Bạn có thể bắt gặp các kích cỡ vật lý khác nhau trên thị trường, từ những sản phẩm đã lỗi thời đến những sản phẩm hiện đại nhất.
Các kích cỡ vật lý lỗi thời
Bạn có thể bắt gặp những bộ cấp nguồn sử dụng các kích cỡ vật lý lỗi thời nếu làm việc trên các máy tính được chế tạo trong 2 thập niên 1980 và 1990. Tôi đã mô tả chi tiết chúng trong phiên bản thứ 18 của cuốn sách này.
Các kích cỡ vật lý hiện đại
Các kích cờ vật lý bộ cấp nguồn được trình bày chi tiết trong những phần sau và các tiêu chuẩn này đang tiếp tục được sư dụng trong các hệ thống hiện nay. ATX là loại phổ biến nhất, nhưng nếu làm việc trên các loại máy tính khác, bạn cũng có thể bắt gặp những loại khác được liệt kê ở đây.
ATX/ATX 12V
Năm 1995, Intel đã nhận thấy các thiết kế bộ cấp nguồn hiện hữu đúng là trong tình trạng thiếu điện năng, vấn đề là do các tiêu chuẩn này sử dụng hai đầu nối với tổng cổng chỉ 12 chân cung cấp điện cho bo mạch chủ. Để giải quyết những vấn đề này, năm 1995 Intel thay đổi một chút mạch điện và các đầu nối của thiết kế LPX (PS/2) (vẫn giữ hình dạng vật lý) sinh ra kích cỡ vật lý bộ cấp nguồn ATX.
Intel phát hành đặc tả kỹ thuật của ATX lần đầu tiên vào năm 1995 và trong năm 1996, nó bắt đầu phổ biến mạnh trong các dòng máy tính Pentium và Pentium Pro, chiếm 18% thị phần trong năm đầu tiên. Từ năm 1996 các loại ATX khác trở thành những kích cỡ vật lý bo mạch chủ và bộ cấp nguồn chủ yếu, thay thế cho các thiết kế phổ biến trước đây như là Baby – AT/LPX. Các bộ cấp nguồn ATX 12V cũng có thể sử dụng cho các bo mạch chủ mới như là BTX, đảm bảo rằng ATX và những cái dựa trên nó sẽ vẫn là những bộ cấp nguồn phổ biến nhất trong vài năm sắp tới.
Đặc tả kỹ thuật ATX 12V định nghĩa hình dáng vật lý và các đầu nối cho bộ cấp nguồn. Từ năm 1995 tới đầu năm 2000, kích cỡ vật lý bộ cấp nguồn ATX được định nghĩa như là một phần của đặc tả kỹ thuật bo mạch chủ ATX. Tuy nhiên trong tháng 1/200 Intel đã bỏ đặc tả kỹ thuật bộ cấp nguồn ra khỏi đặc tả kỹ thuật bo mạch chủ/thùng máy ATX version 2.03 và tạo thành đặc tả kỹ thuật bộ cấp nguồn ATX/ATX 12V version l.0, đồng thời thêm vào một đầu nối 4 chân +12V (những bộ cấp nguồn có đầu nối +12V gọi là bộ nguồn ATX 12V). Những đầu nối +12V được thêm vào trong phiên bản l.3 (4/2002), thế là đặc tả kỹ thuật này chỉ dùng trong ATX 12V. Đặc tả kỹ thuật ATX 12V phiên bản 2.0 (3/2003) bỏ đi đầu nối phụ 6 chân và đổi đầu nối chính sang 24 chân. Phiên bản hiện nay là ATX 12V 2.2, phát hành trong 3/2005 và chứa một vài thay đổi nhỏ từ những phiên bản trước. Đặc tả kỹ thuật bộ cấp nguồn ATX phát triển, có một số sự thay đổi trong định hướng và thiết kế quạt làm mát. Đặc tả kỹ thuật ATX về nguyên thủy yêu cầu một quạt đường kính 80mm gắn bên trong bộ nguồn, là chỗ nó có thể hút không khí từ mặt sau thùng máy và thổi vào bên trong bo mạch chủ. Loại luồng không khí này chạy theo hướng ngược lại so với hầu hết các bộ nguồn chuẩn khác, hút không khí ở bên trong thùng máy ra ngoài qua một cái lỗ trên thùng máy nơi đặt quạt làm mát. Thiết kế luồng ngược chiều này làm mát hệ thống hiệu quả hơn với chỉ một quạt, loại bỏ sự cần thiết của một quạt tản nhiệt trên CPU.
