Низкопрофильный формфактор NLX был призван заменить нестандартный LPX, использовавшийся ранее в малогабаритных системах. Он был представлен в ноябре 1996 года и быстро завоевал популярность на рынке корпоративных настольных систем, производимых такими компаниями, как Compaq, HP, Toshiba и др. В то же время начиная с 2000 года большинство систем категории Slimline уже использовали разные варианты формфактора FlexATX.
Формфактор NLX сходен с первыми вариантами LPX, однако в него были внесены многочисленные поправки с целью интеграции новых технологий. Его можно рассматривать как улучшенную версию нестандартной конструкции LPX, однако в отличие от последнего NLX полностью стандартизирован. Это значит, что можно без труда заменить материнскую плату NLX аналогичной платой другого производителя, что порой было невозможно в формфакторе LPX.
Еще одним ограничением формфактора LPX была сложность установки новых процессоров и их систем охлаждения, имеющих большие размеры, а также новых шинных структур, таких как порт AGP для видеокарт. Формфактор NLX изначально проектировался с целью решить эти проблемы (см. рисунок ниже). NLX имеет достаточно места, чтобы устанавливать процессоры Pentium III с разъемом Slot 1
.
Основной характерной особенностью систем NLX стало то, что в них материнская плата вставлялась в выносную, а не наоборот, как в формфакторе LPX. Таким образом, материнскую плату можно извлечь из компьютера, не тревожа выносную плату и все вставленные в нее карты расширения. К тому же материнские платы NLX вообще не имеют внутренних кабелей или штекеров, вставленных непосредственно в нее. Все устройства, которые обычно вставляют в материнскую плату (такие, как кабели дисковых устройств, блока питания, индикаторов передней панели корпуса, переключателей и т.д.), в этом формфакторе вставляются в выносную плату (см. рисунок ниже). Используя выносную карту в качестве центра подключений, можно снять крышку системного блока и в буквальном смысле вытянуть материнскую плату из разъема, не отключив ни одного штекера или кабеля. Это позволяет заменять материнскую плату в системном блоке невероятно быстро (лично мне это удавалось сделать за 30 секунд).
На рисунке ниже показано, как, используя различные типы и размеры выносных плат, можно спроектировать различные конфигурации устройств компьютерной системы NLX. Такая архитектура была хорошо воспринята на рынке корпоративных систем, где скорость и простота обслуживания являются одним из решающих факторов.
Среди прочих достоинств формфактора NLX можно подчеркнуть следующие:
На следующем рисунке показана общая компоновка системы NLX. Обратите внимание, что аналогично ATX материнская плата свободна от рам устройств и прочих компонентов, монтируемых на шасси. Материнскую плату и платы расширения (которые расположены параллельноей) можно без труда извлекать и вставлять в шасси, не трогая объединительную плату и прочие вставленные в нее компоненты системы. К процессору открыт прямой доступ, и он получает гораздо лучшее охлаждение, чем в более закрытых конструкциях.
Обратите внимание на расположение дополнительного разъема порта AGP.
Как видите, он вмонтирован не в объединительную плату, как разъемы ISA и PCI, а в материнскую. Такой подход оказался вынужденной мерой, поскольку сам стандарт AGP появился уже после того, как формфактор NLX увидел свет. В то же время большинство материнских плат уже имеют интегрированный видеоадаптер AGP, так что насущной необходимости использовать дополнительную карту нет. Если же в системе NLX все-таки используется дополнительная плата видеоадаптера AGP, ее необходимо извлечь, прежде чем вынуть из разъема объединительной платы саму материнскую плату. Также следует отметить, что карты видеоадаптеров в системе NLX должны иметь отличный от обычного формфактор, чтобы не задевать панель разъемов на задней стенке материнской платы (см. рисунок ниже).
Материнские платы формфактора NLX могут иметь три значения длины (от задней части до передней): 13,6, 11,2 и 10 дюймов (см. следующий рисунок). При наличии подходящих креплений более короткую плату можно вставить в корпус, выпущенный для более длинной.
