فاکتور فرم BTX، تحولی در آرایش کامپیوتر

سال‌هاست كه كنسول یا كیس (Case)ها و مادربْردهای (بْردهای اصلی) منطبق با استاندارد ATX، جایگزین مدل‌های AT شده‌اند. علی‌رغم مزایایی كه نسبت به «فاكتور فرم» ( Form Factor ) AT دارد، تولیدكنندگان قطعات كامپیوتر را در محدودیت‌های متعددی قرار داده و مانع از گسترش فن‌‌آوری‌های مدرن شده است. فاكتور فرم BTX با هدف حذف محدودیت‌ها و نقایص ATX، برای اولین بار در همایش IDF ۲۰۰۳ توسط اینتل پیشنهاد شد و رفته رفته شاهد فراگیر شدن آن خواهیم بود. در این مقاله قصد داریم كیس‌ها و مادربْردهای منطبق بر استاندارد BTX را بررسی و با مدل‌های ATX مقایسه كنیم.
● مقدمه‌ای بر BTX
واژه‌ی BTX مخفف Balanced Technology eXtended، فاكتور فرم آینده‌ی كامپیوترهای رومیزی خواهد بود. مبتكر اصلی این فن‌‌‌آوری شركت اینتل است و هنوز هیچ یك از شركت‌های بزرگ صنعت كامپیوتر از آن پشتیبانی نكرده‌اند.
فاكتور فرم هر كامپیوتر، تعیین كننده‌ی نوع كیس، مكان قرارگیری قطعات بر روی مادربْرد و مكان نصب منبع تغذیه و نوع كانكتورهای آن است و به تولیدكنندگان قطعات مختلف كامپیوتر اطمینان می‌دهد كه محصول آن‌ها با دیگر قطعات كامپیوتر سازگار است. برای مثال، در استاندارد ATX، كیس با مادربْرد ATX كاملاً مطابقت می‌كند؛ چرا كه سازنده‌ی كیس دقیقاً می‌داند مكان درگاه‌‌های ورودی/خروجی (I/O Panel) یا شیارهای گسترش مادربْرد در كجای كیس خواهد بود. هم‌چنین تولیدكننده‌ی مادربْرد نیز می‌داند كه چه تعداد جای پیچ بر روی مادربْرد خود تعبیه كند و هر یك از آن‌ها را در چه مكانی قرار دهد.
فاكتور فرم، علاوه بر استانداردسازی كیس و مادربْرد، شامل منبع تغذیه‌ی كامپیوتر نیز می‌شود و كانكتورهای ارتباطی آن با سایر سخت‌افزارها و مكان قرارگیری آن‌ها در داخل كیس را تعریف می‌كند.
فاكتورفرم BTX، تغییراتی اساسی در طراحی مادربْرد و كیس ایجاد كرده است تا تهویه‌ی بهتری برای پردازنده، مجموعه‌ تراشه‌ی (Chipset) مادربْرد، كارت گرافیك فراهم سازد. این قطعات در طراحی جدید طوری چیده شده‌اند تا به ترتیب اهمیت، در مسیر جریان هوای عبوری از داخل كیس قرار بگیرند. علاوه بر این، در استاندارد BTX از حداكثر فضای مفید داخل كیس استفاده شده است تا كیس‌هایی با ابعاد كوچك‌تر از آن‌چه در دسترس ماست تولید شوند.
در فاكتور فرم BTX، سیستم خنك‌سازی درونی كیس با یك «خنك‌كننده‌ی مركزی» ( Thermal Module ) استاندارد شده است. این خنك‌كننده وظیفه دارد جریان ثابتی از هوای تازه را در درون كیس ایجاد كند، در حالی كه میزان سر وصدای آن به حداقل رسیده است. با بهره‌گیری از جریان هوای پیوسته، دیگر لزومی به استفاده از پنكه (Fan)‌های پر سر و صدا برای مجموعه تراشه‌ی مادربْرد یا حتا پردازنده‌ی كارت گرافیك نیست. در ادامه به بررسی تفاوت‌های عمده‌ی فاكتور فرم‌های BTX و ATX می‌پردازیم.
