Форм фактор материнской платы. Форм-фактор, объем буфера и остальные характеристики HDD. Форматы материнских плат для компактных ПК

Технологии в IT-индустрии вот уже несколько десятков лет неуклонно развиваются стремительными темпами. Такой бурный рост приводит к быстрому изменению стандартов, быстрой смене поколений архитектур и огромному количеству продуктов на рынке. Каждый из них обладает набором уникальных параметров, разобраться в которых иногда затруднительно даже техническим специалистам - что уж говорить про обычных пользователей! Взять, к примеру, жёсткий диск (hard disk drive, HDD) - устройство, применяемое в компьютерах для хранения информации. Данный класс компонентов обладает целым рядом характеристик: вид интерфейса, ёмкость, объём кэша (буфера) и так далее. Сегодня мы остановимся на одном из них, и расскажем про форм-фактор HDD: что это такое, как этот параметр влияет на работу накопителя, и как правильно его выбрать. Какой подойдёт для ноутбуков, неттопов, какой - для десктопов. И, главное, обо всех этих компьютерных терминах мы расскажем по-русски!

Под форм-фактором понимают технический стандарт, который задаёт габариты компонента, а также описывает прочие геометрические размеры и параметры, например, диаметр отверстий для крепежа, расположение посадочных мест и так далее. Подобная унификация позволяет добиться взаимозаменяемости компонентов персонального компьютера. Это означает, что при условии совместимости стандартов, различные узлы могут быть переставлены с одной вычислительной машины на другую.

Форм-факторы жёстких дисков для стационарных ПК

Современные жёсткие диски («винчестеры») для стационарных компьютеров выпускаются в двух форм-факторах: 2,5” и 3,5”, где цифры указывают ширину устройства в дюймах (двойной штрих рядом с числом является принятым обозначением данной единицы измерения). Исторически трёхдюймовые модели появились раньше, поэтому до сих пор наиболее популярны для стационарных ПК. Их распространённости также способствует ряд технических преимуществ: большая, нежели у 2,5”, скорость вращения шпинделя (что повышает скорость доступа к данным) и возможность вмещения большего количества информации.

Преимущества 3,5”

1. Высокая производительность благодаря увеличенной скорости вращения шпинделя;
2. Возможность хранения большого объёма информации;
3. Цена: как правило, при аналогичных показателях, трёхдюймовые модели стоят дешевле;
4. Не требуется переходник при установке в стационарный ПК.
Из минусов можно отметить высокий (по сравнению с 2,5”) уровень шума, сильный нагрев, крупные габариты.

Преимущества 2,5”

1. Универсальность и малые габариты: такой «винчестер» можно инсталлировать как в стационарный системный блок (так называемый десктоп), так и в компактные и переносные ПК: лэптопы (ноутбуки), моноблоки (компьютеры, в которых системный блок и дисплей совмещены в одном корпусе), неттопы (компактные настольные ПК);
2. Пониженное электропотребление - ведь диски изначально проектировались для лэптопов - устройств, в которых потребление электроэнергии крайне критично;
3. Низкий уровень шума, который достигается пониженной скоростью вращения шпинделя.
Стоит сказать, что для установки такого жёсткого диска в обычный системный блок, вам потребуется покупка дополнительного переходника, а также специальных салазок, если в корпусе вашего компьютера отсутствует отсек 2,5”. Поэтому универсальность, пусть она и присутствует, достигается с помощью дополнительных технических средств.

Таким образом, выбор размера «винчестера» для стационарного ПК, зависит от того, какие из характеристик имеют для вас больший приоритет: производительность и объём - 3,5”, небольшие габариты и универсальность - 2,5”.

Размеры HDD для ноутбуков

В большинстве современных ноутбуках применяются жёсткие диски формата 2,5” - что существенно облегчает поиск и выбор этого компонента. Но стоит отметить, что HDD для лэптопов могут иметь высоту в 9,5 мм и 7 мм - более тонкие модели применяются в ультра-буках. Поэтому обязательно определите высоту посадочного места перед «апгрейдом» - иначе компонент может физически не поместиться в корпус. В нетбуках также могут применяться диски 1,8”, хотя производители активно отказываются от данного формата.

Размеры внешних накопителей

Внешние накопители представляют собой обычный стационарный «винчестер», снабжённый USB-контроллером и помещённый в специальный бокс (корпус). Соответственно, и форм-факторы сохраняются типичные: 1,8”, 2,5” и 3,5”. Подавляющее большинство внешних «винчестеров» выпускается в формате 2,5”, поскольку он обеспечивает оптимальное отношение между производительностью и компактностью, являющуюся важным параметром для любой переносной электроники.

Внешние HDD, выполненные в форм-факторе 3.5”, требуют дополнительного источника питания. Такие жёсткие диски не предназначены для переноски. Они спроектированы как стационарное устройство хранения информации, применяющееся в том случае, когда установка HDD внутрь компьютера осложнена или невозможна: например, при использовании моноблоков или ноутбуков.

Размеры SSD

В настоящее время активно набирает популярность перспективный вид запоминающих устройств, названный твердотельным накопителем (англ. solid-state drive, SSD). Этот класс имеет принципиальные отличия от классических жёстких дисков: в конструкции SSD отсутствуют механические компоненты. Такое внутренне исполнение даёт несколько преимуществ: многократное повышение скорости чтения-записи, отсутствие шума при работе. Исполнения твердотельных накопителей, благодаря отказу от механических двигающихся частей, намного разнообразнее: так, существуют SSD, выполненные в виде платы расширения для шины PCIe. Однако большинство производителей выпускает твердотельные накопители в стандартных форм-факторах HDD, а именно - в 1,8-, 2,5-, а также 3,5-дюймовых форматах. Это сделано для максимальной совместимости с существующими корпусами ноутбуков и системных блоков: ведь SSD закрепляются в тех же отсеках, что и HDD.

Наиболее распространённый размер современных SSD - 2,5”. Этот формат - с точки зрения производителей - наиболее выгоден экономически, поскольку совместим и с ноутбуками, и с моноблоками, и с классическими системными блоками. Однако стоит иметь в виду, что для установки SSD в типичный настольный компьютер, вам потребуется специальный переходник (салазки) на 3,5”, поскольку отсек формата 2,5” отсутствует во многих корпусах.

