ATX-Format

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Gehäuse-
formate

Das ATX-Format (engl. Advanced Technology Extended) ist eine Norm für Gehäuse, Netzteile, Hauptplatinen und Steckkarten von Mikrocomputern. Der ATX-Formfaktor wurde 1996 von Intel als Nachfolger für den bis zu diesem Zeitpunkt vorherrschenden AT-Formfaktor eingeführt. Trotz des Versuchs, das BTX-Format als Standard durchzusetzen, sind das eigentliche ATX-Format und die kleinere Version Micro-ATX (auch µATX) noch immer (Stand November 2013) die dominierenden Formate bei PCs und Desktop-Computern. Big Tower haben üblicherweise das Format E-ATX.

Mechanik[Bearbeiten]

Einige Formate:
oben links ein ATX-Board mit 12″ × 7,5″
oben rechts ein ATX-Board mit 12″ × 8,25″
unten rechts ein Micro-ATX-Board

Die Boardmaße

  • ATX: 305 mm × 244 mm (12″ × 9,6″)
  • XL-ATX: 345 mm × 262 mm (13,5″ × 10,3″)
  • ATX-EXtended: 308 mm × 340 mm (Server Board Format)
  • Mini-ATX: 284 mm × 208 mm (11,2″ × 8,2″)
  • Micro-ATX: 244 mm × 244 mm (9,6″ × 9,6″)
  • Flex-ATX: 229 mm × 191 mm (9″ × 7,5″),
  • Mini-ITX: 170 mm × 170 mm (6,7″ × 6,7″)
  • Nano-ITX: 120 mm × 120 mm (4,7″ × 4,7″)
  • Pico-ITX: 100 mm × 72 mm (4″ × 2,8″)
  • E-ATX-Format: 305 mm × 330 mm (12″ × 13″)
Ausführliche Liste inklusive anderer Formfaktoren

Das sind, bis auf den ATX-Standard selbst, an ATX angelehnte Spezifikationen. Server-Mainboards für zwei Prozessoren verwenden das größere E-ATX-Format.

Die Vorteile dieser Norm

  • Integration der E/A-Anschlüsse auf der Hauptplatine selbst
  • „Drehung um 90°“ gegenüber Vorgängerformaten, d. h. Prozessor und Speicherbänke befinden sich nun neben den Bussteckplätzen statt dahinter. Lange Karten kollidieren somit nicht mit Kühlern oder Lüftern.
  • Verpolungssicherer Netzteilanschluss für die Hauptplatine.
  • Das Netzteil wird intern, über eine Steuerspannung, ein- und ausgeschaltet, somit muss kein netzspannungführendes Kabel durch das Rechnergehäuse gezogen werden.
  • Ursprünglich war vorgesehen, dass der Lüfter des Netzteiles ebenfalls den nur mit einem passiven Kühlkörper ausgestatteten Prozessor kühlen sollte.

Nachteile

  • Durch die Integration der E/A-Komponenten auf der Hauptplatine ist bei einem Defekt kein Austausch mehr möglich (ev. hilft hier aber eine Steckkarte als Ersatz)
  • Standby-Stromverbrauch, wenn der Rechner nicht mit dem Hauptschalter direkt am Netzteil ausgeschaltet wird. Dieser ist jedoch nicht immer vorhanden.

Mit noch schnelleren und damit zunächst wärmeren Prozessoren und Grafikkarten stößt das ATX-Format an thermische Grenzen, so dass von Intel 2003/2004 als Nachfolger das BTX-Format definiert wurde, das sich am Markt jedoch bis 2006 nicht durchsetzen konnte. Im Oktober 2006 stellte Intel die Produktion von BTX-Mainboards ein, da, so Intel, der Core 2 Duo hinsichtlich der Abwärme so gut sei, dass er BTX nicht mehr benötige[1] – obgleich etwa durch High-End-Grafikkarten durchaus noch theoretische Vorteile bleiben würden. Diese jedoch fanden als typische „Bastlerware“ in den hauptsächlich komplett verkauften BTX-Systemen nie große Verbreitung und sind dementsprechend auch nicht an dessen Kühlkonzept angepasst.

