Ремонт и upgrade компьютеров своими руками

ПРОМШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ПРОЦЕССОРОВ

Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru

Основным химическим элементом, используемым при производстве процессоров, является кремний, самый распространенный элемент на земле после кислорода. Это базо—

вый компонент, из того состоит прибрежный песок (кремниевый диоксид); однако в таком виде он не подходит для производства микросхем.

Чтобы использовать кремний в качестве материала для изготовления микросхемы, необходим длительный технологический процесс, который начинается с получения кристаллов чистого кремния по методу Жокральски (Czochralski). По этой технологии сырье, в качестве того используется в основном кварцевая порода, преобразуется в электродуговых печах в металлургический кремний. Затем для удаления примесей полученный кремний плавится, дистиллируется и кристаллизуется в виде полупроводниковых слитков с очень высокой степенью чистоты (99,999999%). После механической нарезки слитков полученные заготовки загружаются в кварцевые тигли и помещаются в электрические сушильные печи для вытяжки кристаллов, где плавятся при температуре более 2500° по Фаренгейту. Для того чтобы предотвратить образование примесей, сушильные печи обычно устанавливаются на толстом бетонном основании. Бетонное основание, в свою очередь, устанавливается на амортизаторах, что позволяет значительно уменьшить вибрацию, которая может негативно сказаться на формировании кристалла.

Как только заготовка начинает плавиться, в расплавленный кремний помещается небольшой, медленно вращающийся затравочный кристалл (рис. 3.3). По мере удаления затравочного кристалла от поверхности расплава вслед за ним вытягиваются кремниевые нити, которые, затвердевая, образуют кристаллическую структуру. Изменяя скорость перемещения затравочного кристалла (10–40 мм в час) и температуру (примерно 2500° по Фаренгейту), получаем кристалл кремния малого начального диаметра, который затем наращивается до нужной величины. В зависимости от размеров изготавливаемых микросхем, выращенный кристалл достигает 8–12 дюймов (20–30 мм) в диаметре и 5 футов (около 1,5 м) в длину. Вес выращенного кристалла достигает нескольких сотен фунтов.

Заготовка вставляется в цилиндр диаметром 200 мм (текущий стандарт), часто с плоской вырезкой на одной стороне для точности позиционирования и обработки. Затем каждая заготовка разрезается алмазной пилой более чем на тысячу круговых подложек толщиной менее миллиметра (рис. 3.4). После этого подложка полируется до тех пор, пока ее поверхность не станет зеркально гладкой.

В производстве микросхем используется процесс, называемый фотолитографией. Технология этого процесса такова: на полупроводник, служащий основой чипа, один за другим наносятся слои разных материалов; таким образом создаются транзисторы, электронные схемы и проводники (дорожки), по которым распространяются сигналы. В точках пересечения специфических схем можно создать транзистор или переключатель (вентиль).

Фотолитографический процесс начинается с покрытия подложки слоем полупроводника со специальными добавками, затем этот слой покрывается фоторезистивным химическим составом, а после этого изображение микросхемы проектируется на ставшую теперь светочувствительной поверхность. В результате добавления к кремнию (который, естественно, является диэлектриком) донорных примесей получается полупроводник. Проектор использует специальный фотошаблон (маску), который является, по сути, картой данного конкретного слоя микросхемы. (Микросхема процессора Pentium III содержит пять слоев; другие современные процессоры могут иметь шесть или больше слоев. При разработке нового процессора потребуется спроектировать фотошаблон для каждого слоя микросхемы.)

Проходя через первый фотошаблон, свет фокусируется на поверхности подложки, оставляя отпечаток изображения этого слоя. (Каждое изображение на микросхеме назы—

Рис. 3.3. Цилиндрическая кремниевая заготовка создается при большой температуре и высоком давлении

Рис. 3.4. При изготовлении процессора заготовка разрезается алмазной пилой более чем на тысячу круговых подложек

вается кристаллом.) Затем специальное устройство несколько перемещает подложку, а тот же фотошаблон (маска) используется для печати следующей микросхемы. После того как

микросхемы будут отпечатаны на всей подложке, едкая щелочь смоет те области, где свет воздействовал на фоторезистивное вещество, оставляя отпечатки фотошаблона (маски) конкретного слоя микросхемы и межслойные соединения (соединения между слоями), а также пути прохождения сигналов. После этого на подложку наносится другой слой полупроводника и вновь немного фоторезистивного вещества поверх него, затем используется следующий фотошаблон (маска) для создания очередного слоя микросхемы. Таким способом слои наносятся один поверх другого до тех пор, пока не будет полностью изготовлена микросхема.