Lợi ích khác của làm mát bằng luồng không khí nguợc là hệ thống sẽ hoạt động trong một môi trường thông thoáng và sạch sẽ hơn. Thùng máy sẽ được điều áp, vì thế không khí sẽ liên tục thổi ra ngoài thông qua những khe hở trên thùng máy – ngược lại với những gì xảy ra ở kiểu thiết kế điều áp âm. Vì lý do này làm mát bằng luồng không khí ngược thường gọi là thiết kế thông gió điều áp dương. Trên hệ thống ATX với sự làm mát bằng luồng không khí ngược, không khí được thổi bay khỏi ổ cứng do duy nhất lượng không khí lấy vào là qua lỗ thông gió quạt trên bộ cấp nguồn phía sau. Để hệ thống hoạt động trong một môi trường cực khô, bạn phải thêm một bộ lọc vào quạt thông gió để bảo đảm tất cả không khí vào bên trong không có bụi.
Mặc dù điều này nghe có vẻ như là một cách tốt để thông gió cho một máy tính, thiết kế điều áp dương cần sử dụng nhiều điện năng hơn để đẩy lượng không khí cần thiết qua bộ lọc và điều áp cho thùng máy. Hơn nữa, nếu sử dụng bộ lọc, nó phải được kiểm tra theo một chu kỳ nhất định – điều này phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của hệ thống, nó có thể cần thay hoặc làm sạch mỗi tuần. Ngoài ra, nhu cầu tản nhiệt từ bộ cấp nguồn góp phần làm giảm lượng không khí mát và thổi không khí nóng lên trên CPU.
Vì các CPU sinh ra ngày càng nhiều nhiệt, lượng khí làm mát hệ thống trở nên cần thiết hơn và kiểu thiết kế điều áp dương đơn giản không đáp ứng được. Vì thế, các phiên bản sau của đặc tả kỹ thuật ATX đã được viết lại cho phép cả hai kiểu thiết kế điều áp âm và dương, nhưng hệ thống điều áp âm chuẩn với một cái quạt hút khí trên bộ nguồn và thêm một cái quạt tốc độ cao thổi không khí mát phía bên phải CPU như là một giài pháp tốt nhất.
Bởi vì chuẩn hệ thống điều áp âm cung cấp lượng không khí làm mát nhiều nhất cho dòng và tốc độ không khí của quạt, hầu hết tất cả các bộ cấp nguồn theo kiều ATX đều sử dụng kiểu thiết kế điều áp âm, tức là không khí tràn vào phía sau bộ cấp nguồn. Hầu hết sử dụng quạt có đường kính 80mm gắn vào phía sau để thổi khí ra ngoài, nhưng một số khác lại sử dụng quạt 80mm, 92 mm hoặc 120 mm gắn bên trong cao hơn hoặc thấp hơn bề mặt, với những cửa thông khí ở phía sau hệ thống. Trong cả 2 ví dụ, luồng không khí đều luôn được hút ra khỏi hệ thống thông qua phía đằng sau bộ cấp nguồn.
Kích cỡ vật lý bộ cấp nguồn ATX giải quyết một số vấn đề so với các loại bộ nguồn trước như là PC/XT, AT và LPX. Một trong những vấn đề đó là những bộ nguồn sử dụng cùng với các bo PC/XT/AT chỉ có hai đầu nối để cắm vào bo mạch chủ. Nếu gắn sai (gắn ngược hoặc là không đúng vị trí), bạn sẽ thường xuyên nướng cả bo mạch chủ và bộ cấp nguồn! Hầu hết các nhà sản xuất máy tính có trách nhiệm cố gắng “Khóa” đầu nối bo mạch chủ và bộ cấp nguồn vì thế bạn không thể gắn sai. Tuy nhiên hầu hết các nhà sản xuất các máy tính rẻ thì không có tính năng này. Kích cỡ vật lý ATX bao gồm thiết kế thông minh và chốt khóa để ngăn người dùng gắn sai bộ cấp nguồn của họ. Các đầu nối ATX cũng cung cấp điện áp +3.3V, không cần các bộ điều chỉnh điện áp trên bo mạch chủ để chuyển sang +3.3V nữa.
Bên cạnh mức điện áp ra +3.3V mới, các bộ cấp nguồn ATX còn cung cấp một bộ điện áp ra khác – những cái không phải đặc thù trên các bộ cấp nguồn chuẩn. Bộ điện áp này bao gồm Power_On (PS-ON) và 5V_Standby, chúng được biết đến như là năng lượng mềm (Soft Power). Điều này cho phép thực thi các tính năng như là Wake on Lan, tức là một tín hiệu tới từ một modem có thể bật máy tính. Nhiều hệ thống như thế cũng có lựa chọn thiết lập thời gian thức, tức là máy tính có thể tự động bật chính nó để thực thi các tác vụ được lập lịch sẵn. Những tín hiệu này cũng có thể cho phép lựa chọn sử dụng bàn phím để bật hệ thống – một sự lựa chọn bạn có thể thiết lập trên một số hệ thống. Những tính năng này có thể làm được là bởi vì mức điện áp +5V Standby luôn hoạt động, cung cấp cho bo mạch chủ một nguồn điện giới hạn thậm chí cả lúc tắt. Kiểm tra BIOS setup để có thể điều khiển các tính năng trên.
