Hệ số hình thức của bo mạch chủ máy tính công nghiệp

Bo mạch chủ là một trong những thành phần máy tính quan trọng nhất có chức năng lưu trữ và cung cấp năng lượng điện cho từng thành phần đồng thời trở thành đường truyền thông tin liên lạc. Một bo mạch chủ đi kèm với các hệ số hình thức khác nhau và đa dạng dành cho các ứng dụng máy tính khác nhau. Ngày nay, nhiều ngành công nghiệp yêu cầu các yếu tố hình thức bo mạch chủ nhỏ và chắc chắn để phù hợp với các ứng dụng công nghiệp hạn chế về không gian. Vì vậy, hãy cùng chúng tôi để biết thêm về các bo mạch chủ dạng nhỏ và các tính năng đặc biệt của chúng.

Hệ số hình thức bo mạch chủ nhỏ là gì?

Hệ số hình thức bo mạch chủ nhỏ có thể phù hợp với hạn chế về không gian và các máy tính công nghiệp dạng bản nhỏ. Bo mạch chủ có hệ số hình thức nhỏ (Small form factor – SFF) có nhiều kích thước và hình dạng khác nhau như: Mini-ITX, 3,5 “SBC, 2,5″ PICO-ITX và nhỏ nhất 1,8 ” FEMTO ITX đang bắt đầu xuất hiện trên thị trường nhúng. Các bo mạch chủ nhỏ này thường nhắm đến thị trường nhúng hoặc thị trường công nghiệp, như ki-ốt, thiết bị điều khiển nhà máy, tự động hóa và thậm chí cả thiết bị y tế. Do đó, bo mạch chủ dạng nhỏ cho phép nó hoàn toàn phù hợp với diện tích không gian hạn chế của máy tính công nghiệp bằng cách sử dụng công nghệ bo mạch máy tính đơn (Single Board Computer – SBC).

SBC hay bo mạch máy tính đơn là một cấu hình máy tính chức năng được xây dựng trên một bảng mạch duy nhất. Một số thành phần và bộ phận trong máy tính thường được xây dựng độc lập với PCB, chẳng hạn như CPU, RAM và GPU, được hàn với nhau trên một bảng mạch duy nhất. Bo mạch chủ có hệ số hình thức nhỏ sử dụng cấu hình SBC vì mức độ tích hợp cao, giảm số lượng thành phần và số lượng đầu nối, cho phép bo mạch chủ SFF hoạt động trong các hoạt động nhỏ hơn, nhẹ hơn, đáng tin cậy và tiết kiệm điện hơn. Do đó, chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau từ tự động hóa công nghiệp, ô tô, y tế và thậm chí cả các ứng dụng quân sự.

Lợi ích của một bo mạch chủ có hệ số hình thức nhỏ

Các bo mạch chủ nhỏ như bo mạch chủ ITX vẫn cung cấp các socket CPU để linh hoạt trong hiệu suất xử lý. Hơn nữa, các bo mạch chủ dạng nhỏ hơn như bo mạch chủ 3,5″ sử dụng thiết kế SBC, kết hợp tất cả các thành phần máy tính trong một bo mạch duy nhất. SBC có xu hướng được cung cấp năng lượng thấp, làm cho nó trở thành giải pháp lý tưởng cho khối lượng công việc cấp đầu vào chỉ yêu cầu một lượng điện năng tiêu thụ và hiệu suất vừa đủ. Do đó, các bo mạch chủ dạng nhỏ có thể sử dụng thiết kế làm mát thụ động và có TDP thấp từ 7 đến 15W. Dưới đây là các lợi ích khác mà bo mạch chủ dạng nhỏ mang lại, chẳng hạn như như:

Độ bền và độ tin cậy của SBC

Các bo mạch chủ dạng nhỏ thường được tìm thấy trong các hệ thống nhúng hoặc máy tính công nghiệp, thường yêu cầu mức độ bền và độ tin cậy cao hơn trong quá trình triển khai. Ngoài ra, thiết kế nhỏ gọn cho phép các bo mạch chủ dạng nhỏ chạy không quạt, giảm các bộ phận chuyển động và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động. Do đó, các bo mạch chủ dạng nhỏ không quạt có khả năng chịu được các hoạt động triển khai công nghiệp khắc nghiệt nhất mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.

Một số bo mạch chủ có yếu tố hình thức nhỏ được cung cấp một lớp bảo vệ bổ sung được gọi là lớp phủ bảo vệ để tăng độ bền của chúng. Lớp phủ như một lớp màng polyme mỏng trên PCB để bảo vệ thêm chống lại bụi, độ ẩm, hóa chất, tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt và sốc và rung.

Tuổi thọ của SBC

Hiệu suất nhiệt và điện đóng một vai trò quan trọng trong tuổi thọ của bo mạch chủ, đặc biệt là khi triển khai ở cấp công nghiệp. Do đó, các bo mạch chủ dạng nhỏ được chế tạo từ các thành phần cấp công nghiệp bền và đáng tin cậy để nâng cao tuổi thọ của bo mạch chủ. Hơn nữa, mỗi thành phần bo mạch chủ được lựa chọn cẩn thận để đạt được hiệu suất điện tốt hơn để hoạt động trong nhiệt độ hoạt động rộng và tiếp xúc với độ sốc và rung động cao trong các ứng dụng nhúng từ xa hoặc di động. Do đó, một bo mạch chủ dạng nhỏ có thể tồn tại tới 5 đến 7 năm hoạt động.