Как и в большинстве формфакторов, NLX можно отличить по компоновке разъемов портов ввода-вывода на задней панели системного блока. На рисунке ниже показано уникальное расположение разъемов на панели ввода-вывода, характерное только для формфактора NLX: в левой части разъемы располагаются в один ряд, а в правой — уже в два.
Как видите, формфактор NLX создавался с целью обеспечения максимально возможной гибкости и эффективности использования пространства. Даже очень длинные карты расширения найдут свое место среди других компонентов (что является одной из основных проблем в системах с формфактором Baby-AT).
Несмотря на то что формфактор NLX является стандартизированным (подобно семейству ATX), большинство компонентов продается исключительно в составе готовых компьютеров, предназначенных для рынка корпоративных систем. В розничной продаже очень редко можно встретить материнские платы с формфактором NLX. В секторе рынка малогабаритных систем, где ранее доминировал формфактор LPX, NLX уже уступает свои позиции microATX и FlexATX.
Формфактор ATX стал первым революционным изменением конструкции материнских плат. В нем сочетаются лучшие особенности стандартов Baby-AT и LPX и заложены многие дополнительные усовершенствования. По существу, ATX — это “лежащая на боку” плата Baby-AT с измененным силовым разъемом и отличным местоположением источника питания. Главное, что необходимо запомнить, — конструкция ATX физически не совместима ни с Baby-AT, ни с LPX. Другими словами, для системной платы ATX нужен особый корпус и источник питания (правда, они стали наиболее распространенными; именно их можно встретить в подавляющем большинстве современных систем).
Впервые официальная спецификация ATX была выпущена компанией Intel в июле 1995 года. Системные платы ATX 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 ATX, после чего было сделано еще несколько незначительных изменений. Компания Intel опубликовала подробную спецификацию ATX, тем самым открыв ее для сторонних производителей. Технические характеристики существующих спецификаций ATX, а также других типов системных плат можно получить на сайте Desktop Form Factors (www.formfactors.org).
В настоящее время ATX является наиболее распространенным формфактором системных плат, рекомендуемым для большинства новых систем. Спецификация ATX останется расширяемой в течение еще многих лет; этим она похожа на предшествующую ей системную плату Baby-AT.
В конструкции ATX введены следующие улучшения по сравнению с Baby-AT и LPX.
Активные теплоотводы и ‘‘коробочные’’ процессоры
Для большинства современных систем необходимы дополнительные средства охлаждения, помимо вентилятора в блоке питания, от активного теплоотвода на процессоре до корпусных вентиляторов. Компании Intel и AMD поставляют процессоры в комплекте с качественными теплоотводами, оснащенными вентиляторами на шарикоподшипниках. Это так называемые ‘‘коробочные’’ версии процессоров; они прода ются в розницу конечным пользователям, а не партиями от 100 штук компаниям производителям компьютеров. Наличие в поставке качественного активного теплоотвода избавляет конечных пользователей от необходимости самостоятельно подбирать совместимый теплоотвод; ‘‘коробочные’’ процессоры также очень неплохой выбор для небольших компаний-сборщиков, у сотрудников которых недостаточно опыта для проведения анализа температурных режимов работы, необходимого для удачного выбора теплоотвода. Единственное требование по температурному режиму при использовании ‘‘коробочных’’ версий процессоров состоит в том, что температура воздуха, обдувающего процессор (т.е. внутри корпуса) должна составлять не больше 38°C (100,4°F) (некоторые старые модели процессоров допускают и более высокую температуру до 45°C). Добавляя в поставку качественный теплоотвод, Intel и AMD получают возможность продлить гарантию процессоров. Крупные производители ПК обладают всеми необходимыми знаниями для того, чтобы выбрать подходящий пассивный теплоотвод, тем самым снизив стоимость системы и повысив ее надежность. Гарантию на OEM-версии процессоров дает производитель ПК, а не процессора. Как правило, в данном случае инструкции по установке теплоотвода доступны в руководстве пользователя системной платы.На рисунке ниже показана конструкция системы ATX в настольном исполнении со снятой верхней крышкой или в вертикальном — с удаленной боковой панелью. Обратите внимание, 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.
