Продолжаем работу в штатном режиме. Подберём решение под вашу задачу.
Содержание
- Материнские платы ATX
- Материнские платы Micro-ATX
- Материнские платы Mini-ITX
- Материнские платы Nano-ITX
- Материнские платы 3,5 дюйма
- Материнские платы Pico-ITX
- Материнские платы 1,8 дюйма
- Материнские платы COM Express
- Материнские платы Qseven
- Материнские платы SMARC
Компьютеры постоянно развиваются, они становятся мощнее и компактнее. Для того чтобы унифицировать габариты ПК появляются различные стандарты ограничивающие размеры материнский плат или по-другому форм-фактор.
На примере материнских плат AXIOMTEK мы кратко рассмотрим эволюцию форм-фактора промышленных материнских плат и расскажем об особенностях их применения.
Сравнительная таблица габаритов материнских плат
| Название форм-фактора | Размер в мм | Размер в дюймах |
| ATX | 305 × 244 | 12 × 9,6 |
| Mini-ATX | 284 × 208 | 11,2 × 8,2 |
| Micro-ATX | 244 × 244 | 9,6 × 9,6 |
| Mini-ITX | 170 × 170 | 6,7 × 6,7 |
| Nano-ITX | 120 × 120 | 4,7 × 4,7 |
| 3,5 дюйма | 146 × 104 | 5,8 × 4 |
| Pico-ITX | 100 × 72 | 3,9 × 2,7 |
| 1,8 дюйма | 56 × 85 | 2,2 × 3,4 |
| Com Express | 120 × 95 95 × 95 84 × 55 | 4,7 × 3,7 3,7 × 3,7 3,3 × 2,2 |
| Qseven | 70 × 70 | 2,8 × 2,8 |
| SMARC | 82 × 80 82 × 50 | 3,2 × 3,2 3,2 × 2 |
История развития процессорных плат AXIOMTEK начинается с выпуска первой платы форм-фактора ATX в 1998 году. Материнские платы формата ATX имеют габариты 305 х 244 мм и предоставляют следующие преимущества:
- Возможность установки самых производительных процессоров
- Большое количество портов ввода/вывода
- Увеличение коммуникационных возможностей через слоты расширения
Совокупность достоинств формата ATX позволила занять ПК на базе материнских плат ATX самый широкий сегмент промышленности - десктопные ПК формата Tower. Решения на базе плат ATX применяют в качестве АРМ оператора, серверов для критически важных приложений, мультимедийных центров и других приложений, где требуется высокая производительность.
Высокая стоимость плат формата ATX и их габариты не всегда подходили для решения тех или иных задач. Особенно если надо было разработать более компактное решение, но с учетом сохранения производительности. Так появились более компактные платы формата Micro-ATX. Особенностью данных плат является:
- Сохранение высокой производительности в меньших габаритах
- Достаточное количество портов ввода/вывода
Изменение форм-фактора позволило создать более компактные решения.
Следующим витком развития процессорных плат стали платы формата Mini-ITX. Разработка данного форм-фактора значительно расширила возможности применения материнских плат. Это обусловлено следующими факторами:
- Возможностью использования как десктопных, так и мобильных процессоров, что позволило создать решение под задачи с различными требованиями к производительности
- Возможность использования безвентиляторной системы охлаждения, что повысило отказоустойчивость систем и снизило уровень производимого шума
- Возможность подключения дисплея через внутренние разъемы LVDS и eDP
- Расширение коммуникационных возможностей через Riser карту
С выходом форм-фактора Mini-ITX появились новые типы ПК для различных сфер применения:
- Панельные ПК с активной системой охлаждения
- Появилась возможность устанавливать платы расширения в панельные ПК
- Появилась возможность создания безвентиляторных 1U серверов
- Возросло производство компактных переносных систем с большим количеством портов ввода/вывода и слотами расширения
Возросшее количество различных типов ПК позволило значительно расширить сферы применения промышленных компьютеров:
- Промышленная автоматизация
- Пищевая промышленность
- Нефтегазовая отрасль
- Полевые изыскания
- Мобильные комплексы
- И многие другие сферы
Следующей вехой развития процессорных плат стало появление формата Nano-ITX. Данный форм-фактор имеет габариты всего 120х120 мм. При разработке данного форм-фактора было принято решение отказаться от слотов расширения. Так же по мнению многих специалистов появление форм-фактора Nano-ITX стало отправной точкой для создания встраиваемых систем, потому что компактные размеры, безвентиляторное охлаждение и широкий набор портов ввода/вывода позволили разработчикам создать различные дизайны своих собственных систем как низкопрофильных, так и полностью кастомизированных. Еще одним очень важным фактором стала возможность работы в расширенном диапазоне температур, что позволило использовать данные платы в самых критически важных приложениях, таких как уличное видеонаблюдение и системы безопасности.
