Процессор персонального компьютера

McKinley. Второе поколение  процессоров архитектуры IA – 64. Тактовая  частота ядра процессоров начинается  с 1 ГГц. Физический интерфейс – Slot M.

Itaniym 2. Торговая марка, под  которой анонсирован 64 – разрядный  процессор, ранее известный под  кодовым названием McKinley. Тактовая  частота 1 ГГц; 3 Мб кэша L3.

Madison. Построен по 0,13 мкм  технологии. Тактовые частоты первых  процессоров Madison и Deerfield составили 1,5 ГГц. Оба чипа оснащены 6 Мб кэша L3 и  изготавливаются по технологии 0,13 мкм.

Deerfield. Эти процессоры  должны производиться по 0,13 или 0,1 мкм технологии фирмы Motorola. Ядро  является преемником Foster. Процессоры  рассчитаны на Slot M и позиционируются  как недорогие процессоры архитектуры IA – 64 для рабочих станций и  серверов среднего уровня. Тактовые  частоты первых процессоров Madison и Deerfield на момент начала поставок  составят как минимум 1,5 ГГц, при  этом, как известно, оба чипа будут  обладать 6 Мб кэша L3 и будут изготавливаться  по технологии 0,13 мкм.

Montecito. Двуядерный чип  на базе архитектуры IA – 64, который Intel планировал выпустить в конце 2005г.

 

Кодовые названия процессоров AMD.

 

К5. Первые процессоры AMD. Разъем – Socket 7, частота системной шины 50 – 66 МГц; кэш – память L1 – 24 Кб. Кэш – память L2 расположена на материнской плате и работает на частоте процессорной шины.

К6. Процессоры – конкуренты Pentium II. Первые модели производились по технологии 0,35 мкм (кодовое имя Little Foot). Процессоры работали на частоте от 166 до 233 МГц; кэш – память L1 – 64 Кб (по 32 Кб для команд и данных).

К6 – 2. Поколение К6 с кодовым именем Chomper. Поддержка дополнительного набора инструкций 3D Now! И частоты системной шины 100 МГц. Кэш – память L1 – 64 Кб; кэш L2 находится на материнской плате и может иметь объем от 512 Кб до 2 Мб, работая на частоте шины процессора.

К6 – III (Sharptooth). Первые процессоры от AMD, имеющие кэш – память L2, объединенную с ядром, последние процессоры для Socket 7. Кэш – память L1 – 64 Кб; кэш – память L2 находиться на материнской плате и может иметь объем от 512 Кб до 2 Мб, работая на частоте процессора. Первые модели были рассчитаны на 400 и 450 МГц.

Argon. Кодовое название  использованного ядра К7.

К7 (Argon). Первые процессоры, архитектура и интерфейс которых отличаются от Intel. Объем кэш – памяти L1 – 128 Кб, кэш – память L2 – 512 Кб, работающая на 1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора. Тактовая частота шины – 100 МГц с передачей данных при 200 МГц. Поддерживаемые наборы инструкций – MMX и расширенный по сравнению с К6 – III 3D Now!. Форм – фактор – Slot A.

Magnolia. Кодовое название 1 ГГц Athlon с ядром К76 до его выхода.

Thunderbird. Ядро процессоров Athlon, выпущенных по технологии 0,18 мкм с использованием технологии  медных соединений. Основным форм  – фактором является Socket A.

Athlon. Наименование процессоров, созданных на основе архитектур  К7, К75, К76, Thunderbird в вариантах Slot A и Socket A (Socket 462).

Athlon XP. Процессоры, созданные  на основе ядра Palomino, Socket A (Socket 462).

Duron. Линейка процессоров, являющихся конкурентами процессоров Celeron. Построены на варианте ядра Thunderbird с урезанной до 64 Кб кэш  – памятью L2. Форм – фактор Socket A.

Spitfire. Кодовое наименование  ядра и процессоров Duron.