Anschlüsse[Bearbeiten]

ATX-IO-Blenden mit unterschiedlichem Layout

Der AT-Standard kannte auf der Rückseite des Systems praktisch nur einen Tastaturanschluss. Weitere Schnittstellen mussten individuell im Gehäuse untergebracht werden. ATX erlaubt es den Mainboard-Herstellern, diese Ports in einem rechteckigen Bereich auf der Gehäuserückseite anzuordnen. Wie sie den Platz nutzen, bleibt den Herstellern überlassen (obwohl die meisten dabei einem Grundmuster folgten). Damit keine Löcher in der Gehäuserückwand bleiben, muss jedem Mainboard eine passende Blende (I/O-Shield, auch „ATX-Blende“) beigelegt werden. Ihre Größe beträgt 160 × 45 mm.

Die heute übliche Farbgebung der Schnittstellen ist in der Revision 2.2 der ATX-Spezifikation dargestellt.

Stromversorgung[Bearbeiten]

Hauptartikel: PC-Netzteil#ATX-Format

Während beim alten AT-Format der Einschaltknopf direkt im Primärkreis des Netzteils lag, ist er bei ATX am Mainboard angeschlossen und liefert lediglich eine Steuerspannung an die Elektronik (sogenannter Soft Switch). Dadurch ist es z. B. möglich, dass der Rechner sich per Software selbst ausschaltet. Es handelt sich jedoch nur um einen „Soft Off“-Zustand, das heißt das Mainboard wird weiterhin mit einer Standby-Spannung versorgt, die auch an Erweiterungskarten weitergegeben werden kann. Das ermöglicht Funktionen wie Wake-on-LAN oder Wake-on-Modem, bei denen der „ausgeschaltete“ Rechner sich selbst wieder einschaltet, wenn über das LAN ein spezielles „Aufwach-Paket“ (Magic Packet) hereinkommt oder das Modem einen Anruf empfängt. Auch zeitgesteuertes Einschalten des Rechners ist möglich. Nachteilig sind der Stromverbrauch im Standby und die Gefahr von Schäden durch Spannungsspitzen aus dem Stromnetz, auch wenn der Rechner nicht läuft.

Um ein ATX-Netzteil ohne angeschlossenes Mainboard zu starten, muss die (meist) grüne PowerSupplyOn-Leitung mit Masse (meist schwarz) verbunden werden. Zu beachten ist dabei jedoch, dass das Netzteil nie ohne eine angeschlossene Last (beispielsweise eine Festplatte) eingeschaltet werden sollte, da es sonst beschädigt werden kann. Viele Netzteile starten ohne Belastung auf dem 5-Volt- und dem 12-Volt-Zweig gar nicht.

Die Entwicklung zu immer leistungshungrigeren Prozessoren und Grafikkarten überforderte schon bald die Strombelastbarkeit des ursprünglichen 20-poligen ATX-Steckers. Zunächst wurde deshalb von Intel der zusätzliche vierpolige P4-Stecker eingeführt, der über je zwei Kontakte für +12 V und Masse die Schaltregler für den Prozessor versorgt und damit den Hauptstromstecker entlastet. Eine ähnliche Verstärkung erfüllt die Erweiterung des bisher 20-poligen ATX-Steckers auf 24 Pole, mit der jeweils eine weitere Leitung für +12 V, +5 V, +3,3 V und Masse bereitsteht. Da gleichzeitig auch die Grafikkarten immer mehr Strom verbrauchten (heutzutage verbraucht eine High-End-Grafikkarte ohne Mühe ein Mehrfaches des Prozessors), wurde in ATX 2.2 der 6-polige PCI-Express-Stromstecker eingeführt, der der Grafikkarte weiteren Strom liefert, zusätzlich zu den 75 W durch das Mainboard.