На рынке также представлены внешние SSD с размерами 1,8” или 2,5”. С практической точки зрения, в портативных твердотельных накопителях этот параметр ни на что не влияет, кроме удобства эксплуатации: устройство меньших размеров, разумеется, проще переносить.

Итак, современные устройства накопления информации выпускаются в трёх основных видах форм-факторов: 1,8”, 2,5” и 3,5”. Каждый из них применяется в своей нише:
— 1,8” - внешние переносные SSD;
— 2,5” - портативные устройства, накопители для ноутбуков и настольных ПК с небольшими габаритами;
— 3,5” - стационарные «винчестеры», предназначенные для установки в системный блок десктопов.

Можно сказать так про форм-фактор HDD: что это параметр, который следует выбирать в первую очередь исходя из типа вашего персонального компьютера (нетбук, ноутбук, моноблок, неттоп, стационарный системный блок) и конструкции его корпуса.

Каждый пользователь подбирает компьютер под себя. Потому оболочка и содержания представлены огромным числом вариантов: игровые ПК, ноутбуки, нетбуки (иногда уступающие по размерам книге). Внешность компьютера определяет таинственное слово – форм-фактор. О разнообразии форм-факторов здесь и пойдет речь.

Пристальный взгляд.

“Форм-фактор ” – это таинственный зверь для всех, кроме интересующихся ПК пользователей. Поскольку таковых сейчас большинство, то и загадки определение не представляет. Что же это такое на самом деле?

Форм-фактор – некий стандарт, в котором описаны параметры и характеристики устройства. Ему необходимо следовать, для возможности использования продукта, с изделиями различных производителей. Применительно к ПК все просто. Сборка системного блока подразумевает, что все его детали должны быть изготовлены по одному стандарту (иначе они попросту не смогут вместе работать). Сейчас, один из наиболее популярных, – ATX.

Но нельзя рассматривать форм-фактор так узко. В нем описано все: расположение всех элементов и их крепление к материнской плате, размещение компонентов в корпусе, предельные и минимальные размеры плат, возможные области напряжения, допустимую нагрузку на каждый элемент и конструкцию в целом. Некоторые требования обязательны, другие исполняются на усмотрение производителя (степень охлаждения и расположение охлаждающих элементов определяет производитель).

Главным соглядатаем, с давнего времени, выступает компания Intel. Она выпускает детальные спецификации численного большинства форм-факторов. Однако некоторые производители вполне могут закрыть глаза на общие нормы (при этом в жертву приносится совместимость), другие предлагают свои спецификации. Каждый форм-фактор рассчитывает на какие-либо нужды: гибкость и расширяемость, зацикленность на определенных производителях, эффективность охлаждения.

От истоков.

Когда мир компьютеров еще был маленький и неоперившийся, нужды в форм-факторах не возникало. Изделия выпускались полностью готовые, но модернизировать их не представлялось возможным. Аппаратной совместимости у таких ПК не было.

Все кардинально поменялось с приходом на рынок IBM. Упускать такое прибыльное дело “Голубой гигант” не собирался. Компания запустила проект “Шахматы”. За закрытыми дверями 12 ведущих ученых, менее чем за год, выпустили ПК под названием “Acorn” (в переводе с английского – “Желудь”). В 1981 году, продукт под маркой IBM PC попал на рынок. Новая идеология вызвала огромный общественный резонанс. Для своей разработки IBM применили принципиально новый подход: использовались разработки множества компаний, был введен BIOS, на шины и интерфейсы не налагались лицензии. После такого новаторского подхода, стало появляться множество расширений для “Желудя”, выпускаемых различными компаниями. Опасаясь потерять совместимость, во всех устройствах использовали корпуса и системные платы IBM или их точные копии. Незаметно на компьютерном рынке появился первый в истории форм-фактор.

В дальнейшем, новые поколения IBM PC сильно разнились. Это приводило к изменениям и самих форм-факторов. PC сменился XT (eXtended Technology), а затем и AT (Advanced Technology). Новая спецификация оказалась гораздо совершеннее, предшественников: разъемы питания были стандартизированы, определились с расположением кнопки включения и разъемами питания, появилась кнопка перезагрузки (Reset), начал производится “башенный” тип корпуса (для сравнения – раньше все корпуса были “лежачие”).

Через год на свет появился Baby AT. Устройство было полностью совместимо со стандартными AT, но при той же производительности имел гораздо меньшие размеры. Форм-фактор этого типа продержался на рынке еще 10 лет, большую часть из которых пользовался сумасшедшей популярностью.

Обработка результатов.

Долгое время разработчики требовали обновить устаревшие форм-факторы. В 1995 году над всеми сжалился Intel. Пользователям была представлена совершенно новая спецификация ATX. Она остается востребованной до сих пор. Рассмотрим ATX подробнее:

• Питание обрело программное управление. Теперь на системную плату постоянно подается напряжение. Теперь включение и выключение производятся программно.
• Расположение всех элементов на системной плате позволяет сделать охлаждение более эффективным.
• Значительно улучшенный разъем питания позволяет справляться с выросшим потреблением энергии различных элементов.
• На заднюю панель корпуса теперь выведены все разъемы системной платы. Также с платой поставляется и специальная планка с прорезями. Она подходит под любой корпус ATX и обеспечивает заземление контактов.

Вопрос размера.

Один форм-фактор, не смотря на свои плюсы, многих не устраивал. Подарок Intel, в виде семи слотов расширений на плате 305X244, оценили немногие. Главная проблема в данном случае стояла с размерами. Увеличенная плата вызывала неизбежное их увеличение. Отсюда появилось множество отклонений от главной ветки производства. Даже Intel разработал различные варианты, отличающиеся по размерам:

• Micro-ATX – плата была обрезана до четырех слотов. Сегодня этот форм-фактор имеет наибольшую популярность. Сегодня большая часть устройств расширения интегрирована непосредственно в системную плату.
• Flex-ATX – вышла как дополнение к Micro-ATX. Основное отличие, размеры платы. Тут они 229X191, в отличие от 244Х244 предыдущей. Максимальная высота элементов платы также нормирована.
• Extended-ATX – системные платы более широкие (305Х330 мм). Форм-фактор используется для серверов и рабочих станций. На системной плате обычно можно разместить 8 модулей памяти, большие, в сравнении с стандартными, системы охлаждения и сильные регуляторы напряжения.