Corvette. Мобильный вариант  ядра Mustang. Переименован в Palomino.

Palomino. Кодовое название  ядра процессоров Athlon, пришедшего  на смену архитектуре Thunderbird. В  составе ядра используются улучшенный  блок предсказания вставлений  и аппаратная предварительная  выборка из памяти. Palomino быстрее, чем Thunderbird, работающий на той  же частоте. Используя этот факт, AMD ввела новый рейтинг на основе  разработанной технологии QuantiSpeed, по  которому, например, процессор Athlon XP с  частотой 1,73 МГц получил рейтинг 2100+.

Morgan. Кодовое название  ядра процессоров Duron. Отличается  от Palomino не только объемом кэша L2, но и тем, что будет производиться  по технологии с использованием  алюминиевых соединений.

Thoroughbred. Улучшенная версия Palomino, созданная по технологии 0,13 мкм. Тактовая частота – 2 ГГц.

Appaloosa. Улучшенная версия Morgan, созданная по технологии 0,13 мкм.

Hammer. Семейство 64 – разрядных  процессоров. В него входят ClawHammer и SledgeHammer. Семейство 64 – разрядных  процессоров Hammer базируется на архитектуре  К7, в которую добавлены 64 – разрядные  регистры и дополнительные инструкции для работы с этими регистрами, а также новые серверные инструкции.

 

Кодовые названия процессоров Cyrix.

 

6х86. Наименование процессоров Cyrix. Для оценки производительности  относительно процессора Pentium использовался P – Rating, показывающий частоту, на  которой бы пришлось работать  процессору Pentium для достижения такой  же производительности. P – Rating 6x86 составлял 120 – 200 МГц; кэш – память L1 – 16 Кб; частота шины процессора – 50 – 75 МГц; разъем – Socket 5 и Socket 7.

MediaGX. Первый процессор, сделанный  по идеологии PC – on – a – chip. К ядру 5х86 были добавлены контролеры  памяти и PCI, в чип интегрирован  видеоускоритель с кадровым буфером  в основной памяти PC. PR – рейтинг 180 – 233 МГц; кэш – память L1 – 16 Кб; технология – 0,5 мкм.

6х86МХ. Переработанный вариант 6х86. Кэш – память L1 – до 64 Кб. В  состав архитектуры ядра был  добавлен блок ММХ. Частота шины  процессора – 60 – 75 МГц. PR – рейтинг  – 166 – 266 МГц.

MII. Последний процессор  от Cyrix. Кэш – память L1 – 64 Кб. L2, как  обычно для Socket 7, находится на  материнской плате и имеет  объем от 512 до 2 Мб. Поддерживаемые  наборы инструкций – ММХ. Технология 0,25 мкм.

 

Кодовые названия процессоров VIA.

 

Samuel. Кодовое наименование  процессоров и ядра. Основой послужило  ядро Winchip – 4, доставшееся VIA в наследство  от Centaur. Работают на частотах 500 – 700 МГц. Производятся по технологии 0,18 мкм. Процессоры используют набор SIMD 3D Now!. Форм – фактор – Socket – 370. Кэш – память L1 – 128 Кб. Тактовая  частота ядра – 500 – 667 МГц. Получили  наименование Cyrix III.

Samuel 2. Наименование процессоров  и ядра, разработанных группой Centaur. Кэш – память L2 объемом 64 Кб. Тактовая  частота ядра – 667 – 800 МГц. Частота  шины процессора 100, 133 МГц; форм –  фактор – Socket 370.

Matthew. Кодовое наименование  интегрированных процессоров. Имеют  в своем составе ядро Samuel 2 с  интегрированным видео и компонентами North Bridge.

Ezra. Совместная разработка  групп Cyrix и Centaur. Первое действительно  новое ядро VIA. Кэш – память L1 – 128 Кб, кэш – память L2 – 64 Кб. Технология  – 0,15 мкм с переходом на 0,13 мкм. Тактовая частота ядра – 750 МГц.

