Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Устройство персонального компьютера


Информационный Канал Subscribe.Ru

Устройство персонального компьютера

В предыдущих выпусках мы подробно рассмотрели принципы работы одного из главнейших узлов компьютерной системы - процессора. Однако сведения о существующих процессорных разъемах не менее важны для потенциального покупателя-модернизатора. Ибо только что приобретенная, новомодная, сверхмощная модель "электронного мозжечка" вряд ли будет способна адекватно функционировать в условиях, при которых отлично справлялся со своими обязанностями теперь уже хиленький предшественник, как бы вам этого не хотелось. За освещение вопроса об интерфейсах под процессоры (современные и не очень) мы и возьмемся.

Процессоры - устройства довольно "теплообильные". От повышенного тепловыделения современных решений никуда не денешься, но бороться с ним надо. С чего начать? Все очень просто. Об этом и поговорим.

Выпуск: #5
 
Типы разъемов под процессоры. Проблема охлаждения
 

Выход 5-го номера рассылки так скоро я не планировал. Однако с отпуском не получилось, поэтому ничего не остается, как продолжить обсуждение процессорных вопросов. Теперь непосредственно к теме выпуска. Существует около 15 разъемов под процессоры различных видов и модификаций. БОльшая часть из них безвозвратно устарела. Правда, лишь для прилавков компьютерных магазинов, а не для "счастливых" обладателей ушедших со сцены первых Pentium'ов и Celeron'ов.

Socket 7 - разъем типа ZIF (Zero Input Force - нулевое усилие установки) c 296 контактами. Представлен в прямоугольном конструктиве. Предназначается под процессоры класса Intel P54/55, AMD K5 и K6, Cyrix 6x86 и 6x86MX, Centaur Technology IDT C6. Одна из причин, по которой Intel отказалась от дальнейшего использования Socket 7 состоит в том, что обмен данными (в том числе и с КЭШем) производится по единой 64-разрядной шине.

Socket 8 - ZIF разъем с 387 контактами под процессоры класса Pentium Pro. Также имеет плоскую прямоугольную форму. Шина данных делится в Socket 8 на собственно системную шину и шину для обмена данными с кэш-памятью. Требует процессор в специальном корпусе (multichip module), включающий сам кристалл процессора и 1-2 кристалла SRAM кэш-памяти второго уровня. Кэш может работать как на частоте процессора, так и на частоте с дробным коэффициентом умножения (1/2).

Slot 1 - разъем с продольно расположенными 242 контактами. Предназначается для установки процессоров Pentium II/III и Celeron, выполненных в картридже SECC (Single Edge Contact Cartridge - картридж с односторонними контактами) и SECC2. В картридже размещены кристаллы процессора и кэш-памяти (Pentium II/III), причем у Pentium III кэш 2-го уровня расположен в кристалле процессора. Шины данных и КЭШа разделены. Кэш 2-го уровня может работать на частотах, составляющих 100%, 50% и 33,3% от частоты процессора. У Celeron кэш L2 (level 2) либо вообще отсутствует, либо выполнен на одном кристалле с ядром. Соответствующие материнские платы способны содержать 2 разъема типа Slot 1.

Slot 2 - 330-контактный разъем продольного размещения для установки процессоров Xeon. Позиционируется для сектора рабочих станций и серверов высокого класса. На материнской плате допускается использование до 4-х разъемов данного типа, а при наличии специальных устройств расширения - и более.

Socket 603 - разъем для Intel Xeon с ядром Foster или Prestonia (серверный родственник Pentium 4) в плоском конструктиве FC-PGA.

Socket 370 - предназначен исключительно для процессоров серии Celeron. Отличается от Slot 1 размещением контактов на плоской площадке (по типу Socket 7). Для подключения к интерфейсу Socket 370 годятся процессоры только в пластиковом корпусе типа PGA (Pin Grid Array), хотя электрические и логические параметры полностью совпадают с разъемом Slot 1. Возможна обратная совместимость - через переходники для установки процессоров PGA в Slot 1.

Socket 370 FC-PGA - разъем под процессоры Pentium III с ядром Coppermine в корпусах Flip Chip PGA и пониженным напряжением питания ядра. С обычным Socket 370 упомянутый интерфейс совместим только физически, т.к. электрические параметры изменены: назначение контактов и величины напряжений питания. Существующие переходники позволяют реализовывать связку FC-PGA -> Slot 1, однако поддержка процессоров должна обеспечиваться как BIOS, так и блоком питания.

Socket 370 FC-PGA2 - плоский штырьковый разъем для процессоров Intel Pentium III на ядре Taulatin. Требует наличие модифицированного чипсета вроде Intel 815 Step B. С предыдущим разъемом не совместим из-за различий в логических сигналах.

Socket 423 - плоский штырьковый разъем под 32-разрядные Pentium 4 (седьмое поколение).

Socket 478 - плоский штырьковый разъем под Pentium 4 с ядром Northwood. Для поддержки необходимы модифицированные чипсеты. На современном компьютерном рынке представлен очень широко.

Slot A - интерфейс с продольно расположенными 242 контактами под процессоры AMD Athlon в картридже.

Socket A - разъем с плоской 462-контактной площадкой для процессоров Athlon/Duron в пластиковом корпусе PGA и кэш-памятью 2-го уровня на одном кристалле с процессором.

Slot M - разъем для 64-разрядного процессора Itanium от Intel.

Socket 754 - интерфейс под Athlon 64, известный также как ClawHammer.

Socket 940 - разъем под серверный процессор Opteron от AMD (SledgeHammer).

