 мм, для малых корпусов.

microATX – 244х244 мм, для малых корпусов.

Mini-ITX – 170х170 мм, для сверхмалых корпусов.

Если ты когда-нибудь, захочешь самостоятельно собрать себе компьютер по частям, то помни, что начинать следует именно с выбора материнской платы.

Производители материнских плат

Из наиболее известных производителей материнских плат на российском рынке следует отметить такие компании как: Asus (Тайвань), Gigabyte (Тайвань), Intel (США), MSI (Тайвань), ASRock (Тайвань).

Устройство материнской платы

А теперь давай с тобой посмотрим, как схематично устроена системная плата . Для возможности подключения к себе других устройств, все материнки имеют одинаковые стандарты расположенных на них слотов и разъемов, а взаимодействие этих слотов и разъемов обеспечивается чипсетом.

Чипсет – это набор взаимосвязанных микросхем (системной логики), эти микросхемы принято называть Северным и Южным мостами.

Северный мост отвечает за взаимодействие центрального процессора (ЦПУ) и оперативной памяти.

Южный мост обеспечивает совместную работу центрального процессора и устройств, подключенных к PCI, IDE, SATA, USB и прочим типам слотов и разъемов, о которых мы поговорим ниже.

Все эти взаимодействия в системной плате осуществляются с помощью специальных магистралей называемых шинами.

Шины – это специальные устройства для связи между компонентами материнской платы, т.е. по ним передаются различные сигналы и команды. Разные шины обладают разной скоростью передачи сигналов (пропускной способностью).

Например, фронтальная шина (FSB) связывающая северный мост с ЦПУ имеет высокую скорость работы, а шина LPC, связывающая Южный мост с BIOS и мультиконтроллером (англ. Super I/O – регулирует работу портов PS/2, AGP, LPT и пр.), обладает низкой пропускной способностью.

Что находится на материнской плате

И так с устройством разобрались, теперь разберемся с основными разъемами и слотами, находящимися на материнской плате, узнаем, как они называются и, что к ним следует подключать. А для наглядного примера возьмем материнскую плату Gigabyte GA-770T-D3L .

Северный Мост (контроллер-концентратор памяти )

Сокет – это основной разъем материнской платы, предназначенный для установки центрального процессора. Каждый сокет поддерживает только определенный тип процессоров, поэтому производители системных плат всегда указывают какие процессоры можно установить на ту или иную модель платы.

Слоты оперативной памяти служат для установки плат (модулей) ОЗУ, таких слотов на материнской плате обычно от двух до четырех. Они располагаются справа от сокета, и так же как в случае с процессором каждая материнская плата поддерживает только один из типов оперативной памяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Чем больше число DDR, тем мощнее и современнее тип ОЗУ. Какой именно тип памяти поддерживает конкретная системная плата можно узнать из инструкции к ней или из надписи на плате рядом со слотами, а если проще – чем современнее материнка , тем более мощная оперативка ей требуется.

Слот PCIEX16 предназначен для установки видеокарты, на дорогих и мощных материнских платах таких слотов может быть несколько. При установке видеокарты в этот слот стоит обратить внимание на его пропускную способность (указана на плате), она бывает трех типов: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0, соответственно, чем выше число, тем больше пропускная способность.

Слоты PCIEX1 предназначены для установки различных устройств: WiFi карты, WiMax карты, GPS приёмники, выводы для индикаторных светодиодов, USB 2.0 и пр.

Сетевой контроллер это чип (в нашем случае Realtek RTL8111D/E) на материнской плате, который исполняет роль интегрированной сетевой карты и необходим для подключения к интернету.

Южный мост (периферийный контроллер )

BIOS – это чип, а также вшитая в него микропрограмма, которая включается перед запуском операционной системы, основное предназначение BIOS – это проверка работоспособности компьютера (этот процесс называется POST) до загрузки ОС. Помимо этого BIOS позволяет настраивать различные параметры материнской платы.

Джампер очистки содержимого CMOS-памяти, необходим для возвращения BIOS к заводским настройкам (обнулению), это может быть необходимо при ремонте компьютера. Для обнуления необходимо снять пластиковую заглушку с контактов джампера и замкнуть их отверткой (разумеется, эти действия следует производить на обесточенном компьютере).

Батарейка на материнской плате нужна для сохранения основных настроек BIOS в тех случаях, когда ты выключаешь компьютер из электросети.

Слоты PCI служат для подключения периферийных устройств к системной плате, это может быть звуковая карта, TV-тюнер, сетевая карта и пр.

Разъем IDE – это устаревший интерфейс для подключения оптических приводов и жестких дисков. Разъем IDE имеет большие размеры и меньшую скорость обмена информацией, чем современные разъемы SATA.

