Реферат: И в свет разрешаю на основании «Единых правил», п 14 Заместитель первого проректора начальник организационно методи- ческого управления В. Б. Юскаев Строение персонального компьютера учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

К печати и в свет
разрешаю на основании

«Единых правил»,

п.2.6.14

Заместитель первого проректора –

начальник организационно – методи-

ческого управления В.Б. Юскаев


Строение персонального компьютера

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

по курсу “Архитектура компьютеров”

для студентов специальности
«Информационные технологии проектирования»

дневной формы обучения
^ Часть 4 «матЕринская плата»

Все цитаты, цифровой

и фактический материал,

библиографические данные

проверены, запись единиц

соответствует стандартам

Составители: В.Г. Концевич,

А.М. Лавренко


Ответственный за выпуск В.Г. Неня


Декан инженерного факультета А.А. Евтушенко

Сумы

Изд-во СумГУ

2007

Навчальне видання


Концевич Валерій Георгійович

Лавренко Олександр Максимович




^ Будова персонального комп’ютера


НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК
з курсу “Архітектура комп’ютерів”

для студентів спеціальності
«Інформаційні технології проектування»

денної форми навчання

Частина 4

“материнська плата”

(Російською мовою)


Відповідальний редактор С.М. Симоненко

Редактор С.М. Симоненко

Комп’ютерне верстання В.Г. Концевич


План 2005 р., поз . Обл.-вид. арк.

Підп. до друку . Формат 60х84/16.

Тираж 50 пр. Ум. друк. арк.

Папір офс. Ум. фарбовідб.

Друк офс. Замовлення № .


____________________________________________________________

Вид-во СумДУ при Сумському державному університеті

40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2


Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру ДК №2365 від 08.12.2005 р.

____________________________________________________________Надруковано у друкарні СумДУ
40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2.


СОДЕРЖАНИЕ


Материнская плата 7

Микропроцессор 30

Чипсет 81

Слоты и сокеты 84

Контрольные вопросы 89



^ Материнская плата
Основной частью любой компьютерной системы является материнская плата с главным процессором и поддерживающими его микросхемами. Это основной модуль, элемент без которого компьютер не может работать. Такая плата называется “материнская плата” (mother board), “системная плата” (system board) или “главная плата” (main board). Именно материнская плата является сердцем современного компьютера, а не процессор, как принято считать. На материнской плате монтируются все основные устройства компьютера, к ней же подключается внешнее оборудование вычислительной машины.

Функционально материнскую плату можно описать различным образом. Иногда такая плата содержит всю схему компьютера (одноплатные). В противоположность одноплатным, в шиноориентированных компьютерах системная плата реализует схему минимальной конфигурации, остальные функции реализуются с помощью многочисленных дополнительных плат. Все компоненты соединяются шиной. В системной плате нет видеоадаптера, некоторых видов памяти и средств связи с дополнительными устройствами. Эти устройства (платы расширения) добавляются к системной плате путем присоединения к шине расширения, которая является частью системной платы.

Первая материнская плата была разработана фирмой IBM и показана в августе 1981 года (PC-1). В 1983 году появился компьютер с увеличенной системной платой (PC-2). Максимум, что могла поддерживать PC-1 без использования плат расширения- 64К памяти. PC-2 имела уже 256К, но наиболее важное различие заключалось в программировании двух плат. Системная плата PC-1 не могла без корректировки поддерживать наиболее мощные устройства расширения, такие, как жесткий диск и улучшенные видеоадаптеры.
^ Конструкция и компоненты
Материнская плата — это комплекс различных устройств поддерживающий работу системы в целом. Обязательными атрибутами материнской платы являются базовый процессор, оперативная память, системный BIOS, контролер клавиатуры, разъемы расширения.

Плата представляет собой электронное устройство, выполненное из стекловолокна, электронные компоненты которого связаны между собой металлическими дорожками.

