Специфические особенности форм-фактора компьютерных системных блоков стандарта ВТХ

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

С момента появления настольных ПК внешний вид системных блоков не слишком изменился. Если параметры внутренних компонентов - скорость работы процессора, объем оперативной памяти, емкость жесткого диска - выросли в среднем на три порядка (соответственно от мегагерц к гигагерцам, от килобайтов к мегабайтам, от мегабайтов к гигабайтам), то конструктивные особенности системных блоков ПК, конечно, менялись со временем, но не столь существенно. На различных выставках и конференциях (например, на Форуме Intel для разработчиков) часто можно увидеть модифицированные ПК, собранные в необычных корпусах. Однако модификация системных блоков ПК - это скорее искусство, чем технология. И несерьезный вид этих произведений не должен сбивать с толку.

Дело в том, что в число основных задач, решаемых разработчиками современных ПК, входят и проблемы тепло- и массообмена в корпусах. Эффективность обмена, в частности, достигается специальной компоновкой как самих корпусов с блоками питания, так и предназначенных для них системных плат, а также точным расчетом естественной и принудительной вентиляции. Надо сказать, что подобные задачи далеко не новы и успешно решаются уже довольно давно - с момента появления бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Впрочем, при разработке современных ПК добавляется еще одна задача - обеспечить их бесшумную работу.

Кроме того, особенно в случае корпоративных ПК, часто ставится задача создания "самодостаточных" машин, конфигурация которых включает все необходимые компоненты. Это связано с тем, что модернизация таких ПК бывает невозможна (по конструктивным соображениям) или просто нежелательна, так как сопряжена обычно с остановкой работы и открытием корпуса для удаления старых и добавления новых компонентов. Подобные ПК, не допускающие, в частности, установки дополнительных плат расширения, обычно называют sealed PC - "запечатанные" ПК. Однако как в существующих, так и в будущих компьютерных системах потребность в средствах расширения, разумеется, никуда не девается. Для расширения могут служить, например, подключаемые модули различных форм-факторов, используемые как для обеспечения стандартных конфигураций систем, так и для быстрой модернизации.

Ниже мы рассмотрим две технологии, которые в ближайшее время могут изменить не только внешний вид, но и внутреннюю компоновку выпускаемых ПК.

1. Сбалансированная технология

В ноябре прошлого года был официально представлен стандарт BTX (Balanced Technology Extended) - и фактически сразу же вслед за этим начались продажи компьютерных систем на базе новой спецификации (рис. 1). По имеющейся информации, новый форм-фактор BTX получает все большую поддержку в отрасли настольных ПК - среди производителей систем, корпусов, системных плат, систем охлаждения и источников питания. Сегодня многие ведущие производители уже приняли спецификации BTX и предлагают на рынке решения для нового форм-фактора. В их числе компании AOpen, ASUS, AVC, Chenbro, Evercase, FIC, FSP, Foxconn, HIPRO, Gigabyte, MiTAC, MSI, Shuttle, TaiSol, Thermaltake, Yeong Yang и другие.

Рис. 1.1. Прототип ПК с форм-фактором BTX

компьютерный интерфейс стандарт

С конца прошлого года корпорация Intel (http://www.intel.com) поставляет компоненты для построения настольных ПК в стандарте BTX, включая процессоры в штучной упаковке с системой охлаждения, совместимой с BTX, в том числе Intel Pentium 4 моделей 530J, 550J и 560J с технологией Hyper-Threading. Кроме того, начались поставки двух конфигураций системной платы в штучной упаковке для настольных ПК - Intel D915GMH с форм-фактором microBTX. Эти платы позиционируются в основном как оптимальное решение для цифрового дома и офиса. До этого времени ПК в стандарте BTX были доступны только от поставщиков комплектного оборудования.

На первый взгляд, новинки на базе BTX имеют лишь незначительные внешние отличия от привычного семейства ATX, однако это не совсем так. Дело в том, что отраслевой стандарт ATX (Advanced Technology Extended) был разработан еще в 1995 г., и с тех пор технологии в своем развитии прошли уже долгий путь. К тому же появилось много новых проблем, которые становится все труднее решить в рамках существующего стандарта. Вообще говоря, спецификации BTX создавались как развитие стандарта ATX и были направлены именно на решение возникших проблем.