Разъем FDD служит для подключения Floppy дисковода, предназначенного для чтения гибких дисков.

Разъем SATA – это как говорилось выше более современный аналог IDE, SATA используются в основном для подключения жесткого диска и оптического привода.

Разъемы USB предназначены для подключения USB входов с передней панели системного блока, к каждому разъему можно подключить по два входа.

Звуковые разъемы (есть не на всех материнка) служат для подключения к материнской плате различных устройств снабженных дополнительными аудиовыходами. CD IN – для подключения дополнительных аудио поводов с оптического привода. Разъемы SPDIF IN и SPDIF OUT необходимы при подключении устройств (напр. звуковой или видеокарты), которые поддерживают цифровой аудиовыход, через дополнительные S/PDIF или HDMI кабеля.

Разъемы питания материнской платы и процессора

Разъем питания ATX необходим для подключения соответствующего кабеля с блока питания, через него запитывается сама системная плата, платы расширения, подключаемые к ней, а также системы охлаждения (кулер процессора и др.), различные световые индикаторы и пр.

Разъем ATX 12V предназначен для подачи питания на центральный процессор .

Питание системы охлаждения

Входы, кнопки, индикаторы с передней панели системного блока

К разъемам из группы F PANEL подключаются провода от кнопок включения и перезагрузки компьютера, индикатора работы жесткого диска, а также системный динамик.

К разъему F AUDIO следует подключать передние аудио входы от наушников и микрофона. Поэтому если на передней панели корпуса эти входы есть, но они не работают, следует проверить подключены ли провода от них к данному разъему, так как при магазинной сборке компьютера это часто забывают сделать.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин,портов ввода-вывода, разъёма процессора, 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 (что имеет ключевое значение для снижения стоимости владения, англ. TCO ).

3. Чипсет.

Чипсет или набор системной логики – это основной набор микросхем материнской платы, обеспечивающий совместное функционирование центрального процессора, ОЗУ, видеокарты, контроллеров периферийных устройств и других компонентов, подключаемых к материнской плате. Именно он определяет основные параметры материнской платы: тип поддерживаемого процессора, объем, канальность и тип ОЗУ, частоту и тип системной шины и шины памяти, наборы контроллеров периферийных устройств и так далее.

Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух компонентов, представляющих собой отдельные чипсеты, связанные друг с другом высокоскоростной шиной.

Однако последнее время появилась тенденция объединения северного и южного моста в единый компонент, так как контроллер памяти все чаще встраивают непосредственно в процессор, тем самым разгружая северный мост, и появляются все более быстрые и быстрые каналы связи с периферийными устройствами и платами расширения. А также развивается технология производства интегральных схем, позволяющая делать их более миниатюрными, дешевыми и потребляющими меньше энергии.

Объединение северного и южного моста в один чипсет позволяет поднять производительность системы, за счет уменьшения времени взаимодействия с периферийными устройствами и внутренними компонентами, ранее подключаемыми к южному мосту, но значительно усложняет конструкцию чипсета, делает его более сложным для модернизации и несколько увеличивает стоимость материнской платы.

Но пока что большинство материнских плат делают на основе чипсета разделенного на два компонента. Называются эти компоненты Северный и Южный мост.

Названия Северный и Южный - исторические. Они означают расположение компонентов чипсета относительно шины PCI: Северный находится выше, а Южный - ниже. Почему мост? Это название дали чипсетам по выполняемым ими функциям: они служат для связи различных шин и интерфейсов.

Причины разделения чипсета на две части следующие:

1.Различия скоростных режимов работы.

Северный мост работает с самыми быстрыми и требующими большой пропускной способности шины компонентами. К числу таких компонентов относится видеокарта и память. Однако сегодня большинство процессоров имеют встроенный контроллер памяти, а многие и встроенную графическую систему, хотя и сильно уступающую дискретным видеокартам, но все же часто применяемую в бюджетных персональных компьютерах, ноутбуках и нетбуках. Поэтому, с каждым годом нагрузки на северный мост снижаются, что уменьшает необходимость разделения чипсета на две части.

2. Более частое обновление стандартов периферии, чем основных частей ЭВМ.

Стандарты шин связи с памятью, видеокартой и процессором изменяются гораздо реже, чем стандарты связи с платами расширения и периферийными устройствами. Что позволяет, в случае изменения интерфейса связи с периферийными устройствами или разработки нового канала связи, не изменять весь чипсет, а заменить только южный мост. К тому же северный мост работает с более быстрыми устройствами и устроен сложнее, чем южный мост, так как от его работы во многом зависит общая производительность системы. Поэтому его изменение - дорогая и сложная работа. Но, несмотря на это, наблюдается тенденция объединения северного и южного моста в одну интегральную схему.