فرم فاکتور در مادربرد چیست و انواع آن چه تفاوتی با هم دارند؟

به طور خلاصه، فرم فاکتور مادربرد، مشخصات، شکل و اندازه برد را نشان می دهد. فرم فاکتور همچنین پارامتر های اضافی مانند پوشش، منبع تغذیه، سوکت های نصب و طرح فیزیکی کلی را تعیین می‌ کند. اولین فرم فاکتور مادربرد به سال 1983 برمی گردد. در آن زمان، IBM کامپیوتر شخصی XT را ساخت و از آنجایی که مشخصات فرم فاکتور باز بود، بسیاری از تولیدکنندگان از آن به عنوان یک استاندارد استفاده کردند.

فرم فاکتور اصلی مادربرد XT به 40 شکل مختلف تکامل یافت که همگی از حالت سنتی استفاده از رایانه شخصی خارج شده اند. IBM دیگر محبوب ترین سازنده مادربرد نیست، سازندگان دیگری مانند اینتل، ایسوس، VIA، ABIT و غیره نیز وجود دارند. امروزه مادربرد هایی برای سیستم های از پیش ساخته شده، سرور های rackmount، گوشی های موبایل، مراکز رسانه ای، وسایل نقلیه و موارد دیگر ساخته شده اند.

مادربورد بر اساس عملکرد، جزء اصلی ساختار داخلی همه کامپیوتر ها است و به طور عمده مسئول تعامل تمام عناصر کامپیوتر، مانند CPU، RAM، حافظه، کارت گرافیک، I/O و غیره است. بنابراین باید در خرید مادربرد بسیار دقت کنید و با توانایی ها، محدودیت ها و ویژگی های اصلی مادربرد آشنا شوید تا پتانسیل قطعات دیگر را در کامپیوتر خود سرکوب نکنید.

عنصر کلیدی دیگر فرم فاکتور است که باید برای برنامه کامپیوتری با توجه به زمینه ای که در آن استفاده می شود در نظر گرفته شود. خوب است بدانید که مادربرد ها همیشه با چیپست، نوع سوکت پردازنده و فرم فاکتورشان مشخص می شوند.

مهم ترین اجزای مادر برد

تصویر زیر مهم ترین اجزای مادربرد را نشان می دهد. مادربرد موجود در تصویر X570 AORUS PRO است و اجزای آن عبارتند از:

سوکت CPU
اسلات RAM و DRAM
منبع تغذیه ATX
اتصال دهنده های Northbridge و southbridge
اسلات PCE
باتری پشتیبان CMOS
اتصالات یکپارچه برای تجهیزات جانبی مانند USB، ماوس، صفحه کلید، صفحه نمایش، صدا، اترنت و غیره.

فرم فاکتور این مادربرد خاص، ATX است و ابعاد آن 30.5*24.4 سانتی متر است.

انواع فرم فاکتورهای مادربرد

در این مقاله ما عمدتاً بر روی این ویژگی تمرکز می‌ کنیم و فهرستی از رایج‌ ترین فرم فاکتور های مختلف و مزایای آن‌ ها را بررسی می‌ کنیم.

1. فرم فاکتور ATX (فناوری پیشرفته توسعه یافته)

ATX که به‌عنوان تحولی در شکل Baby AT طراحی شده است، تغییر بزرگی را در معماری مادربرد و سایر قطعات مانند محفظه و منبع تغذیه نشان می‌ دهد. در مادربرد تغییرات قابل توجهی مانند تغییر در محل قرار گیری سوکت CPU وجود دارد که اکنون در نزدیکی منبع تغذیه قرار می گیرد، بنابراین باعث ایجاد جریان هوا با استفاده از فن می شود و هیچ عنصری مانند فناوری Baby AT در آن دخالت نمی کند.

تغییر دیگر در اغین فرم فاکتور ارتباط بین منبع تغذیه بود. که اکنون فقط یک کانکتور است، بر خلاف AT که دارای دو کانکتور بودد. برخی از مهم ترین پیشرفت ها برای ATX و مزایا ی آن عبارتند از:

پورت های ورودی و خروجی یکپارچه
اسلات های توسعه بدون تداخل
Start Control توسط نرم افزار
کاهش هزینه سخت افزار، مصرف انرژی و گرما
جریان هوای بهتر و امکان استفاده از سیستم خنک کننده بهینه تر
تداخل کمتر در دسترسی به محفظه های درایو

ابعاد مادربرد Mini-ATX هست 8.2 در 11.2 اینچ که اساسا نسخه کوچک شده ATX است. ابعاد مادر برد ATX هست 12 در 9.6 اینچ.

این فرم فاکتور امروزه به ویژه در کامپیوتر های رومیزی بیشترین استفاده را دارد و پس از عرضه این فناوری چندین فرم فاکتور دیگر بر اساس آن ساخته شده است. مانند Mini-ITX، Mini-ATX، Micro-ATX، Nano ITX و Pico-ITX.