Финальная маска добавляет так называемый слой металлизации, используемый для соединения всех транзисторов и других компонентов. В большинстве микросхем для этого слоя используют алюминий, но в последнее время стали использовать медь. к примеру, при производстве процессоров компании AMD на фабрике в Дрездене используется медь. Это объясняется лучшей проводимостью меди по сравнению с алюминием. Однако для повсеместного использования меди необходимо решить проблему ее коррозии.

Замечание

В микросхемах Pentium III и Celeron, содержащих «медный» (coppermine) кристалл (copper-mine — кодовое имя 0,18-микронного кристалла), используется алюминиевая, но никак не медная схема соединений, как может показаться из его названия. Оказывается, что название микросхемы никакого отношения к меди не имеет; она была названа в честь реки Coppermine, которая протекает в северо-западной части Канады. Компания Intel испытывает определенную симпатию к рекам (и другим геологическим структурам), расположенным в северо-западной части североамериканского континента, поэтому часто использует их в качестве кодовых имен. к примеру, предыдущая версия процессора Pentium III (0,25-микронный кристалл) имеет кодовое имя Katmai (одна из рек штата Аляска). Кодовые имена существующих процессоров Intel напоминают дорожные заметки путешественника на плотах: Deerfield, Foster, Northwood, Tualatin, Gallatin, McKinley и Madison — это названия рек штатов Орегон, Калифорния, Аляска, Монтана, Массачусетс и Вермонт.

Когда обработка круговой подложки завершится, на ней будет фотоспособом отпечатано максимально возможное количество микросхем. Микросхема обычно имеет форму квадрата или прямоугольника, по краям подложки остаются некоторые «свободные» участки, хотя производители стараются использовать каждый квадратный миллиметр поверхности.

Промышленность переживает очередной переходный период в производстве микросхем. В последнее время наблюдается тенденция к увеличению диаметра подложки и уменьшению общих размеров кристалла, что выражается в уменьшении габаритов отдельных схем и транзисторов и расстояния между ними. В конце 2001 и начале 2002 года произошел переход с 0,18– на 0,13-микронную технологию, вместо алюминиевых межкристальных соединений начали использовать медные, при этом диаметр подложки увеличился с 200 мм (8 дюймов) до 300 мм (12 дюймов). Увеличение диаметра подложки до 300 мм позволяет удвоить количество изготавливаемых микросхем. Использование 0,13-микронной технологии позволяет разместить на кристалле большее количество транзисторов при сохранении его приемлемых размеров и удовлетворительного процента выхода годных изделий. Это означает сохранение тенденции увеличения объемов кэш-памяти, встраиваемой в кристалл процессора. Предполагается, что к 2007 году количество транзисторов, расположенных в каждой микросхеме, достигнет 1 миллиарда.

Рис. 3.5. Подложка диаметром 200 мм процессоров Pentium 4, созданных по 0,13-микронной технологии

В качестве примера того, как это может повлиять на параметры определенной микросхемы, рассмотрим процессор Pentium 4. Диаметр стандартной подложки, используемой в полупроводниковой промышленности в течение уже многих лет, равен 200 мм или приблизительно 8 дюймов (рис. 3.5). Таким образом, площадь подложки достигает 31 416 мм2. Первая версия процессора Pentium 4, изготовленного на 200-миллиметровой подложке, содержала в себе ядро Willamette, созданное на основе 0,18-микронной технологии с алюминиевыми контактными соединениями, расположенными на кристалле площадью около 217 мм2. Процессор содержал в себе 42 млн транзисторов. На 200-миллиметровой (8-дюймовой) подложке могло разместиться до 145 подобных микросхем.