Хотя общее количество дополнительных функциональных возможностей системной платы различается в зависимости от производителя и модели, она является ядром, связывающим основные компоненты компьютера. К основным компонентам системной платы относятся:

интегральные схемы (ИС, микросхемы, чипы, чипсеты), представляющие собой пластиковые или керамические блоки. Для соединения микросхемы с панелью на чипах имеются серебряные штырьки. Размер микросхемы зависит от количества штырьков и обычно служит показателем сложности чипа. Меньшие чипы (14-штырьковые) могут выполнять только несколько функций, 8088-й микропроцессор имеет 40 штырьков, а 80386 – 132 штырька;

микросхемы постоянного запоминающего устройства ROM (ПЗУ, Flash), в которую записывается BIOS - программа, управляющая взаимодействием отдельных частей компьютера. В микросхемах ПЗУ, наряду с основными элементами, содержится ПО, необходимое для запуска компьютера;

микросхемы оперативной памяти RAM (ОЗУ), предназначенные для временного хранения программ и данных;

микросхемы-контроллеры, управляющие работой системной шины, портов, винчестера и других устройств хранения информации HDD, FD, CD-ROM. К каждому дисковому контроллеру может подключаться несколько дисковых накопителей. Между дисковым контролл
ером и основной памятью может быть целая иерархия контроллеров и магистралей данных, сложность которой определяется главным образом стоимостью компьютера. Поскольку время передачи часто составляет очень небольшую часть общего времени доступа к диску, контроллер в высокопроизводительной системе разъединяет магистрали данных от диска на время позиционирования так, что другие диски, подсоединенные к контроллеру, могут передавать свои данные в основную память. Поэтому время доступа к диску может увеличиваться на время, связанное с накладными расходами контроллера на организацию операции ввода/вывода.

Практически любая современная системная плата имеет два канала IDE-контроллера, интегрированных в чипсет - первичный (Primary) и вторичный (Secondary), каждый из которых представляет собой, по сути, отдельный контроллер, имеющий собственный разъем на плате и отдельный шлейф с двумя оконечными разъемами, к которому можно подключить один или два накопителя. Причем для обеспечения взаимной совместимости устройств, работающих на одном шлейфе, одно из них должно работать в режиме Master (ведущий), а другое - в режиме Slave (ведомый), и эти режимы устанавливаются перемычками непосредственно на самом устройстве;

разъемы для подключения плат (карт) других устройств (слоты расширения): ISA, PCI, AGP, т.е. для расширения возможностей ПК. Можно добавить память или для ускорения математических вычислений добавить математический сопроцессор;

кэш II-уровня;

разъемы параллельного + 2 последовательных порта;

перемычки и коннекторы для кабелей системного блока.

Существуют и так называемые "одноплатные" компьютеры. В этом случае в материнскую плату встраивают часть других модулей, например видеокарту, звуковую карту и др. Обычно на "одноплатном" компьютере все же оставляют один-два разъема для добавления дополнительных модулей.

Конструкция материнской платы и ее составляющие рассмотрены на примере ^ Soyo КТ333 Ultra Dragon Platinum Edition.


Конденсаторы имеют ёмкость в 4800 микрофарад. В настоящее время такие производители, как Asus, MSI и ниже по классу, ставят конденсаторы около 2000-2200 микрофарад, что составляет меньше половины от идеального. На чипе установлен вентилятор.

Присутствуют пять подключений для вентиляторов, каждый из которых имеет мониторинг, т.е. имеется возможность получения оповещения о застрявшем вентиляторе в любом из 5 подключений.

Для стабилизации питания на плате установлено 14 довольно высокого качества конденсаторов (фотография приведена на рисунке).


Расширение: материнская плата должна иметь как можно меньше интегрированных плат. Ни в коем случае не должно быть видеоплаты, т.к. они очень сильно загружают ОЗУ, и процессор часто ждёт, пока ОЗУ и видеоплата обмениваются информацией. На этой плате есть маленькое количество устройств: USB, IDE RAID, Soundcard 5.1, Smart Card Reader. Огромным плюсом является присутствие RAID-контроллера, позволяющего подключить 8 IDE устройств.

IDE RAID-контроллер очень сильно увеличивает overall performance - два одинаковых жёстких диска могут читать и писать одновременно, увеличивая скорость в два раза (RAID массив 0 уровня). Все прекрасно знают, что HDD - это самое медленное устройство компьютера. Также возможно использовать режим "зеркало", когда оба жестких диска заполняются идентичными данными, и, если один выходит из строя, ни один байт информации не будет потерян (RAID 1-го уровня). Кстати, следует отметить, что компания Soyo была одна из самых первых в удачной попытке интеграции данного контроллера.
^ Как создается материнская плата
В данном разделе рассмотрен процесс изготовления материнским плат, используемый в компании Gigabyte.


