Dạng thức nhỏ

Dạng thức nhỏ (tiếng Anh: Small form factor, viết tắt là SFF) là một phân loại dành cho máy tính để bàn và một số linh kiện của chúng, bao gồm thùng máy và bo mạch chủ. Thuật ngữ này chỉ ra rằng chúng được thiết kế tuân theo một trong nhiều dạng thức tiêu chuẩn hóa nhằm tối thiểu hóa thể tích và diện tích chiếm dụng của một máy tính để bàn so với dạng thức ATX tiêu chuẩn.

Để so sánh, kích thước của một thùng máy SFF thường được đo bằng lít. SFF hiện diện dưới nhiều kích cỡ và hình dáng khác nhau, bao gồm hộp giày, khối lập phương và PC kích thước quyển sách. Cấu trúc nhỏ hơn và thường nhẹ hơn đã khiến chúng trở nên phổ biến để làm HTPC (Home Theater PC) và máy tính chơi game để tham dự các buổi LAN party. Các nhà sản xuất cũng chú trọng đến thiết kế thẩm mỹ và công thái học của SFF vì người dùng có xu hướng đặt chúng trên mặt bàn hoặc mang theo bên mình. Những tiến bộ trong công nghệ kết hợp với kích thước thu nhỏ cho phép một chiếc máy tính mạnh mẽ nằm gọn trong một kích thước nhỏ bé hơn.

Các thiết kế dạng thức nhỏ không bao gồm các thiết bị máy tính vốn dĩ đã nhỏ theo truyền thống, chẳng hạn như các hệ thống nhúng hoặc di động. Tuy nhiên, "dạng thức nhỏ" thiếu một định nghĩa quy chuẩn và do đó dễ bị diễn giải sai hoặc lạm dụng. Các nhà sản xuất thường đưa ra các định nghĩa phục vụ cho lợi ích sản phẩm của họ. Tùy theo chiến lược tiếp thị, một nhà sản xuất có thể quyết định dán nhãn sản phẩm của mình là "dạng thức nhỏ", trong khi các nhà sản xuất khác lại sử dụng tên tiếp thị khác (như "Minitower", "Microtower" hoặc "Desktop") cho các máy tính cá nhân có diện tích chiếm dụng tương đương hoặc thậm chí nhỏ hơn.

Lịch sử 

Tên viết tắt SFF ban đầu là đại diện cho "Shuttle Form Factor" (Dạng thức Shuttle), mô tả các máy tính cá nhân kích thước hộp giày với hai khe cắm mở rộng. Ý nghĩa của SFF sau đó phát triển để bao gồm các thiết kế PC tương tự khác từ các thương hiệu như AOpen và First International Computer, với từ "Small" (Nhỏ) thay thế cho từ "Shuttle".

Thuật ngữ SFF được sử dụng tương phản với các thuật ngữ dành cho hệ thống lớn hơn như "mini-tower" và "desktop".

Các tính năng 

Máy tính dạng thức nhỏ thường được thiết kế để hỗ trợ các tính năng tương tự như máy tính để bàn hiện đại, nhưng trong một không gian nhỏ hơn. Hầu hết đều chấp nhận các vi xử lý x86 tiêu chuẩn, mô-đun bộ nhớ DIMM tiêu chuẩn, ổ cứng 8,9 cm (3.5") tiêu chuẩn và ổ đĩa quang 13,3 cm (5.25") tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, kích thước nhỏ của thùng máy SFF có thể hạn chế các tùy chọn mở rộng; nhiều sản phẩm thương mại chỉ cung cấp một khoang ổ đĩa 8,9 cm (3.5") và một hoặc hai khoang bên ngoài 13,3 cm (5.25"). Các tản nhiệt CPU tiêu chuẩn không phải lúc nào cũng vừa vặn bên trong máy tính SFF, vì vậy một số nhà sản xuất cung cấp hệ thống làm mát tùy chỉnh. Mặc dù bị giới hạn ở một hoặc hai card mở rộng, một vài mẫu có không gian cho các card dài  như GeForce GTX-295. Hầu hết các máy tính SFF sử dụng bo mạch chủ tích hợp cao chứa nhiều thiết bị ngoại vi trên bo mạch (on-board), giảm nhu cầu về card mở rộng. Tính đến năm 2020, nhiều thùng máy PC SFF không bao gồm bất kỳ khoang mở rộng nào lớn hơn 2,5 inch (đủ lớn để chứa ổ SSD SATA), do sự suy giảm phổ biến của ổ đĩa quang và ổ cứng 3,5 inch trong phân khúc tiêu dùng.

