Форм-фактор ATX и BTX: материнская плата

Системная плата является центральным элементом PC-совместимой микрокомпьютерной системы. Она содержит основные компоненты компьютерной системы. Хотя со временем физическая организация системной платы подверглась изменениям, её логическая структура в основном осталась такой же.

Начиная с самого первого ПК, на системной плате размещается микропроцессор, его вспомогательные устройства, устройства оперативной памяти, а также разъёмы для расширения функциональных возможностей компьютера.

Обыкновенно понятие «форм-фактор» связывают с формой и линейными размерами какой-либо аппаратуры, но когда речь идёт о материнских платах, он означает стиль корпуса и применяемый тип источника питания, а также схему размещения разъёмов ввода/вывода. Эти факторы необходимо принимать во внимание при сборке системы из комплектующих, а также в случаях ремонта и обновления, требующих замены материнской платы.

Одними из основных аспектов, принимаемых во внимание при выборе новой или замене старой системной платы, является аспект, подойдёт ли она физически к имеющемуся корпусу (соответствие форм-фактору) и будет ли она работать должным образом совместно с другими компонентами системы.

Доминирующий ныне форм-фактор ATX некогда создавался корпорацией Intel для персональных ЭВМ, смонтированных на базе процессоров Pentium. Этот форм-фактор является эволюционным развитием форм-фактора Baby AT, в котором стандартные функции ввода/вывода были впервые встроены в системную плату. Этот форм-фактор применялся для системных плат ПК в течение длительного времени.

Системная плата ATX - это не что иное, как развёрнутая на 90° МП форм-фактора Baby AT с разъёмом подвода электропитания, перемещённым в другое место, и разъёмами для микропроцессора и памяти, удалёнными от слотов расширения. Обновлённая спецификация мини-ATX позволяет использовать платы размером 285 мм (1 1 ,2 дюйма) на 208 мм (8,2 дюйма). Схема расположения монтажных отверстий для системных плат типа ATX и мини-ATX такова, что для них требуется корпус, предназначенный специально для этих плат.

Источник питания в корпусах ATX расположен таким образом, что позволяет использовать всего лишь один вентилятор для охлаждения всей системы. Результатом этого является меньшая стоимость системы, пониженный уровень шума при её работе, а также повышенная надёжность.

А перенос микропроцессора и модулей оперативной памяти на другое место системной платы позволяет вставлять в слоты расширения полноразмерные адаптерные платы, не затрудняя доступ к разъёмам микропроцессора, памяти и устройствам ввода/вывода. Полный стандарт форм-фактора ATX содержит спецификации для подвода питания к системной плате и расположения на ней разъёмов для подключения устройств ввода/вывода. В частности, согласно требованиям стандарта ATX питание к материнской плате от источника питания подаётся посредством одного 20-контактного разъёма. Через этот разъем на системную плату подаётся как напряжение +3 ,3 В, так и обычное ± 12 В и ±5 В напряжение.

Посредством сигналов силового разъёма ATX можно также реализовать программное управляемое выключение питания системной платы. Для этой цели применяются контакты PS-ON (включение питания) и 5VSB (5V Standby — 5 В режима ожидания), сигналами которых можно управлять из операционной системы для автоматического выключения системы.

В новых источниках питания типа ATX стандартный 20-контактный разъем расширен 4-контактным разъёмом EPS, по которому поставляется дополнительное питание + 12В. Этот разъем предназначен для удовлетворения потребностей в дополнительных мощностях тока новых микропроцессоров и высокопроизводительных периферийных устройств.

Этот стандарт разрабатывался с целью улучшения отвода тепла, уменьшения шума и обеспечения поддержки новых технологий ПК. Форм-фактор BTX несовместим со спецификацией ATX. На системных платах этого форм-фактора размещение ключевых компонентов — микропроцессора, чипсета и разъёма видеоконтроллера — изменено с тем, чтобы обеспечить интенсивную циркуляцию воздушного потока внутри корпуса, тем самим обеспечивая лучшее охлаждение компонентов системы.

Микропроцессор был смещён к центру передней кромки системной платы, а микросхемы чипсета располагаются тоже в центре платы за микропроцессором. Основным устройством охлаждения системы BTX является модуль теплового баланса оригинальной конструкции. Этот модуль монтируется поверх микропроцессора с вентилятором, работающим на вдув, в направлении к передней панели системного блока, и обеспечивает прямой поток воздуха через компоненты. Воздух забирается через специальные отверстия в передней панели корпуса, проходит через радиатор процессора, после чего направляется к компонентам системной логики, при этом периферия воздушного потока захватывает находящиеся по разным сторонам процессора видеокарту и модули памяти.

Такой подход позволяет уменьшить количество вентиляторов и радиаторов охлаждения, что в свою очередь позволяет понизить стоимость системы. Спецификацией BTX предусмотрены два типа модулей теплового баланса: стандартный тип I, предназначенный для полноразмерных компьютерных систем, и низкопрофильный тип II, предназначенный для установки в компактные системные блоки.

Эта конфигурация также позволяет улучшить акустические характеристики системы, что становится все большей проблемой, по мере того как ПК все в большей степени применяются в качестве медиа-серверов. Медиа-сервер — это ПК, специализированный для предоставления аудио- и видеоуслуг в домашней обстановке. При таком использовании компьютера уровень шума, создаваемый вентиляторами охлаждения обычных систем, может быть неприемлем.