Формфакторы системных плат
Важнейшим узлом компьютера является системная
плата (system board), иногда называемая материнской (motherboard), основной
или главной платой (main board).
Системные платы выпускаются в нескольких вариантах.
Они отличаются размерами, или формфакторами. Формфактор системной платы
определяет тип корпуса, в котором ее можно установить. Ниже перечислены основные
формфакторы системных плат.
Устаревшие:
Baby-AT;
полноразмерная плата AT;
LPX.
Современные:
ATX;
Micro-ATX;
Flex-ATX;
NLX;
Другие:
производителей компьютеров (Compaq, Packard Bell, Hewlett-Packard и др.)
Области применения описанных формфакторов
системных плат представлены ниже.
| Формфактор |
Область применения |
| ATX |
Стандартные настольные компьютеры в корпусах mini-tower
или full-tower; наиболее приемлемая конструкция как для новичков, так и для
опытных пользователей, серверов и младших моделей рабочих станций. |
| Mini-ATX |
Уменьшенная версия ATX, которая используется там же, где и плата ATX. |
| Micro-ATX |
Настольные компьютеры или вертикальные системы mini-tower среднего уровня. |
| Flex-ATX |
Недорогие или менее производительные настольные или вертикальные системы mini-tower. |
| NLX |
Корпоративные настольные или вертикальные системы mini-tower,
отличающиеся простотой и удобством обслуживания. |
ATX
Конструкция ATX сочетает наилучшие черты стандартов
Baby-AT и LPX и заложены многие дополнительные усовершенствования.
По существу, ATX- это "лежащая на боку" плата Baby-AT с измененным разъемом и местоположением
источника питания. Главное, что необходимо запомнить, - конструкция
ATX физически несовместима ни с Baby-AT, ни с LPX. Другими словами, для системной платы
ATX нужен особый корпус и источник питания.
Конструкция ATX позволила усовершенствовать стандарты Baby-AT и LPX.
Наличие встроенной двойной панели разъемов ввода-вывода.
Наличие одноключевого внутреннего разъема источника питания.
Перемещение процессора и модулей памяти.
Более удачное расположение внутренних разъемов ввода-вывода.
Улучшенное охлаждение.
Micro-ATX
Формфактор micro-ATX предназначен для небольших недорогих систем.
Уменьшение размеров позволило существенно снизить стоимость компьютеров
на базе этих системных плат.
Формфактор micro-ATX обратно совместим с ATX.
Системные платы формфакторов micro-ATX и ATX имеют следующие основные различия:
уменьшенная ширина;
уменьшенное число разъемов;
уменьшенный блок питания (формфактора SFX).
Несмотря на свои относительно небольшие размеры и уменьшенное количество разъемов,
функциональность платы micro-ATX не снизилась - на плате интегрирована звуковая и
видеосистема. Уменьшение размеров всех элементов компьютера на базе
системной платы micro-ATX позволяет существенно снизить ее стоимость.
Совместимость плат micro-ATX с ATX означает следующее:
использование одного и того же 20-контактного разъема питания;
стандартное расположение разъемов ввода-вывода;
одинаковое расположение крепежных винтов.
Благодаря этому системные платы micro-ATX можно устанавливать в корпуса формфактора ATX.
Компоненты системной платы
В современную системную плату встроены такие компоненты,
как гнезда процессоров, разъемы и микросхемы. Самые современные
системные платы содержат следующие компоненты:
гнездо для процессора;
набор микросхем системной логики (компоненты North/South Bridge или Hub);
микросхема Super I/O;
базовая система ввода-вывода (ROM BIOS);
гнезда модулей памяти SIMM/DIMM/RIMM;
разъемы шин PCI/AGP;
разъем AMR (Audio Modem Riser);
разъем CNR (Communications and Network Riser);
преобразователь напряжения для центрального процессора;
батарея.
Некоторые системные платы также включают
интегрированные vаудио- и видеоадаптеры, сетевой и
SCSI-интерфейсы, а также
другие элементы, в зависимости от типа системной платы.
Гнезда для процессоров
Процессоры можно устанавливать в гнезда типа Socket или Slot.
Процессоры, разрабатываемые фирмой Intel (начиная с 486-го), пользователь может
устанавливать и заменять самостоятельно. Были разработаны стандарты для гнезд типа Socket, в
которые можно установить различные модели конкретного процессора. Каждый тип гнезда
Socket или Slot имеет свой номер. Любая системная плата содержит гнездо типа Socket или
типа Slot; по номеру можно точно определить, какие типы процессоров могут быть
установлены в данное гнездо.