2. فرم فاکتور Micro ATX

ابعاد آن 9.6*9.6 اینچ است. Micro-ATX از حداکثر چهار اسلات توسعه پشتیبانی می کند که می توانند آزادانه با ISA، PCI، PCI / ISA و AGP ترکیب شوند. پورت های نصب نسبت به استاندارد ATX تغییر کرده‌ اند، زیرا اندازه‌ گیری‌ ها متفاوت است، اما با اکثر محفظه های ATX نیز سازگار هستند.

این نوع مادربرد از هر دو پردازنده اینتل و AMD پشتیبانی می کند و معمولاً در کامپیوتر های رومیزی Small Form Factor استفاده می‌ شود.

3. فرم Micro Mini-ITX

Mini ITX یک مادربرد کم مصرف 6.7 × 6.7 اینچی است. ابعاد آن بارز ترین مورد در این نوع فرم فاکتور است.

از زمانی که Mini-ITX معرفی شد، به لطف فاکتور استاندارد باز XT، در انواع برنامه ها گسترش یافته است. Mini ITX یک فرمت استاندارد برای انواع تجهیزات، مانند کامپیوتر های تعبیه شده در خودرو، برنامه های کاربردی صنعتی و اینترنت اشیا است. Mini-ITX اولین سیستم استاندارد با فرمت کاهش یافته است که رواج یافته و به همه انواع پروژه ها و هر تجهیزاتی که ممکن است لازم باشد دسترسی پیدا می کند.

4. فرم فاکتور Micro Nano-ITX

Nano-ITX نوع دیگری از فرم فاکتور های مادربرد است که ابعاد آن 4.7*4.7 اینچ است. Nano-ITX برد های کاملاً یکپارچه ای هستند که برای مصرف انرژی بسیار کم طراحی شده اند. این نوع مادربرد را می توان در بسیاری از برنامه ها استفاده کرد، اما به طور خاص برای سرگرمی های هوشمند مانند PVR، مراکز رسانه ای، تلویزیون های هوشمند، کامپیوتر های داخل خودرو و موارد دیگر طراحی شده است.

5. فرم فاکتور Micro Pico-ITX

Pico-ITX کوچکترین نوع فرم فاکتور مادربرد در این لیست است. ابعاد آن 3.9 در 2.8 اینچ است و 75 درصد کوچکتر از Mini-ITX است. این مادربرد توسط VIA طراحی و توسعه یافته است تا راه خلاقیت را برای دستگاه های کوچکتر و هوشمند تر IoT باز کند.

Pico-ITX با یک پلتفرم مبتنی بر x86 و برد کم مصرف، یک انتخاب عالی برای سیستم های از پیش ساخته شده مانند اتوماسیون صنعتی، کامپیوتر های داخل خودرو، علائم دیجیتال و غیره است.

مقایسه مختصر فاکتورهای فرم مادربرد

در زیر جدولی وجود دارد که محبوب ترین فاکتور های فرم مادربرد را مقایسه می کند.

فرم فاکتور	سازنده/تاریخ	ابعاد	برنامه ها
Standard-ATX	Intel 1995	13 در 12 اینچ	Workstation/Desktop
Micro-ATX	Intel 1997	9.6 در 9.6 اینچ	Small Form Factor
Mini-ITX	VIA 2001	6.7 در 6.7 اینچ	Small Form Factor
Nano-ITX	VIA 2003	4.7 در 4.7 اینچ	Embedded Systems
Pico-ITX	VIA 2007	2.8 در 3.9 اینچ	Embedded Systems
Mobile-ITX	VIA 2009	2.4 در 2.4 اینچ	Embedded Systems

در زیر نمودار اندازه فاکتور فرم مادربرد آمده است که به ما در مقایسه بین محبوب ترین فرم فاکتور ها و درک بهتر آن ها کمک می کند.

نمودار مقایسه محبوب ترین فرم فاکتور های مادربرد

فرم فاکتور ها و برخی از کاربرد های آن ها

کامپیوترهای داخل خودرو

سیستم های Mini-ITX به این دلیل که بسیار کوچک هستند و عملکرد بسیار خوبی دارند، می توانند در فضاهای کوچک موجود در خودروها نصب شوند تا با سیستم های ردیابی و نظارت در ارتباط برقرار کنند.

یک نمونه از این کامپیوتر ها Mini-ITX Lanner’s V3G است که یک کامپیوتر خودروی بدون فن است. V3G توسط نسل جدید Intel T 14 ،Atom x7-E3950 SoC نانومتری (که قبلاً Apollo Lake نامیده می شد) قدرت می گیرد. این پردازنده کم مصرف است و نسبت به نسل قبلی پردازنده های Atom باعث ارتقاء عملکردمی شود که برای برنامه های محاسباتی خودرو بهینه شده است.

از آنجایی که اتصال شبکه بی سیم یکی از حیاتی ترین الزامات است، V3G 2 سوکت mini-PCIe را با اسلات سیم کارت قابل تعویض ارائه می دهد که از ارتباطات سلولی 3G/4G/LTE پشتیبانی می کند. علاوه بر این، این سیستم جمع و جور دارای GPS داخلی برای ناوبری (کنترل خودران ماشین) و چندین آنتن ورودی/خروجی است.

