BTX, Balanced Technology eXtended Format, è il nome scelto da Intel per indicare il nuovo concetto di standard per Case e schede madri. Inizialmente noto con il nome in codice di Big Water, BTX è stato studiato come soluzione che sostituirà il formato ATX nei prossimi anni a partire da una considerazione visibile agli occhi di tutti, appassionati e non: il PC sta progressivamente riducendo le proprie dimensioni, sia in ambiente domestico che da ufficio.
Anche se l'annuncio ufficiale è avvenuto nel corso dell'Intel Developer Forum Fall del Settembre 2003, i primi sistemi BTX iniziano solo ora a comparire sul mercato, dominato ancora da soluzioni ATX.

PC più piccoli permettono un più facile posizionamento nell'ambiente, soprattutto se sono dotati di sistemi di raffreddamento particolarmente silenziosi ed efficaci; questo spiega il crescente successo delle soluzioni PC Barebone di ridotte dimensioni, adatte all'utilizzo anche in un salotto e viste più come strumenti di elettronica di consumo che come un computer in senso classico.

Lo standard ATX è stato introdotto verso la fine degli anni '90, quale evoluzione del vecchio standard AT, il primo sviluppato per personal computer. In quel periodo si percepiva la necessità di rimuovere progressivamente dal PC tutte le periferiche legacy, spinta a tutt'oggi non ancora pienamente completata; oltre a questo, la crescente complessità dei processori e dei componenti interni del PC richiedeva una maggiore cura della disposizione dei componenti, oltre al loro corretto raffreddamento. L'alimentatore AT, con i suoi particolari connettori per la scheda madre e il pulsante di accensione ad esso direttamente collegato, era inoltre ben lontano dall'essere uno standard pratico da utilizzare.

E' sugli stessi principi che hanno portato all'introduzione delle periferiche ATX che Intel ha scelto di sviluppare il formato BTX, proprio per ovviare ad una serie di limitazioni dello standard ATX emerse nel corso degli anni. Alcuni di questi limiti sono qui di seguito riassunti:

• il formato ATX mal si adatta all'utilizzo in sistemi di ridotte dimensioni, sempre più spesso adottati sia in ambiente da ufficio che in quello domestico. Una soluzione a questo è la creazione di layout custom, specifici per l'utilizzo in PC di ridotte dimensioni; questo però genera costi addizionali;
• il raffreddamento dei componenti montati sulla scheda madre, oltre che del processore, richiede l'utilizzo di differenti dissipatori e ventole per poter essere garantito correttamente; questa esigenza diventa tanto più pressante al crescere delle potenze dissipate dai più recenti processori durante il loro funzionamento;
• all'aumentare della complessità del sistema di raffreddamento, cresce il rumore da esso generato; questo è intollerabile tanto in ambiente domestico quanto in quello da ufficio;
• lo standard ATX è limitato, quanto a specifica, a dissipatori di calore dal peso massimo di 450 grammi; la crescente complessità delle cpu richede l'utilizzo di dissipatori dal peso superiore, se non si vuole bilanciare questo con l'utilizzo di ventole dalla rumorosità più elevata;
• il formato ATX sta generando problemi di routing dei segnali nel posizionamento dei componenti sulla scheda madre; questo accresce i costi di progettazione, oltre a rendere più complesso il mantenimento di un elevato livello di stabilità operativa.

L'approccio di Intel è quello di fare in modo che il sistema venga raffreddato da un unico, grande apparato, posizionato in modo tale che l'aria di raffreddamento aspirata all'interno del sistema giunga per prima a raffreddare il processore, e da questo si porti su tutti i restanti componenti interni.

Il grafico qui sopra riportato mostra come, in via teorica, operi il sistema di raffreddamento integrato in un case BTX. L'aria viene aspirata all'interno dalla ventola (FAN) e soffiata sul processore (CPU), posizionato quindi immediatamente dietro al pannello frontale del case. Una volta passata attraverso le alette del dissipatore di calore posto sul processore, l'aria giunge a raffreddare north e south bridge del chipset (MCH e ICH), toccando anche la scheda video (GFX) che nell'esempio è posizionata in orizzontale grazie all'utilizzo di un riser. L'alimentatore è posto in fondo a sinistra e dotato di una propria ventola (FAN PSU) che aspira aria dall'interno del case verso l'esterno.

