Реферат: Материнские платы

АТХ

Новая конструкция АТХ была разработана сравнительно недавно. В ней сочетаются наилучшие черты стандартов Baby-AT и LPX и заложены многие дополнительные усовершенствования. По существу, АТХ - это "лежащая на боку" плата Baby-AT с измененным разъемом и местоположением источника питания. Главное, что необходимо знать о конструкции АТХ, - это то, что она физически несовместима ни с кон­струкцией Baby-AT, ни с конструкцией LPX. Другими словами, для системной платы АТХ нужны особый корпус и источник питания.

Официально спецификация АТХ была опубликована фирмой Intel в июле 1995 года. Она была описана как легальная спецификация для промышленности. Intel опубликовала подробные описания, так что дру­гие производители могут использовать конструкцию АТХ в своих компьютерах. Такой открытой публика­цией Intel фактически создала новый промышленный стандарт АТХ. Конструкция АТХ позволила усовершенствовать стандарты Baby-AT и LPX. Вот что имеется в виду.

• Наличие встроенной двойной панели разъемов ввода-вывода (Built-in double high external I/O connector panel). На тыльной стороне системной платы есть область с разъемами ввода-вывода шириной 6,25" и высотой 1,75". Это позволяет расположить внешние разъемы непосредственно на плате и исклю­чает необходимость использования кабелей, соединяющих внутренние разъемы и заднюю панель корпуса, как в конструкции Baby-AT.

• Наличие одноключевого внутреннего разъема источника питания. Это усовершенствование для рядо­вого пользователя, которому часто приходилось заменять разъемы на источнике питания типа Baby-AT, а затем быть недовольным системной платой. Спецификация АТХ содержит одноключе­вой разъем источника питания, который легко вставляется и который невозможно установить не­правильно. Этот разъем имеет контакты для подвода к системной плате напряжения 3,3 В, а это оз­начает, что для системной платы АТХ не нужны встроенные регуляторы напряжения, которые часто выходят из строя.

• Перемещены CPU и модули памяти. Изменены места расположения CPU и модулей памяти: теперь они не мешают картам расширения, и их легко заменить новыми, не вынимая при этом ни одного из установленных адаптеров. CPU и модули памяти расположены рядом с источником питания и обдуваются одним вентилятором, устраняя, таким образом, необходимость в специальном процес­сорном вентиляторе, неэффективном и склонном к поломкам. Есть также место и для большого пассивного теплоотвода.

• Перемещены внутренние разъемы ввода-вывода. Внутренние разъемы ввода-вывода для накопителей на гибких и жестких дисках смещены и находятся рядом с этими накопителями, а не под слотами расши­рения или самими накопителями. Это означает, что внутренние кабели к накопителям могут стать значительно короче, а для доступа к разъемам не потребуется убирать одну из плат или накопитель.

• Интенсивное охлаждение. CPU и модули памяти охлаждаются тем же вентилятором, что и источник питания. Теперь нет необходимости в отдельном вентиляторе для корпуса или процессора. Кроме того, в конструкции АТХ вентилятор источника питания направляет поток воздуха ВНУТРЬ корпу­са, увеличивая в нем давление и препятствуя проникновению в компьютер пыли и грязи. Вы може­те поставить фильтр и сделать компьютер еще более защищенным.

• Снижение стоимости. Для конструкции АТХ не нужны гнезда кабелей к разъемам внешних портов, встречающихся на системных платах Baby-AT, дополнительный вентилятор для процессора и 3,3-вольтовый стабилизатор на системной плате.  В  этой конструкции используется один-единственный разъем питания. Кроме того, вы можете укоротить внутренние кабели дисковых накопителей. Все это существенно уменьшает стоимость не только системной платы, но и всего компьютера, включая стоимость корпуса и источника питания.

Системная плата АТХ, по сути, представляет собой конструкцию Baby-AT, повернутую на бок. Слоты расширения параллельны более короткой стороне и не мешают гнездам процессора, памяти или разъемам ввода-вывода. Кроме полноразмерной схемы АТХ, фирма Intel описала конструкцию Mini-ATX, которая будет размещаться в таком же корпусе. Отверстия в корпусе располагаются так же, как в Baby-AT. В бу­дущем, возможно, будут разработаны корпуса, поддерживающие конструкции и АТХ, и Baby-AT. Для ис­точников питания потребуется сменный разъем, но основная конструкция источника питания АТХ ана­логична конструкции стандартного источника питания Slimline.

В будущем, благодаря своим преимуществам, конструкция АТХ распространится более широко, но по­ка из-за проблем, связанных с совместимостью с предыдущими компьютерами, ей пока что трудно "побить" конструкцию Baby-AT, и сегодня на рынке гораздо больше системных плат, корпусов и источ­ников питания для Baby-AT, чем для их АТХ-версий.