Более современные процессоры Pentium 4 с ядром Northwood, созданные по 0,13-микронной технологии, содержат в себе медную монтажную схему, расположенную на кристалле площадью 131 мм2. Этот процессор содержит уже 55 млн транзисторов. По сравнению с версией Willamette ядро Northwood имеет удвоенный объем встроенной кэш-памяти второго уровня (512 Кбайт), что объясняет более высокое количество содержащихся транзисторов. Использование 0,13-микронной технологии позволяет уменьшить размеры кристалла примерно на 60%, что дает возможность разместить на той же 200-миллиметровой (8-дюймовой) подложке до 240 микросхем. Как вы помните, на этой подложке могло разместиться только 145 кристаллов Willamette.

В начале 2002 года Intel приступила к производству кристаллов Northwood на большей, 300-миллиметровой подложке площадью 70686 мм2. Площадь этой подложки в 2,25 раза превышает площадь 200-миллиметровой подложки, что позволяет практически удво—

Таблица 3.10. Прошлое, настоящее и будущее полупроводниковых технологий

Год	1989	1991	1993	1995	1997	1999	2001	2003	2005	2007	2009
Процесс	1,0	0,8	0,5	0,35	0,25	0,18	0,13	0,09	0,065	0,045	0,032

ить количество микросхем, размещаемых на ней. Если говорить о процессоре Pentium 4 Northwood, то на 300-миллиметровой подложке можно разместить до 540 микросхем. Использование современной 0,13-микронной технологии в сочетании с подложкой большего диаметра позволило более чем в 3,7 раза увеличить выпуск процессоров Pentium 4. Во многом благодаря этому современные микросхемы зачастую имеют более низкую стоимость, чем микросхемы предыдущих версий.

В 2003 году полупроводниковая промышленность перешла на 0,09-микронную технологию. На 2005 год запланирован переход на 0,065-микронную, а на 2007 год — уже на 0,045-микронную технологию. Благодаря этому количество транзисторов, содержащихся в каждой микросхеме, к 2007 году достигнет одного миллиарда! Для изготовления всех этих микросхем будет использоваться 300-миллиметровая подложка, поскольку переход к подложке следующего типовеличины (т. е. диаметром 450 мм) произойдет только в 2015 году. Параметры основных технологических переходов приведены в табл. 3.10.

При вводе новой поточной линии не все микросхемы на подложке будут годными. Но по мере совершенствования технологии производства данной микросхемы возрастет и процент годных (работающих) микросхем, который называется выходом годных. В начале выпуска новой продукции выход годных может быть ниже 50%, однако ко времени, когда выпуск продукта данного типа прекращается, он составляет уже 90%. Большинство изготовителей микросхем скрывают реальные цифры выхода годных, поскольку знание фактического отношения годных к бракованным может быть на руку их конкурентам. Если какая-либо компания будет иметь конкретные данные о том, как быстро увеличивается выход годных у конкурентов, она может скорректировать цены на микросхемы или спланировать производство так, чтобы увеличить свою долю рынка в критический момент. к примеру, в течение 1997 и 1998 годов у AMD был низкий выход годных, и компания утратила значительную долю рынка. Несмотря на то что AMD предпринимала усилия для решения этой проблемы, ей все же пришлось подписать соглашение, в соответствии с которым IBM Microelectronics должна была произвести и поставить AMD некоторые ею же разработанные микропроцессоры.

По завершении обработки подложки специальное устройство проверяет каждую микросхему на ней и отмечает некачественные, которые позже будут отбракованы. Затем микросхемы вырезаются из подложки с помощью высокопроизводительного лазера или алмазной пилы.

Когда кристаллы будут вырезаны из подложек, каждая микросхема испытывается отдельно, упаковывается и снова проходит тест. Процесс упаковки называется соединением: после того как кристалл помещается в корпус, специальная машина соединяет тонюсенькими золотыми проводами выводы кристалла со штырьками (или контактами) на корпусе микросхемы. Затем микросхема упаковывается в специальный пакет — контейнер, который, по существу, предохраняет ее от неблагоприятных воздействий внешней среды.