Чем дальше в лес, тем больше дров. Разработчики электроники категорически не согласны с этим мнением. Прогресс электроники значительно миниатюризирует все, до чего дотягивается. Сейчас один микрочип справляется с функциями 5-6 платами недавнего прошлого. Возможно, в ближайшее время, персональный компьютер станет действительно крошечным. Пока мы ждем будущего, оно уже приходит к нам само. Сейчас уже выходят системные платы, с помощью которых строятся почти полноценные ПК, по размером не превышающие оптические приводы.

VIA Technologies не стали дожидаться нового форм-фактора от Intel. В 2004 году компания выпустила свое предложение по комплектации миниатюрных систем. Рынок принял новое веяние благосклонно. Mini-ITX имеет размер платы 170Х170. Элементы расположены с обеих сторон и низковольтный процессор интегрирован изначально. Платы такого типа содержат один слот для плат расширения и еще один для модуля памяти. Формат используется для неттопов и настольных ПК. Несколько позже VIA Technologies представили еще два форм-фактора: Nano-ITX – плата одногодок с предыдущей моделью (120Х120), Pico-ITX представленная публике в 2007 (100Х72). Стоит заметить, что миниатюрные новинки не используют для ПК. В наше время все эти форматы используют микропроцессоры Intel и AMD.

Впереди планеты всей.

В стандартном ATX, множество неоптимальных решений и недостатков. Корпус используется слишком нерационально: пространства слишком много, но шлейфы мешают исполнения им своих функций, задерживая воздушные потоки. Неудобные и слишком большие системы охлаждения говорят о нерациональном расположении элементов.

Однако энергопотребление растет, вызывая перегревание системы. Intel были вынуждены разработать форм-факторы, обеспечивающие оптимальное охлаждение, которое требуют современные устройства. В 2004 году компания представила стандарт Balanced Technology Extended (BTE). В его спецификации описаны несколько вариантов корпуса, блок питания и форм-факторы системной платы:

• BTX – 266,7X325,12 мм, имеет 7 слотов для использования плат расширения.
• microBTX – размер системной платы 266,7Х264,16. Имеет 4 слота.
• nanoBTX – 266,7Х223,52 мм. 2 слота расширения.
• picoBTX – 266,7Х203,2, включают всего 1 слот.

Самым интересным нововведением можно считать термальный модуль. Он отвечает за охлаждение всей системы. Любая система BTX содержит модуль исключительно в передней половине корпуса. Таким образом, воздух может захватываться снаружи и охлаждать всю систему. Элементы направляют потоки наиболее эффективным путем. Компьютер BTX охлаждается при помощи всего двух вентиляторов. В отличие от ATX – плата перевернута. Ее расположение проходит по левому краю системного блока. BTX позволил использовать новый тип корпуса – куб.

Пользователи тепло встретили последнюю спецификацию Intel. Появлялись первые машины с корпусом и платой BTX. Правда, идиллия длилась недолго. Производители решили поддержать ATX. Немного позже Intel прикрыла всю линейку. Перспектива у BTX была слишком долгосрочной и компании сама с ней покончила, выпустив процессор Core. Он потребляет гораздо меньше двухъядерных Пеньков (Pentium). Новые технологии позволили снизить теплоизлучение и энергопотребление. Исходя из этого, новый форм-фактор оказался попросту не нужен.

Однако, дело обстоит не столь печально, как видится на первый взгляд. BTX все еще используется на рынке OEM. Возможно, в ближайшем будущем, новые мощности позволят заново взглянуть на забытый форм-фактор.

Что такое Barebone?

Для сбора компьютера нужно лишь выбрать форм-фактор и приобрести необходимые элементы. Но как поступить, если существующие форм-факторы не подходят, душа хочет чего-то потише, покомпактнее и покрасивее? В этом может помочь Barebone.

Barebone – это спроектированный индивидуально ПК. При этом, действующие форм-факторы не рассматриваются. Система (включая плату и корпус) изготовляется, в зависимости от требований пользователя. Разработчики размещают компоненты компактно, учитывая необходимые размеры и охлаждение. Ключевые проблемы состоят в: отсутствии слотов для расширения, практически невозможностью изменять конфигурацию (только, с помощью замены процессора, жесткого диска и модулей памяти) и отсутствии видеокарты. Barebone – дороже обычного ПК, но, в то же время, тише, меньше и красивее. Его нельзя будет использовать в качестве игровой платформы, только в виде пишущей машинки или медиацентра.

Стоит также заметить, что Barebone – не готовый компьютер. Пользователь сам может выбрать и доустановить оперативную память, жесткий диск и процессор. Можно заказать моноблочную систему Barebone. Она комплектуется сенсорным дисплеем.

ЛЕКЦИЯ №2. Системная плата ПК. Микропроцессор.

Системная плата ПК

Основой системного блока ПК является системная плата, которая определяет вся конфигурацию компьютера. Все устройства, входящие в состав ПК, подключаются к этой плате с помощью расположенных на ней разъемов. Соединение всех устройств в единую систему осуществляется с помощью системной шины (магистрали), представляющей собой линии передачи данных, адреса, управления.

Рис 2.1. Структурная схема типовой системной платы на процессоре фирмы Intel.

На системной плате (часто ее называют материнской платой - motherboard), размещаются:

1. Наборы больших однокристальных электронных микросхем – чипов

(центральный процессор, чипсет, интегрированные контроллеры устройств и их

интерфейсы).

2. Микросхемы памяти и разъемы их плат.

3. Микросхемы электронной логики.

4. Разъемы системной шины (стандартов ISA, EISA, VESA, PCI, AGP, PCI-Express и

5. Простые радиоэлементы (транзисторы, конденсаторы, сопротивления и др.).

6. Слоты для подключения плат расширений (видеокарт или видеоадаптеров,

звуковых карт, сетевых карт, интерфейсов периферийных устройств IDE, EIDE,

7. Разъемы портов ввода/вывода (COM, LPT, USB, PS/2 и др.).

Ядро ПК образуют микропроцессор (центральный процессор ПК) и основная память ПК, состоящая из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). ОЗУ и ПЗУ часто называют внутренней памятью ПК. Все остальные устройства хранения информации называют внешней памятью, или накопителями, даже если эти накопители (НГМД, НМЖД и т.д) конструктивно входят в состав ПК и его системного блока.