Многослойные куски текстолита поступают на фабрику уже готовыми, причем от десятков разных поставщиков, которые готовят их по шаблону, разработанному компанией.

Путь платы на фабрике начинается с принтера, который наносит флюс.

После нанесения флюса платы поступают в машину, которая устанавливает на них мелкие компоненты. Компоненты закреплены на специальных лентах, а специальный автомат поочередно захватывает их и лепит на плату.

Затем на плату наклеиваются большие элементы.


После этого плата сначала сушится горячим воздухом, затем переворачивается, и процесс печати, установки элементов и сушки повторяется заново.

Затем наступает черед этапов контроля, которых на протяжении всего пути платы очень много, поэтому можно с уверенностью утверждать, что брак пройти не может. После первичной сборки, пока на плате нет еще даже разъемов, плата тестируется трижды:

первый раз – на предмет наличия и отсутствия контактов в соответствующих частях платы;

второй этап – это визуальное тестирование. На плату накладывается маска, и человеком проверяется правильность установки больших, и маленьких элементов ;


третий этап – оптический дефектоскоп, который автоматически высматривает наличие механических дефектов на плате.

Окончательная сушка, а затем плата поступает в сборочный цех.

Все операции по монтажу различных компонентов особым разнообразием не отличаются. Особо следует отметить, что паяльник на сборке практически не используется.

После того как плата становится платой, она отправляется на этап окончательного контроля. Случайность определяет, куда именно она попадет – на автоматический контроль, где сборщик лишь устанавливает процессор и память, а все остальное делает автомат, или же на ручной, где оператор полностью собирает систему и проверяет ее с помощью специальных тестов.
Из в общем-то обычных тестов следует выделить отдельно температурный, при котором готовые системы погружаются в шкаф с горячим (40 градусов по Цельсию) воздухом и работают там продолжительное время. Если верить Gigabyte, окончательное тестирование проходит 100% плат.

После тестов готовые платы отправляются на упаковку.
^ Типы и типоразмеры
Крепится материнская плата к корпусу, и чтобы не возникло всякого рода недоразумений, были разработаны форм-факторы. Форм-фактор – это стандарт, определяющий размеры материнской платы, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, процессорного гнезда и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Первая материнская плата с разработанным форм-фактором появилась к 12 августа 1981 году в компьютере спецификации PC. В 1983 году в IBM разработали новую спецификацию – XT PC. Соответственно изменились и материнские платы: вместо пяти слотов стало восемь, а расстояние между ними изменилось от 1 дюйма до 0,8 дюйма. К тому же, в PC использовалось устройство для хранения программ на кассетной ленте, так вот этот кассетный порт в ХТ РС убрали.

На сегодняшний день существует четыре преобладающих типоразмера материнских плат – AT, ATX, LPX и NLX. Кроме того, есть уменьшенные варианты формата AT (Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) и NLX (microNLX). Более того, недавно выпущено расширение к спецификации microATX, добавляющее к этому списку новый форм-фактор – FlexATX. Все эти спецификации определяют форму и размеры материнских плат, а также расположение компонентов на них и особенности корпусов.

AT. Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру модификации – AT и Baby AT. Полноразмерная материнская плата этого форм-фактора была разработана для компьютеров ХТ РС. Помещалась она в корпуса Tower или Desktop. Через год размеры были уменьшены и появился новый форм-фактор – Baby-AT.

Размер полноразмерной AT платы Full Size AT достигает 12x13,8 дюйма, а это значит, что такая плата вряд ли поместится в большинство сегодняшних корпусов. Монтажу такой платы наверняка будет мешать отсек для дисководов и жестких дисков и блок питания. Кроме того, расположение компонентов платы на большом расстоянии друг от друга может вызывать некоторые проблемы при работе на больших тактовых частотах. Поэтому после материнских плат для процессора 386 такой размер уже не встречается.

Единственные материнские платы, выполненные в форм-факторе AT, доступные в широкой продаже, - это платы соответствующие формату
Baby AT (8,57x13,04 дюйма). Появился этот форм-фактор в 1983 году для ХТ РС компьютеров, но применялся он и для спецификации АТ. До 1996 года материнские платы этого форм–фактора были, пожалуй, самыми распространенными.

