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BTX,可扩展平衡技术解析

  为什么要从ATX向BTX转变

  早在2002年春季英特尔开发者论坛(IDF)上,英特尔就展示了代号为Big Water和Tidewater的Form Factor,它们就是BTX架构的前身。随后的每一届的IDF上,我们都能看到这个计划在发展,2003年秋季IDF上,BTX规范正式发布。而在2004年春季北京举行的IDF上,我们更是看到了遵循BTX规范的PC整机、机箱、电源、散热器等一系列的样品。

  BTX是Balanced Technology Extended(可扩展平衡技术)的缩写,在这个全新的规范中对于PC的机箱、电源、主板布局等都做出了新的统一规定。现在的ATX使用的好好的,为什么要从ATX过渡到BTX?1995年推出的ATX架构至今已经为我们服务了近10年,这期间ATX架构针对不同的应用演进出了不同的规格,比如Micro ATX、Flex ATX。一些相关的规范也不断的进行着改进,比如ATX电源规范从最初的1.0版本,先后经过了1.1、2.0、2.01、2.02、2.03和现在最新的ATX 12V 1.3版。不过这样依然无法满足现在的多种应用。

  首先,这10年间PC配件发生了很大的变化。比如,CPU的主频从几十MHz到了现在的几千MHz,发热量大幅度增加,散热器也从最初的被动散热器发展为大功率主动散热器,不过即使这样CPU乃至整个系统的散热形式依然严峻;显卡、内存、硬盘的对于电源、散热的要求也日益增加。

  另外,ATX无法为当前的多种应用提供足够的伸缩性,特别是在SFF应用中。虽然Flex ATX是面向SFF应用的,但是在Flex ATX主板上进行布局是一件及其困难的事情,厂商如果要采用自己设计的SFF主板,则成本会大大的提高、通用性会大大的降低。

  三种基本的BTX规格

  ATX规格的发布是在1995年,两年后发布了Micro ATX规范,1999年才出现了Flex ATX规范。BTX规范的制订显然更加具有前瞻性,它根据不同的应用推出了三种规格:

  • 标准BTX
  • Micro BTX
  • Pico BTX

三种基本的BTX规格对照表

  三种规格主要的区别在于尺寸,其中主板是所有的规格的中心,毕竟所有的部件都会连接到主板,所以了解BTX要从主板开始。

三种BTX规格示意图

  标准BTX主板的尺寸为325.12x266.7 mm,比现在的标准ATX主板(305x244 mm)略微大点,板载了1个PCIe 16x插槽、2个PCIe 1x插槽和4个PCI插槽,有10个固定螺丝孔。

  Micro BTX的宽度同标准BTX一样,可以看成是切掉了标准BTX主板的3个插槽之后得到的,其面积(264.16 x 266.7 mm)也比Micro ATX主板略大。

  Pico BTX依然保持了同前两者的相同宽度,比Micro BTX主板少了3个插槽,仅有1个插槽的位置,面积(203.20 x 266.7 mm)比现在的Flex ATX(229 x 191 mm )主板略大。

  在BTX规格中引入了容积区域(Volumetirc Zones)的概念,主板、机箱都被划分为了不同的容积区域。这个部分我们主要介绍一下主板的容积区域。

  如上图所示,主板被分为4个容积区域:

  • Area A,主要容纳CPU,用于CPU供电、滤波的电路也位于这个区域。
  • Area B,主要容纳南北桥芯片和I/O接口,在这个区域中我们可以看到IDE、SATA,和24pin ATX供电接口。同现在的ATX主板不同,IDE和SATA接口从主板的边缘到了中间。
  • Area C,主要容纳内存和电源
  • Area D,主要容纳扩充插槽

  容积区域概念引入了BTX,首先可以确保主板上的关键部件的位置都是统一的,另外各个区域之间又是相对独立的,改动这个区域的设计并不会影响其它的区域。 BTX规范严格的定义了各个区域的尺寸,这包括长度、宽度,还有高度,相关的部件必须设计在相应的区域中。 需要说明的是,CPU的位置是具有严格规定的,而其它的部件只要在相应的区域内,可以在一定的范围和规则内变动位置,这就大大提高了这种规范的应用范围,绝大多数的厂商的需求都能被满足。

  BTX主板重新规划的主板的I/O接口面板的布局,相对ATX I/O接口面板(158.8 x 37.34 mm),它变得更加狭长(163.7 x 32.47 mm)。同现在的ATX主板一样,BTX也并没有严格规定I/O接口的位置,因此不同的主板厂商可以根据自己的主板设计来设计不同的I/O接口面板,当然必须遵循尺寸、位置上的限制。