Ngay cả khi được dán nhãn "SFF", các thùng máy kiểu khối lập phương hỗ trợ bộ nguồn kích thước đầy đủ (dạng thức PS2) thực chất có dạng thức microATX. Các hệ thống SFF đích thực sử dụng bộ nguồn SFX, TFX hoặc nhỏ hơn, và một số yêu cầu "cục gạch nguồn" (power brick) bên ngoài kiểu laptop.

Một số máy tính SFF thậm chí bao gồm các linh kiện nhỏ gọn được thiết kế cho máy tính di động, chẳng hạn như ổ đĩa quang notebook, mô-đun bộ nhớ notebook, bộ vi xử lý notebook và bộ chuyển đổi AC bên ngoài, thay vì các bộ nguồn bên trong thường thấy ở máy tính để bàn kích thước đầy đủ.

Cộng đồng đam mê và gây quỹ cộng đồng 
Gây quỹ cộng đồng và sự sẵn có của các công cụ tạo mẫu nhanh đã cho phép sản xuất một số thùng máy mini-ITX tập trung vào việc tổ chức hiệu quả các linh kiện máy tính thương mại vào các thể tích nhỏ, bao gồm Ncase M1, Ghost S1, DAN A4-SFX, và Thor Zone MJOLNIR. Các cộng đồng của những người đam mê và người đánh giá hiện đang phát triển và thúc đẩy các tiêu chí lắp ráp, bảo trì và hiệu suất SFF nâng cao. In 3D và cắt laser đã cho phép tùy chỉnh và sản xuất đơn lẻ bởi cả các nhà sản xuất như Lazer3D và người dùng cá nhân có quyền truy cập vào các thiết bị liên quan.

Các loại SFF 
Nhiều loại SFF khác nhau được phân loại lỏng lẻo theo hình dạng và kích thước của chúng. Các loại dưới đây có sẵn .

Khối lập phương / Hộp giày 

Nhiều máy tính SFF có hình khối lập phương. Các mẫu nhỏ hơn thường được bán dưới dạng thiết bị barebone, bao gồm vỏ máy, bo mạch chủ và bộ nguồn được thiết kế để khớp với nhau. Bo mạch chủ nằm phẳng so với đế của vỏ máy. Các tùy chọn nâng cấp có thể bị hạn chế bởi các bo mạch chủ không theo tiêu chuẩn, không gian bên trong chật chội, và các mối lo ngại về nguồn điện và luồng không khí. Power Mac G4 Cube, được phát hành vào năm 2000, và Shuttle XPC là những ví dụ điển hình của thiết kế này. MSI và Asus cũng sản xuất các thiết kế tương tự. Xi3 Modular Computer là một ví dụ về máy tính khối lập phương với nhiều khả năng nâng cấp hơn một chút.

Shuttle đã điều chỉnh một số mẫu XPC của họ (một số dòng 5 và hầu hết các dòng sau này) để chấp nhận thay thế các bo mạch chủ mini-ITX. Đế của XPC được cung cấp các điểm gắn phù hợp với cả bo mạch chủ "dạng thức Shuttle" (ShFF) và mini-ITX. Để phù hợp với các bo mạch chủ mini-ITX, hai trong số các điểm gắn ShFF chỉ đơn giản là được di dời (các điểm gắn mini-ITX còn lại giống với các điểm gắn ShFF còn lại). Một bo mạch chủ ShFF "tiêu chuẩn" rộng 20,6 cm (8 1/8″) và sâu 27,3 cm (10 3/4″), với tấm chắn I/O và hai khe cắm PCI được định vị giống với các bo mạch chủ mini-ITX. Hầu hết các hệ thống ShFF sử dụng hệ thống ống dẫn nhiệt (làm mát bằng chất lỏng) độc quyền của Shuttle, "Integrated Cooling Engine" (ICE), cho bộ vi xử lý, mặc dù một số hệ thống cũng có tính năng làm mát bằng ống dẫn nhiệt cho bộ điều chỉnh điện áp và/hoặc bộ chip (Northbridge). Khi một hệ thống ShFF được nâng cấp lên bo mạch chủ mini-ITX, quạt bộ vi xử lý Intel hoặc tương thích phải thay thế bộ tản nhiệt ICE. Quạt máy tính ICE của ShFF được thiết kế sao cho nó có thể được tái sử dụng làm quạt thùng máy khi vỏ máy được nâng cấp để sử dụng mini-ITX. Khi nâng cấp như vậy, quạt được tái sử dụng sẽ được kết nối với đầu nối quạt thùng máy của bo mạch chủ (3 chân) trong khi quạt CPU mới sẽ được kết nối với đầu nối quạt CPU của bo mạch chủ (4 chân).