Примечание
Несмотря на то что большинство производителей систем ATX монтируют блок питания около процессора (в верхней части платы в корпусе tower), стандарт этого не требует. В некоторых системах можно встретить и другое расположение блока питания, например в нижней части корпуса.Системная плата ATX, 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 (на рисунке ниже). Кроме полноразмерной схемы ATX, компания Intel описала конструкцию mini-ATX, которая размещается в таком же корпусе.
Несмотря на то что отверстия в корпусе располагаются так же, как в Baby-AT, конструкции ATX и Baby-AT несовместимы. Основная конструкция источника питания ATX аналогична конструкции стандартного источника питания Slimline, используемого в системах Baby-AT, однако используются другие штекеры, а на контакты подается другое напряжение. Конструктивные преимущества формфактора ATX вытеснили с рынка материнские платы Baby-AT и LPX. Несмотря на то что материнские платы старых формфакторов все еще можно найти в продаже, я бы порекомендовал останавливать свой выбор исключительно на системах ATX (или совместимых с ними microATX и FlexATX). Они выпускаются начиная с конца 1996 года и, скорее всего, удержат лидирующие позиции еще несколько лет. Не снимая кожух компьютера, можно определить, имеет ли установленная в нем плата формфактор ATX. Обратите внимание на заднюю панель системного блока. ATX 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 ATX имеют уникальную панель ввода-вывода удвоенной высоты, содержащую все встроенные разъемы на системной платы (рисунок и таблица, расположенные ниже ).
Примечание
Большинство базовых портов и разъемов системных плат ATX имеют стандартные цветовые обозначения (см. таблаблицу выше). Маркировка помогает использовать разъемы должным образом достаточно сравнить цвета разъемов и штекеров. Например, у большинства клавиатур разъем фиолетовый, в то время как у мыши преимущественно зеленый. Хотя порты как мыши, так и клавиатуры (оба имеют 6-контактные разъемы mini-DIN) расположены рядом друг с другом и внешне похожи, их цветовая кодировка позволяет не перепутать подключаемые к ним устройства. Таким образом, фиолетовый разъем подключается в фиолетовый порт, а зеленый соответственно в зеленый порт. При этом нет необходимости приглядываться к мелким обозначениям на самих разъемах.Примечание
Некоторые системные платы, особенно предназначенные для серверов, отличаются большим разнообразием нестандартных формфакторов ATX, получивших название extended ATX. Размеры стандартной платы ATX составляют 305×244 мм, в то время как максимальный размер платы расширенного формфактора ATX может составлять 305×330 мм. Поскольку официального расширенного стандарта ATX 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 Xeon можно монтировать в обычный корпус, поэтому для обеспечения максимальной взаимозаменяемости со стандартными корпусами рекомендуется приобретать системные платы стандартного формата ATX.В декабре 1999 года Intel представила очередную модификацию системных плат семейства ATX — ATX-Riser. Эта конструкция включает в себя 22-контактный (2×11) разъем, дополняющий один из слотов PCI системной платы. В него вставляется вертикальная плата, содержащая, в свою очередь, два или три разъема. Эта плата позволяет установить две или три дополнительные платы PCI. Следует заметить, что данная конструкция не поддерживает AGP.
Системные платы семейства ATX обычно устанавливаются в вертикально расположенных корпусах, но в некоторых случаях более приемлема настольная система с горизонтальной компоновкой. При установке платы ATX в горизонтальный корпус высота платы PCI достигает 4,2 дюйма (107 мм), что приводит к увеличению высоты корпуса, по крайней мере до 6–7 дюймов (152–178 мм). В настольных системах Slimline чаще всего используются системные платы NLX, более сложная конструкция которых значительно увеличивает общую стоимость системы. Как следствие этой проблемы возник вопрос о поиске более дешевых способов использования стандартных плат формфактора ATX в настольных системах Slimline. Наиболее перспективным решением стало создание малогабаритной конструкции платы PCI. 14 февраля 2000 года специалистами группы 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 Intel остановилась на конструкции ATX Riser, которая позволяет применять платы PCI стандартной высоты в системах стоечного исполнения и Slimline.