● سیستم خنك‌سازی BTX
در فاكتور فرم ATX، برای تهویه‌ی هریك از قطعات مهم كامپیوتر كه نیاز به خنك‌سازی دارند، از یك پنكه‌ی مستقل استفاده می‌شود. بنابراین در یك كامپیوتر مدرن ممكن است بالغ بر پنج پنكه‌ی قدرتمند بر روی قطعات مختلف دیده شود كه هر یك به نوبه‌ی خود نیاز به توان مصرفی با ارزشی دارند و سر و صدای زیادی را تولید می‌كنند. به این ترتیب، بخش عمده‌ای از توان تولیدی منبع تغذیه صرف خنك‌سازی فضای درونی كیس خواهد شد و توانی كه به سایر قطعات می‌رسد، محدودیتی در عملكرد و كارایی آن‌ها ایجاد می‌كند.
در فاكتور فرم BTX، طراحی سیستم خنك‌سازی طوری است كه حداقل با دو پنكه‌ی قدرتمند می‌توان تمام قطعات و سخت‌افزارهایی را كه نیاز به تهویه دارند خنك كرد. یكی از این دو پنكه در داخل منبع تغذیه تعبیه شده است و دیگری در «خنك‌كننده‌ی مركزی» قرار دارد. برخلاف انتظار، پردازنده در كامپیوترهای مبتنی بر استاندارد BTX از یك پنكه‌ی اختصاصی استفاده نمی‌كند و تهویه‌ی گرماگیر (Heatsink) آن اصلی‌ترین وظیفه‌ی «خنك‌كننده‌ی مركزی» است.
در داخل كیس BTX، «خنك‌كننده‌ی مركزی» هوا را از منفذهای جلوی كیس به داخل گرماگیر پردازنده می‌دمد. سپس جریان هوا را به سمت مجموعه تراشه‌ی مادربْرد و پردازنده‌ی كارت گرافیك PCI Express هدایت می‌كند و سرانجام هوای گرم از پشت كیس تخلیه می‌شود.
برای تسهیل این روند و حداكثر استفاده از جریان هوای تولید شده، طراحی مادربْردهای BTX نسبت به ATX به كلی تغییر كرده است.
سوكت پردازنده در جلوی مادربْرد قرار گرفته است تا پردازنده، اولین قطعه‌ای باشد كه توسط جریان هوای داخل كیس تهویه می‌شود. علاوه بر این، سوكت پردازنده ۴۵ درجه دوران یافته است، طوری كه یك گوشه‌ی آن درست در مقابل «خنك‌كننده‌ی مركزی» قرار گیرد. با این چرخش، هوا در هر دو طرف گرماگیر پردازنده به جریان می‌افتد تا حرارت به طور مؤثرتری جذب شده و پس از آن جریان هوای پیوسته‌ای به سایر قطعات برسد. در تصویر شماره‌ی «۲»، مسیر جریان هوا پس از دوران سوكت پردازنده‌ی مركزی (CPU) نشان داده شده است.
تاكنون از سوی اینتل دو مدل گرماگیر برای پردازنده‌هایی كه بر روی مادربْردهای BTX سوار می‌شوند پیشنهاد شده است (تصویر شماره‌ی «۳»). مدل اول برای پردازنده‌های گران قیمت كه حرارت زیادی تولید می‌كنند طراحی شده و شامل یك استوانه‌ی بزرگ آلومینیومی مشبك است. شیارهای مارپیچ تعبیه شده در داخل آن، جریان هوا را با هر زاویه‌ای به راحتی از خود عبور می‌دهد.
مدل دیگر برای پردازنده‌های میان قیمت طراحی شده و شامل یك مكعب مستطیل آلومینیومی مشبك است. در هر دو مدل، گرماگیر از منفذهای افقی و عمودی متعددی برای عبور جریان هوا بهره می‌برد تا سطح تماس آلومینیوم گرماگیر با هوا به حداكثر برسد.
● كیس‌های BTX
طراحی این كیس‌ها با كیس‌های رایج ATX تفاوت‌های زیادی دارد. مكان درگاه‌های ورودی و خروجی و شیارهای گسترش در پشت كیس تغییر كرده‌اند و در جلوی كیس BTX، مكانی برای نصب «خنك‌كننده‌ی مركزی» تعبیه شده است. این مكان به كمك دریچه‌های مشبك، با هوای بیرون كیس در ارتباط است. در پشت كیس نیز دریچه‌ی مشبك دیگری برای خروج جریان هوای گرم در نظر گرفته شده است.