Полноразмерную плату АТ всегда можно заменить платой Baby–AT, но вот наоборот вряд ли может получиться. Дело в том, что размеры Baby-AT равны 33х22,5 см, и не каждый корпус, созданный под этот форм-фактор, может позволить разместить материнскую плату типа АТ. В принципе, некоторые производители могут уменьшать длину платы для экономии материала или по каким-то другим причинам. Для крепления платы в корпусе в плате сделаны три ряда отверстий. Платы форм-фактора Baby-AT снабжены встроенным разъемом для подключения клавиатуры. Это может быть 5-штырьковый DIN или PS/2 (min-DIN).

Все AT платы имеют общие черты. Почти все имеют последовательные и параллельные порты, присоединяемые к материнской плате через соединительные планки. Они также имеют один разъем клавиатуры, впаянный на плату в задней части. Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы. Слоты SIMM и DIMM находятся в различных местах, хотя почти всегда они расположены в верхней части материнской платы.

Сегодня этот формат плавно сходит со сцены. Часть фирм еще выпускает некоторые свои модели в двух вариантах – Baby AT и ATX, но это происходит все реже и реже. Тем более, что все больше новых возможностей, предоставляемых операционными системами, реализуются только на ATX материнских платах. Не говоря уже просто об удобстве работы – так, чаще всего на Baby AT-платах, все коннекторы собраны в одном месте, в результате этого либо кабели от коммуникационных портов тянутся практически через всю материнскую плату к задней части корпуса, либо от портов IDE и FDD – к передней. Гнезда для модулей памяти находятся чуть ли не под блоком питания. При ограниченности свободы действий внутри весьма небольшого пространства MiniTower это неудобно. Вдобавок, неудачно решен вопрос с охлаждением – воздух не поступает напрямую к самой нуждающейся в охлаждении части системы – процессору.

^ LPX (mini-LPX). Еще до появления ATX, первым результатом попыток снизить стоимость PC стал форм-фактор низкопрофильных корпусов LPX. В 1987 году компания Western Digital разработала системную плату с новым форм-фактором LPX. Предназначался для использования в корпусах Slimline или Low-Pro file.

Задача снижения стоимости была решена путем введения стойки. Вместо того чтобы вставлять карты расширения непосредственно в материнскую плату, в этом варианте они помешаются в подключаемую к плате вертикальную стойку параллельно материнской плате. Это позволило заметно уменьшить высоту корпуса, поскольку обычно именно высота карт расширения влияет на этот параметр. Расплатой за компактность стало максимальное количество подключаемых карт - 2-3 штуки. Еще одно нововведение, начавшее широко применяться именно на платах LPX - это интегрированный на материнскую плату видеочип. Размер корпуса для LPX составляет 9х13'', для Mini LPX - 8x10''. После появления NLX LPX начал вытесняться этим форм-фактором.

Платы этого типа имеют только один интерфейс для подключения одной платы. На такой плате размещены слоты шин, куда подключаются уже платы расширения, которые оказываются расположенными параллельно системной плате. Такое расположение позволяет значительно уменьшить высоту корпуса, хотя и имеет несколько недостатков. На самой материнской плате расположены в ряд порты ввода/вывода, разъем для подключения монитора, разъемы для подключения клавиатуры и мыши, USB. Размеры системных плат LPX составляют 33х22,9 см. Позже появился форм-фактор Mini-LPX с размерами плат 26,4х20,1 см.

^ ATX (mini-ATX, micro-ATX, Flex-ATX). В середине 1995 года компанией Intel был предложен новый форм-фактор, предназначенный для исправления всех тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT.

Принципиально конструктивное воплощение было очень простым – повернуть Baby AT-плату на 90 градусов и внести соответствующие поправки в конструкцию. К тому моменту у Intel уже был опыт работы в этой области – форм-фактор LPX. В ATX как раз воплотились лучшие стороны и Baby AT, и LPX: от Baby AT была взята расширяемость, а от LPX – высокая интеграция компонентов. В результате получилось:

интегрированные разъемы портов ввода-вывода. На всех современных платах коннекторы портов ввода-вывода присутствуют на плате, поэтому вполне естественным выглядит решение расположить на ней и их разъемы, что приводит к довольно значительному снижению количества соединительных проводов внутри корпуса. К тому же, заодно среди традиционных параллельного и последовательного портов, разъема для клавиатуры, нашлось место и для новичков – портов PS/2 и USB. Кроме всего, в результате несколько снизилась стоимость материнской платы за счет уменьшения кабелей в комплекте;