BTX, tuttavia, non ha quale elemento cardine lo spostamento del processore dalla parte posteriore del case a quella anteriore: come vedremo nelle prossime pagine, vi sono molte opzioni costruttive sia per schede madri che per case, che tengono conto del tipo di utilizzo di riferimento e dell'ingombro ricercato del PC.

Lo standard BTX prevede l'utilizzo di 3 differenti formati, a seconda delle dimensioni complessive del Case e del numero di periferiche di espansione che si vogliono integrare nel sistema. Il primo formato è quello BTX standard, con dimensioni massime pari a 12,8 pollici in larghezza e 10,5 pollici in altezza; per dimensioni e forma ricorda quello Full ATX utilizzato dalla maggior parte delle schede madri retail in commercio, sia per processori Intel che AMD. Le schede BTX standard possono accettare un massimo di 7 Slot di espansione per schede, con sino a 10 punti di contatto con il case.

Il secondo formato è quello microBTX, che come il nome facilmente suggerisce vanta una superficie complessiva inferiore. La scheda madre può al massimo essere larga 10,4 pollici e alta 10,5, e prevedere sino a 4 Slot di espansione per periferiche con 7 differenti punti di contatto al Case.

A chiudere troviamo il formato picoBTX, il più piccolo dei 3; è previsto per schede madri dalle dimensioni massime di 8 pollici in altezza e 10,5 pollici in larghezza, con sino a 2 Slot di espansione per periferiche e 4 punti di aggancio al Case.

Passando alle dimensioni del Case, lo standard BTX stabilisce due volumetrie di riferimento che possono venire utilizzate. La prima, più piccola, è chiamata Type I, che prevede l'utilizzo di un Case con volume interno massimo pari a 6,9 litri e pertanto risulta adatta a sistemi di ridotte dimensioni; le schede di espansione che possono essere utilizzate sono o a basso profilo, oppure standard ma montate utilizzando un riser.

sistema reference Intel BTX da 6,9 litri di volume interno

Il secondo tipo di case viene indicato con il nome di Type II e può raggiungere una volumetria interna massima pari a 12,9 litri; in questo caso le schede di espansione possono essere anche di tipo standard, senza richiedere l'utilizzo di schedine riser per il montaggio sulla scheda madre.

BTX Type I reference

BTX Type II reference

E' presumibile che alcuni produttori di Case possano optare per dimensioni dei propri modelli che non seguano i due standard indicati da Intel; questo è presumibile soprattutto pensando all'abbinamento tra schede madri BTX standard e un elevato numero di periferiche di Storage.

Abbiamo avuto la possibilità, grazie alla collaborazione di Next Computer e di Technomoon, di provare uno dei primi sistemi BTX disponibili in Italia. Si tratta di un prodotto sviluppato su Case Yeong-Yang, modello YY-4302 in formato microBTX, dotato di scheda madre Gigabyte per processori Intel 775 LGA con chipset 915G Grantsdale. E' questa la prima volta nella quale possiamo letteralmente mettere le mani su un sistema BTX nella nostra redazione.

Osservando la parte frontale del sistema non si ha l'impressione di avere a che fare con qualcosa di diverso da un tradizionale mini-tower in standard ATX: il posizionamento sia del lettore ottico che del floppy drive ricalca quello standard dei PC in formato ATX in commercio. Le prime differenze balzano all'occhio osservando la metà inferiore del Case, nella quale s'intravede una griglia di raffreddamento dietro ad alcune alette di plastica opportunamente orientate. E' questa apertura quella attraverso la quale viene garantito tutto il raffreddamento interno del sistema: dietro ad essa, infatti, troveremo la massiccia ventola di raffreddamento, collegata direttamente al dissipatore di calore posto sul processore Pentium 4.

La parte posteriore è caratterizzata dalle connessioni integrate on board sulla scheda madre Gigabyte, con nella parte superiore l'alimentatore con ventola di raffreddamento. Da notare come sulla scheda madre Gigabyte siano presenti sia il sottosistema video, che le porte PS/2, seriale e parallela; nell'ottica di una progressiva scomparsa delle periferiche legacy lascia abbastanza stupiti la presenza di porte seriali e parallela, pressoché inutilizzate almeno in ambiente domestico e da ufficio.

Nella parte centrale sono presenti predisposizioni per due distinti gruppi di ventole; l'inserimento di una ventola nella parte posteriore del Case permetterebbe di migliorare il raffreddamento interno, forzando l'estrazione dell'aria entrata dalla parte frontale e riscaldatasi dopo essere giunta a contatto con il dissipatore del processore e dei bridge del chipset.