این دو دریچه به شیوه‌ای در مقابل هم قرار می‌گیرند كه مانع گردش اشتباه جریان هوا در داخل كیس شوند. كیس‌های BTX در مدل‌های ایستاده (Tower) و خوابیده تولید خواهند شد. از نظر ظاهر، كیس‌های ایستاده شبیه به كیس‌های ATX هستند. با این تفاوت كه مادربْرد در دیواره‌ی سمت چپ كیس نصب می‌شود.
طراحی منحصربه‌فرد سیستم خنك‌سازی در فاكتور فرم BTX، كیس‌های خوابیده را بیش‌تر رواج خواهد داد و كامپیوترها را از نظر ظاهری كوچك و جمع و جورتر می‌كند.
● مادربُردهای BTX
علاوه بر تغییراتی كه در مكان قرار گرفتن سوكت پردازنده روی مادربْرد ایجاد شده است، تغییرات اساسی دیگری نیز در مكان سایر اجزای مادربْرد شكل گرفته است. چون این مادربْردها بر روی دیواره‌ی سمت چپ كیس نصب می‌شوند، درگاه‌های ورودی و خروجی و شكاف‌های گسترش از سمت چپ مادربْرد (در فاكتور فرم ATX) به سمت راست آن تغییر مكان داده‌اند. مادربْردهای BTX همگی مجهز به شیارهای گسترش PCI Express هستند.
شیار PCI Express X۱۶ در این مادربْردها در مكانی قرار دارد كه پردازنده‌ی كارت گرافیك نصب شده روی آن را در جریان هوای داخل كیس قرار دهد. علاوه بر این، بْرد كارت گرافیك همانند یك دیوار، مانع پراكنده شدن جریان هوا و نفوذ آن به قسمت های پایینی كیس می‌شود. این طراحی لطف زیادی به تولیدكنندگان كارت گرافیك خواهد كرد. در حال حاضر آن‌ها در طراحی سیستم خنك‌كننده‌ی پردازنده‌ی كارت گرافیك، جریان هوای گسسته‌ی داخل كیس ATX را در نظر قرار نمی‌دهند و مجبور به استفاده از یك سیستم خنك‌كننده‌ی پر قدرت و گران برای كارت خود هستند.
مجموعه‌ تراشه‌های پل شمالی و پل جنوبی این مادربْردها، با فاصله‌ی نسبتاً كمی از هم (به ترتیب اهمیت) در سمت راست پردازنده قرار گرفته‌اند تا پس از آن، در جریان هوای تولیدی توسط «خنك‌كننده‌ی مركزی» قرار گیرند.
با این‌كه ماژول‌های حافظه در مادربْردهای BTX در مسیر اصلی جریان هوا قرار نگرفته‌اند، اما با چرخش ۹۰ درجه نسبت به وضعیت آن‌ها در استاندارد ATX، همانند كارت گرافیك دیواره‌ای برای جلوگیری از پراكندگی جریان هوا به وجود آورده‌اند. هم‌چنین نزدیكی آن‌ها به منبع تغذیه و خنك‌كننده‌ی داخلی آن، در تهویه‌ی تراشه‌های حافظه مؤثر است.
بخشی از جریان هوایی كه توسط «خنك‌كننده مركزی» تولید می‌شود به زیر مادربْرد هدایت می‌شود. این جریان هوا در تهویه‌ی اجزای دیگر مادربْرد مؤثر است كه بخش اعظم آن به داخل گرماگیر پردازنده دمیده می‌شود و آن را خنك نگه می‌دارد. بخشی دیگر نیز از لبه‌های گرماگیر پردازنده به جریان هوای خارج شده از داخل گرماگیر می‌پیوندد و به سوی گرماگیر مجموعه‌ تراشه‌ی پل شمالی مادربْرد هدایت می‌شود.
به این ترتیب تا پس از تهویه‌ی آن، در مسیر خود، پردازنده‌ی گرافیكی و هم‌چنین مجموعه‌ تراشه‌ی پل جنوبی مادربْرد را نیز خنك می‌كند. و در پایان، جریان هوای گرم از بالای درگاه‌های ورودی/خروجی در پشت كیس خارج می‌شود. «خنك‌كننده‌ی مركزی» به دلیل استفاده از یك پنكه‌ی‌ قدرتمند، می‌تواند به تنهایی این چرخه را به گردش در آورد. با این حال در پشت كیس نیز مكانی برای نصب یك پنكه‌‌ی دیگر تعبیه شده است تا در كامپیوترهایی كه درجه حرارت داخل كیس زیاد است، خارج كردن جریان هوای گرم از دریچه‌ی خروجی پشت كیس راحت‌تر شود.