значительно увеличившееся удобство доступа к модулям памяти. В результате всех изменений гнезда для модулей памяти переехали дальше от слотов для материнских плат, от процессора и блока питания. В результате наращивание памяти стало в любом случае минутным делом, тогда как на Baby AT - материнских платах порой приходится браться за отвертку;

уменьшенное расстояние между платой и дисками. Разъемы контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к ним устройствам. Это позволяет сократить длину используемых кабелей, тем самым повысив надежность системы;

разнесение процессора и слотов для плат расширения. Гнездо процессора перемещено с передней части платы на заднюю рядом с блоком питания. Это позволяет устанавливать в слоты расширения полноразмерные платы - процессор им не мешает. К тому же, решилась проблема с охлаждением – теперь воздух, засасываемый блоком питания, обдувает непосредственно процессор;

улучшено взаимодействие с блоком питания. Теперь используется один 20-контактный разъем вместо двух, как на AT-платах. Кроме того, добавлена возможность управления материнской платой блоком питания – включение в нужное время или по наступлению определенного события, возможность включения с клавиатуры, отключение операционной системой и т.д.;

напряжение 3,3 В. Такое напряжение, используемое современными компонентами системы (карты PCI), поступает из блока питания. В AT-платах для его получения использовался стабилизатор, установленный на материнской плате. В ATX-платах необходимость в нем отпадает.

По требованию стандарта ATX, материнские платы должны иметь порты ввода/вывода в как бы одном блоке в верхнем левом углу. Конкретный размер материнских плат описан в спецификации исходя из удобства разработчиков – из стандартной пластины (24х18") получается либо две платы ATX (12x9,6"), либо четыре – Mini-ATX (11,2х8,2"). Кстати, учитывалась и совместимость со старыми корпусами - максимальная ширина ATX платы, 12", практически идентична длине плат AT, чтобы была возможность без особых усилий использовать ATX-плату в AT-корпусе. Однако сегодня это больше относится к области чистой теории – AT корпус практически не найти. Также, по мере возможности крепежные отверстия в плате ATX полностью соответствуют форматам AT и Baby AT.

Кроме этого, изменилось расположение процессорного гнезда, разъемов IDE и слотов оперативной памяти. Изменился и разъем подключения блока питания, предотвращающий неправильное подключение электропитания. Собирать компьютеры на базе платы АТХ приятно и быстро. Малое количество шлейфов способствует лучшей циркуляции воздуха в корпусе.

Впоследствии появились уменьшенные версии материнских плат АТХ: Mini-ATX – 28,4х20,8 см, Micro-ATX – 24,4х24,4 см и Flex-ATX –
22,9х20,3 см.

Форм-фактор ATX во всех его модификациях становится все более популярным. В особенности это касается плат для процессоров на шине P6. Так, к примеру, из готовящихся к выпуску материнских плат LuckyStar для этих процессоров 4 будут исполнены в формате Mini-ATX, 3 – ATX и всего лишь одна – Baby AT. А если еще учесть, что материнских плат для Socket 7 сегодня делается гораздо меньше, хотя бы по причине значительно меньшего числа новых чипсетов для этой платформы, то ATX одерживает убедительную победу.

microATX. Форм-фактор ATX разрабатывался еще в пору расцвета Socket 7 систем, и многое в нем сегодня несколько не соответствует времени. Например, типичная комбинация слотов, из расчета на которую составлялась спецификация, выглядела как 3 ISA/3 PCI/1 смежный, ISA, отсутствие AGP, AMR, и т.д. Опять же, в любом случае, 7 слотов не используются в 99 процентах случаев, особенно сегодня, с такими чипсетами, как MVP4, SiS 620, i810, и прочими, готовящимися к выпуску подобными продуктами. В общем для дешевых PC ATX – пустая трата ресурсов. Исходя из подобных соображений, в декабре 1997 года была представлена спецификация формата microATX, модификация ATX платы, рассчитанная на 4 слота для плат расширения.

По сути, изменения, по сравнению с ATX, оказались минимальными. До 9,6x9,6" уменьшился размер платы, так что она стала полностью квадратной, уменьшился размер блока питания. Блок разъемов ввода/вывода остался неизменным, так что microATX плата может быть с минимальными доработками использована в ATX 2.01 корпусе.