После того как выводы кристалла соединены со штырьками на корпусе микросхемы, а микросхема упакована, выполняется заключительное тестирование, чтобы определить

правильность функционирования и номинальное быстродействие. Разные микросхемы одной и той же серии зачастую обладают различным быстродействием. Специальные тестирующие приборы заставляют каждую микросхему работать в различных условиях (при разных давлениях, температурах и тактовых частотах), определяя значения параметров, при которых прекращается корректное функционирование микросхемы. Параллельно определяется максимальное быстродействие; после этого микросхемы сортируются по быстродействию и распределяются по приемникам: микросхемы с близкими параметрами попадают в один и тот же приемник. к примеру, микросхемы Pentium 4 2,0А, 2,2, 2,26, 2,24 и 2,53 ГГц представляют собой одну и ту же микросхему, т. е. все они были напечатаны с одного и того же фотошаблона, кроме того, сделаны они из одной и той же заготовки, но в конце производственного цикла были отсортированы по быстродействию.

Перемаркировка Процессора

Бдительные пользователи обнаружили, что многие дешевые чипы фактически работают на гораздо более высокой тактовой частоте, чем указанная в маркировке, и стали повышать частоту, на той работает процессор. Теория разгона (overclocking) описывает поведение микросхемы на тактовых частотах, превышающих номинальную. Во многих случаях процессоры работают без сбоев, поскольку, по сути, они были рассчитаны на более высокое быстродействие, просто в их маркировке указана более низкая тактовая частота.

Для того чтобы положить этому конец, Intel и AMD решили встроить защиту от разгона в большинство своих новейших чипов. Это делается в процессе соединения: микросхемы изменяются таким образом, что не могут работать при тактовых частотах, превышающих указанную (в соответствии с той была установлена их цена). Были изменены схемы, связанные со штырьками частоты шины (Bus Frequency — BF); благодаря этому появилась возможность контролировать внутренний множитель, используемый микросхемой. Но даже после этого некоторые пользователи нашли способ повысить тактовую частоту шины системных плат и, невзирая на то что микросхема не позволяет устанавливать более высокий множитель, им все же удалось повысить быстродействие.

Будьте бдительны — мошеннический разгон РМ и PIN

рекомендуется также сказать о том, что некоторые недобросовестные личности изобрели небольшую логическую схему, которая позволяет обойти блокировку процессора, допуская работу микросхемы при увеличенных значениях множителя. Эта схема может быть легко спрятана в процессоре РП или в корпусе PIII, после чего указанная микросхема маркируется как процессор, имеющий более высокую тактовую частоту. К сожалению, случаи подобного мошенничества происходят гораздо чаще, чем этого хотелось бы. Существует большая вероятность того, что, приобретая систему или, к примеру, процессор где-нибудь на местной компьютерной барахолке, вы получаете за свои деньги всего лишь перемаркированную микросхему. Поэтому настоятельно рекомендую приобретать процессоры только в специализированных магазинах, занимающихся продажей компьютерной техники.

Основная проблема защиты от разгона, предусмотренной компаниями Intel и AMD, состоит в том, что искушенный «фальшивомонетчик» всегда может найти способ обойти ее, вставив определенную логическую схему в пластиковый корпус процессора. Эта проблема в большей степени относится к процессорам, расположенным к корпусе с крышкой, которая может скрыть дополнительную схему. Процессоры последних версий менее

восприимчивы к попыткам подобного рода. Чтобы защитить себя от покупки фальсифицированных микросхем, сверьте в первую очередь номера спецификаций и серийные номера с существующей документацией Intel и AMD. Следующее, на что необходимо обратить внимание, это место покупки аппаратного обеспечения. Чрезвычайно опасно покупать что-либо на Web-узлах разнообразных Internet-торгов, так как покупателю там могут «всучить» все, что угодно. Рассадником фальсифицированных аппаратных средств также могут быть передвижные выставки-продажи компьютерной техники.

Подделка компьютерных компонентов не ограничивается только процессорами. Мне приходилось видеть поддельную память (SIMM/DIMM), фальсифицированные манипуляторы «мышь», фальшивые видеокарты и микросхемы кэш-памяти, поддельные операционные инфраструктуры и приложения, «левые» системные платы. Такие аппаратные средства, как ни странно, действительно работают, но обладают более низкими параметрами, чем необходимо. к примеру, одним из наиболее часто подделываемых аппаратных компонентов является мышь Microsoft. Оптовая цена мыши 35 долларов, в то время как мыши зарубежных производителей стоят гораздо дешевле, к примеру 2 доллара 32 цента. И вот кому-то в голову пришла «светлая» мысль — сделать 2-долларовую мышь похожей на мышь Microsoft, после чего продать ее «со скидкой» всего лишь за 20 долларов. Многие из тех, кто купил такую мышь, до сих пор уверены, что совершили выгодную сделку.