  Micro BTX主板实物

microATX主板(左)和microBTX主板(右)

  我们收到了Intel送测的由建基出品的microBTX样机,我们拆出其中的microBTX主板同Intel的MicroATX主板D915GAG进行了对比。如果把IO接口所在的边缘做为基准边的话,可以发现主板上的大部分的元件的位置、方向都发生了明显的变化。

处理器供电_resize.JPG

  上图是位于A容积区的LGA755处理器插座、处理器供电滤波电路。相对于传统的ATX的处理器插座,它的方向旋转了45度,而且位于同IO接口相对的主板的另外一边。这样设计的好处,是让处理器散热器产生的气流可以直接从IO接口部分排出,不再像以前处理器风扇吹出的气流再由电源风扇抽到机箱外边。

BTX系统所使用的芯片组并不特别

BTX系统所使用的芯片组并不特别

  主板上原来的南北桥的格局完全被打破了,ICH芯片和MCH芯片位于处理器同一条纵向地带上(也就是B容积区上),处理器散热器产生的气流中可以帮助其散热。另外,A容积区和B容积区都位于主板的中间地带,而其他的插槽、接口都位于这个中间地带的两侧,对于主板厂商来说降低了设计难度、提高了效率。

DIMM插槽

  C容积区位于A、B容积区的左侧,内存插槽就再这个容积区内,相对于传统的ATX主板的内存插槽位置调转了90度。这个位置位于5.25和3.5英寸设备下方,内存条可以充分利用这个狭小的空间。

  PCIE插槽、PCI插槽都位于D容积区,如上图所示。标准BTX主板的插槽位置还会增加两条,Pico BTX主板的插槽位置则会减少3条。

PCIEx16插槽转接卡

  在这款样机中还提供了一个转接卡,用户可以垂直安装PCIEx16接口的显卡,也可以垂直安装PCIEx16接口的显卡。不过,实际安装显卡的过程,我们发现这个转接卡的存在似乎可有可无。

  PCIE接口的5900显卡的PCB板略微长了一些,安装显卡之后CPU的风罩就安装不上了。如果显卡能够安装上,会形成一个连接处理器散热器风罩的导流通道,可以帮助显卡更好的降温。

主板接口

  BTX散热模组

标准ATX机箱内部处理器风扇产生气流示意图

  在ATX系统中,CPU风扇是向CPU方向吹风的,然后气流向4面扩散,理论上可以帮助周围的内存、板卡、南北桥散热,但是同电源风扇、机箱风扇的气流混合在一起很容易产生乱流。这就是说ATX规格在系统整体散热方面没有全局的设计思想,BTX则着手开始改善这种情况。

散热器风罩

散热片

  BTX散热器分为I型和II型两种,一般的标准BTX和Micro BTX机箱使用I型CPU散热器,而Pico BTX这类超小、超薄的系统则使用II型CPU散热器。上图是送测机箱中所附带的散热器,它的外观、构造同现在的CPU散热器有了很大的不同。

  BTX I型散热器左、右、上三面都覆盖了黑色塑料风罩,下方是同CPU接触的散热片,前方是大口径(直径8cm)散热风扇,后方是出风口。

BTX处理器风扇产生气流示意图

  BTX I型散热器采用了侧向吹风的送风方式,CPU产生的热量还是通过热传导的方式到达散热片,然后风扇产生的气流将散热片的热量带走。

  从CPU散热器出风口送出的气流还会依次经过内存模组、显卡、PCI卡然后经过机箱的后部出去。Intel建议主板厂商将CPU插座倾斜45°,这样风扇产生的气流可以同时从CPU的两侧吹过,具有更好的散热效果,至少主频4GHz的处理器都可以拿下。

  CPU风扇和电源风扇可以给BTX机箱内部提供良好的散热环境,使得机箱内部不需要再添加额外的散热风扇。由于使用了大口径风扇,CPU风扇的转速也可以大幅度降低,从而有效的抑制了噪声。

I型散热器和II散热器主要区别在于高度

  从上图可以知道,两种类型的散热器的主要区别在于高度的不同,I型的高度为101mm左右,II型的高度为76mm左右。

BTX架构在散热方面的优势

  从Intel公布的数据中,我们可以看到BTX系统在散热方面的巨大优势。

  BTX电源

CFX 12V电源和ATX 12V电源外观对比

  在电源方面,并没有推出所谓的BTX电源,依然沿用了现在的ATX 12V电源规格和SFX 12V规格(用于Micron ATX的电源规格),另外增加了专用于SFF(Small form-factor)和USFF(Ultra-small form-factor)系统的CFX12电源规格和LFX 12V电源规格。