При добавлении 22-контактного разъема расширения к одному из слотов PCI в системной плате генерируются дополнительные сигналы, необходимые для поддержки платы ATX Riser, содержащей два или три разъема. В эти разъемы могут быть подключены платы PCI стандартной длины. Следует заметить, что системная плата может использоваться как с платой ATX Riser, так и без нее. Однако если плата ATX Riser установлена, то оставшиеся разъемы PCI системной платы не используются; следовательно, для подключения плат расширения придется сделать выбор между системной платой и ATX Riser. Плата ATX Riser предназначена исключительно для плат PCI (отсутствует поддержка плат AGP и ISA). На рисунке ниже показана системная плата ATX с установленной платой ATX Riser.
Разъем расширения с 22 контактами обычно устанавливается в шестой разъем шины PCI (второй справа). Нумерация, как правило, начинается с седьмого разъема, наиболее близкого к процессору, и выполняется справа налево. Расположение выводов разъема ATX Riser показано на рисунке ниже.
Разъем PCI платы ATX Riser представляет собой стандартный разъем PCI с идентичными сигналами.
Системы, использующие плату ATX Riser, принадлежат в основном к классу низкопрофильных. Поэтому стандартные платы PCI и AGP нельзя установить в свободные разъемы системной платы. Стандарт ATX Riser первоначально разрабатывался для системных плат экономкласса, интегрированных со звуковыми, графическими и сетевыми микросхемами. Также указанный стандарт используется во многих серверах стоечного исполнения. Это связано с тем, что в ATX Riser большинство необходимых компонентов уже встроены в системную плату.
Формфактор системной платы microATX представлен компанией Intel в декабре 1997 года как вариант уменьшенной платы ATX, предназначенный для небольших и недорогих систем. Уменьшение формфактора стандартной платы ATX привело к уменьшению размеров корпуса, системной платы и блока питания и в конечном счете — к снижению стоимости системы в целом. Кроме того, формфактор microATX совместим с ATX, что позволяет использовать системную плату microATX в полноразмерном корпусе ATX. Но вставить полноразмерную плату ATX 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 ATX (или mini-ATX) имеют следующие основные различия:
Максимальные размеры системной платы microATX достигают всего 9,6×9,6 дюймов (244×244 мм) по сравнению с размерами полноразмерной платы ATX (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. Спецификация системной платы microATX представлена на рисунке ниже.
В системах microATX благодаря соответствию разъемов с успехом использовался стандартный блок питания ATX. Но несмотря на это специально для таких систем был разработан уменьшенный формфактор блока питания, получивший название “SFX/TFX”. Уменьшение размеров блока питания, в свою очередь, 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 поддерживают стандартные блоки питания ATX, 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 ATX означает следующее:
Сходство геометрических параметров позволяет установить системную плату microATX как в корпус ATX, содержащий стандартный блок питания, так и в уменьшенный корпус microATX, использующий меньший по размерам блок питания SFX/TFX.
Общие размеры системы microATX 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 microATX показана на рисунке ниже.
Формфактор microATX был представлен на всеобщее рассмотрение компанией Intel фактически в качестве промышленного стандарта.
В марте 1999 года 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 тех, которые отличаются невысокой ценой, 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 IEEE1394/FireWire.
Формфактор FlexATX определяет системную плату, которая является наименьшей из семейства ATX. 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 ATX, поскольку используют единое расположение монтажных отверстий, а также одинаковую спецификацию разъемов питания и ввода-вывода (см. рисунок ниже).
В большинстве систем FlexATX 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 ATX.
С появлением системной платы FlexATX семейство плат ATX расширилось и в настоящее время содержит уже четыре типоразмера, которые представлены в таблице ниже.
В таблице приведены 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- и FlexATX могут быть установлены в любой корпус, отвечающий требованиям полноразмерной платы ATX. Разумеется, платы mini-ATX или полноразмерные платы ATX не могут быть установлены в корпус меньшего размера, предназначенный для системных плат формфактора micro- или FlexATX.