AOpen Inc. đã sản xuất thùng máy S120 có thể xếp chồng lên nhau, cho phép người dùng xếp chồng lên đến bốn thành phần theo chiều dọc hoặc chiều ngang. Các lớp này có thể dành cho card bổ sung, ổ đĩa quang và ổ cứng, sử dụng nguồn điện bên trong hoặc nguồn điện adapter AC bên ngoài. Sau S120, AOpen đã chế tạo thêm các thùng máy dạng thức nhỏ cho các hệ thống có Micro ATX và Mini-ITX.

Sandwich 

Card đồ họa được đặt phía sau bo mạch chủ và PSU, kết nối với nó qua cáp nối dài PCI Express x16. Thiết kế này phổ biến với những người đam mê SFF vì nó đóng gói phần cứng hiệu suất cao vào một không gian nhỏ trong khi cung cấp khả năng làm mát đầy đủ. Các bộ tản nhiệt làm mát bằng nước có thể được thêm vào phía trên, dưới cùng hoặc hai bên để tăng thêm công suất làm mát. Một tấm cách điện, chẳng hạn như nhựa nhiệt dẻo polyurethane, có thể được đặt giữa bo mạch chủ/PSU và card đồ họa để triển khai các vùng luồng khí riêng biệt, cách ly các nguồn nhiệt với nhau để cải thiện khả năng làm mát.

Console 
Giống như một máy chơi game console (chẳng hạn như Xbox One hoặc PlayStation 4), card đồ họa được đặt trực tiếp phía trên hoặc bên dưới bo mạch chủ và PSU. Card đồ họa được kết nối với bo mạch chủ bằng cáp nối dài PCIe x16. Dạng thức này phổ biến đối với những người thiếu không gian bàn hoặc sàn vì diện tích chiếm dụng nhỏ khi đặt thẳng đứng. Nó cũng có thể vừa vặn trong tủ/kệ TV và hoạt động như một giải pháp thay thế rẻ hơn, nhanh hơn, có thể nâng cấp cho các máy chơi game console. Card đồ họa có thể được ngăn cách bên trong để cách ly nó khỏi nhiệt lượng do CPU tạo ra.

Nettop 

Cho đến năm 2005, thùng máy SFF thường được bán dưới dạng thiết bị barebone (vỏ máy, nguồn điện và bo mạch chủ) cho các nhà tích hợp hệ thống và người lắp ráp tại nhà. Năm 2005, Apple Inc. giới thiệu Mac Mini (thể tích 1,4 L, không bao gồm cục gạch nguồn bên ngoài). Cuối năm đó, chiếc máy tính mini PC đầu tiên của AOpen MP915 (đổi tên thành XC mini vào năm 2007 vì "mini PC" không thể đăng ký nhãn hiệu), đã được công bố. Kích thước của dòng PC XC mini—16,5(R) × 5,0(C) × 16,5(S) cm—khiến nó trở thành một trong những hệ thống PC để bàn nhỏ nhất (thể tích 1,3L). Nó bị chỉ trích vì trông giống Apple Mac Mini nhưng Apple đã không có hành động pháp lý về vấn đề này. Vào tháng 2 năm 2007, AOpen đã thiết kế lại vỏ của dòng mini PC MP945.

Kể từ năm 2006, các thương hiệu PC OEM lớn như HP và Dell đã bắt đầu bán các hệ thống SFF được lắp ráp hoàn chỉnh. Chúng thường được mô tả là các thiết bị kệ sách (bookshelf) vì chúng giống như một thùng máy tháp thu nhỏ đủ nhỏ để đặt trên kệ sách. Dòng HP Slimline và Dell Dimension C521 (thể tích 1,65 L) là những ví dụ điển hình cho xu hướng này. Maxdata Favorite 300XS là một máy tính mini khác. HP Slimline sử dụng một bo mạch chủ không theo tiêu chuẩn có kích thước rất giống với Mini-ITX.

Ngoài việc sử dụng trong công nghiệp, dạng thức bo mạch chủ Mini-ITX cực nhỏ cũng đã được tích hợp vào các máy tính SFF. Chúng thường cực kỳ nhỏ gọn, tích hợp các thành phần tiêu thụ điện năng thấp như bộ vi xử lý VIA C3. Travla C134 là một ví dụ về thiết kế này. Với kích thước 17,8 x 25,4 x 5,1 cm (7 × 10 × 2"), Travla C134 lớn hơn một chút so với Mac mini có kích thước 16,5 x 16,5 x 5,1 cm (6,5 × 6,5 × 2") và chỉ lớn hơn một chút so với ổ đĩa quang 13,3 cm (5.25") tiêu chuẩn.