Системная плата - основа системного блока. Конструктивно она представляет собой многослойную печатную плату. Содержит гнездо (Socket) для установки процессора, слоты (длинные щелевые разъемы) для установки памяти, видеоадаптера, плат расширения, разъемы для подключения внешних устройств. Для подключения внешних устройств обычно используются шины USB, PCI, PCI-Express (более старые стандарты шин – ISA, EISA, AGP).

Socket 478 - конструктивное исполнение процессоров Intel. Имеет вид квадратной микросхемы с 478 выводами, торчащими вниз; - гнездо на системной плате для установки такого процессора. Имеет нулевое усилие установки (Zero Inserting Force - ZIF), рычаг для фиксации/освобождения процессора и уши для крепления радиатора охлаждения.

LGA - Land Grid Array - новый тип корпуса процессоров Intel, характеризующийся отсутствием выводов как таковых. Вместо них корпус имеет 775 плоских площадок, которые при установке в гнездо входят в контакт с подпружиненными иглами в разъеме.

AGP - Accelerated Graphics Port - специализированный порт и разъем на системной плате для установки видеокарт. Является уродливым развитием стандарта PCI.

PCI - Peripheral Components Interconnect - стандарт шины для подключения устройств расширения к системной плате и встроенных устройств на самой системной плате. Имеет ширину шины 32 или 64 (для серверов) бит, частоту 33.33 (66.66) МГц. В системных платах персональных компьютеров используется версия 32 бита 33.33 МГц.

В настоящее время производители во главе с Интел развернули кампанияю по вытеснению AGP и PCI новой последовательной шиной PCI Express.

IDE - интерфейс жестких дисков и накопителей на оптических дисках. Физически выглядит как двухрядная гребенка на системной плате и на винчестерах или накопителях. Гребенки соединяются между собой ленточным шлейфом с 40 или 80 (в зависимости от скорости) жилами.

PCIexpress - новый стандарт шины для подключения устройств расширения к системной плате. Отличается последовательным способом обмена и масштабируемостью для увеличения пропускной способности. В зависимости от числа параллельно работающих последовательных каналов стандарт предусматривает разную длину разъема с обратной совместимостью устройств с меньшим числом каналов и разъемов с большим. Производители уже используют эту шину на новых системных платах и намереваются заменить ей используемые еще шины PCI и AGP.

USB – порт для подключения внешних устройств. Производители на волне всеобщего перехода на последовательные шины и экономию стратегически ценной медной проволоки стремятся заменить интерфейсом USB все ранее использовавшиеся и использующиеся еще параллельные интерфейсы LPT и последовательные COM и PS/2.

IEEE1394 - это тоже последовательный интерфейс для внешних устройств, но более скоростной, чем USB. Если через USB могут работать клавиатуры, мыши, принтеры, сканеры, модемы, внешние дисководы и прочее медленное оборудование, то пропускной способности IEEE1394 хватает для перекачки видео, и используется этот интерфейс для подключения цифровых видеокамер, скоростных внешних DVD-приводов, сканеров.

Платформа - это совокупность базовых характеристик системной платы - на какой процессор она рассчитана, какой тип памяти, видео, устройств ввода-вывода она поддерживает. Например, можно говорить об "интеловской платформе" или "АМДэшной платформе" - так как процессоры этих двух производителей имеют различные конструктивные и логические особенности, сразу становится понятно, что в первом случае имеется в виду система на базе процессора Интел, во втором - АМД.

Внутри этой глобальной классификации тоже можно выделить свои "платформы". Например, Интел приложила героические усилия по смене платформы. Сложившаяся было платформа на базе процессора в конструктиве Socket 478, памяти DDR, видео AGP, интерфейса устройств расширения PCI и накопителей IDE, портов LPT и COM, по мнению Интел, должна была быть заменена на платформу с процессором в корпусе LGA 775, памятью DDR2, видео и устройств расширения PCI Express, накопителей SATA, а порты должны быть исключительно USB и IEEE1394.

Основные компоненты, установленные на материнской плате:

· набор системной логики (англ. chipset ) - набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».

· Северный мост (англ. Northbridge ), MCH (Memory controller hub), системный контроллер - обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport и SCI.

Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессор в AMD K8), что упрощает функции системного контроллера.

В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

· Южный мост (англ. Southbridge ), ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер - содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC - используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O ) - микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

· ОЗУ (некоторая часть оперативной памяти может располагаться прямо на плате)

· загрузочное ПЗУ - хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.

· Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

· Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

· Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).

Форм-фактор	Физические размеры	Спецификация, год	Примечание
XT	8,5 х 11" (216 х 279 мм)	IBM, 1983	архитектура IBM PC XT
AT	12 х 11"–13" (305 х 279–330 мм)	IBM, 1984	архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower)
Baby-AT	8,5" х 10"–13" (216 х 254-330 мм)	IBM, 1990	архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 г.)
ATX	12" х 9,6" (305 х 244 мм)	Intel, 1995	для системных блоков типов MiniTower, FullTower
ATX Riser		Intel, 1999
eATX	12" х 13" (305 х 330 мм)
Mini-ATX	11,2" х 8,2" (284 х 208 мм)		для системных блоков типа Tower и компактных Desktop
microATX	9,6" х 9,6" (244 х 244 мм)	Intel, 1997	имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU
LPX	9" х 11"–13" (229 х 279–330 мм)	Western Digital, 1987	для системных блоков типа Slim
Mini-LPX	8"–9" х 10"–11" (203–229 мм х 254–279 мм)	Western Digital, 1987	для системных блоков типа Slim
NLX	8"–9" х 10"-13,6" (203–229 мм х 254–345 мм)	Intel, 1997	предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX
FlexATX	9,6" х 7,5"-9.6" (244 х 190-244 мм)	Intel, 1999	разработан как замена для форм-фактора MicroATX
WTX	14" × 16,75" (355,6 х 425,4 мм)
Mini-ITX	6,7" х 6,7" (170 х 170 мм)	VIA Technologies, 2003	допускаются только 100 Вт блоки питания
Nano-ITX	(120 х 120 мм)	VIA Technologies, 2004
BTX	12,8" х 10,5" (325 х 267 мм)	Intel, 2004	допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы
MicroBTX	10,4" х 10,5" (264 х 267 мм)	Intel, 2004	допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы
PicoBTX	8,0" х 10,5" (203 х 267 мм)	Intel, 2004	допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы
ETX и PC-104			используются для встраиваемых (embedded ) систем
CEB	12" х 10,5" (305 х 267 мм)		для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня
Pico-ITX	3,9" х 2,7" (100 х 72 мм)	VIA, 2007	используются в ультракомпактных встраиваемых системах

Системная шина

Системная шина - основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

Шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

Шину адреса, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

Шину команд, содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

Шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему контроллер шины, формирующий основные сигналы управления.

