Форм-фактор компьютеров

Форм-фактор компьютеров

 

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.

Прародитель компьютеров IBM PC

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.

Заглушка в корпус для портов материнской платы

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.

Дальше да меньше.

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.

Различные форм-факторы материнских плат

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.

Открытый корпус barebone системы Shuttle SB95P V2

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.