NLX (Mini-NLX). Со временем спецификация LPX подобно Baby AT перестала удовлетворять требованиям времени. Выходили новые процессоры, появлялись новые технологии. И она уже не была в состоянии обеспечивать приемлемые пространственные и тепловые условия для новых низкопрофильных систем.

В результате, подобно тому, как на смену Baby AT пришел ATX, так же в 1997 году как развитие идеи LPX, учитывающее появление новых технологий, появилась спецификация форм-фактора NLX. Формат нацелен на применение в низкопрофильных корпусах. При ее создании брались во внимание как технические факторы (например, появление AGP и модулей DIMM, интеграция аудио/видеокомпонентов на материнской плате), так и необходимость обеспечить большее удобство в обслуживании. Так, для сборки/разборки многих систем на базе этого форм-фактора отвертка не требуется вообще.

Платы NLX схожи с платами LPX, но они рассчитаны на системы с новыми процессорами. К тому же они оборудованы портом AGP. Вследствие новых требований к охлаждению элементы платы размещены таким образом, чтобы как можно меньше мешать циркуляции воздуха в корпусе. Изменилось крепление самой платы. Порты ввода/вывода смещены к краю платы.

Основные черты материнской платы NLX:

стойка для карт расширения, находящаяся на правом краю платы. Причем материнская плата свободно отсоединяется от стойки и выдвигается из корпуса, например, для замены процессора или памяти;

процессор, расположенный в левом переднем углу платы прямо напротив вентилятора;

группировка высоких компонентов, вроде памяти, в левом конце платы, чтобы позволить размещение на стойке полноразмерных карт расширения;

нахождение на заднем конце платы блоков разъемов ввода/вывода одинарной (в области плат расширения) и двойной высоты для размещения максимального количества коннекторов.

Фактически стойка – это одна материнская плата, разделенная на две части – часть, где находятся собственно системные компоненты, и подсоединенная к ней через 340-контактный разъем под углом в 90 градусов часть, где находятся всевозможные компоненты ввода/вывода – карты расширения, коннекторы портов, накопителей данных, куда подключается питание. Таким образом, во-первых повышается удобство обслуживания - нет необходимости получать доступ к ненужным в данный момент компонентам. Во-вторых, производители в результате имеют большую гибкость – делается одна модель основной платы и стойка под каждого конкретного заказчика с интеграцией на ней необходимых компонентов.

В отличие от довольно строгих прочих спецификаций NLX обеспечивает производителям куда большую свободу в принятии решений, NLX-корпус должен уметь управляться как с этими двумя форматами, так и со всеми промежуточными. Обычно платы, вписывающиеся в минимальные размеры, обозначаются как Mini NLX. Размеры системной платы NLX равны 34,5х22,9 см, а Mini-NLX – 25,4х20,3 см.

Стоит также упомянуть небезынтересную подробность: у NLX-корпуса порты USB располагаются на передней панели, что очень удобно для идентификационных решений типа e.Token.

По спецификации некоторые места на плате обязаны оставаться свободными, обеспечивая возможности для расширения функций, которые появятся в будущих версиях спецификации. Например, для создания на базе форм-фактора NLX-материнских плат для серверов и рабочих станций.

WTX. Спецификации AT и ATX не вполне устраивают мощные рабочие станции и серверы. Там свои проблемы, где стоимость играет не самую главную роль. На передний план выходят обеспечение нормального охлаждения, размещение больших объемов памяти, удобная поддержка многопроцессорных конфигураций, большая мощность блока питания, размещение большего количества портов контроллеров накопителей данных и портов ввода/вывода. Так, в 1998 году родилась спецификация WTX. Ориентированная на поддержку двухпроцессорных материнских плат любых конфигураций, поддержку сегодняшних и завтрашних технологий видеокарт и памяти. Особое внимание, пожалуй, стоит уделить двум новым компонентам -Board Adapter Plate (BAP)и Flex Slot.

В этой спецификации разработчики попытались отойти от привычной модели, когда материнская плата крепится к корпусу посредством расположенных в определенных местах крепежных отверстий. Здесь она крепится к BAP, причем способ крепления оставлен на совести производителя платы, а стандартный BAP крепится к корпусу.