Шина - совокупность проводников и протоколов передачи сигналов управления и данных по ним для организации передачи информации между устройствами. На заре появления микропроцессорных систем были изобретены параллельные шины, позволяющие подключать на одни и те же линии данных, адресов и управления несколько устройств. Например, процессор 8080 имел 8-разрядную шину данных и 16-разрядную шину адреса. Если не подключать все устройства параллельно к одной шине, тогда всю эту кучу проводов нужно будет тащить к каждому устройству отдельно, и микропроцессорная система и плата под нее неимоверно усложнится. Параллельное подключение устройств позволяет экономить линии шин данных и адреса, но требует от устройств, чтобы они могли, кроме перевода линий шин в высокое и низкое логические состояния, еще и отключаться от шины во избежание конфликтов. Выбор активного устройства производится путем декодирования состояния линий шины адреса, а направление передачи по параллельной шине определяется сигналами чтения и записи. Название «параллельная» определяется тем, что разряды данных, адреса или команды пересылаются одновременно – каждый разряд по своей линии передачи.

Обычно ведущим устройством (активным) на шине выступает процессор, но активными могут быть и другие устройства - например, контроллер прямого доступа к памяти (DMA - Direct Memory Access) может брать на себя управление шиной, и тогда процессор отключается от нее, давая возможность передать данные непосредственно в/из памяти, что получается быстрее и без прерывания выполняемой программы. В спецификации шины PCI, например, предусмотрен режим Bus Mastering, позволяющий получать управление шиной не только процессору или контроллеру DMA, но и другим устройствам на шине, если они достаточно интеллектуальны, чтобы это делать.

В последнее время наблюдается стремление разработчиков аппаратуры перейти от параллельных шин к последовательным. Объясняется это сложностями синхронизации обмена по параллельным шинам на высоких частотах - если физические проводники, реализующие шину, будут иметь различие по длине, на высоких частотах это приведет к расхождению фронтов сигналов на разных проводниках, увеличению времени, необходимого для установления переходных процессов перед подачей сигналов записи или чтения и, тем самым, ограничению максимальной скорости передачи и быстродействия устройств. Кроме того, увеличение разрядности процессоров, требует увеличения разрядности шин и количества выводов процессора, что делает систему громоздкой и ненадежной. Последовательные шины реализуются более простыми физическими средствами, но требуют более сложных устройств для передачи и приема, поскольку требуется преобразование информации из параллельной формы в последовательную и обратно, а при передаче формирование избыточных кодов для надежной передачи и коррекции ошибок, если они возникают. Последовательные шины более просты механически, более устойчивы к помехам и в перспективе имеют более широкие перспективы для перехода на высшие скорости обмена.

К шине подключаются адаптеры или контроллеры, служащие для согласования работы устройства с остальными блоками ПК.

Адаптер – блок для соединения устройств, использующих различные интерфейсы.

Контроллер – то же, что и адаптер, только с некоторыми самостоятельными функциями, способен выполнять собственные программы управления.

Микропроцессор

Микропроцессор (МП) - центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Микропроце́ссор - процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.

История микропоцессоров

В конце 1970 г. компания Intel приступила к выпуску первого в мире микропроцессора модели 4004. Он был четырехразрядным, то есть за одну операцию (такт) обрабатывал одно 4-разрядное число. В 1972 г. Intel разработала 8-разрядный микропроцессор модели 8008, а в 1978 г. - первый 16-раз рядный процессор 8086. Он стал базой для персональных компьютеров IBM PC XT, ставших стандартом де-факто для всей компьютерной индустрии. Затем появились процессоры 80286, 80386 (первый 32-разрядный процессор), 80486. С появлением в 1995 г. процессоров Pentium начался новый этап развития персональных компьютеров, когда они стали не только рабочим инструментом, но и домашним, бытовым устрой ством повседневного использования.

В 1995 г. персональный компьютер, оснащенный процессором Pentium 100 и 16 Мбайт оперативной памяти, стал продаваться по цене ниже 3000$. Видимо, этот рубеж стал психологическим барьером, поскольку продажи росли с космической скоростью вплоть до насыщения рынка, когда в развитых странах 80-85% семей стали владельцами ПК. Поначалу главными покупателями выступали студенты и аспиранты, затем к ним подключились школьники и их родители. В последнее время в мире продается около 200 миллионов ПК в год, а средняя цена настольной персоналки не превышает 1000$.

С 1995 г. и по настоящее время различные фирмы выпустили свыше 120 моделей процессоров для персональных компьютеров. Некоторые из них стали знаковыми явлениями в компьютерной индустрии. Основными производителями процессоров для ПК в рассматриваемый период стали компании Intel и AMD. Корпорация Intel с 1995 г. и по настоящее время использовала семь моделей платформ с различными интерфейсами про цессоров: от Socket 5 до Socket 775. Компания AMD использовала немного меньше - пять платформ (от Socket 7 до Socket 939). Таким образом, в среднем актуальность платформы сохранялась в течение полутора-двух лет.

Корпус – это не только внешний вид ПК, но и его защита, и дополнение, и неотъемлемая часть. Корпус системного блока является основным элементом компьютерной системы, на котором крепятся все его устройства. Поэтому корпус для компьютера нужно выбирать со знанием их видов и функциональности. Так чем же все-таки отличаются «внешние оболочки» ПК и какие могут быть советы по выбору корпуса для компьютера?

Корпуса могут иметь разные формы – вертикальную и горизонтальную.

Вертикальная – башня (tower ) обычно располагается рядом с монитором или ставится под стол вниз. Вертикальные башни подразделяются на следующие форматы: mini-tower, midi-tower, big-tower.

Mini-tower - достаточно невысокий по высоте корпус. Поначалу, в эпоху господства системных плат формата Baby АТ, был самым хорошо распространенным, но сегодня он встречается значительно реже, т.к. с размещением в нем полноразмерных системных плат АТХ могут появиться проблемы, остаются лишь малогабаритные платы форматов micro-ATX и flex-АТХ. Такие корпуса чаще всего используется в компьютерах самых простых конфигураций и применяются в качестве офисных машин или сетевых терминалов.