Стандарт LPX, вероятно, по-прежнему будет использоваться в дешевых компьютерах, например таких, которые продаются в розницу в супермаркетах электроники. Конструкции компьютеров разных фирм с платами LPX иногда различаются, поэтому могут возникнуть проблемы, связанные с взаимозаменяемо­стью плат и корпусов. Лучше не приобретайте компьютер LPX, если вы намерены его модернизировать, потому что найти подходящую плату будет довольно сложно. И, кроме того, выбор плат расширения и дисковых накопителей для такого компьютера весьма ограничен.

NLX

Последней разработкой в области системных плат для настольных ПК стала технология NLX, и, воз­можно, именно она окажется ведущей технологией ближайшего будущего. Платы этого стандарта, на пер­вый взгляд, напоминают платы LPX, но на самом деле они значительно усовершенствованы. Если на пла­ты LPX нельзя установить самые новые процессоры из-за их более крупных размеров и повышенного тепловыделения, то в разработке NLX эти проблемы прекрасно разрешены. Вот каковы основные преимущества этого нового стандарта, перед остальными.

• Поддержка современных процессорных технологий. Это особенно важно для систем с процессором Pentium II, поскольку размер его корпус Single Edge Contact (т.е. корпуса, с единственным рядом расположенных по периметру контактов) практически не позволяет устанавливать этот процессор на платах Baby-AT и LPX. И хотя некоторые производители системных плат все же предлагают АТХ-системы на основе Pentium II, на их платах остается место только для двух 72-контактных разъемов модулей SIMM!

• Гибкость по отношению к быстро изменяющимся процессорным технологиям. Идея гибких систем с объединительной платой нашла новое воплощение в конструкции плат NLX, установить которые можно быстро и легко, не разбирая при этом всю систему на части. Но в отличие от традиционных систем с объединительными платами, у нового стандарта NLX есть поддержка таких лидеров ком­пьютерной индустрии, как AST, Digital, Gateway, Hewlett-Packard, IBM, Micron, NEC и другие.

• Поддержка других новых технологий. Речь здесь идет о таких высоко производительных решениях, как AGP (Accelerated Graphics Port - ускоренный графический порт), USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), технологии больших модулей памяти и DIMM. А в ответ на всевозрастающую роль мультимедиа-приложений разработчики встроили в новую системную плату еще и поддержку таких возможностей, как проигрывание назад видеоролика, расширенные графика и звук. И если в прошлом использование мультимедиа-технологий означало дополнительные затра­ты на различные дочерние платы, то теперь необходимость в них отпала.

Системная плата NLX и платы ввода-вывода (располагающиеся, как и в конструкции LPX, параллель­но системной) теперь легко вставляются и вынимаются, при этом другие платы, в том числе и располо­женные вертикально, остаются нетронутыми. Легче добраться и до самого процессора, который охлажда­ется теперь гораздо лучше, чем в системах с тесно расположенными компонентами. Поддержка плат рас­ширения различного размера позволяет выпускать системы различных модификаций.

Стандарт NLX обеспечивает максимальную гибкость систем и самое оптимальное использование сво­бодного пространства. Даже самые длинные платы ввода-вывода устанавливаются без труда и не задевают при этом никаких других системных компонентов, что было настоящей проблемой для компьютеров типа Baby-AT.

Вполне вероятно, что стандарты АТХ и NLX будут использоваться в большинстве будущих систем. И тем, для кого важна возможность модернизации, системы типа LPX я обычно покупать не рекомендую, поскольку выбор подходящих для них системных плат очень мал, а количество слотов расширения и отсе­ков для накопителей ограничено. И хотя в настоящее время системы типа Baby-AT еще считаются доста­точно гибкими, уже сейчас очевидно, что будущее за конструкциями АТХ и NLX.

Вывод

В качестве вывода мне бы хотелось привести основные критерии оценики качества материнских плат.

Ниже перечисляются компоненты и критерии, которыми можно руководствоваться при оценке любого IBM-совместимого компьютера. При рассмотрении конкретного компьютера не следует рассчитывать, что он будет удовлетворять буквально всем этим требованиям, но несколько первых пунктов наиболее критичны.

• Процессор. Системная плата для Pentium должна, как минимум, поддерживать трехвольтовые про­цессоры Pentium второго поколения, устанавливаемые в гнездо типа 5 или 7, в отличие от процес­соров Pentium первого поколения, устанавливаемых в гнездо типа 4. Системные платы Pentium с гнездом типа 7 (Socket 7) также поддерживают процессоры технологии ММХ, включая процессор Кб фирмы AMD. Более новые процессоры Pentium Pro и Pentium II работают на уникальных сис­темных платах, не совместимых с другими системными платами Pentium.