Корпус Pga

Корпус типа PGA до недавнего времени был самым распространенным. Он использовался начиная с 1980-х годов для процессоров 286 и сегодня применяется для процессоров Pentium и Pentium Pro. На нижней части корпуса микросхемы имеется массив штырьков, расположенных в виде решетки. Корпус PGA вставляется в гнездо типа ZIF (Zero Insertion Force — нулевая сила вставки). Гнездо ZIF имеет рычаг для упрощения процедуры установки и удаления чипа.

Для большинства процессоров Pentium используется разновидность PGA — SPGA (Staggered Pin Grid Array — шахматная решетка массива штырьков), где штырьки на нижней стороне чипа расположены в шахматном порядке, а не в стандартном — по строкам и столбцам. Это было сделано для того, чтобы разместить штырьки ближе друг к другу и уменьшить занимаемую микросхемой площадь. Справа на рис. 3.6 отображен корпус Pentium Pro, на котором штырьки расположены по двойному шаблону SPGA; рядом с ним — обычный корпус процессора Pentium 66. Обратите внимание, что на верхней половине корпуса Pentium Pro имеются дополнительные штырьки, которые расположены среди других строк и столбцов в шахматном порядке.

В ранних версиях корпуса PGA кристалл процессора устанавливался лицевой стороной вниз в специальную полость, находящуюся ниже поверхности подложки. После этого кристалл прикреплялся к корпусу микросхемы сотнями тончайших золотых проводков, соединяющих контакты микросхемы с внутренними контактами корпуса. После выполнения проводного соединения полость корпуса закрывалась специальной металлической крышкой. Подобный способ изготовления микросхем оказался слишком дорогим и трудоемким, поэтому были разработаны более дешевые и эффективные методы упаковки.

Большинство современных процессоров собираются в корпусе с матричным расположением штырьковых выводов на обратной стороне кристалла (Flip-Chip Pin Grid Array — FC-PGA). Процессоры этого типа все еще устанавливаются в разъем PGA, но сам корпус

Рис. 3.6. Pentium 66 в корпусе PGA (слева) и Pentium Pro в корпусе SPGA, на котором штырьки расположены по двойному шаблону (справа)

стал значительно проще. При использовании корпуса FC-PGA необработанный кристалл кремния устанавливается лицевой стороной вниз на верхнюю часть подложки микросхемы. При этом проволочное соединение заменяется аккуратной пайкой контактов по периметру кристалла. Края кристалла заливаются эпоксидной смолой. В оригинальных версиях корпуса FC-PGA пользователь может увидеть тыльную часть необработанного кристалла, установленного в этой микросхеме.

К сожалению, существует целый ряд проблем, связанных с закреплением радиатора на корпусе микросхемы FC-PGA. Радиатор «сидит» на верхней части кристалла, который служит его основанием. Если к одной из сторон радиатора во время его установки (к примеру, при подсоединении зажима) приложить чрезмерное усилие, можно расколоть кристалл кремния и повредить микросхему. Поскольку радиаторы становятся больше и тяжелее, увеличивается усилие, необходимое для их установки.

Компания AMD попыталась уменьшить вероятность повреждения, установив в корпусе процессора специальные резиновые прокладки, предотвращающие чрезмерный наклон радиатора во время его установки. К сожалению, эластичность используемых прокладок не позволяет полностью избежать опасности повреждения микросхемы при установке радиатора. В настоящее время в процессорах Athlon ХР используется корпус FC-PGA с прокладками, установленными в каждом углу подложки.

В компании Intel была создана новая версия корпуса FC-PGA2, используемая в более современных процессорах Pentium III и всех процессорах Pentium 4. Этот корпус включает в себя специальный теплораспределитель — металлическую защитную крышку, расположенную на верхней части кристалла. Эта крышка позволяет устанавливать большие и довольно тяжелые радиаторы, не опасаясь потенциального повреждения ядра процессора.

В будущем появится корпус, получивший название безударной послойной сборки (Bumpless Build-Up Layer — BBUL), при той кристалл полностью заключается в корпус; фактически стенки корпуса формируются вокруг кристалла и поверх него, образуя полностью герметичную конструкцию. Корпус подобного типа охватывает кристалл микросхемы, создавая при этом плоскую поверхность, необходимую для установки радиатора, а также упрощая схему внутренних соединений в корпусе.