Midi-tower – наиболее распространенный сегодня формат корпуса - midi (middle)-tower АТХ. Он обеспечивает использование большого числа накопителей и практически всех типов системных плат при приемлемых габаритных размерах. Данный вид корпуса подходит практически для всех домашних и офисных машин и применяется везде.

Big-tower – являются самыми крупногабаритными корпусами и обеспечивают расположение системных плат любых размеров и самого большого количества устройств формата 5,25", чаще всего 4 - 6. Помимо того, они чаще всего комплектуются блоками питания повышенной мощности. Основная сфера применения таких корпусов - рабочие станции, небольшие серверы и компьютеры для продвинутых пользователей.

Горизонтальная форма носит название «десктоп» (desktop ). Размещается обычно под монитором. Выглядит такая конструкция очень изящно. Однако собирать и ремонтировать компьютер на базе «десктопа» трудно и неудобно. К тому же объем горизонтального корпуса значительно меньше, а блоки питания отличаются малой мощностью.

Говоря о внутренней структуре корпуса, следует сказать, что подразделяются корпуса по форм-факторам: ATX и BTX и их подвидам.

Форм-фактор ATX

ATX (от англ. Advanced Technology Extended) - форм-фактор подавляющего большинства современных (на 2005-2008 гг.) персональных настольных компьютеров.

ATX является наиболее современным корпусом и большинство нынешних системных плат рассчитаны именно под него. ATX характерен более легкий доступ к внутренним устройствам компьютера (даже без использования отвертки). Также в нем улучшенная вентиляция внутри корпуса, имеется возможность установки большего количества полноразмерных плат расширения и расширенны возможности по управлению энергопотреблением.

ATX был создан Intel в 1995 году и пришёл на смену использовавшемуся долгое время форм-фактору AT (реальное вытеснение прежнего стандарта произошло в конце 1999 - начале 2001 гг.). Другие современные стандарты (microATX, flexATX, mini-ITX) обычно сохраняют основные черты ATX, изменяя лишь размеры платы и количество слотов расширения.

ATX определяет следующие характеристики:

• геометрические размеры материнских плат
• общие требования по положению разъёмов и отверстий на корпусе
• положение блока питания в корпусе
• геометрические размеры блока питания
• электрические характеристики блока питания
• форму и положение ряда разъёмов (преимущественно питания)

Размеры плат форм-фактора АТХ - 30,5х24,4 см .

Размеры уменьшенных версий материнских плат АТХ:

Mini-ATX - 28,4х20,8 см
Micro-ATX - 24,4х24,4 см
Flex-ATX - 22,9х20,3 см

Базовые отличия от форм-фактора AT

Питанием процессора управляет материнская плата, для обеспечения работы управляющего блока и некоторых периферийных устройств даже в выключенном состоянии на плату подаётся напряжение 5 вольт. (Для обеспечения электрической развязки многие блоки питания ATX имеют разрывающий выключатель на корпусе).

Изменился разъём питания: предыдущий стандарт (AT) использовал два похожих друг на друга разъёма питания, которые могли быть по ошибке перепутаны (хотя есть правило - четыре чёрных провода (общие) должны находиться рядом), в стандарте ATX разъём имеет однозначное включение.

Изменилась задняя панель, в стандарте AT на задней панели был только разъём клавиатуры и отверстия для слотов расширения (или «заглушек» с разъёмами, подключающимися к материнской плате посредством гибких шлейфов); в стандарте ATX на задней панели есть фиксированного размера прямоугольное отверстие.

Внутри этого отверстия производитель материнской платы может располагать разъёмы в любом порядке, в комплекте с материнской платой идёт «заглушка» (англ. IO plate) с прорезями под разъёмы конкретной материнской платы (это позволяет использовать один и тот же корпус для материнских плат с совершенно разными наборами разъёмов).

Стандартизировано подключение клавиатуры и мыши, для клавиатуры у стандарта AT использовался весьма большой 5-контактный разъём DIN, для мыши стандартный разъём не предусматривался; в стандарте ATX используются два разъёма PS/2.

Форм-фактор MicroATX (µATX, mATX, uATX)

MicroATX (µATX, mATX, uATX) - форм-фактор материнской платы 9,6х9,6" (24,4х24,4 см ), разработан Intel в 1997 году. Используется только для процессоров x86 архитектуры.

Форм-фактор разрабатывался с учётом полной электрической и обратной механической совместимостью с форм-фактором ATX. Материнские платы µATX могут использоваться в корпусах для ATX (но не наоборот). При выпуске материнских плат часто выпускают на одном и том же чипсете платы как формата ATX, так и µATX, при этом различие обычно состоит в количестве PCI слотов и интегрированной периферии. Весьма часто следующее различие: µATX платы выпускаются со встроенной видео-картой, ATX - без (µATX предполагается для офисной работы и не рассчитан на игровое применение, требующее мощных видеокарт).

Форм-фактор Mini-ITX (µITX, mITX)

Mini-ITX - форм-фактор для материнских плат, разработанный компанией VIA Technologies. При сохранении электрической и механической совместимости с форм-фактором ATX, материнские платы mini-ITX существенно меньше по размеру (17 на 17 см ).

В 2001 году для продвижения процессора C3 (купленного Cyrix) был создан форм-фактор ITX (21,5 х 19,1 см). На практике он не использовался, вместо него активно начал использоваться «уменьшенный» форм-фактор - mini-ITX .

Одной из особенностей материнских плат формата mini-ITX является наличие впаянного процессора, что удешевляет общую стоимость компьютера. Благодаря относительно низкому тепловыделению на многих материнских платах mini-ITX используется пассивная система охлажения. В сочетании с SSD накопителями это позволяет создавать бесшумные компьютеры, не содержащие движущихся механических деталей.

Материнские платы формата mini-ITX за счёт своего размера используются во встраиваемых компьютерах, тонких клиентах, нетребовательных домашних компьютерах.

В 2005 году VIA представила уменьшенную версию mini-ITX, названную nano-ITX (12 x 12 см).