Bei manchen ATX-2.x-Netzteilen kann der 24-Pin-Stecker auch in einen 20-Pin-Stecker und einen 4-Pin-Zusatzstecker aufgetrennt werden – dieser Zusatzstecker darf nicht mit dem ATX12V-P4-Anschluss verwechselt werden. Er ist deshalb in der Steckerform abweichend kodiert und besitzt eine andere Befestigungssicherung.

Abmessungen[Bearbeiten]

ATX-Netzteile haben normalerweise Abmessungen von ca. 6″ × 3.5″ × 5.5″ bzw. 15 cm × 8,6 cm × 14 cm (Breite × Höhe × Tiefe). Netzteile mit großer Leistung sind oft tiefer ausgelegt.

Pinbelegung[Bearbeiten]

Das Bild zeigt die ATX-2.2-Buchse mit 24 Kontakten auf der Rechnerplatine. Die 4 Kontakte auf der rechten Seite sind von den restlichen 20 Kontakten getrennt und können für ältere Mainboards weggelassen werden. Die Geometrie der Steckkontakte stellt sicher, dass der Stecker nur richtig herum eingesteckt werden kann. Ein Plastikhaken am Stecker rastet in die Schiene an der Buchse ein und sichert den Stecker mechanisch. Von der Schiene aus gesehen befindet sich Pin 1 links außen, am Stecker je nach Blickrichtung entsprechend gedreht. Pin 16 (bei ATX 1.0 Pin 14) steuert das Netzteil. Liegt er auf Masse, schaltet das Netzteil die Hauptspannungen ein.

ATX-2.2-Netzteilstecker (Buchse)
ATX-2.2-Netzteilstecker (Buchse) Seitenansicht
Belegung der Stecker eines ATX-1.3-Netzteils (der 4-polige „P4“-Stecker ist anders belegt als die 4 Zusatz-Pins eines ATX-24-Pin-Steckers und kann [auch mechanisch] nicht dafür verwendet werden)
Pin Signal Kabelfarbe 1) Funktion 2)
ATX 1.0 bis 2.1 ATX 2.2
1 1 3,3 V Orange
2 2 3,3 V Orange
3 3 Masse Schwarz
4 4 5 V Rot
5 5 Masse Schwarz
6 6 5 V Rot
7 7 Masse Schwarz
8 8 PWR_OK Grau Power Ok (+12 V & +5 V & +3,3 V stabil) 6)
9 9 5 VSB Violett +5 VDC Standby Voltage
10 10 12 V Gelb
10 5) 11 12 V Gelb
2 5) 12 3,3 V Orange
11 13 3,3 V Orange
12 14 −12 V Blau
13 15 Masse Schwarz
14 16 PS ON Grün Power Supply On 3)
15 17 Masse Schwarz
16 18 Masse Schwarz
17 19 Masse Schwarz
18 20 −5 V Weiß nur bei ATX1 4)
19 21 5 V Rot
20 22 5 V Rot
20 5) 23 5 V Rot
17 5) 24 Masse Schwarz
1) Die Kabelfarben zeigen die gängigste Belegung. Bei einzelnen Herstellern oder Modellen können Abweichungen vorkommen.
2) Auf Pin 11 (beim 24-poligen Stecker Pin 13), gelegentlich auch auf Pin 1 oder Pin 2, sind meist zwei Adern angeschlossen. Eine der beiden, häufig mit geringerem Querschnitt, dient als Sensorleitung zur besseren Ausregelung der 3,3-Volt-Schiene.
3) Steuereingang. Bei Verbindung mit Masse schaltet das Netzteil ein.
4) Bei Netzteilen nach ATX2-Standard "reserved" und meist unbelegt
5) Belegung eines Adapters von 20-poligem Stecker (bis ATX-2.1) zu einem 24-poligen Stecker (ab ATX-2.2)
6) Power OK (Power good) signal. Dies ist ein Statussignal welches anzeigt, ob die Ausgangsspannungen des Netzteils stabil anliegen. HIGH (+5VDC) bedeutet: Spannungen stabil. LOW (0VDC) bedeutet: Fehler (Wird das signal vom Mainboard ausgewertet, führt das Mainboard im Fehlerfall einen Reset aus bzw. startet den Bootvorgang nicht.)