Дальнейший вектор развития форматов процессорных плат вел к еще большему уменьшению их габаритов. На данный момент одним из самых востребованных форматов является форм-фактор 3,5 дюйма. Компактные размеры 146х104 мм, возможность работы в расширенном диапазоне температур, наличие внутренних портов LVDS и eDP позволило применить их в самых разных приложениях. Так большинство встраиваемых безвентиляторных ПК, моноблоков, компактных безвентиляторных панельных компьютеров построены на базе плат 3,5 дюйма.
На данный момент платы формата 3,5” применяют в следующих сферах промышленности:
- Промышленная автоматизация
- Транспорт и логистика
- Нефтегазовая отрасль
- Робототехника
- Медицина
- Энергетика
- И в некоторых решениях оборонного характера
Еще одним востребованным форм-фактором является формат Pico-ITX или 2.5 дюйма. Одноплатные компьютеры Pico-ITX с габаритами 100 мм x 72 мм предоставляют разработчикам систем и OEM-производителям возможность создавать сверхкомпактные решения, обеспечивающие превосходную вычислительную производительность при исключительно низком энергопотреблении. Одноплатные компьютеры Pico-ITX отвечают требованиям заказчиков благодаря своим компактным размерам, безвентиляторной работе, низкому энергопотреблению, универсальности ввода-вывода и возможности работы в диапазоне температур от -40 до +85С.
Платы формата Pico-ITX лежат в основе большинства ультракомпактных встраиваемых компьютеров.
Тенденция к уменьшению габаритов на этом не останавливается, и производители продолжают соревноваться в миниатюризации. Так в 2021 году появилась плата формата 1,8 дюйма. В схожих габаритах были доступны альтернативы только на «бытовом рынке», например, Raspberry Pi. Главным отличием данного одноплатного компьютера от бытового аналога - это архитектура x86, что позволяет применить данную плату в различных решениях АСУ ТП в качестве микрокомпьютера или контроллера для пограничных вычислений.
Отдельного внимания стоит уделить системам на модуле или SoC. К данным типам модулей относят модули формата COM Express, Q7 и Smarc.
COM Express type 6
Самым популярным форматом COM Express модулей на данный момент является type 6. Модули выпускают в двух популярных форм-факторах - compact 95x95 мм и basic 120х95 мм. В данном форм-факторе применяют всю линейку процессоров от Intel Atom до Intel Xeon. Имея единую базу, можно подобрать модули с необходимыми вычислительными возможностями для решения той или иной задачи и при этом не менять конструктив конечного устройства, что в значительной степени снижает стоимость владения устройством и дает широкие возможности к модернизации в будущем.
COM Express type 10
Следующим форматом, набирающим популярность, является COM Express type 10. Данные модули выпускают только в одном форм-факторе - mini 84х55 мм, что по габаритам не превышает размеров кредитной карты. В основе платы лежат самые энергоэффективные процессоры линеек ATOM/Celeron и Pentium. Компактные размеры, возможность работы в расширенном диапазоне температур и энергоэффективность позволяет применять данные модули для широкого спектра задач автоматизации.
COM Express Type 7
С обновлением стандарта COM Express до версии 3.0 появилась возможность выпуска серверной линейки COM Express модулей Type 7 , которые оснащают серверными процессорами встраиваемого класса Intel Pentium/Xeon под кодовым обозначением Broadwell DE. В основном их выпускают в формате basic 120x95 мм. Type 7 обеспечивает до 4 интерфейсов 10 GbE и до 32 линий PCIe, что делает формат COM Express 3.0 подходящим для решений центров обработки данных, серверов и видеоприложений с высокой пропускной способностью.
Также форм-фактор COM Express используют во многих железнодорожных и промышленных приложениях.
Если нет особых требований по производительности или вам необходимо разработать компактное, мобильное или маломощное решение, то для это вы можете использовать Q7 или Smarc модули.
Модуль Qseven представляет собой компьютер на модуле очень небольшого размера 70х70 мм. Площадь модуля Qseven меньше, чем у COM Express, а максимальная потребляемая мощность не превышает 12 Вт, что позволяет использовать данные решения для создания мобильных приложений, таких как: портативные рации, планшеты и ноутбуки.
SMARC от Smart Mobility ARChitecture - спецификация универсального компьютерного модуля малогабаритного форм-фактора. Модуль ориентирован на приложения, которые требуют высокой производительности при низком энергопотреблении и низких затратах. Как правило модули такого типа используют ARM процессоры, которые применяют в планшетных компьютерах и смартфонах. В рамках спецификации допускается применение альтернативных SoC и процессоров с низким уровнем потребления энергии, например, ориентированные на планшеты устройства архитектуры x86 и RISC-процессоры. Диапазон потребляемой мощности такого модуля находится в пределах 6 Вт.
