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, определяющие форму и размеры материнских плат, а также расположение компонентов на них и особенности корпусов, и описаны ниже.
AT
Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру модификации - AT и Baby AT. Размер полноразмерной AT платы достигает до 12" в ширину, 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.
Таким образом, единственные материнские платы, выполненные в форм-факторе AT, доступные в широкой продаже, это платы соответствующие форматы Baby AT. Размер платы Baby AT 8.5" в ширину и 13" в длину. 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.
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.
LPX
Еще до появления ATX, первым результатом попыток снизить стоимость PC стал форм-фактор LPX. Предназначался для использования в корпусах Slimline или Low-profile. 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 оставляет 9 х 13'', для Mini LPX - 8 х 10''.
ATX
Спецификация ATX, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена как раз на исправление всех тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT. А решение, по сути, 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 повысить 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. Теперь напряжение питания 3.3 В, весьма широко используемое современными компонентами системы, (взять хотя бы 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.
20. Процессор Intel Pentium II Xeon
Внутри корпуса процессора расположены: вариант кристалла Deschutes, выполненный по технологии 0.25, Vcc=2 вольта, в стандартном корпусе, новый кэш второго уровня, способный работать на полной частоте процессора (сейчас это 400 МГц), причем это одна (512 Кбайт) или две (2*512 Кбайт) микросхемы, практически в таком же корпусе, как и сам процессор. Дело в том, что работающий на такой скорости кэш рассеивает тепла ничуть не меньше, чем сам кристалл процессора, и требует металлической крышки на корпусе для достаточного теплоотвода. Процессор рассеивает 30 или 38 Ватт тепла в штатном режиме работы (кэш 512 Кбайт и 1Мбайт соответственно). Когда картридж собран, крышки всех микросхем касаются металлической стороны картриджа, на которую в свою очередь крепятся радиатор и вентилятор. Кроме процессора и кэш памяти второго уровня на плате картриджа находятся: PIROM (Processor Information Read Only Memory) – микросхема ПЗУ с зашитой в ней информацией о частоте, модели, размере кэш памяти и версиях различных компонент процессора, SEEPROM (Scratch Electric Erasable Programmable Read Only Memory) – микросхему с перезаписываемой "пользовательской" (например, производителя сервера) информацией и микросхему интерфейса с тепловым датчиком расположенном на самом кристалле процессора. Все эти компоненты объединены последовательной шиной SMBus (System Management Bus) и могут быть опрошены программно, например BIOS'ом, через чипсет, включающий в себя контроллер этой шины. Надо отметить, что подобная мера вовсе не является защитой от разгона, так как производители материнских плат всегда могут скорректировать BIOS, допустив установку не предназначенных для данной модели процессора параметров. Как большинство из них и поступает в случае с модулями памяти DIMM, содержащими информацию о скоростных и электрических параметрах памяти. Не менее кардинальным, чем кэш, отличием от Pentium II является новая FSB (Front Side Bus – внешняя шина самого процессора), известная как Slot 2. Правда, если уж быть точным Slot 2, как и Slot 1, это спецификация на разъем, шину и геометрию картриджа, а также на электрические и термальные параметры шины и процессора. Процессор поддерживает Extended Server Memory архитектуру, которая позволяет программно и аппаратно адресовать объем памяти превышающий 4 Гбайта (64 Гбайта в случае Xeon), и была впервые применена в процессорах Pentium Pro. Возможны SMP конфигурации до восьми процессоров, без дополнительных схемных решений (Pentium II – максимум 2 процессора).
21. Чипсет i440GX
Чипсет i440GX состоит из двух микросхем, модификации PIIX4 (PCI ISA IDE Xcelerator 4) и GX (82443GX Host Bridge/Controller). Как и его предшественники, построен он по архитектуре QPA (Quad Port Architecture) и представляет собою коммутатор между четырьмя интерфейсами: AGP, PCI, FSB и шиной памяти.
· FSB: Slot 1 и Slot 2 процессоры с внешней частотой (64 битной) шины 100 МГц. Поддержка отложенных транзакций и SMP для двух процессоров. Режим 66 МГц больше не поддерживается (частота PCI всегда равна частоте FSB/3).
· AGP: 1x (66 МГц) и 2x (133МГц) режимы, возможно только одно AGP устройство.