Корпуса Sec И Sep

В период с 1997 по 2000 год в Intel и AMD использовались модули процессоров, выполненные на основе картриджей или плат. Подобная компоновка, называемая корпусом с односторонним контактом (Single Edge Contact Cartridge — SECC) или корпусом с одним процессором (Single Edge Processor Package — SEPP), включает в себя центральный процессор и несколько отдельных микросхем кэш-памяти второго уровня, собранных на монтажной плате, похожей на модули памяти большого величины и установленной в соответствующий разъем. В некоторых случаях монтажные платы закрывались специальными пластмассовыми крышками.

Корпус SEC представляет собой новаторскую, правда, несколько громоздкую конструкцию, включающую в себя рабочую шину процессора и внешнюю кэш-память второго уровня. Этот корпус использовался в качестве оптимального метода интегрирования кэш-памяти второго уровня в процессор до появления возможности включения кэш-памяти непосредственно в кристалл процессора.

Корпус SEP (Single Edge Processor — корпус с одним процессором) является более дешевой разновидностью корпуса SEC. В корпусе SEP нет верхней пластмассовой крышки, а также может не устанавливаться кэш-память второго уровня (или же устанавливается меньший объем). Корпус SEP вставляется в разъем Slot 1. Чаще всего в корпус SEP помещают недорогие процессоры, к примеру Celeron.

Slot 1 — это разъем системной платы, имеющий 242 контакта. Размеры разъема Slot 1 отображены на рис. 3.7. Корпус SEC или SEP, внутри того находится процессор, вставляется в Slot 1 и фиксируется специальной скобой. Иногда имеется крепление для инфраструктуры охлаждения процессора. На рис. 3.8 отображены части крышки, из которых состоит картридж SEC. Обратите внимание на большую пластину, рассеивающую тепло, выделяемое процессором. Корпус SEP отображен на рис. 3.9.

Процессор Pentium III упаковывается в корпус, который называется SECC2 (Single Edge Contact Cartridge, версия 2). Этот корпус является разновидностью корпуса SEC. Крышка расположена с одной стороны, а с другой стороны непосредственно к микросхеме прикрепляется охлаждающий элемент. Такое конструктивное решение позволяет более эффективно отводить от процессора тепло. Процессоры в этом корпусе вставляются в разъемы Slot 1. Корпус SECC2 отображен на рис. 3.10.

Появление корпусов подобного типа было связано с невозможностью включения кэшпамяти в кристалл ядра центрального процессора. После появления конструкций, позволяющих ввести кэш-память второго уровня непосредственно в кристалл процессора,

Рис. 3.7. Размеры разъема Slot 1 для процессора Pentium II

Рис. 3.8. Детали корпуса SEC для процессора Pentium II

Рис. 3.9. Процессор Celeron в корпусе SEP

Рис. 3.10. Корпус SECC2 процессоров Pentium ПЛП

необходимость в использовании корпусов SEC и SEP исчезла. Практически все современные процессоры включают в себя интегрированную кэш-память второго уровня, поэтому при компоновке процессора разработчики снова вернулись к корпусу PGA.

Гнезда Для Процессоров Socket 370 (Pga-370)

В январе 1999 года компания Intel представила новое гнездо для процессоров класса Р6. Это гнездо получило название Socket 370 (PGA-370), так как содержит 370 выводов (штырьков) и первоначально разрабатывалось для более дешевых процессоров Celeron и Pentium III версий PGA. Платформа Socket 370 предназначалась для вытеснения с рынка систем среднего и нижнего уровней архитектуры Super 7 (что ей вполне удалось), поддерживаемой компаниями AMD и Cyrix. Новое гнездо позволяет использовать менее дорогие процессоры, монтажные инфраструктуры, радиаторы и т. п., тем самым уменьшая стоимость всей конструкции.

Первоначально все процессоры Celeron и Pentium III выпускались в исполнении SECC или SEPP В целом эта конструкция представляла собой монтажную плату, содержащую процессор и кэш-память второго уровня, установленную на отдельной плате, которая, в свою очередь, была подключена к системной плате через разъем Slot 1. Микросхема кэша второго уровня являлась частью процессора, но не была непосредственно в него интегрирована. Модуль много кристальной микросхемы был разработан Intel для процессора Pentium Pro, стоимость того, однако, оказалась слишком высокой. Плата с отдельно расположенными микросхемами была гораздо дешевле, поэтому процессор Pentium II и отличался от своего предшественника.