Ezra – T. Кодовое наименование  процессоров и ядра. Технология 0,13 мкм; кэш- память L1 – 128 Кб, L2 – 64 Кб. Поддержка  ММХ, 3D Now!. Тактовая частота ядра  – от 800 МГц (6х133 МГц).

Nehemiah. Рассчитаны на работу  при частотах 1,2 ГГц. Кэш – память L1 – 128Кб; кэш – память L2 – 256 Кб. Конвейер  в 17 ступеней; напряжение питания  ядра 1,2 В; технология 0,13 мкм с использованием  медных соединений.

Esther. Наименование процессоров  и ядра. Кэш – память L1 – 128 Кб; L2 – 256 Кб. Конвейер в 17 ступеней, тактовая  частота ядра 2 ГГц.

 

Кодовые названия процессоров Transmeta.

 

Crusoe. Линейка процессоров, ориентированных на мобильные  системы. Состоит из моделей ТМ3200 (L2 = 0), ТМ5400 (L2 = 256 Кб), ТМ5500 (L2 = 256 Кб), ТМ5600 (L2 = 512 Кб), ТМ5800 (L2 = 512 Кб), имеющих в  своем составе интегрированные  компоненты North Bridge.

Astro. Кодовое название  высокопроизводительных процессоров  со сверхнизким уровнем энергопотребления. Рабочая частота – 1,4 ГГц.

 

12. Картриджи процессоров.

 

Процессоры Pentium II, а за ними и Pentium III выпускались в специальном картридже SECC, предназначенным для установки в Slot 1 – 242 – контактный разъем на материнской плате. На плате картриджа располагается и кэш – память L2.

Для Slot 1 предназначен и картридж SEPP, но он используется в процессорах Celeron. От SECC отличается отсутствием пластикового корпуса. Все эти картриджи полностью совместимы, и материнские платы на основе Slot 1 можно использовать как для Pentium II, Pentium III, так и для Celeron.

Новые Celeron выпускаются в корпусах типа PPGA, напоминающий корпуса Pentium, но с другим количеством выводов и предназначенных для установки в 370 – контактный Socket 370.

Большинство процессоров других производителей также выпускается в корпусах типа PPGA, однако они предназначены для установки в старый 237 – контактный разъем Socket 7. Процессор AMD Athlon, так же как и Pentium II, имеет картриджную конструкцию, но он предназначен для установки в новый Slot А, который механически совместим сj Slot 1, но имеет другую электрическую разводку.

 

13. Охлаждение  процессоров. Неизбежность нагрева.

 

По мере повышения вычислительной производительности процессоров ПК они больше потребляют электропитания и сильнее нагреваются, а следовательно, увеличивается и тепловыделение. Так, например, если для процессора Celeron значение мощности не превышало и 20 Вт, то для Pentium III, Duron это значение выросло до 30 – 40 Вт, а для Pentium IV и Athlon уже составило более 80 Вт. Если не рассеивать выделяемое тепло, то процессор перегревается и отказывается работать. Чтобы избежать этого, необходимо эффективное охлаждение. Можно выделить три технологии охлаждения, применяемые в вычислительной технике.

 

Воздушное охлаждение.

 

Эта технология получила наибольшее распространение в мире ПК. Для охлаждения процессора на него устанавливается радиатор, а на радиатор – вентилятор. Такая комбинация приборов охлаждения называется кулером.

Основные характеристики радиатора – это материал, из которого он изготовлен, а также чистота контактной поверхности между радиатором и процессором. Увеличение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи достигается подбором материала радиатора. Радиаторы изготавливаются из алюминия и меди (или с добавлением меди).

Из–за микроскопических неровностей между процессором и радиатором неизбежна воздушная прослойка, которая отрицательно сказывается на теплообмене между процессором и радиатором. Для этих целей применяются различные силиконосодержащие термопласты, которые улучшают передачу тепла радиатору.