В настоящее время большинство производителей материнских плат анонсировали свои решения форм-фактора mini-ITX, и разработчики компьютеров могут выбирать решения на различных архитектурных платформах: VIA, AMD, Intel. Такой широкий выбор предоставляет возможность построения малогабаритных экономичных систем для выполнения разнообразнейших задач, от встраиваемых управляющих систем, платежных терминалов и до мультимедийных центров. Относительно невысокая производительность Mini-ITX платформ, связанная с их пониженным тепловыделением, делает эти решения идеальными для использования в сетевых дисках NAS, SAN, а также в домашних мини-серверах.

Форм-фактор BTX

BTX (англ. Balanced Technology Extended) - форм-фактор, предложенный компанией Intel в 2005 году. Предполагалось, что BTX придёт на смену форм-фактору ATX.

Формат был предложен в конце 2004 - начале 2005 компанией Intel (автором стандарта ATX), однако оказался не очень популярным, так, в начале 2006 года большая часть настольных компьютеров (согласно данным froogle) продавалась с форм-фактором ATX или microATX. Первый компьютер форм-фактора BTX был продан компанией Gateway Inc. Dell так же выпускала компьютеры в этом форм-факторе.

Однако, всё увеличивающееся тепловыделение процессоров Pentium 4, которое было главной причиной создания BTX, вынудило корпорацию Intel перейти к другим путям наращивания мощности, и поколение Intel Core уже было гораздо более энергоэффективным и "холодным". Таким образом, главное преимущество BTX стало несущественным, и появились сомнения в целесообразности его дальнейшей поддержки.

В сентябре 2006 года Интел отказалась от поддержки стандарта BTX.

Основные преимущества:

• снижение высоты материнской платы с установленным кулером процессора, уменьшение высоты IO Plate .
• обеспечение охлаждения всех компонент компьютера (учитывая не только нагрев от процессора, но сильно нагревающиеся видеокарты, жёсткие диски) за счёт создания прямых токов воздуха внутри корпуса. Для этого, материнская плата устанавливается вертикально на левую стенку корпуса (в ATX - на правую), благодаря чему периферийные платы располагаются вверх радиаторами. Такое их расположение способствует воздухообмену.
• снижение уровня шума.

Форм-фактор eATX (EATX)

Форм-фактор eATX (EATX) - (англ. Extended ATX) отличается от ATX в основном размерами. Этот стандарт допускает установку материнских плат размером до 30,48x33,02 см. В большинство EATX-корпусов можно устанавливать и материнские платы ATX.

Назначение и различия материнских плат

Материнская плата (motherboard англ.) или как ее еще называют – системная плата , служит для обеспечения взаимодействия между всеми компонентами персонального компьютера. Проще говоря, она объединяет между собой и управляет всеми элементами твоего компьютера.

Системные платы различаются по своему назначению, своей функциональности и по размерам (формфактору). По назначению материнки бывают: для настольных ПК, для ноутбуков и для серверов (мы остановимся только на настольных компьютерах). Под функциональностью, подразумевается то, какой тип процессора иоперативной памяти можно на нее поставить, а это в свою очередь влияет и на всю остальную конфигурацию и производительность системного блока . Размер же материнской платы, имеет решающее значение при выборе корпуса системного блока. Формфакторы материнских плат имеют определенные мировые стандарты, вот некоторые из них:

WTX – 355,6х425,4 мм, для серверов и рабочих станций.

ATX – 305х244 мм, для обычных корпусов.

Mini-ATX – 284х208 мм, для малых корпусов.

microATX – 244х244 мм, для малых корпусов.

Mini-ITX – 170х170 мм, для сверхмалых корпусов.

Если ты когда-нибудь, захочешь самостоятельно собрать себе компьютер по частям, то помни, что начинать следует именно с выбора материнской платы.

Производители материнских плат

Из наиболее известных производителей материнских плат на российском рынке следует отметить такие компании как: Asus (Тайвань), Gigabyte (Тайвань), Intel (США), MSI (Тайвань), ASRock (Тайвань).

Устройство материнской платы

А теперь давай с тобой посмотрим, как схематично устроена системная плата . Для возможности подключения к себе других устройств, все материнки имеют одинаковые стандарты расположенных на них слотов и разъемов, а взаимодействие этих слотов и разъемов обеспечивается чипсетом.

Чипсет – это набор взаимосвязанных микросхем (системной логики), эти микросхемы принято называть Северным и Южным мостами.

Северный мост отвечает за взаимодействие центрального процессора (ЦПУ) и оперативной памяти.

Южный мост обеспечивает совместную работу центрального процессора и устройств, подключенных к PCI, IDE, SATA, USB и прочим типам слотов и разъемов, о которых мы поговорим ниже.

Все эти взаимодействия в системной плате осуществляются с помощью специальных магистралей называемых шинами.

Шины – это специальные устройства для связи между компонентами материнской платы, т.е. по ним передаются различные сигналы и команды. Разные шины обладают разной скоростью передачи сигналов (пропускной способностью).

Например, фронтальная шина (FSB) связывающая северный мост с ЦПУ имеет высокую скорость работы, а шина LPC, связывающая Южный мост с BIOS и мультиконтроллером (англ. Super I/O – регулирует работу портов PS/2, AGP, LPT и пр.), обладает низкой пропускной способностью.

Что находится на материнской плате

И так с устройством разобрались, теперь разберемся с основными разъемами и слотами, находящимися на материнской плате, узнаем, как они называются и, что к ним следует подключать. А для наглядного примера возьмем материнскую плату Gigabyte GA-770T-D3L .

Северный Мост (контроллер-концентратор памяти )

Сокет – это основной разъем материнской платы, предназначенный для установки центрального процессора. Каждый сокет поддерживает только определенный тип процессоров, поэтому производители системных плат всегда указывают какие процессоры можно установить на ту или иную модель платы.

Слоты оперативной памяти служат для установки плат (модулей) ОЗУ, таких слотов на материнской плате обычно от двух до четырех. Они располагаются справа от сокета, и так же как в случае с процессором каждая материнская плата поддерживает только один из типов оперативной памяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Чем больше число DDR, тем мощнее и современнее тип ОЗУ. Какой именно тип памяти поддерживает конкретная системная плата можно узнать из инструкции к ней или из надписи на плате рядом со слотами, а если проще – чем современнее материнка , тем более мощная оперативка ей требуется.

Слот PCIEX16 предназначен для установки видеокарты, на дорогих и мощных материнских платах таких слотов может быть несколько. При установке видеокарты в этот слот стоит обратить внимание на его пропускную способность (указана на плате), она бывает трех типов: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0, соответственно, чем выше число, тем больше пропускная способность.

