Faktori oblika matične ploče

Matična ploča je glavna ploča s tiskanim strujnim krugom u računalu, i osnova je glavne komunikacije između svih dijelova računala, kroz koju se sav hardver i vanjske jedinice međusobno povezuju.

Matična ploča može sadržavati 6 do 14 slojeva stakloplastike, bakrenih poveznica, konektora, kondenzatora, čipova i ostalih elektronskih komponenata. Na matičnu ploču se mogu staviti dodatne komponente preko njezinih ulaza za proširenje. Oni mogu biti utičnice za procesore, DIMM, HTX, PCI, PCIe i M.2 utičnice, kao i konektori za napajanje.

Matične ploče obično nude dodatnu povezivost preko Southbridge čipa u obliku PCI, SATA, Thunderbolt, USB-a i drugog. CPU-RAM i PCIe su najčešće povezani preko interkonektora s točke na točku, npr. hipertransporta (HT), interkonektora brze veze (QPI) ili Ultraveznog interkonektora (UPI). Često odabir matične ploče određuje glavne značajke koje će imati stolno računalo.

Najpopularnije matične ploče za stolna računala danas su ATX, Intelove ploče koje su nadograđene verzije IBM-ovog AT dizajna. Drugi faktori oblika uključuju proširene ATX, mini-ATX, mikroATX, BTX, mikroBTX, mini ITX, mikro ITX and i ITX.

Ugradnja komponenti je izbacila Northbridge čipove koji su kontrolirali memoriju matičnih ploča. S nastupom memorijskih upravljača ugrađenih u procesore, integrirane video kartice su se isto preselile s matične ploče na procesor.

Na AMD-ovom novom Ryzenu, čak i Southbridge nije obavezan zbog SOC (sustava na čipu) prirode procesora. Ova nadogradnja procesora smanjuje troškove proizvođačima matičnih ploča koji žele ponuditi osnovne sustava za radne stanice i računala početne razine, dok omogućavaju provedbe visokog stupnja prilagodbi koje podržavaju nadogradivost platforme.

Vrste faktora oblika matičnih ploča

Faktor oblika matične ploče opisuje njezin osnovni oblik, vrstu kućišta i napajanje koje ploča može koristiti, te njenu fizičku organizaciju (raspored komponenti na matičnoj ploči). Kroz vrijeme su se mnogi novi faktori forme razvili na matičnim pločama.

AT i Baby AT

U ranim danima računala, najzastupljeniji faktori oblika matičnih ploča su bili AT i baby AT. Ove dvije varijante se u osnovi razlikuju u širini: starije kompletne AT ploče su široke 12 inča. To je zastarjeli faktor oblika koji se može pronaći samo kod starijih strojeva, poput 386-ica ili još starijih.

Jedan od glavnih problema sa širinom ove ploče (osim ograničenja upotrebe na manja kućišta) je činjenica da se dobar postotak ploče preklapa s ležištima za različite jedinice. To čini instalaciju, provjeru i nadogradnju ploče sa komponentama vrlo teškom.

Baby AT matična ploča je široka 8.5 inča i dugačka 13 inča. Smanjena širina znači mnogo manje preklapanje s ležištima za grafičke kartice i drugi hardver, iako još uvijek postoji nešto preklapanja u prednjem dijelu kučišta.

Baby AT matične ploče se razlikuju po svojem obliku i obično postojanjem jedinstvenog konektora za tipkovnicu u punoj veličini nalemljenog na ploču. Serijski i paralelni konektori se gotovo uvijek spajaju pomoću kablova koji povezuju fizičke konektore instalirane na kućište i igličaste ulaze na matičnoj ploči.

AT Matična ploča

Prednosti Baby AT dizajna matične ploče

1. Veličina od 8.5 inča naspram 10 inča je čini pogodnijom za manja stolna osobna računala
2. Većina površine matične ploče je lako dostupna za instalaciju i nadogradnje

Mane Baby AT dizajna

1. Smještaj procesora – budući da procesor i toplinski odvod pokrivaju dio ploče, teško je priključiti PCI i SATA kartice na slotove. Ovo je glavni problem s kojim se suočavamo kod AT matičnih ploča – procesor može zasmetati pri instalaciji produženih kartica.
2. Postavljanje matične ploče – neka kućišta nisu izbušena tako da pristaju na sve montažne rupe za Baby AT matične ploče. Zbog toga je prednji rub sistemske ploče bez potpore i kroz vrijeme se taj rub može saviti, što može dovesti do gubitka kontakata kod pojedinih komponenti, a produžna kartica može izazvati probleme s isprekidanim radom.

Faktori oblika ATX i Mini ATX matičnih ploča

Kompletni-ATX – (12 inča široka x 9.6 inča visoka)

Mini-ATX – (11.2 inča široka x 8.2 inča visoka).

ATX, je Intel stvorio 1995 i razvijen je iz Baby AT faktora oblika, te je zamišljen da donese slijedeča četiri poboljšanja:

• Veća lakoća korištenja
• Bolja potpora za trenutne i buduće I/O komponente
• Bolja potpora za trenutnu i buduću tehnologiju procesora
• Smanjena ukupna cijena sustava

ATX je zapravo Baby AT izokrenut za 90 stupnjeva koji nudi novu instalacijsku konfiguraciju za napajanje. Procesor je premješten dalje od produžnih ulaza (suprotno Baby AT-u), što omogućava dodavanje kartica u punoj dužini.

Dulja stranica ploče se upotrebljava za podršku većeg broja I/O portova. ATX napajanje, umjesto da ispuhuje zrak van iz postolja, kao kod većine Baby AT platforma, ono stvara protok zraka kroz postolje i preko procesora.