Отметим, что термин "форм-фактор" используется в компьютерной промышленности в различных значениях. Часто он употребляется для обозначения общих размеров и формы вычислительной системы. Иногда под форм-фактором подразумевают размеры и форму стандартных компонентов. Компоненты стандартного форм-фактора легко воспроизводить, обеспечивая при этом удобство компоновки различных элементов, при разработке широкого диапазона систем. Такая стандартизация позволяет создавать серии ПК для различных схем использования.

Дебаты, касающиеся разработки новых форм-факторов, не прекращались с момента выхода спецификации ATX, и в итоге сформировалась концепция, в которой были заложены базовые принципы, вылившиеся позже в спецификацию BTX. Уже в начале 2004 г. была представлена первая черновая версия новой спецификации, а в середине лета состоялась официальная презентация финального варианта The Balanced Technology Extended (BTX) 1.0 Public Release. В этом документе не только подробнейшим образом описаны все требования к BTX-системам, но и детально определяются граничные параметры соответствия стандарту и приводятся подробные характеристики тестового оборудования. В настоящее время на сайте http://www.formfactors.org можно ознакомиться с версией 1.0а этой спецификации.

Как следует из документа, стандарт BTX разработан с целью стандартизации интерфейсов и определения форм-факторов для настольных вычислительных систем в области их электрических, механических и термических свойств. Документ действительно описывает механические и электрические интерфейсы для разработки системных плат, шасси, блоков питания и других системных компонентов. В частности, спецификация BTX предлагает разработчикам ряд важнейших преимуществ, в числе которых: поддержка низкопрофильных конструкций, оптимальная компоновка, варьирование размеров системных плат, механизм крепления плат. Так, поддержка низкопрофильных конструкций обеспечивает более удобную установку компонентов расширения в системы с тонкими корпусами и компактными форм-факторами. Кроме того, новая компоновка обеспечивает более плотное расположение компонентов на системной плате и лучшее охлаждение системы благодаря оптимальной циркуляции воздуха. Компоновка устраняет преграды на пути воздушного потока и обеспечивает надлежащее охлаждение компонентов системы.

Оптимизация пути прохождения воздушного потока и применение более качественных вентиляторов позволит снизить число последних, что дополнительно улучшит акустические параметры системы и уменьшит ее габариты.

Благодаря гибкости при выборе системных плат разработчики могут использовать одни и те же компоненты для создания систем разных габаритов и конфигураций. В ультракомпактных системах могут применяться меньшие по размеру и более эффективные блоки питания. Механические характеристики системных плат нового форм-фактора обеспечивают достаточную прочность для крепления тяжелых элементов, например, теплоотводов. Благодаря более прочной конструкции тяжелые элементы не сгибают системную плату и не повреждают ее компоненты и контакты во время транспортировки.

2. Форм-факторы ВТХ

В настоящее время чаще всего приходится сталкиваться с системными платами форм-факторов ATX и microATX - именно они используются в большинстве предлагаемых сегодня ПК. Эти форм-факторы определяют размеры системных плат, допустимое пространство, занимаемое различными компонентами, и расположение монтажных отверстий - элементов платы, непосредственно связанных с корпусом системы и блоком питания. Спецификация BTX помогает стандартизовать описанные механические параметры сопряжения, общие для форм-факторов ATX и microATX. Однако отличительная ее особенность - поддержка системных плат самых разных размеров. Эта спецификация не только обобщает спецификации ATX, microATX и их варианты, но и описывает более широкий диапазон размеров системных плат, созданных на основе единой базовой конструкции.

Спецификация BTX более гибка, чем ATX и microATX, поскольку, в дополнение к разнообразным размерам системных плат, она также регламентирует различные высоты системных компонентов. В ней определено, что разработчики могут использовать две высоты системных компонентов. Стандартная высота практически совпадает с высотой, специфицированной для семейства форм-факторов ATX. Кроме стандартной, спецификация BTX описывает высоту для низкопрофильных компонентов, применяемых в тех случаях, когда важно минимизировать общие размеры системы.

Стандартом регламентируются три базовых форм-фактора системных плат и корпусов (рис. 2.1), однако на деле подразумевается поддержка гораздо большего числа различных типоразмеров. Все платы имеют одинаковую глубину (266,7 мм), а вот ширина их может существенно меняться. Так, стандартная полноразмерная плата BTX имеет ширину 352,12 мм; на ней устанавливается семь слотов для плат расширения (один - для видеокарты PCI Express x16, два - для карт PCI Express x1 и четыре - для обычных PCI-карт).