Слоты PCIEX1 предназначены для установки различных устройств: WiFi карты, WiMax карты, GPS приёмники, выводы для индикаторных светодиодов, USB 2.0 и пр.

Сетевой контроллер это чип (в нашем случае Realtek RTL8111D/E) на материнской плате, который исполняет роль интегрированной сетевой карты и необходим для подключения к интернету.

Южный мост (периферийный контроллер )

BIOS – это чип, а также вшитая в него микропрограмма, которая включается перед запуском операционной системы, основное предназначение BIOS – это проверка работоспособности компьютера (этот процесс называется POST) до загрузки ОС. Помимо этого BIOS позволяет настраивать различные параметры материнской платы.

Джампер очистки содержимого CMOS-памяти, необходим для возвращения BIOS к заводским настройкам (обнулению), это может быть необходимо при ремонте компьютера. Для обнуления необходимо снять пластиковую заглушку с контактов джампера и замкнуть их отверткой (разумеется, эти действия следует производить на обесточенном компьютере).

Батарейка на материнской плате нужна для сохранения основных настроек BIOS в тех случаях, когда ты выключаешь компьютер из электросети.

Слоты PCI служат для подключения периферийных устройств к системной плате, это может быть звуковая карта, TV-тюнер, сетевая карта и пр.

Разъем IDE – это устаревший интерфейс для подключения оптических приводов и жестких дисков. Разъем IDE имеет большие размеры и меньшую скорость обмена информацией, чем современные разъемы SATA.

Разъем FDD служит для подключения Floppy дисковода, предназначенного для чтения гибких дисков.

Разъем SATA – это как говорилось выше более современный аналог IDE, SATA используются в основном для подключения жесткого диска и оптического привода.

Разъемы USB предназначены для подключения USB входов с передней панели системного блока, к каждому разъему можно подключить по два входа.

Звуковые разъемы (есть не на всех материнка) служат для подключения к материнской плате различных устройств снабженных дополнительными аудиовыходами. CD IN – для подключения дополнительных аудио поводов с оптического привода. Разъемы SPDIF IN и SPDIF OUT необходимы при подключении устройств (напр. звуковой или видеокарты), которые поддерживают цифровой аудиовыход, через дополнительные S/PDIF или HDMI кабеля.

Разъемы питания материнской платы и процессора

Разъем питания ATX необходим для подключения соответствующего кабеля с блока питания, через него запитывается сама системная плата, платы расширения, подключаемые к ней, а также системы охлаждения (кулер процессора и др.), различные световые индикаторы и пр.

Разъем ATX 12V предназначен для подачи питания на центральный процессор .

Питание системы охлаждения

Входы, кнопки, индикаторы с передней панели системного блока

К разъемам из группы F PANEL подключаются провода от кнопок включения и перезагрузки компьютера, индикатора работы жесткого диска, а также системный динамик.

К разъему F AUDIO следует подключать передние аудио входы от наушников и микрофона. Поэтому если на передней панели корпуса эти входы есть, но они не работают, следует проверить подключены ли провода от них к данному разъему, так как при магазинной сборке компьютера это часто забывают сделать.

Классификация материнских плат по форм-фактору

Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин,портов ввода-вывода, разъёма процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей (что имеет ключевое значение для снижения стоимости владения, англ. TCO ).

3. Чипсет.

Чипсет или набор системной логики – это основной набор микросхем материнской платы, обеспечивающий совместное функционирование центрального процессора, ОЗУ, видеокарты, контроллеров периферийных устройств и других компонентов, подключаемых к материнской плате. Именно он определяет основные параметры материнской платы: тип поддерживаемого процессора, объем, канальность и тип ОЗУ, частоту и тип системной шины и шины памяти, наборы контроллеров периферийных устройств и так далее.

Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух компонентов, представляющих собой отдельные чипсеты, связанные друг с другом высокоскоростной шиной.

Однако последнее время появилась тенденция объединения северного и южного моста в единый компонент, так как контроллер памяти все чаще встраивают непосредственно в процессор, тем самым разгружая северный мост, и появляются все более быстрые и быстрые каналы связи с периферийными устройствами и платами расширения. А также развивается технология производства интегральных схем, позволяющая делать их более миниатюрными, дешевыми и потребляющими меньше энергии.

Объединение северного и южного моста в один чипсет позволяет поднять производительность системы, за счет уменьшения времени взаимодействия с периферийными устройствами и внутренними компонентами, ранее подключаемыми к южному мосту, но значительно усложняет конструкцию чипсета, делает его более сложным для модернизации и несколько увеличивает стоимость материнской платы.

Но пока что большинство материнских плат делают на основе чипсета разделенного на два компонента. Называются эти компоненты Северный и Южный мост.

Названия Северный и Южный - исторические. Они означают расположение компонентов чипсета относительно шины PCI: Северный находится выше, а Южный - ниже. Почему мост? Это название дали чипсетам по выполняемым ими функциям: они служат для связи различных шин и интерфейсов.

Причины разделения чипсета на две части следующие:

1.Различия скоростных режимов работы.

Северный мост работает с самыми быстрыми и требующими большой пропускной способности шины компонентами. К числу таких компонентов относится видеокарта и память. Однако сегодня большинство процессоров имеют встроенный контроллер памяти, а многие и встроенную графическую систему, хотя и сильно уступающую дискретным видеокартам, но все же часто применяемую в бюджетных персональных компьютерах, ноутбуках и нетбуках. Поэтому, с каждым годом нагрузки на северный мост снижаются, что уменьшает необходимость разделения чипсета на две части.

2. Более частое обновление стандартов периферии, чем основных частей ЭВМ.

Стандарты шин связи с памятью, видеокартой и процессором изменяются гораздо реже, чем стандарты связи с платами расширения и периферийными устройствами. Что позволяет, в случае изменения интерфейса связи с периферийными устройствами или разработки нового канала связи, не изменять весь чипсет, а заменить только южный мост. К тому же северный мост работает с более быстрыми устройствами и устроен сложнее, чем южный мост, так как от его работы во многом зависит общая производительность системы. Поэтому его изменение - дорогая и сложная работа. Но, несмотря на это, наблюдается тенденция объединения северного и южного моста в одну интегральную схему.