Nella parte inferiore sono chiaramente distinguibili 4 porte per schede di espansione: lo standard microBTX scelto da Gigabyte per la propria scheda madre permette di inserire sino a 4 periferiche collegate alla scheda madre, di tipo PCI oppure PCI Express a seconda del tipo di Slot montati sulla scheda madre dal produttore.

Una volta rimossi i due pannelli laterali è possibile vedere molto chiaramente quale sia la distribuzione interna dei componenti, nonché le differenze rispetto ad un tradizionale sistema ATX.

La prima caratteristica che balza all'occhio è il posizionamento della scheda madre, montata sul lato destro del Case e non su quello sinistro come abituale per le soluzioni ATX. Questa scelta porta, quale diretta conseguenza, il posizionamento in basso delle periferiche di espansione, PCI o PCI Express che siano, con la superficie della scheda dotata di componentistica ruotata verso l'alto.

Dal punto di vista della gestione del calore interno, questo approccio porta un diretto beneficio: i componenti montati sulle schede generano calore durante il funzionamento, calore che sale in modo naturale verso l'alto e che grazie alla posizione ruotata di 180 gradi rispetto a quella dei sistemi ATX può spostarsi verso l'alto più facilmente. Il flusso di raffreddamento proveniente dal dissipatore di calore del processore, inoltre, passa direttamente proprio sopra gli Slot di espansione, aiutando a spostare verso l'esterno l'aria calda generata dalle schede.

Il voluminoso complesso di colore nero e viola visibile sulla sinistra della scheda madre altro non è che una sorta di gabbia, che circonda completamente il dissipatore di calore veicolando l'aria di raffreddamento proveniente dall'esterno; sotto a questo complesso, nella parte più bassa del Case, sono state montate due staffe di sostegno per un massimo di due hard disk. Anche in questo caso il posizionamento in basso facilita lo spostamento del calore generato dai dischi durante il funzionamento, così da evitare la formazione di pericolose sacche d'aria calda che possono portare ad un innalzamento della temperatura di funzionamento degli hard disk.

Osservando da un'altra angolazione il Case aperto, si nota come il complesso sistema di raffreddamento del processore vada a svilupparsi in lunghezza quanto metà del Case stesso; gli unici cablaggi presenti sono quelli che fuoriescono dall'alimentatore, collegati a scheda madre, lettore ottico, floppy drive e hard disk Serial ATA. A questo si aggiungono la piattina per il lettore DVD e il Floppy, di tipo rounded per entrambe, e il cavo di collegamento Serial ATA. I connettori per le periferiche esterne sono posizionati immediatamente sopra al south bridge del chipset, non ideale come area in termini d'ingombro dei cavi anche se la loro fascettatura ha fatto in modo che non penalizzassero eccessivamente il flusso d'aria di raffreddamento.

Rimuovendo tutti i pannelli diventa visibile l'apertura frontale, dalla quale l'aria esterna viene aspirata all'interno del Case; la base è larga ben 10 cm, così da permettere l'utilizzo di ventole di grande diametro.

Il sistema di raffreddamento del processore, come già accennato in precedenza, è il fulcro attorno al quale ruota tutto il raffreddamento interno al Case BTX; fatta eccezione per il contributo dato dalla ventola integrata nell'alimentatore. Intel ha ovviamente sviluppato alcuni reference design per i sistemi di raffreddamento, diversificati a seconda delle dimensioni complessive del case. Nell'immagine di sinistra è raffigurato il dissipatore Type I, modello standard per Case microBTX e BTX standard; sulla destra, invece, è raffigurato il dissipatore reference Type II, adatto all'impiego nei sistemi BTX di più ridotte dimensioni basati su schede madri picoBTX.

Per entrambe le tipologie la struttura di base è identica: il punto di contatto tra processore e dissipatore è costruito in rame, così da garantire la migliore trasmissione del calore, e nella parte frontale è montata una grossa ventola tachimetrica controllata dal sistema, che soffia aria fresca prelevata dall'esterno del Case verso le alette del dissipatore e, attraversate queste, portata all'interno nel sistema.

Al dissipatore di calore è fissato, nella parte frontale, una sorta di imbuto in materiale plastico, a sua volta appoggiato alla parete frontale del Case: questa struttura permette di forzare il passaggio dell'aria dall'esterno del Case direttamente sul dissipatore di calore del processore, così da garantire la massima pressione possibile in funzione della velocità di rotazione della ventola.