Рис. 2.1. Форм-факторы системных плат BTX

Второй типоразмер называется microBTX; максимальная ширина одноименной системной платы составляет 264,16 мм. На такой плате предусмотрен монтаж до четырех слотов расширения, из которых один - PCI Express x16, два - PCI Express x1 и всего один - для карт PCI. Плата данного формата показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Системная плата microBTX

Третий типоразмер носит название picoBTX. Ширина системной платы этого формата не должна превышать 203,2 мм. В компьютер на базе такой платы можно будет установить всего одну плату расширения с интерфейсом PCI Express x16, других слотов для плат расширения на плате picoBTX просто не предусмотрено.

Надо отметить, что размещение основных компонентов на платах BTX отличается от привычных ATX. Так, разъем процессора размещен у самого края платы, причем расположен он не параллельно сторонам, а повернут на 45?. Так же устанавливаются и микросхемы набора системной логики. А вот слоты для двухканальной оперативной памяти и соединители для плат расширения разнесены по разные стороны платы.

В целом стоит отметить, что, несмотря на наличие как минимум трех проработанных форм-факторов - BTX, microBTX и picoBTX, разработчики Intel сразу предложили две базовые референсные модели BTX-систем, отличающиеся друг от друга объемом корпуса и некоторыми элементами обвязки, - S1 (12.9L) BTX Reference Design (BTX) и S2 (6.9L) BTX Reference Design (picoBTX). Емкость корпусов их нормируется в проектном объеме 12,9 и 6,9 дм3 соответственно. Для каждой из платформ тщательно просчитан тепло- и массообмен и даны подробные рекомендации по компоновке элементов.

Для реализации спецификации BTX в системном блоке должны появиться два новых компонента: модуль теплового баланса (Thermal Module) и поддерживающий модуль, или SRM-модуль (Support and Retention Module).

Заключение

Основные преимущества BTX.

Масштабируемость.

BTX поддерживает широкий диапазон размеров корпусов, системных плат, источников питания и систем охлаждения со стандартными интерфейсами. Уже были продемонстрированы системы, включающие самые разные сочетания компонентов в стандарте BTX и выполненные в таких конструктивных вариантах, как компактный вертикальный корпус (Slim Tower), компактный настольный корпус (Slim Desktop), малый форм-фактор (Small Form Factor), куб (Cube), мини-башня (Mini Tower), настольный корпус (Desktop) и развлекательный ПК (Entertainment PC).

Усовершенствованная система охлаждения.

Стандарт BTX предполагает, что компоненты с высоким энергопотреблением размещаются в ряд. Благодаря этому можно использовать для их охлаждения один и тот же высокоскоростной поток воздуха с низкой температурой, который распространяется от передней панели системы к задней. В системах, совместимых с BTX, улучшен теплообмен компонентов, критических для управления напряжением питания процессора, и самого разъема процессора благодаря усилению воздушного потока в той области, где размещен процессор. Организация расположения компонентов подчинена одной идее: прямой поток воздуха, не встречая препятствий (без всяких завихрений), должен проходить через самые "горячие" комплектующие. От процессора к радиатору системной логики, обдувая модули памяти и видеокарту, воздух движется к блоку питания, в котором вентилятор работает на выдув.

Пониженный уровень шума.

При разработке стандарта BTX особое внимание уделялось уменьшению сопротивления воздуха внутри корпуса. Это позволило сократить общее число вентиляторов и уменьшить скорость их вращения. В результате понизился уровень шума.

Усовершенствованная компоновка системной платы.

Компоновка BTX предусматривает больше свободного пространства для размещения цепей питания процессора, а также уменьшает сложность трассировки печатных проводников, соединяющих контроллер памяти с памятью и контроллер ввода-вывода с разъемами ввода-вывода на задней панели. За счет сокращения числа компонентов улучшилось охлаждение системы управления напряжением питания процессора.

Улучшенная надежность конструкции.

Спецификация BTX вводит концепцию крепежного модуля SRM, предусматривающую использование единого сборочного элемента сопряжения для всевозможных форм-факторов и системных конфигураций. Этот стандартный компонент уменьшает вероятность отказов системы в результате механического удара, вибрации или долгосрочного тестирования на надежность, которые могут стать причиной искривления системной платы.

Литература

1. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. -- 17-е изд. -- М.: Вильямс, 2007. -- 1504с.

2. Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. -- М.: Диалектика, 2007. -- 992с.

Размещено на Allbest.ru