• Установочное гнездо процессора. На системной плате Pentium должно быть установлено гнездо ZIF (Zero Insertion Force - с минимальным усилием вставки), соответствующее стандарту гнезд типа 7 (321-контактные) фирмы Intel. Гнездо 7 с присоединенным модулем регулятора напряжения (Voltage Regulator Module - VRM) расширит возможность выбора среди следующих версий процес­соров Pentium с более высоким быстродействием. Системные платы Pentium Pro (Р6) должны иметь гнездо типа 8. Перед тем как приобрести дорогую многопроцессорную плату, убедитесь, что ваша операционная система сможет использовать ее возможности. Например, пока Windows 95 не сможет реально использовать более одного процессора. Windows NT, OS/2 и некоторые другие возможно будут работать с этими системами значительно быстрее.

• Быстродействие системной платы. На системной плате Pentium или Pentium Pro должен быть уста­новлен переключатель тактовой частоты для работы на частоте 60 или 66 МГц для обеспечения мак­симальной производительности и совместимости. Для настройки частоты современных процессоров Pentium или Pentium Pro используется множитель тактовой частоты системной платы. Например, Pentium 75 работает на системной плате с тактовой частотой 50 МГц, процессоры Pentium 60, 90, 120, 150, 180 работают на системной плате с базовой частотой 60 МГц, a Pentium 66, 100, 133, 166 и 200 - с частотой 66 МГц. Процессоры Pentium Pro 150, 180 и 200 работают на системных платах с частотами 50, 60 и 66МГц соответственно. Все остальные компоненты (особенно кэш-память) должны быть работоспособными и при максимальной тактовой частоте платы.

• Кэш-память. На всех системных платах для процессоров Pentium должно быть установлено 256- 512 Кбайт кэш-памяти уровня 2. Большинство процессоров Pentium Pro имеет встроенный кэш уровня 2 на 256 или 512 Кбайт, но они могут иметь дополнительную микросхему кэш-памяти этого уровня на системной плате для достижения еще большей производительности. Кэш уровня 2 дол­жен быть двунаправленным (т.е. кэшироваться должны как операции считывания, так и операции записи) и выполненным на достаточно быстродействующих микросхемах (15 нс или выше), чтобы поддерживать максимальную тактовую частоту системной платы (66 МГц). Для плат с Pentium необ­ходим кэш Synchronous SRAM (Static RAM), который еще называют Pipelined Burst SRAM.

• Модули памяти SIMM. В идеале системные платы с процессором 486 должны использовать 72-контактные модули SIMM с одним банком памяти на каждый модуль. Допускается установка 30-контактных модулей SIMM (для того чтобы можно было использовать модули памяти от старых системных плат). На системных платах с процессорами Pentium и Pentium Pro должны быть установлены 72-контактные модули SIMM или 168-контактные модули DIMM. Благодаря 64-разрядной конструкции этих плат 72-контактные модули SIMM должны быть установлены парами, а модули DIMM - по одному на 64-разрядный банк. Обратите особое внимание на общий объем памяти, ко­торый поддерживает данная системная плата: 16 Мбайт - это минимум, необходимый для работы современных приложений, однако реально вам понадобится гораздо больше. Системные платы Pentium поддерживают как минимум 128 Мбайт, а многие платы Pentium II - больше 1 Гбайт. Сис­темная плата должна содержать минимум 4 разъема памяти (72-контактных, 168-контактных или их комбинацию), а вообще, чем больше, тем лучше. Для обеспечения максимальной производительно­сти необходимы системы, которые поддерживают модули SDRAM (Synchronous DRAM) и EDO (Extended Data Out) типа SIMM/DIMM. Быстродействие микросхем памяти должно быть не больше 70 нс. В системах, выполняющих максимально точные операции, следует использовать модули с возможностью контроля четности (Parity SIMM), а системная плата должна полностью обеспечивать контроль четности или поддерживать режим ЕСС (Error Correcting Code - код коррекции ошибок). Заметьте, что популярный набор микросхем (чипсет) Intel Triton Pentium (82430FX) вообще не под­держивает память с контролем четности. Другие наборы микросхем для Pentium, такие как Neptune (82430NX) и Triton II (82430НХ), действительно поддерживают контроль четности. Triton II даже поддерживает режим ЕСС при использовании стандартных модулей Parity SIMM. Все современные наборы микросхем для Pentium Pro также поддерживают контроль четности памяти, и поэтому иде­ально подходят для использования в файл-серверах или других компьютерах в сочетании с модуля­ми Parity SIMM или DIMM.