Hiệu quả chi phí

Một lợi ích đáng kể khác của bo mạch chủ dạng nhỏ là tính hiệu quả về chi phí cho nhiều ứng dụng công nghiệp. Một bo mạch SBC tiêu thụ năng lượng thấp. Ngoài ra, bo mạch chủ với thiết kế không quạt giúp giảm chi phí làm mát tổng thể.

Phân loại các yếu tố hình thức của bo mạch chủ

ITX, viết tắt của Information Technology Extended, là một bo mạch chủ dạng nhỏ gọn được phát triển bởi công nghệ VIA vào năm 2001. Bo mạch chủ ITX được thiết kế đặc biệt để làm mát thụ động trong các máy tính công nghiệp hạn chế về không gian giá rẻ. Ngoài ra, cấu hình nhỏ gọn của bo mạch chủ ITX làm cho chúng trở nên hoàn hảo cho các giải pháp IoT nhúng và điện toán biên.

Các bo mạch chủ dạng nhỏ cung cấp các kích thước khác nhau để phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp. Bắt đầu từ Mini-ITX, SBC 3,5 inch, 2,5 inch PICO-ITX, và cuối cùng là FEMTO-ITX 1,8″ nhỏ nhất. Điều đó nói rằng, việc chọn đúng loại hệ số hình thức sẽ có lợi rất nhiều cho các yêu cầu ứng dụng khác nhau về kích thước và hiệu suất. Dưới đây là chi tiết của từng loại bo mạch chủ có dạng nhỏ khác nhau để bạn lựa chọn.

Bo mạch chủ MINI-ITX

Hệ số hình thức bo mạch chủ Mini-ITX có kích thước 170mm x 170mm. Đây là yếu tố hình thức lớn nhất trong số các tiêu chuẩn bo mạch chủ ITX SFF khác. Ngoài ra, mini-ITX có thể phù hợp với cấu hình PC đầy đủ với đủ khe cắm mở rộng và cổng I/ O. Do đó, mức tiêu thụ điện năng cực thấp cho phép các bo mạch chủ dạng nhỏ hoạt động trong thiết kế không quạt bằng tản nhiệt thay vì sử dụng quạt quay đang hoạt động, tiêu thụ ít hơn 25W.

Bo mạch chủ công nghiệp Mini-ITX iBase MI988

• AMD Ryzen™ Embedded V1000 Series onboard
• 2x DDR4 SO-DIMM, Max. 32GB
• 2x PCI-E Gigabit LAN
• 1x HDMI(2.0a), 1x DisplayPort (1.2), 1x eDP or 1x 24-bit dual-channel LVDS
• 4x USB3.1, 2x SATA III, 6x COM
• 1x PCI-E (x8), 1x Mini PCI-E socket, 1x M.2 (M-key)

Bo mạch chủ 3,5 inch

Bo mạch chủ 3,5 inch có kích thước chiều rộng và chiều dài là 146mm x 120mm. 3,5 inch không xác định kích thước chính xác của bo mạch chủ; thay vào đó, nó là kích thước của ổ đĩa tương thích, có kích thước 3,5 x 3,6 inch. Do yếu tố hình thức nhỏ và thiết kế không quạt, nó tương thích với đĩa cứng 3,5 ” hoàn toàn phù hợp với bo mạch chủ. Các bo mạch chủ 3,5″ cũng đủ mạnh để lưu trữ SoC (Hệ thống trên chip) chỉ ở mức TDP ~ 15watt thiết kế.

Bo mạch nhúng công nghiệp 3.5 inch SBC Axiomtek CAPA520 với

• LGA1151 socket 9th/8th gen Intel® CoreTM i7/i5/i3 processor
• Intel® H310/Q370 chipset
• 1 DDR4 SO-DIMM for up to 16GB of memory
• 3 GbE LAN
• 1 PCI Express Mini Card slot
• Intel® AMT 12 supported (optional)

2.5″ PICO-ITX

Bo mạch chủ pico-ITX có kích thước 100mm x 72mm, là bo mạch chủ yếu tố hình thức nhỏ thứ hai. Bo mạch chủ PICO-ITX SFF được thiết kế đặc biệt để mang lại hiệu suất của CPU x86 hoặc 32-bit và hệ điều hành cho một hệ thống nhúng chỉ với thiết kế TDP dưới 10watt. Do đó, bo mạch chủ pico-ITX đã được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp, hệ thống trên xe, quản lý bán lẻ, v.v.

Bo mạch máy tính nhúng công nghiệp Pico-ITX Axiomtek PICO52R với

• 8th gen Intel® Core™ i7/i5/i3 and Celeron® processor
• 1 DDR4 SO-DIMM for up to 16GB of memory
• 2 USB 2.0 and 2 USB 3.0
• 2 GbE LAN
• M.2 Key E
• Intel® AMT 11 supported

Premio 1.8″ FEMTO-ITX

Bo mạch máy tính nhúng công nghiệp 1.8 inch Axiomtek KIWI310 với

• Intel® Celeron® processor N3350
• On-board LPDDR4 for up to 4GB of memory
• 1 GbE LAN
• On-board eMMC for up to 64GB
• M.2 Key E
• 40-pin GPIO