我的青春谁做主--计算机电源面面观
  • 魏昕鑫
  • 2009年05月31日 14:31
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[2.电源的发展史(1)]

“参天之木,必有其根,环山之水,必有其源”。一块小小的电源,其实也是经历了十数年的发展。1984年,美国国际商用机公司—也就是IBM发布了一款个人电脑产品IBM 5170 PC AT。当时的人命名比较直白,AT其实就是Adavanced Technology的缩写。因其引入了标准的16位ISA总线以及采用了当时最新的Intel 80286处理器而得名。作为IBM公司的PC机第二代升级产品,尽管其早期批次的货物存在着与磁盘存储部件相关的瑕疵,不过其带来的工作效率的提升与巨大的商业价值使其最终流行于商业及普通用户市场,甚至成为了PC工业最持久的标准之一。

我的青春谁做主--计算机电源面面观 IBM PC/AT (model 5170)

而与苹果公司的理念不同的是,IBM一直是兼容型个人计算机的倡导者。为了使计算机终端用户能更快的升级自己的计算机,IBM推行了其在第二代PC产品中使用的AT规格供第三方厂商生产与之兼容的主板。这AT规格意即为 IBM AT 计算机主板的外形尺寸和布局(规格)。而在1985年,出于节约成本与优化设计的目的,IBM推出了Baby-AT标准。

我的青春谁做主--计算机电源面面观 Motherboard Baby AT

这种从286 一直应用到奔腾(Pentium)的规格,有和 AT 规格相类似的安装孔位置和位置相同的八个卡插槽,但比过去稍微窄和短两寸(51毫米)。而这些 Baby AT 主板的较小的体积(220x330毫米)和高灵活性,成为了这一规格的获得成功的关键所在。尽管它现在已经过时,不过大部份现代的计算机机箱一般都可以兼容 Baby-AT。

时过境迁,当诸多PC功能越来越完善的同时,带来了更多的硬件规格与功能要求,而Baby-AT似乎不能更好的适应用户的需求了。

首先,Baby AT结构标准表现在主板横向宽度太窄(一般为22cm),使得直接从主板引出接口的空间太小。大大限制了对外接口的数量,这对于功能越来越强、对外接口越来越多的微机来说,是无法克服的缺点。

其次,Baby AT主板上CPU和I/0插槽的位置安排不合理。早期的CPU由于性能低、功耗小,散热的要求不高。而现今的CPU性能高、功耗大,为了使其工作稳定,必须要有良好的散热装置,加装散热片或风扇,因而大大增加了CPU的高度。在AT结构标准里CPU位于扩展槽的下方,使得很多全长的扩展卡插不上去或插上去后阻碍CPU风扇运转。

另外,内存的位置也不尽合理。早期的计算机内存大小是固定的,对安装位置无特殊要求。Baby AT主板在结构上按习惯把内存插槽安放在机箱电源的下方,安装、更换内存条往往要拆下电源或主板,很不方便。内存条散热条件也不好。

最后,由于软硬盘控制器及软硬盘支架没有特定的位置,这造成了软硬盘线缆过长,增加了电脑内部连线的混乱,降低了电脑的可靠性。甚至由于硬盘线缆过长,使很多高速硬盘的转速受到影响。

出于上述如此之多的局限性,在IBM已经丧失了PC的垄断地位的之时,Intel这个处理器芯片的业界巨子也于1995年推出了ATX(AT Extend)规格,以取代不再年轻的Baby-AT规格。ATX主板针对AT和Baby AT主板的缺点做了以下改进:主板外形在Baby AT的基础上旋转了90度,其几何尺寸改为30.5cm×24.4cm;采用7个I/O插槽,CPU与I/O插槽、内存插槽位置更加合理;优化了软硬盘驱动器接口位置;提高了主板的兼容性与可扩充性;采用了增强的电源管理,真正实现电脑的软件开/关机和绿色节能功能。

我的青春谁做主--计算机电源面面观 ATX主板

在主板更改的同时,新的电源标准也伺机而生。在新标准成长的头两年间(1995-1997),ATX电源标准也从初始的ATX 0.9演变成新的ATX 1.1。与AT电源最大的区别在于ATX规格取消了传统的市电开关,依靠+5VSB、PS-ON控制信号的组合来实现电源的开启和关闭。而在随后三年时间,ATX标准也日趋成熟,相继发布了ATX 1.3,ATX 2.0,ATX 2.01,ATX 2.02,ATX2.03等多个版本以此来不断满足计算机硬件方面的供电要求。

我的青春谁做主--计算机电源面面观 典型的ATX电源

这样的情况一直持续到2000年2月,从Intel P4开始,以前的供电标准再也法通过小幅修正来满足新CPU的需要。于是,ATX 12V 1.0标准便应运而生。与ATX 2.03不同的是,新标准内使用+12V电压为CPU供电以此取代之前的+5V电压。这样做不但提高了负载稳定性,更是解决了P4级处理器的高功耗问题。从布线上一眼便能看出,专为CPU单独供电的4Pin电源接口,就是它以+12V的输出电压持续不断的为CPU输送着能量。另外,ATX 12V 1.0标准还对涌浪电流峰值、滤波电容的容量、保护电路等做出了相应规定,以确保电源的稳定性。并提供+5VSB的输出确保了主板对USB等设备和电源唤醒功能的完善。

我的青春谁做主--计算机电源面面观 当年被商家们叫的火热的“P4电源”

由于处理器功耗的不断提升,在短短的两年时间里,Intel就先后两次升级了ATX电源的规格。随着吞电怪兽Prescott CPU的出现,系统对12V的输出电流有了更高的要求,而且线材的承受能力有限,这就对为CPU供电的+12V输出电流提出了更高的要求。同年8月发布的1.1标准和次年2月发布的1.2标准又在此基础上进行细节规格方面的调整,以满足生产方面的需求。


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