Наборы микросхем системной логики
Современные системные платы невозможно представить
без микросхем системной логики. Набор микросхем подобен системной плате.
Другими словами, две любые платы с одинаковым набором микросхем функционально идентичны.
Набор микросхем системной логики включает в себя интерфейс
шины процессора (которая называется также Front-Side или FSB), контроллеры памяти, контроллеры шины,
контроллеры ввода-вывода и т.п. Все схемы системной платы также содержатся в наборе микросхем.
Набор микросхем, в свою очередь, является соединением процессора с различными
компонентами компьютера. Процессор не может взаимодействовать с памятью,
платами адаптера и различными устройствами без помощи наборов микросхем.
Набор микросхем управляет интерфейсом
или соединениями процессора с различными
компонентами компьютера. Поэтому он определяет в конечном счете тип и быстродействие
используемого процессора, рабочую частоту шины, скорость, тип и объем памяти.
В сущности, набор микросхем относится к числу наиболее важных компонентов системы, даже,
наверное, более важных, чем процессор.
Архитектура North/South Bridge
Большинство ранних версий наборов микросхем Intel
(и практически все наборы микросхем других производителей) созданы на основе
многоуровневой архитектуры и содержат компоненты North Bridge и South Bridge, а также микросхему Super I/O.
North Bridge. Этот компонент представляет собой соединение быстродействующей
шины процессора (400/266/200/133/100/66 МГц) с более медленными шинами AGP
(533/266/133/66 МГц) и PCI (33 МГц).
South Bridge. Этот компонент является мостом между шиной PCI (66/33 МГц) и более
медленной шиной ISA (8 МГц).
Super I/O. Это отдельная микросхема, подсоединенная к шине ISA, которая фактически
не является частью набора микросхем и зачастую поставляется сторонним производителем.
Микросхема Super I/O содержит обычно используемые периферийные элементы,
объединенные в одну микросхему.
Наборы микросхем, созданные за последние годы,
позволяют поддерживать различные типы процессоров, скорости шин и схемы периферийных соединений.
North Bridge иногда называют контроллером PAC (PCI/AGP Controller).
В сущности, он является основным компонентом системной платы и единственной,
за исключением процессора, схемой, работающей на полной частоте
системной платы (шины процессора).
South Bridge - компонент в наборе микросхем
системной логики с более низким быстродействием; он всегда находился на отдельной микросхеме.
Микросхема Super I/O, которая является третьим
компонентом системной платы, соединена с шиной ISA (8 МГц) и содержит все стандартные
периферийные устройства, встроенные в системную плату. Например, большая часть микросхем Super I/O
поддерживает параллельный порт, два последовательных порта, контроллер гибких
дисков, интерфейс клавиатура/мышь. К числу дополнительных компонентов
могут быть отнесены CMOS RAM/Clock, контроллеры IDE, а также интерфейс игрового порта.
Системы, содержащие порты IEEE-1394 и SCSI, используют для портов этого типа отдельные микросхемы.
Hub-архитектура
В серии 800 набора микросхем используется hub-архитектура,
в которой компонент North Bridge получил название Memory Controller Hub (MCH), а компонент
South Bridge - I/O Controller Hub (ICH). В результате соединения компонентов посредством
шины PCI образуется стандартная конструкция North/South Bridge. В hub-архитектуре
соединение компонентов выполняется с помощью выделенного hub-интерфейса,
скорость которого вдвое выше скорости шины PCI. hub-архитектура обладает некоторыми
определенными преимуществами по отношению к традиционной конструкции North/South Bridge.
Увеличенная пропускная способность.
Уменьшенная загрузка PCI.
Уменьшение монтажной схемы.
Hub-архитектура предусматривает увеличение
пропускной способности устройств PCI, что связано с отсутствием компонента South Bridge,
передающего поток данных от микросхемы Super I/O и загружающего тем самым шину PCI.
Благодаря обходу PCI hub-архитектура позволяет увеличить пропускную
способность устройств, непосредственно соединенных с I/O Controller Hub (ранее South Bridge),
к которым относятся новые быстродействующие интерфейсы ATA-100 и USB 2.0
В начало страницы
| | |