La ventola di raffreddamento, nel PC in prova un modello Cooler Master, è fissata al blocco del dissipatore attraverso una struttura plastica, che a sua volta prosegue coprendo tutta la parte superiore del radiatore in alluminio. Nell'immagine si nota chiaramente la parte in rame a diretto contatto con il Core del processore, in questo caso ricoperta di pasta siliconica così da facilitare la dissipazione termica.

Tra parte frontale del case e ventola di raffreddamento è stata montata questa griglia, che evita a sporco e polvere di entrare all'interno del sistema. Si tratta di una soluzione sicuramente valida, ma che come tutte le griglie di protezione dev'essere periodicamente pulita.

SRM reference design

Il complesso del radiatore con ventola è fissato alla scheda madre, e da quest'ultima al processore, attraverso 4 viti montate alle estremità: le viti attraversano la scheda madre utilizzando apposite predisposizioni, agganciandosi ad una placca di sostegno chiamata SRM (Support and Retention Module), posta tra parete laterale del Case e fondo della scheda madre.

Il dissipatore di calore fornito da CoolerMaster prevede alette di raffreddamento da 6 cm di altezza, costruite in alluminio con una spessa base di supporto. Si tratta di un design nel complesso semplice, bilanciato però dalla notevole quantità di materiale utilizzato e dall'elevata superficie dissipante nel complesso presente.

La scheda madre Gigabyte GA-8I915G-YFD è stata utilizzata quale piattaforma nel sistema BTX oggetto di questa analisi; si tratta di un modello che nelle sue prime forme è stato esposto lo scorso mese di Giugno in occasione del Computex 2004 di Taipei. Basata su chipset Intel 915G grantsdale, questa scheda sfrutta il sottosistema video Intel Extreme integrato nel chipset ma permette di utilizzare una scheda video PCI Express 16x grazie alla presenza dell'apposito slot. Oltre ai 4 Slot per memorie DDR400, on board sono presenti 2 Slot PCI standard e 1 Slot PCI Express 1x.
Nell'immagine la scheda è ruotata di 180 gradi rispetto a come viene montata all'interno di un Case BTX.

A differenza delle schede madri Socket 775 LGA in formato ATX, la soluzione BTX prevede il montaggio del processore ruotato di 45 gradi rispetto all'orientamento della scheda madre. Questa scelta dovrebbe consentire un migliore rounting dei segnali ed è resa possibile dal fatto che il dissipatore di calore va a coprire buona parte della scheda madre. Si possono notare ai lati del Socket del processore, i 4 fori che permettono al disipatore di calore di agganciarsi alla piastra SRM (Support and Retention Module), posizionata dietro la scheda madre a contatto con la piastra destra del Case. Il Socket è circondato dalla circuiteria di alimentazione del processore, che utilizza componenti di ridotta altezza così da non entrare in contatto con il dissipatore di calore.

Immediatamente dietro al Socket della cpu è montato il north bridge del chipset, ricoperto da un dissipatore di calore di color oro nella scheda madre Gigabyte. Questa posizione permette di sfruttare l'aria di raffreddamento del processore anche per il chipset ed è una prerogativa proprio del layout delle schede madri BTX.

Osservando una delle soluzioni Intel per sistemi Micro-BTX, si nota una chiara somiglianza con la scheda Gigabyte quantomeno in termini di posizionamento dei componenti lungo il PCB. Gli Slot memoria sono in alto; al centro spiccano il Socket 775 LGA della cpu e il north bridge del chipset, mentre nella parte inferiore sono raccolti gli slot di espansione di tipo PCI Express e PCI standard.

Come già evidenziato, la forma della scheda madre Micro-BTX è tale da fare in modo che la prima periferica montata sia la scheda video PCI Express 16x. Nel sistema è stata montata una soluzione completamente passiva, basata su chip NVIDIA GeForce 6200 TC-32, che beneficia del flusso d'aria di raffreddamento proveniente dal processore. Qualora venisse montata una ventola di raffreddamento supplementare nella parte posteriore del Case, questa non solo aspirerebbe l'aria immessa nel Case dalla ventola frontale, ma contribuirebbe fortemente a raffreddare in modo indiretto anche la scheda video.

Passando ad una scheda video di fascia medio alta, come il modello ATI Radeon X800XL, risulta ancora evidente come l'aria soffiata dal dissipatore del processore giunga in prossimità della scheda video, migliorando il flusso dell'aria attorno a questo fondamentale componente. La particolare conformazione della scheda madre impedisce di utilizzare una scheda video con sistema di raffreddamento a 2 Slot, in quanto la placca posteriore entrerebbe a contatto con le porte posteriori.