Помимо обычных вещей вроде размеров платы (14х16,75''), характеристик блока питания (до 850 Вт) и т.д. спецификация WTX описывает архитектуру Flex Slot в каком-то смысле, AMR-для рабочих станций. Flex Slot предназначен для улучшения удобства обслуживания, придания дополнительной гибкости разработчикам, сокращения выхода материнской платы на рынок. Выглядит Flex Slot-карта примерно так, как показано на рисунке.

На подобных картах могут размещаться любые PCI, SCSI или IEEE 1394 контроллеры, звук, сетевой интерфейс, параллельные и последовательные порты, USB, средства для контроля за состоянием системы.

FlexATX. Развитием спецификаций microATX и NPX стало появление форм-фактора FlexATX. Это даже не отдельная спецификация, а всего лишь дополнение к спецификации microATX. Глядя на успех iMac, в котором, по сути, ничего нового, кроме внешнего вида, и не было, производители PC решили также пойти по этому пути. И первым стал как раз Intel, в феврале на Intel Developer Forum объявивший FlexATX – материнскую плату, по площади процентов на 25-30 меньшую, чем microATX.

Теоретически, с некоторыми доработками, FlexATX-плата может быть использована в корпусах, соответствующих спецификациям ATX 2.03 или microATX 1.0.

Обычно замена материнской платы требует переустановки всей системы. Если на ПК установлен XP, то, благодаря механизму активации XP, система жёстко привязывается к железу, и замена слишком большого количества оборудования (сейчас это больше трёх, но в ближайшем будущем Microsoft обещает увеличить это количество до 5) приведёт к тому, что система перестанет работать и потребует активировать её ещё раз. Для замены системной платы без переустановки необходимо в Device Manager в разделе IDE ATA/ATAPI Controllers поменять Bus Master IDE контроллер, установленный там, на Standard Dual Channel PCI IDE Controller. Если этого не сделать, то при загрузке на новой материнской плате система может не найти жёсткого диска и поступит сообщение о inaccessible boot device.

ВТХ - стандарт, обладающий рядом преимуществ по сравнению с устаревшим и изжившим себя АТХ. Известные крупные производители, среди которых AOpen, ASUS, AVC, Chenbro, Evercase, FIC, FSP, Foxconn, HIPRO , Gigabyte, MiTAC, MSI, Shuttle, TaiSol, Thermaltake и Yeong Yang, уже освоили выпуск ВТХ-совместимых продуктов и готовы к смене стандарта АТХ на ВТХ. С поддержкой этих компаний, Intel рассчитывает на то, что ВТХ станет основным стандартом, преобладающим на рынке уже в 2006 году.
^ Выбор материнской платы
Выбор материнской платы - это самый важный этап при модернизации компьютера. Как и при выборе других внутренних устройств ПК, основным критерием является цель модернизации.

Начинать поиск иной материнской платы для своего компьютера следует с поиска требуемой информации в Internet, где можно посмотреть характеристики. Кроме того, следует посетить какой-нибудь крупный форум, где опытные пользователи делятся своими впечатлениями о различных моделях устройств и о тех или иных проблемах, возникших при эксплуатации.

Если пользователь использует ПК, например для офисной работы и изредка как мультимедийное устройство, то может использоваться экономный вариант материнской платы, такой, как, например, AsRock, у которой соотношение цены и качества довольно неплохое.

Основные характеристики современных материнских плат, на которые следует обращать внимание при покупке или модернизации компьютера:

компания-производитель;

форм-фактор;

тип установленного на плате чипсета;

тип и быстродействие поддерживаемых платой процессоров;

тип и быстродействие поддерживаемых платой модулей оперативной памяти;

расширение. Пользователю следует помнить основное – не существует способов увеличения надежности платы путем интеграции на нее дополнительных микросхем. Каждая дополнительная микросхема, каждый «внешний» по отношению к чипсету контроллер потенциально снижает надежность платы. Поэтому можно сделать вывод: если на плате встроены контроллеры, которые вряд ли когда-нибудь будут использованы, то это минус без потенциальных плюсов. Не стоит покупать нечто в составе платы, если оно не нужно сегодня или завтра, лучше купить потом в виде отдельной карты расширения. Кроме того, при модернизации системы внешние контроллеры имеют одну очень приятную особенность: их можно установить на новую плату в отличие от встроенных;

скорость. Данный параметр для опытного пользователя не является решающим, т.к в большинстве случаев требуется стабильно работающая плата. Пользователь получит намного больше, чем те 5-6% скорости, которыми, как правило, отличаются системные платы, предназначенные для установки однотипных CPU (да и то наблюдаются эти 5-6% обычно в низкоуровневой «синтетике», а в большинстве реальных приложений разница, как правило, не более 1-2%). Для увеличения быстродействия существует масса других способов, намного более эффективных и намного меньших по трудозатратам;

охлаждение - это важный фактор для стабильности и скорости работы оборудования. Необходимо уделять внимание на наличие всевозможных радиаторов и вентиляторов на всей плате.