V3G به‌عنوان یک کامپیوتر داخل خودرو، از اتصالات جانبی ورودی/خروجی فراوانی برخوردار است که شامل 2 پورت COM سریال، 2 خروجی ویدئو با استفاده از پورت‌ های DVI-D، USB و دیجیتال I/O و 2 پورت RJ-45 LAN می‌ شود. برای کار با سایر اجزا و زیر سیستم های خودروهای زرهی. برای ذخیره سازی، V3G در گزینه های ذخیره سازی SATA/mSATA ارائه می شود. V3G Lanner یک راه حل عالی در این مورد به دلیل اتصال بی سیم LTE تایید شده و استحکام است.

دستگاه های اینترنت اشیا

روشنایی خیابان های LED هوشمند در چندین شهر در سراسر جهان به عنوان نقطه شروع برای ایجاد شهر هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا مورد استقبال قرار گرفته است. از آنجایی که زیرساخت روشنایی خیابان ها از قبل وجود دارد، بسیاری از برنامه ریزان شهری از روشنایی هوشمند به عنوان فرصتی برای فعال کردن پایه اینترنت اشیاء خود با ادغام حسگر ها، نقاط ارتباط بی سیم و فناوری های رابط باز استفاده می کنند. برای کار با کل این عناصر در یک محیط خارجی، الزاماتی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از پورت های I/O فراوان، اتصال LTE، دمای عملیاتی گسترده و (البته) کاهش ضریب شکل.

یکی از نمونه‌ دستگاه های روشنایی خیابان‌ ها با استفاده از اینترنت اشیا، LEC-3030T Lanner، یک درگاه ارتباطی جمع و جور white-box IIoT برای پاسخگویی به نیازهای روشنایی هوشمند خیابانی لامپ های LED است. درگاه ارتباطی IIoT از نظر فیزیکی به شکل فشرده و با مکانیزم حرارتی بدون فن طراحی شده است تا روشنایی مورد نیاز را فراهم کند. از آنجایی که دمای شدید یک چالش بالقوه در یک برنامه کاربردی در فضای باز است، LEC-3030T می تواند طیف گسترده ای از دماهای عملیاتی، از 40- درجه سانتی گراد تا 70 درجه سانتی گراد را تحمل کند.

از نظر عملکرد، LEC-3030T توسط پردازنده Intel Atom E3815 و DDR3L با حافظه SO-DIMM 1333 مگاهرتز تا 4 گیگابایت برای جمع‌ آوری، تجزیه و تحلیل و انتقال داده‌ ها به اندازه کافی در یک برنامه قدرت می‌ یابد. LEC-3030T که به عنوان دروازه اینترنت اشیا برای لامپ های خیابانی عمل می کند، دارای کانکتور های I/O فراوانی مانند صفحه نمایش VGA، پورت های COM سریال (با RS-232/422/485 و حفاظت ESD/Surge)، کانکتور ورودی/خروجی دیجیتال است. پورت های LAN RJ-45 و پورت های USB برای قرار دادن سنسور ها و متر های مختلف مرتبط با استقرار.

سخن پایانی

اینها تنها دو نمونه عالی از مزایای یک کامپیوتر شخصی است که از لحاظ فضا و هزینه مزایای زیادی دارد. ما نه تنها فرم فاکتور های مختلف را بررسی کردیم، بلکه یاد گرفته ایم که چگونه فاکتور فرم، برنامه های رایانه شخصی را در صنایع مختلف فعال می کند. با ظهور میلیون ها دستگاه مختلف اینترنت اشیا و سیستم های Embedded، طراحی مادربرد به سرعت در حال پیشرفت است. اندازه ها در حال تغییر هستند و فرم ها با هر برنامه سازگارتر می شوند.

اندازه یک دستگاه به اندازه مادربرد بستگی دارد. یک ساعت هوشمند به شکل کاملاً متفاوتی نسبت به دستگاه IoT صنعتی نیاز دارد. بنابراین فاکتور فرم به یک مشخصه حیاتی در هنگام ساخت دستگاه تبدیل می شود. فاکتور فرم مشخصات نحوه ساخت مادربرد را از اندازه، شکل گرفته تا پوشش، منبع تغذیه، سوراخ‌ های نصب و چیدمان کلی تعیین می‌ کند.

رایج ترین فرم فاکتور ATX است که به mini-ATX، nano-ATX، pico-ATX و موارد دیگر تکامل یافته است. این فرمم فاکتور نوع متفاوتی از فرم فاکتور ها و کوچکتر از ATX ITX است که به طور قابل توجهی کوچکتر از میکرو ATX است. فرم فاکتور ITX را می توان به صورت nano-ITX، pico-ITX، mobile-ITX و غیره نیز یافت. همچنین یکی از محبوب ترین مادربرد هایی که بسیار قابل اطمینان و در انواع فرم فاکتور در بازار موجود اند، مادربرد های ایسوس هستند.