  • ATX 12V:适用于20L或更大的系统

  • SFX 12V:适用于15L-22L的系统

  • CFX 12V:适用于10-15L的系统

  • LFX 12V:适用于6-9L的系统

  现在的用户所使用的主板都是20pin ATX电源接口(也就是遵循ATX 2.03版规范),采用了Intel 915/925芯片组的主板都采用了24pin ATX电源接口。

  24pin电源增加了4个针脚,分别是+12V、+5V、+3.3V和接地线。

  在Micro BTX和Pico BTX系统中则需要使用全新的CFX 12V和LFX 12V电源。从我们目前看到的实物来看,这两种规格的电源的外观都是不规则的,这样的设计主要是充分的利用Micron BTX和Pico BTX机箱内宝贵的空间,不至于让电源占据太多的空间。

样机中的全汉 FSP275-50BW电源

电源铭牌

 

可以在115V和230V之间切换

  BTX机箱


三种BTX机箱内部示意图

  针对不同的主板,BTX也包括了三种不同的BTX机箱规格——BTX、Micro BTX、Pico BTX,目前我们所知道的Micro BTX标准机器尺寸是101.6x389.0x328.0 mm,而Pico BTX标准机箱的尺寸是77.4x277.4x324.5。

  Intel根据机箱的体积来更直观的命名,比如Micro BTX被称为12.9L规格,标准Pico BTX被称为6.9L规格(6-9L),而标准BTX机箱的体积一般是15L以上的。每种规格还可以根据情况进行变化,一般的是改变其厚度,因此我们还可以看到10-15L的Micro BTX机箱或者6-9L的Pico BTX机箱。

  BTX机箱提供了3大3小以上的5.25吋和3.5吋扩展坞,内部有10个固定螺丝孔。BTX机箱布局同ATX最大的不同之处在于CPU散热器位于机箱的前方。

  Micro BTX机箱提供了1大1小,1个软驱设备扩展坞,7个固定螺丝孔。它的内部结构同BTX机箱基本一致,只是从立式改为卧式而已。CPU散热器还是从前方向后方送风。常用的接口,比如USB、音频输出也在前面板上有相应的位置。

  Pico BTX机箱提供了1小,1个移动型光驱扩展坞,4个固定螺丝孔。上图依然是卧式Pico BTX机箱的内部结构,同Micro BTX非常的类似,不过是结构更紧凑了,为了保证体积,它需要使用笔记本型光驱。

Aopen MicroBTX主机机箱

Aopen MicroBTX主机内部

  这款MicroBTX机箱的电源和5.25英寸扩展坞被设计成为了一个“活页”。翻开活页,可以方便的安装硬盘等3.5英寸驱动器。

  在前面介绍处理器散热器部分,我们看到了一个巨大的处理器散热器。这样的散热器无疑会大大的增加对于主板强度的要求。但是,Intel承诺在过渡到BTX平台之后,4层PCB板依然可以满足主板的要求,所以这意味着主板本身的强度不会增加。

固定在机箱内部的SRM部件

拆卸下来的SRM部件

  Intel建议机箱厂商在机箱内部提供SRM(Support Retention Module)部件,它其实就是一块位于机箱底部的可拆卸的金属板,主板和散热器都可以固定在SRM上,这样就分担了主板的受力,防止主板因受力变形而损坏。

SRM结构细节

  英特尔新平台,BTX新契机

  做为BTX规范的主要制订者和倡导者,Intel当然是处处“以身作则”。他计划在今年的第三季度推出附带I型BTX散热的处理器和Micro-BTX主板,2005年将会推出附带II型BTX散热的处理器和BTX主板。

Intel MicroBTX主板

  为了保证BTX规范的顺利推广,英特尔偕同大批的业界厂商共通开发、推广这个规格,其中包括主板厂商、机箱厂商、电源厂商、散热器厂商等等。

  2004年6月份,英特尔推出了基于i915/925x芯片组的新平台,它提供了对于PCI-Express总线、LGA775封装的Pentium 4处理器、DDR II内存、SATA接口的硬盘的支持…… 用户如果希望使用全新的平台,可以说现在的全部配件几乎都要被淘汰。对于升级用户来说这的确是次剧烈的阵痛,但是的确是推广全新的Form Factor的机会。

  如果读者需要了解更多关于BTX的资料,可以登录http://www.formfactors.org或者http://www.intel.com/go/btx查阅相关资料。

 

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