Spannungstoleranzen[Bearbeiten]

Die folgenden Toleranzen müssen sowohl im Leerlauf als auch unter Last eingehalten werden. Bei einer Netzspannungsstörung sind sie auch unter Volllast noch für mindestens 17 ms einzuhalten, um kurze Störungen überbrücken zu können.[2]

Ausgang Toleranz Minimalspannung
in V
Normalspannung
in V
Maximalspannung
in V
+12 V1DC ±5 % +11,40 +12,00 +12,60
+12 V2DC ±5 % +11,40 +12,00 +12,60
+5 VDC ±5 % +4,75 +5,00 +5,25
+3,3 VDC ±5 % +3,14 +3,30 +3,47
−12 VDC ±10 % −13,20 −12,00 −10,80
−5 VDC ±10 % −5,50 −5,00 −4,50
+5 VSB ±5 % +4,75 +5,00 +5,25

Netzteilstandards[Bearbeiten]

Adapter, um ATX12V mit älteren Netzteilen bereitzustellen
Version Stromversorgung Mainboard ATX12v-P4-Anschluss (2×2) SATA-Anschluss Sonstiges
ATX 1.0 20-pin (2×10) Ja Nein
ATX 1.3 20-pin (2×10) Ja Ja 6-pin (1×6) AUX-Power
ATX EPS 24-pin (2×12) Ja Nein 8-pin (2×4) Versorgungsanschluss
ATX 2.0 20-pin (2×10) Ja Ja
ATX 2.2 24-pin (2×12) Ja Ja 6-pin (2×3) PCI-E Anschluss; Leistungsfaktorkorrekturfilter
  • Der 24-Pin-Stecker von ATX-2.2-Netzteilen passt auch in die 20-Pin-Buchse eines ATX-1.x- bis -2.1-Mainboards (2×2 überstehende Pins), sofern die Bestückung des Mainboards im Anschlussbereich es zulässt. Bei manchen ATX-2.x-Netzteilen kann der 24-Pin-Stecker auch in einen 20-Pin-Stecker und einen 4-Pin-Zusatzstecker aufgetrennt werden. (Dieser Zusatzstecker darf nicht mit dem ATX12V-P4-Anschluss verwechselt werden).
  • Der 20-Pin-Stecker von ATX-1.x- bis -2.1-Netzteilen passt auch in die 24-Pin-Buchse eines ATX-2.x-Mainboards (2×2-Pin-Buchsen bleiben leer). Manche ATX-2.2-Mainboards erfordern zusätzlich einen 20-auf-24-Pin-Adapter, um mit einem ATX-1.x- bis -2.1-Netzteil erfolgreich betrieben werden zu können.
  • Die Spezifikation ATX 2.3 unterscheidet sich nur geringfügig von der Vorversion. Der geforderte Wirkungsgrad wurde von 75 auf 80 % erhöht. Die erforderliche Einschalt-Stromaufnahme der 12-Volt-Prozessorleitung wurde herabgesetzt, so dass das System nun auch bei sehr geringer Prozessor-Stromaufnahme startet. Die Obergrenze von 240 VA pro Leitung wurde gestrichen, dadurch ist ein Strom von mehr als 20 A auf der 12-V-Leitung möglich.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. PC Games Hardware: BTX. Das Aus?, 11. September 2006.
  2. ATX12V Power Supply Design Guide v2.01 von formfactors.org