Bắt đầu từ năm 2007, một số công ty khác đã phát hành các máy tính rất nhỏ khác, ngoài kích thước nhỏ, còn tập trung vào mức giá thấp và hiệu suất năng lượng cực cao (thường là 10 W hoặc thấp hơn khi sử dụng). Chúng bao gồm Zonbu, fit-PC, Linutop, và A9home. Với việc phát hành CPU Intel Atom, AOpen cũng đã sản xuất các hệ thống Nettop: dòng uBox với mẫu LE200 và LE210. Dòng uBox trang bị bộ vi xử lý lõi kép Intel Atom 270/330, bộ nhớ DDR-II 533/667 kênh đơn, chipset Intel 945GC+ICH7, ba đầu nối SATA và đầu ra âm thanh độ nét cao 5.1 kênh.

Mac mini 2024 của Apple với hệ thống trên vi mạch (SoC) M4 có thiết kế nhỏ hơn đáng kể so với các mẫu trước đó, với dạng thức 5x5 inch thường được mô tả là lớn hơn một chút so với Apple TV 4K.

Hộp rạp hát tại gia 
Về cơ bản là một thùng máy kiểu kệ sách đặt nằm ngang, một HTPC thu nhỏ mô phỏng vẻ ngoài của các thiết bị rạp hát tại gia có kích thước nhỏ hơn tủ rack khác như DVR hoặc bộ thu âm thanh mini. Giao diện mặt trước được chú trọng, với ổ đĩa quang được xoay tương đối so với vỏ máy để duy trì việc lắp đặt theo chiều ngang, và nhiều cổng kết nối bo mạch chủ (như USB) được chuyển hướng ra mặt trước; chúng thường mạnh mẽ như các máy tính để bàn PC.

Máy tính trên mô-đun 

Một máy tính trên mô-đun (COM) là một máy tính hoàn chỉnh được xây dựng trên một bảng mạch đơn. Chúng thường được sử dụng làm hệ thống nhúng do kích thước vật lý nhỏ và tiêu thụ điện năng thấp. Gumstix là một nhà sản xuất COM.

Dạng thức Siêu nhỏ 
Mỗi mẫu trong dòng máy tính OptiPlex của Dell thường bao gồm một tùy chọn khung máy Dạng thức Siêu nhỏ (Ultra-Small Form Factor - USFF). Trong kỷ nguyên Core 2, những cỗ máy này sử dụng ổ cứng máy tính để bàn 8,9 cm (3.5") và bộ nguồn bên ngoài, chẳng hạn như OptiPlex 745 và 755. Các đơn vị gần đây hơn sử dụng ổ cứng laptop 6,4 cm (2.5") và có bộ nguồn tích hợp, chẳng hạn như OptiPlex 990 USFF. Kích thước nhỏ gọn đi kèm với sự đánh đổi về khả năng mở rộng hạn chế, vì các mẫu USFF không có khe cắm PCI hoặc PCIe và có thể bị giới hạn các tùy chọn CPU và bộ nhớ.

Micro 
Bắt đầu từ Series 5, USFF đã được thay thế bằng các biến thể Micro, một tùy chọn kích thước thậm chí còn nhỏ hơn sử dụng bộ nguồn bên ngoài và không có ổ đĩa quang.

Dạng thức Siêu gọn 

Được hiểu là bao gồm các bo mạch nano-ITX (12 × 12 cm) và pico-ITX (10 × 7,2 cm), định dạng này được ủng hộ bởi VIA Technologies. Intel hiện mô tả các sản phẩm Next Unit of Computing (NUC) của riêng mình (10,2 x 10,2 cm hoặc 4 × 4") là UCFF (Ultra-compact Form Factor).

Máy tính dạng thanh

Xem thêm 
 ATX
 Độ thùng máy (Case modding)
 Mac mini 
 Mini PC
 Nettop
 PC-on-a-stick (PC dạng thanh)
 Nettop cấp doanh nghiệp SFF: Dell OptiPlex, Fujitsu Esprimo, Lenovo ThinkCentre, HP ProDesk và EliteDesk
 Vi điều khiển bo mạch đơn
 Danh sách thiết bị tương thích Arduino
 Small Form Factor Committee (Ủy ban Dạng thức Nhỏ)
 Small Form Factor Special Interest Group (SFF-SIG)
 Card video cấu hình thấp (Low-profile)
 Mini-ITX

Tham khảo 

Dạng thức bo mạch chủ