ATX Matična ploča

Neka poboljšanja na faktorima oblika ATX matičnih ploča

• Ugrađeni I/O konektori ulaza: Za razliku od Baby AT matičnih ploča ATX ima konektore zalemljene izravno na matičnu ploču.
• Ugrađeni PS/2 konektor miša: ATX matične ploče imaju PS/2 portove ugrađene u ploču.
• Smanjeno poklapanje s drugim ležištima: Budući da je ova ploča zarotirana za 90 stupnjeva u odnosu na Baby AT stil, postoji mnogo manje „preklapanja“ između ploče i ležišta, što ploču čini mnogo dostupnijom i rezultira s manje problema u hlađenju.
• Smanjeno preklapanje s produženom karticom: Ulaz za procesor i ulaz za memoriju su premješteni s prednjeg dijela na stražnju desnu stranu ploče, blizu napajanja. To u potpunosti rješava problem slobodnog prostora koji je postojao kod baby AT matičnih ploča i omogućava korištenje kartice u punoj dužini na većini (ako ne svima) ulaza sistemskih sabirnica.
• Bolji konektor napajanja: ATX matična ploča koristi jedan 20-iglični konektor umjesto zbunjujućeg para skoro jednakih 6-igličnih konektora na faktorima oblika Baby AT ploča.
• Podrška uključivanja napajanja: ATX napajanje se pali i gasi signalizacijom iz matične ploče, a ne preko fizičke sklopke. To omogućava računalu da se pali i gasi pomoću softverske kontrole, što dopušta poboljšanu regulaciju napajanja.
• Podrška 3.3V struje napajanja: ATX matična ploča ima podršku za 3.3V struju iz ATX napajanja.
• Poboljšani dizajn otvara mogućnost nadogradnje: Djelomično zato što je ovo novija vrsta dizajna, ATX je dugoročno gledano odličan izbor. Štoviše, njezin dizajn čini nadogradnju lakšom zbog učinkovitijeg pristupa komponentama na matičnoj ploči.

Faktori oblika MikroATX matičnih ploča

Ovaj faktor oblika je razvijen kao prirodna nadogradnja ATX faktora oblika kako bi dostigao nove zahtjeve tržišta i nove PC tehnologije za smanjenjem kučišta. MikroATX podržava:

• Trenutne tehnologije procesora
• Prijelaz prema budućim tehnologijama procesora
• AGP grafička rješenja visokih performansa
• Manje dimenzije matične ploče
• Faktor oblika koji donosi manje napajanje

Flex ATX

Ovo je podkategorija MikroATX-a koju je Intel razvio 1999. Omogućava fleksibilnije dizajne matičnih ploča, bolji smještaj komponenti i bolje oblikovanje. Može biti još manji nego uobičajeni mikroATX.

• Podržava trenutne procesorske tehnologije s utičnicama
• Manje dimenzije matične ploče
• ATX 2.03 I/O ploča
• Iste montažne rupe kao kod mikroATX
• Ima ulaze s pregradama samo za procesore kako bi ploča zauzimala što manji prostor

LPX i Mini LPX (Prošireno kućište manjeg profila)

Napomena: Ovi faktori oblika matičnih ploča su zastarjeli.

Faktori oblika LPX matičnih ploča su dizajnirani kako bi se koristili u manjim Slimline ili tzv. kučištima manjeg profila koja se obično koriste kod stolnih računala manjih dimenzija. Glavni cilj ovog faktora forme je smanjenje zapremnine i cijene.

Najistaknutija značajka ovog faktora je takozvana riser kartica koja služi za držanje ulaza za utore za kartice. Riser kartica LPX faktora oblika matičnih ploča se nalazi u centru matične ploče. Produžne kartice se stavljaju u riser karticu, a moguće je spajanje maksimalno tri kartice. To znači da su produžne kartice paralelno s površinom matične ploče.

To dopušta smanjenje visine kućišta, jer je upravo visina produžnih kartica glavni razlog zašto su normalna kućišta visoka kao što jesu. Problem je u tome što je broj produžnih kartica ograničen na samo dva ili tri!

I dok proizvođač može koristiti LPX faktor oblika kako bi smanjio cijenu i uštedio na prostoru kod konstrukcije proizvoda po želji kupca, ovakav sustav pati od nestandardiziranih postavki, slabih mogućnosti proširenja, slabog hlađenja i poteškoća kod uradi sam načina kreiranja sustava.

Faktori oblika LPX matične ploče

Faktori oblika NLX (Proširena novija forma manjeg profila)

Napomena: Ovaj faktor oblika matične ploče je isto stvar prošlosti.

Potreba za modernijim manjim standardom matičnih ploča dovela je do razvoja novih NLX faktora oblika. NLX je sličan LPX u mnogo stvari. Kao i ATX, NLX standard je razvijen u Intelu 1998.

NLX još uvijek koristi isti opći dizajn kao LPX, samo s manjom matičnom pločom i riser karticom za produžne kartice. Riser kartica je gurnuta na jedan krajnji rub matične ploče.

NLX donosi sljedeće promjene:

• Revidirani dizajn koji  podržava veće memorijske module i moderno DIMM pakiranje memorije.
• Podršku za najnovije procesorske tehnologije, uključujući novo SEC pakiranje koje koristi Pentium II.
• Podrška za AGP video kartice.
• Bolje toplinske osobine, za podršku modernim procesorima koji se zagrijavaju više nego stariji.
• Optimalniji smještaj procesora na ploči kako bi se omogućio lakši pristup i bolje hlađenje.
• Više fleksibilnosti u postavkama i konfiguriranju matične ploče.
• Pojačane značajke dizajna, kao na primjer sposobnost montiranja matične ploče tako da lako klizi unutra ili van kućišta.

Piše: L.M.