Стандарт (конструктив) системного блока персонального компьютера

Существуют определённые промышленные стандарты размеров и компановки корпусов системных блоков и системных (материнских) плат настольных (desktop) персональных компьютеров. Эти стандарты обеспечивают совместимость и взаимозаменямость компьютерного оборудования, создаваемого разными производителями.

На компьютерах IBM PC/AT (с процессорами Intel 80286, 80386, 486 и первыми моделями Pentium) использовались корпуса стандарта " AT " и материнские платы форм-фактора (типоразмера) " АТ". Стандарт AT просуществовал более десятилетия. Он предъявлял определённые требования к размещению процессора на материнской плате, величине напряжения системы энергоснабжения материнской платы, способу включения/выключения питания компьютера, подводке кабелей от системной платы к разъёмам внешних устройств на задней стенке компьютера.

В 1995 году был разработан другой отраслевой стандарт системного дизайна системных блоков под названием " ATX" (AT eXtension, расширение формата AT), который начал массово использоваться после появления процессоров Pentium II. В стандарте АТХ новшество коснулось способа крепления материнской платы в корпусе компьютера, разъемы всех портов ввода/вывода (принтерный, COM1, COM2 и т.д.) стали жестко крепиться на материнской плате в её правом верхнем углу. Было изменено место расположения процессора на системной плате для удобства установки плат расширения и для лучшего обдувания процессора встроенным вентилятором системного блока. Новшества затронули напряжение тока, вырабатываемого блоком питания: в старых микросхемах, использовавшихся на момент разработки стандарта АТ, применялось напряжение 5 В, а современные микросхемы используют напряжение 3.3 В и ниже, что потребовало дополнительного преобразования электрического тока стабилизаторами, которые устанавливали на АТ- материнскую плату. Блок питания стандарта АТХ непосредственно обеспечивает материнскую плату током требуемого напряжения 3.3 В. В системных блоках стандарта АТ к выключателю питания подводилось опасное для человека напряжение, это грозило неприятностями во время обслуживания компьютера с открытым корпусом. В корпусе компьютера формата АТХ блок питания запускается/выключается от специального низковольтного сигнала, который вырабатывается либо кнопкой включения компьютера, либо BIOS через соответствующую электронную схему на материнской плате. Это позволяет программно выключать блок питания (например, при выходе из Windows) и включать его по команде от BIOS или от модема, сетевой карты и т.п. В стандарте ATX также оговорен необязательный разъем, через который с блока питания на плату подается информация о частоте вращения вентилятора, а с платы в блок питания - сигнал управления вентилятором. Размер материнской платы ATX составляет 305х244 мм (12х9.6"). Для обеспечения совместимости со старыми корпусами, максимальная ширина ATX- платы, равная 12", идентична длине плат AT.

Согласно требованиям спецификации PC99, в конструкции современных АТХ- материнских плат используют цветные разъёмы для подключения внешних устройств.

Рекомендованные цвета разъёмов

Разъём Цвет

Аналоговый VGA Синий

Параллельный порт Бордовый

Клавиатура PS/2 Фиолетовый

Мышь PS/2 Зелёный

Последовательный порт Бирюзовый

Шина USB Чёрный

Линейный вход аудио Голубой

Линейный выход аудио Салатный

Цифровой монитор Белый

Шина IEEE 1394 Серый

Микрофон Розовый

Разъём MIDI/Game Золотистый

Колонки, сабвуфер Оранжевый

Колонки Коричневый

Выход видео Жёлтый

SCSI, сеть, телефон, модем и другие Не определён

Рис. 2.3. Задняя панель системной платы формата ATX с разъёмами и портами внешних устройств

Одновременно с полноразмерным форматом ATX появился уменьшенный Mini-ATX. Дизайн у материнских плат этого форм-фактора практически тот же, что и у ATX. Отличие в размерах и, соответственно, в цене. В качестве корпуса и блока питания для компьютеров с материнской платой Mini-ATX могут использоваться стандартные изделия формата ATX или их меньшие по размеру аналоги Mini-ATX. Недостатком уменьшенного формата является сокращение на материнской плате числа разъёмов для подключения дополнительных устройств. Размер материнской платы Mini-ATX- 284х208 мм (11.2х8.2").

Для дальнейшего уменьшения размеров и цены на материнские платы, в 1997 году был разработан формат microATX (mATX). Платы этого форм-фактора расчитаны для размещения четырёх разъёмов для плат расширения. Такие материнские платы обладают меньшими размерами по сравнению с ATX и Mini-ATX. Для microATX могут использоваться стандартный ATX, Mini-ATX или специализированный уменьшенный microATX- корпус и уменьшенный mATX- блок питания. Размер материнской платы microATX- 244х244 мм (9.6х9.6").

Развитием спецификации microATX стало появление форм-фактора " FlexATX". Это даже не отдельная спецификация, а всего лишь дополнение к спецификации microATX, в которой предусматривается гибкое конфигурирование содержимого системного блока. Здесь оставляется на усмотрение производителя множество вещей, которые прежде строго регламентировались, например размер и размещение блока питания, конструкция плат ввода/вывода. Более-менее четко определены только габариты материнской платы – 9х7.5''.

Еще до появления ATX, первым результатом попыток снизить стоимость компьютера стал форм-фактор " LPX". Он предназначался для использования в очень низких плоских корпусах Slimline или Low Profile. Задача была решена путем довольно новаторского предложения - введения стойки (вспомогательной платы Riser Card, имеющей разъёмы для подключения материнской платы и PCI-плат). Вместо того, чтобы традиционно вставлять карты расширения непосредственно в материнскую плату, в этом варианте системных блоков 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 сокращение возможного количества подключаемых карт - 2-3 штуки. Еще одно нововведение, начавшее широко применяться именно на платах LPX - это интегрированный на материнскую плату видеоадаптер. Размер корпуса для LPX оставляет 9х13'', для Mini LPX - 8x10''.

Формат для низкопрофильных корпусов LPX в 1997 году был вытеснен более современным форм-фактором " NLX". Материнские платы этого формата являются платами All-In-One, то есть имеют встроенный графический адаптер и контроллеры других внешних устройств, чтобы по возможности сократить потребность в дополнительных платах расширения. Спецификации формата NLX по сравнению с LPX предусматривают изменения в компановке материнской платы, обеспечивающие благоприятный температурный режим работы устройств и удобство в доступе и обслуживании компонентов системного блока. Материнские платы формата NLX требуют специальный NLX-корпус и блок питания. Размер материнской платы со стороны Riser Card является фиксированным- 254 мм (10"), второй размер может изменяться от 203 до 229 мм (8- 9").

В начале 2005 года появился новый стандарт- " BTX" (Balanced Technology Extended). Этот дальнейшее развитие ATX, в котором значительно улучшен тепловой режим, снижен уровень шума, предусмотрен более удобный крепеж компонентов. Стандарт BTX позволяет усовершенствовать компоновку системной платы и дизайн корпуса, благодаря этому улучшается обтекание воздушным потоком компонентов с высоким энергопотреблением, что позволит использовать меньше вентиляторов и снизить скорость их вращения. В результате улучшается охлаждение системы и значительно понижается уровень шума. Между тем, BTX позволяет использовать традиционные технологии охлаждения и стандартные системные компоненты, что уменьшает общую стоимость системы. Несмотря на ряд положительных качеств, в следующие годы стандарт BTX не получил развития и в настоящее время не применяется.