L'utilizzo di una scheda video con sistema di raffreddamento a 2 Slot, tuttavia, prevede la scelta di un Case in formato BTX full, in grado di fornire superiore volume interno e spazio per uno Slot libero alla sinistra di quello PCI Express 16x.

sistema reference Pico BTX

Quale dev'essere la reazione dei possessori di sistemi ATX davanti alla prossima diffusione del nuovo standard BTX? Qualsiasi, tranne quella della preoccupazione. BTX è indubbiamente lo standard dell futuro, ma la sua diffusione non porterà che ad una progressiva uscita dal mercato dei componenti ATX; scenari che prefigurano una immediata scomparsa dal mercato di periferiche ATX sono a nostro avviso molto lontani da quella che sarà l'evoluzione naturale del settore.

Per via della sua conformazione, inoltre, BTX pare una soluzione più adatta a sistemi di dimensioni medio piccole; se questi rappesenta, in termini di quantità, la maggior parte del mercato è altresì vero che molti sistemi continueranno ad essere proposti in chassis ATX, sfruttando parte della componentistica attualmente disponibile in particolare per quei sistemi di fascia più alta, come workstation grafiche o sistemi desktop per utenti esigenti ed appassionati.

Questo richiama al target principale dei sistemi BTX, quello degli ambienti d'ufficio e domestici. In particolare per questi ultimi, è lecito pensare che nei prossimi mesi molti produttori presenteranno soluzioni BTX in vari formati, specificamente pensate quale Multimedia PC. Il concetto di Digital Home, del quale Intel discute da alcuni anni a questa parte, passa del resto proprio attraverso queste tipologie di prodotti.

La prima presa di contatto con un sistema BTX ha chiaramente evidenziato i vantaggi, in termini di layout, del nuovo form factor. Il sistema utilizzato nei test ha dimostrato un funzionamento estremamente silenzioso: la ventola di raffreddamento Cooler Master ruota alla massima velocità nei primi istanti di accensione del sistema, mostrando chiaramente quanta aria sia capace di spostare all'ìnterno del case in caso di temperature troppo elevate, per poi abbassarsi su regimi molto più ridotti ai quali corrisponde un funzionamento estremamente silenzioso, nel complesso inferiore a quello di soluzioni comparabili quali quelle Barebone PC provate su queste pagine nei mesi passati.

Le prossime versioni di processore Pentium 4, famiglia 6x0, sono attese al debutto ufficiale nelle prossime settimane; queste cpu, tra le varie innovazioni, implementano la tecnologia Enhanced SpeedStep, EIST, grazie alla quale possono variare dinamicamente la propria frequenza di lavoro in funzione del carico di elaborazione richiesto dal sistema. Questo permette di gestire dinamicamente il consumo, minimizzando il carico di lavoro richiesto dal sistema di raffreddamento per dissipare il calore generato durante l'utilizzo. I benefici di questa nuova tecnologia in abbinamento ad un sistema BTX sono facilmente immaginabili, con una rumorosità di funzionamento ancor più contenuta in quei contesti applicativi nei quali il processore viene utilizzato solo per una parte della propria potenza elaborativa.

Pur avendo a disposizione un sistema BTX completo, abbiamo scelto di non eseguire misure di rumorosità e di temperatura a confronto con un sistema ATX. La scelta è dettata da varie considerazioni, tra le quali il fatto che quello a disposizione è un sample non ancora definitivo soprattutto per quanto riguarda il sistema di raffreddamento sviluppato da Cooler Master. L'obiettivo di questo articolo è quello di fornire un'analisi tecnica dello standard BTX, mostrandone le principali caratteristiche sia attraverso documentazione interna di Intel che analizzando il primo sistema BTX giunto in redazione, più che fornire indicazioni assolute in termini di temperature e rumorosità di uno specifico sistema.

Riteniamo, in conclusione, che BTX permetta di risolvere molti problemi legati al dimensionamento e al raffreddamento di sistemi di medio piccole dimensioni, adatti sia quale PC da ufficio che come centro multimediale per un soggiorno domestico. Sarà indubbiamente interessante verificare con quale forza Intel spingerà per una massiccia introduzione delle specifiche BTX all'interno del mercato dei PC, superando le remore di produttori e potenziali acquirenti che dovranno cambiare case e scheda madre.

Ringraziamo Next Computer e Technomoon per il supporto nella realizzazione di questo articolo.