Не рекомендуется устанавливать платы, в которых на микросхеме северного моста стоит активное охлаждение (радиатор + вентилятор), вряд ли там установлены дорогие и надежные вентиляторы. А дешевый и простенький через какой-нибудь год активной работы компьютера забьется пылью и умрет.

Предпочтение следует отдавать достаточно высоким «игольчатым» радиаторам. При отсутствии вентилятора такой дизайн радиатора обеспечивает максимально эффективное его охлаждение потоками воздуха внутри корпуса.

Менее предпочтительными являются высокие «пластинчатые» радиаторы, даже если их пластины достаточно узки и их много. В таких радиаторах воздушные потоки, дующие «поперек» плоскости пластин, будут охлаждать их намного хуже.




Наихудшими вариантами из всех являются маленькие плоские «пластинчатые» радиаторы или радиаторы с очень коротенькими «иголочками», а также подавляющее число «украшательских» решений. Фактически, такой радиатор является на 70% (это по самым мягким оценкам) сплошной бутафорией. Он разве что способен чуть-чуть компенсировать мгновенный кратковременный нагрев, но от последствий постоянного перегрева он чип не спасет.

Очень многое о качестве может рассказать способ крепления. Если на плате наблюдаются специальные «прижимы» для радиатора, то с высокой степенью вероятности это свидетельствует о том, что между чипом и радиатором находится термопаста.

Если же крепление у радиатора отсутствует, то можно утверждать, что он к чипу приклеен. И, скорее всего, приклеен он липкой пластиковой лентой, теплопроводящие способности которой очень далеки даже от самой посредственной термопасты. Это означает что охлаждающие способности такого радиатора искусственно снижены (именно за счет способа крепления);

вентиляция самого корпуса и вентилятора на процессоре;

стабилизация - ёмкость конденсаторов-стабилизаторов, определяющая стабильность работы платы. Количество и емкость конденсаторов на плате сами по себе ни о чем не говорят. Для хорошо спроектированной платы много конденсаторов большой емкости не являются жизненной необходимостью. Для плохо спроектированной платы много конденсаторов — почти обязательно.

Скорее всего, большое количество конденсаторов (по сравнению с другими платами на базе того же чипсета и с аналогичной функциональностью), «разбросанных» более-менее равномерно по всей плате, а не сосредоточенных компактными группками в определенных местах, — это в большинстве случаев является довольно точным признаком не очень качественной разводки;

электропитание. На данный момент имеются следующие стандарты подключения кабелей питания к системной плате:

обычный 20-контактный одиночный разъем ATX. Пришел с появлением стандарта ATX и сохранился до времен выхода первых систем с процессорами Pentium 4;

20-контактный ATX + 4-контактный 12V;

20-контактный ATX + 4-контактный 12V + 6-контактный разъем AUX. Появился впервые в Pentium 4-системах, но постепенно преобразовался в тип 2;

24-контактный разъем ATX + 4-контактный разъем 12V. Появился с выходом плат под Pentium 4/Socket 775;

24-контактный разъем ATX + 8-контактный разъем EPS12V. Пришел с серверов, но сейчас такими разъемами оснащаются и некоторые десктопные платы.

Также иногда на платах встречаются дополнительные разъемы под питание для периферийных устройств (туда вставляется обычный штекер, такой же, как подключается к винчестерам, оптическим приводам и т.п.). Как правило, таким образом компенсируется отсутствие 4-контактного разъема 12V на плате либо отсутствие соответствующего коннектора на старом БП. В целом это, безусловно, «лучше, чем ничего», однако следует понимать и то, что старый БП может просто не потянуть новую плату с процессором по мощности, а мощность от увеличения количества подсоединений у него не вырастет;

встроенная графика. Такие платы могут рекомендоваться только тем пользователям, которые четко себе представляют, что это такое. Всем остальным лучше покупать платы, п