• Тип шины. Системные платы с Pentium и Pentium Pro должны иметь три или четыре слота шины ISA и три или четыре слота локальной шины PCI. Обратите внимание на расположение слотов, чтобы убедиться, что вставленные в них платы расширения не блокируют доступ к разъемам памяти и в тоже время не заблокированы другими компонентами.

• BIOS. В системных платах должна использоваться стандартная программа BIOS (базовая система ввода-вывода) фирмы AMI, Phoenix, Microid Research или Award. Для упрощения модернизации BIOS должна быть записана в микросхемах Flash-ROM или EEPROM и поддерживать технологию Plug-and-Play, Enhanced IDE или Fast АТА, а также дисководы на 2,88 Мбайт. В BIOS должна пре­дусматриваться система расширенного управления питанием АРМ (Advanced Power Management).

• Конструкция. Наиболее универсальной является конструкция типа Baby-AT. Ее можно устанавли­вать в корпуса различной конструкции и модифицировать в большинстве компьютеров. Для дости­жения более высокой производительности и универсальности во многих системных платах и ком­пьютерах используется новая конструкция АТХ. Кроме этого, Intel разработала конструкцию NLX, которая является усовершенствованной конструкцией АТХ.

• Встроенные интерфейсы. Системная плата должна иметь как можно больше встроенных контролле­ров и интерфейсов (кроме видеоадаптера). На ней должны быть установлены контроллер дисковода на 2,88 Мбайт, разъем Enhanced IDE (также называемый Fast АТА) локальной шины (PCI или VL-Bus), два встроенных высокоскоростных последовательных порта (с микросхемами UART типа 16550А) и высокоскоростной параллельный порт (ЕРР или ЕСР). Также желателен встроенный разъем для подключения мыши типа PS/2, хотя для этого можно использовать любой последова­тельный порт. Некоторые новые системы (особенно конструкций АТХ и NLX) могут включать встроенный порт USB (Universal Serial Bus). В ближайшем будущем порты USB станут необходи­мым элементом мультимедийных систем. Встроенный порт SCSI является еще одним преимущест­вом, при условии, что он соответствует стандарту улучшенного программного интерфейса ASPI (Advanced SCSI Programming Interface). На плате может быть установлен встроенный сетевой адап­тер, но, как правило, отдельная плата адаптера, подключаемая к шине ISA, лучше поддерживается стандартными сетевыми драйверами и легче модернизируется. В некоторых ситуациях плюсом можно назвать наличие встроенного видеоадаптера. Оптимальным является видеоадаптер, подклю­чаемый к локальной шине. То же самое можно сказать о встроенных звуковых платах. Обычно они поддерживают основные функции и совместимость с платой Sound Blaster, но часто не имеют дру­гих характеристик, свойственных подключаемым звуковым платам.

• Технология Plug-and-Play (РпР). Системная плата должна поддерживать стандарт Plug-and-Play фир­мы Intel. Это обеспечивает автоматическую конфигурацию адаптеров PCI, а также ISA-адаптеров стандарта Plug-and-Play.

• Управление питанием. Системная плата должна полностью поддерживать все возможности процессоров модификации SL Enhanced с системой расширенного управления питанием АРМ (Advanced Power Management) и способы управления системой SMM (System Management Mode), которые позволяют переводить различные узлы компьютера на различные уровни готовности и энергопотребления.

• Наборы микросхем системной платы. В системных платах Pentium и Pentium ММХ должны исполь­зоваться высокопроизводительные наборы микросхем (чипсеты), которые обеспечивают контроль четности, например Intel Triton II (430НХ). Популярный оригинальный чипсет Intel Triton (430FX), а также более новые 430ТХ и 430VX не поддерживают память с контролем четности, и его не следу­ет применять в компьютерах для выполнения приложений, использующих точные операции (если используется системная плата Pentium), лучше применять чипсет Triton II (430НХ) или эквивалент­ные, которые поддерживают код коррекции ошибок памяти ЕСС (Error Correcting Code), построен­ной на модулях с действительным контролем четности.

Лучшие фирмы-производители системных плат: Intel, SuperMicro, Micronics, AMI,  Acer, Alaris, Asus и т.п.

Список использованной литературы:

1.    Мюллер Скот «Ремонт и модернизация ПК».

2.    Пресс Билл «Ремонт и модернизация ПК. Библия пользователя».

3.    Нортон Питер «Компьютер изнутри».

4.    Фигурнов Э.В. «IBM PC для пользователя».

                                                                                                                    Copyright CyBug™ Inc. 1999©