Появление Pentium MMX ознаменовалось разделением напряжений питания процессоров на внешнее (для блоков ввода-вывода) и внутреннее (для ядра), что было обусловлено ростом числа транзисторов на кристалле, появлением новых блоков и увеличением размера встроенного КЭШа: пришлось специально уменьшить напряжение питания элементов, составляющих ядро процессора.
Сегодня практически все процессоры для персональных систем выпускаются с двойным напряжением питания (исключение - серия C6 от IDT). И даже в рамках одной модели процессоров напряжения питания ядра могут различаться у конкретных модификаций. Причем, более высокочастотные изделия имеют большее напряжение питания. Примеры: Pentium III Coppermine 650-933 МГц - 1,65 В; 1 ГГц и более - 1,75 В; Taulatin с КЭШем 256 Кбайт - 1,475 В; с КЭШем 512 Кбайт - 1,45 В. Если ваша материнская плата не поддерживает данную линейку процессоров, то, вероятнее всего, по причине отсутствия необходимых значений напряжений питания, выдаваемых стабилизатором системной платы.
У современных высокочастотных процессоров (Pentium 4, Athlon XP) рассеиваемая мощность может достигать 70 Вт и значительно ее превышать, что требует применения качественных блоков питания стандарта ATX 2.03 на 300 Вт и более, обеспечивающих высокую стабильность напряжений, имеющих достаточный запас по предельным значениям тока.

Практически вся электрическая мощность процессоров преобразуется в тепловую энергию. Это тепло необходимо отводить, иначе температура компонентов процессора превысит допустимое значение, и, в лучшем случае, произойдет сбой.
В качестве пассивного элемента охлаждения широко применяются радиаторы, чьих теплоотводящих функций для современных мощных процессоров явно не хватает. Стандартным решением выглядит конструкция, состоящая из вентилятора вкупе с радиатором и другой атрибутикой.
В Retail постановке (или BOX - коробочной) процессоры обеспечиваются заводским комплектом охлаждения, гарантированно обеспечивающим стабильную работу системы при любых нагрузках. Однако известны практике и проколы. К примеру, фирма Intel была вынуждена отозвать с производства первую партию Pentium III 1130 МГц из-за проблем охлаждения при высокой нагрузке.
Современные устройства питания форм-фактора ATX и его модификаций предусматривают подключение вентилятора системы охлаждения к разъему на материнской плате (в отличие от устройств форм-фактора AT, где вентиляторы подключались непосредственно к разъемам блока питания). Шина питания и управления позволяет контролировать частоту вращения крыльчатки вентилятора и в совокупности с термодатчиками удерживать температуру микросхемы процессора в заданных пределах.
При покупке OEM-версии продукта приходится задумываться об отдельном приобретении системы охлаждения. У большинства проблема выбора подходящей модели сводится к решению: чем дешевле, тем лучше (китайские производители вне себя от радости). Такой подход чреват неприятностями. Заявленная универсальность подобных конструкций, рассчитанных не на одну единственную модель процессоров, во многих случаях не стоит даже тех "грошей", которые отдает за них скупой покупатель (платить придется дважды!). Беглый осмотр этих изделий приводит к стойкому убеждению, что их создатели вообще не знакомы с основами термодинамики. Так что, если уж вы решили все-таки сэкономить на охлаждении, покупайте стандартный заводской комплект для данного процессора. И хлопот с выбором не будет, и потеряете немного.

Компоненты, ухудшающие температурный режим:

  • видеокарты с геометрическим процессором (а также многопроцессорные);
  • жесткие диски (особенно высокоскоростные);
  • модули оперативной памяти DR DRAM;
  • TV-тюнеры;
  • DVD/CD-(ROM/R/RW) дисководы.

Последствиями недостаточного охлаждения могут быть как периодические "слеты" системы в сложных приложениях (3D-графика, современные игры), так и систематические сбои в работе компьютера через некоторое время после запуска. Последний случай говорит о явном нарушении функционирования системы охлаждения. Однако подобная ситуация может наблюдаться также после установки щедрых на тепло компонентов.
К выходу из строя вентилятора следует отнестись серьезнейшим образом владельцам продукции AMD. В отличие от интеловских "счетоводов" Athlon и Duron особенно чувствительны к превышению предельной температуры. Известны случаи полного выхода из строя этих процессоров. Такая разница в поведении современных продуктов Intel и AMD объясняется разным подходом к контролю над термическим режимом процессора.
Фирма AMD считает, что охлаждение и слежение за температурой - задачи системные, и этим должны заниматься производители материнских плат. Однако интегрированный на системной плате датчик температуры, действительно измеряющий градусы на микросхеме процессора, а не где-то поблизости, создать практически невозможно. В основном, датчик крепится к разъему Socket и меряет температуру материнской платы.
У компании Intel задача контроля над температурой решена более грамотно. Особенно в серии процессоров Pentium 4 (регулирование осуществляют внутренние схемы процессора), где схема Thermal Monitor обеспечивает не только контроль температуры, но и снижение частоты работы в случае перегрева. Pentium III в подобных случаях просто отключает ядро и система "виснет".
Вообще, проблема эффективного (в известных экзотических способах - эффектного) охлаждения - вопрос отдельный. Парой слов здесь не ограничишься, и мы еще вернемся к этой теме в последующих выпусках.

Если имеются какие-то вопросы, предложения или пожелания относительно организации рассылки или поправки, пишите мне по адресу vumalkov@rambler.ru




Copyright © 2004 by Вадим Мальков
Все права защищены.


http://subscribe.ru/
http://subscribe.ru/feedback/
Адрес подписки
Отписаться

В избранное