 

Типы радиаторов.

 

Самые распространенные – прессованные алюминиевые радиаторы, которые изготавливаются прессованием со сложным профилем поверхности с ребрами жесткости.

«Складчатые» радиаторы изготавливаются из алюминия и меди. На пластине радиатора пайкой или с помощью теплопроводящих паст фиксируется тонкая металлическая лента, свернутая в гармошку.

«Кованые» радиаторы производятся из алюминия холодной прессовкой, что позволяет выполнять поверхность радиатора в форме ребер и в виде стержней.

В «составных» радиаторах поверхность создается раздельными тонкими медными пластинами, припаянными к основе радиатора.

«Точеные» радиаторы производятся прецизионной механической обработкой цельных заготовок из алюминия и меди.

 

Процессорные вентиляторы и их характеристика.

 

В процессорных кулерах в основном находят применении осевые (аксиальные) вентиляторы. Они создают воздушный поток параллельно оси вращения крыльчатки. Механическая часть вентилятора может быть построена на подшипнике скольжения, на двух подшипниках качения и на комбинированном подшипнике – один подшипник скольжения и один качения. Для вращения крыльчатки вентилятора применяется электродвигатель постоянного тока.

Среди основных характеристик вентиляторов выделяют:

- производительность. Величина, показывающая объемную скорость  воздушного потока. Выражается в  кубических футах в минуту (cubic feet per minute – CFM);

- скорость вращения крыльчатки. Выражается в об/мин, или rotations per minute – RPM);

- уровень шума. Показывает, насколько шумным будет вентилятор  в субъективном восприятии, и  выражается в децибелах (дБ).

 

Электрическое охлаждение.

 

Кулеры Пельтье основаны на явлении Пельтье, суть которого состоит в выделении или поглощении тепла на контакте двух различных проводников в зависимости от направления электрического тока. Этот эффект обнаружил французский физик Жан Пельтье, когда пропустил постоянный ток через полоску висмута, подключенную с помощью двух медных проводков. Он заметил, что соединение «медь – висмут» (ток от меди к висмуту) нагревается, другое соединение – «висмут – медь» (ток от висмута к меди) – охлаждается. Было замечено, что количество выделенной теплоты пропорционально силе тока. Такие элементы впоследствии получили название термопара, или термоэлемент. Элементы Пельтье состоят из последовательных каскадов, реализованных по принципу: горячий полюс одного элемента пластинки к холодному полюсу другого.

Как выяснилось позже, данный эффект в значительной степени усиливается, если вместо металлов использовать разнородные полупроводники. Конструктивно охладитель Пельтье состоит из последовательного соединения чередующихся полупроводников n – и p – типов. При прохождении постоянного тока через такое соединение одна половина контактов n – p нагревается, другая – охлаждается.

Если подать на пластинку элементов Пельтье сильный ток, то одна ее сторона (на нее выведены нагреваемые контакты) нагреется, а другая – с охлажденными контактами – охладится. Холодную сторону устанавливают на процессор, а горячую соединяют с радиатором.

 

Водяное охлаждение.

 

Принцип действия водяного (жидкостного) охлаждения подобен системе воздушного охлаждения. Необходимость циркуляции жидкости в охладителе требует наличия в нем таких элементов, как трубовод (как правило, из силикона), по которому течет охлажденная жидкость, и водяного насоса, обеспечивающего ее циркуляцию. Преимуществами такой системы являются высокое качество охлаждения и значительное снижение шума. Но в то же время возникает проблема герметичности контуров охлаждения.

 

 

 

Термопасты.

 

Термопасты создаются на основе порошкообразных материалов, а вязких связующим в них служит силикон. В качестве порошкообразных составляющих выступают оксид цинка, нитрит алюминия и графит. Термопласты эффективно отводят тепло, если их превратить в качественную тонкую прослойку между процессором и кулером. Если придется снимать кулер, то необходимо тщательно удалить старую и нанести новую пасту.