● انواع مادربُردهای BTX‌
فاكتور فرم BTX، مادربْردها را بر حسب اندازه به سه گروه تقسیم می‌كند: BTX، MicroBTX و PicoBTX. مادربْردهای گروه BTX مادربْردهای استانداردی هستند كه می‌توان روی آن‌ها حداكثر امكانات جانبی و تجهیزات را پیدا كرد. این مادربْردها در داخل كیس‌های ایستاده‌ی BTX جا می‌گیرند.
گروه MicroBTX شامل مادربْردهای ارزان قیمتی است كه حداقل امكانات جانبی و شیارهای توسعه را دارند و می‌توان آن‌ها را علاوه بر كیس‌های ایستاده‌ی BTX، در كیس‌های خوابیده نیز جا داد.
گروه PicoBTX شامل مادربْردهای ارزان قیمتی است كه برای كاربرد خاص طراحی شده‌اند. مصرف‌كنندگان عمده‌ی آن‌ها سازندگان قطعات اصلی (OEM) هستند. مادربْردهای این گروه بهترین گزینه برای كامپیوترهای كوچك یا SFF (فاكتور فرم كوچك) به شمار می‌روند. در كامپیوترهای كوچك فعلی، استاندارد مشخصی در طراحی مادربْرد رعایت نمی‌شود. بنابراین مادربْرد ATX یك كامپیوتر كوچك، با كیس SFF سازنده‌ی دیگر سازگار نیست.
كیس‌های PicoBTX استانداردی را برای تمام تولیدكنندگان كامپیوترهای كوچك به ارمغان می‌آورند كه به كمك آن مشكل سازگاری محصولات تولیدكنندگان مختلف با هم برطرف خواهد شد. در طراحی كیس‌های خوابیده‌ی PicoBTX، ارتفاع تا حد ممكن كاهش یافته است. بنابراین در آن‌ها دیسك‌گردان‌های نوری باریك (Slim) كه در كامپیوترهای كتابی استفاده می‌شوند، كاربرد دارد. هم‌چنین كارت گرافیك به دلیل ارتفاع زیادش در آن‌ها به صورت افقی بر روی یك Riser كه به مادربْرد متصل است سوار می‌شود.
● منبع تغذیه‌ی كیس‌های BTX
فاكتور فرم BTX هیچ تغییری در خصوصیات منبع تغذیه و كانكتورهای ارتباطی آن ایجاد نكرده است و از این نظر كاملاً مشابه منبع تغذیه‌ی كیس‌های مدرن ATX (با استاندارد ATX۱۲V نسخه‌ی ۰۱/۲) است. این استاندارد در مادربْردهای ATX بر پایه‌ی «مجموعه‌ تراشه‌»های سری ۹۰۰ اینتل كاربرد دارد و امروزه كانكتورهای متفاوت آن را بر روی مادربْردهای فوق مشاهده می‌كنیم.
عمده‌ترین تفاوت استاندارد جدید با منبع تغذیه‌های ATX كه از آن‌ها استفاده می‌كنیم در كانكتور ارتباطی منبع تغذیه با مادربْرد است؛ كه به تعداد پین‌های آن ۴ واحد اضافه شده است. این چهار پین اضافی ولتاژهای ۳/۳ ولت، ۵ ولت و ۱۲ ولت را به مادربْرد ارسال می كند.
۴ پین اضافه شده به كانكتور ATX ۲۰pin را با چهار پین ۱۲ ولتی كه مجبور به استفاده از آن‌ها در تمام مادربْردهای پنتیوم ۴ هستیم اشتباه نگیرید. ولتاژهایی كه ۴ پین اضافه شده به كانكتور ۲۴pin ATX برای مادربْرد ارسال می‌كنند، در كانكتور ATX ۲۰pin هم تعبیه شده‌اند. بنابراین مادربْردهایی كه از این استاندارد بهره می‌برند با كانكتور ATX ۲۰pin هم كار می‌كنند.

نویسنده: علیرضا حقدوست
علیرضا حقدوست

منبع : ماهنامه کامپیوتری و اینترنتی کاربر