Компания Intel, начиная с процессора Celeron 300А (представленного в августе 1998 года) начинает объединять кэш-память второго уровня непосредственно с кристаллом процессора; сайтенные микросхемы больше не применяются. При использовании полностью интегрированной кэш-памяти необходимость в установке процессора на отдельной плате исчезает. рекомендуется заметить, что для снижения себестоимости Intel вернулась к гнездовой конструкции, которая была использована, в частности, в процессоре Celeron.

Расположение выводов гнезда Socket 370 (PGA-370) отображено на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Гнездо типа Socket 370 (PGA-370)

Все процессоры Celeron с рабочей частотой 333 МГц и ниже доступны только в корпусе Slot 1, 366^33 МГц — как в корпусе Slot 1, так и в Socket 370, а начиная с модели 466 МГц — только в корпусе Socket 370. Процессоры в исполнении Socket 370 (PGA-370) можно устанавливать в разъем Slot 1. Для этого необходимо приобрести специальный переходник PGA-Slot 1.

В октябре 1999 года Intel анонсировала процессоры Pentium III с интегрированной кэш-памятью, которые подключались к гнезду Socket 370. В этих процессорах использовался корпус FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array). Скорее всего, именно этот корпус будет использоваться в последующих версиях процессоров Intel.

Обратите внимание, что некоторые системные платы Socket 370 не поддерживают новых процессоров Pentium III и Celeron в корпусе FC-PGA. Это связано с тем, что новые процессоры имеют два вывода RESET и им нужна поддержка спецификации питания VRM 8.4. Предшествующие системные платы, разработанные только для процессоров Celeron, относятся к традиционным системным платам, а более новые, поддерживающие второй вывод RESET и спецификацию VRM 8.4, называются улучшенными системными платами. Чтобы выяснить, относится ли гнездо к компонентам расширенных версий, обратитесь к производителям системной платы или инфраструктуры. Некоторые системные платы, к числу которых принадлежит Intel СА810, поддерживают спецификацию VRM 8.4 и обеспечивают соответствующее напряжение. Однако без поддержки вывода Vtt, процессор Pentium III в корпусе FC-PGA будут удерживаться в положении RESET#.

Установка нового процессора в корпусе FC-PGA в старую системную плату не приведет к выходу из строя последней. Скорее всего, можно повредить сам процессор: Pentium III, изготовленный по 0,18-микронной технологии, использует напряжение питания 1,60–1,65 В, в то время как в устаревших платах рабочее напряжение 2,00 В. Существует также вероятность того, что системная плата выйдет из строя. Это может произойти в том случае, если BIOS системной платы не сможет правильно идентифицировать напряжение

процессора. Чтобы гарантировать совместимость системной платы и BIOS, обратитесь перед установкой к производителю компьютера или системной платы.

Конструкция системной платы с разъемом Slot 1 позволяет поддерживать практически все процессоры Celeron, Pentium II или Pentium III, в том числе и «гнездовые» версии процессоров Celeron и Pentium III. Для этого рекомендуется воспользоваться адаптером типа Slot-socket, который иногда называется также slot-ket. Этот адаптер, по существу, представляет собой плату Slot 1, содержащую только гнездо Socket 370, что позволяет использовать процессор PGA в любой плате Slot 1. Пример типичного адаптера slot-ket будет приведен несколько позже, в сайте «Процессор Celeron».

Процессорный Socket 423

Гнездо ZIF-типа Socket 423 (рис. 3.12) анонсировано в ноябре 2000 года для процессора Pentium 4 (кодовое имя Willamette).

Архитектура Socket 423 поддерживает шину процессора 400 МГц, соединяющую процессор с ядром контроллера памяти (Memory Controller Hub — МСН), который является основной частью микропроцессорного набора системной платы. Процессоры Pentium 4 с рабочей частотой 2 ГГц обычно используются с разъемом Socket 423; для более быстрых версий необходим разъем Socket 478.

В конструкции Socket 423 используется уникальный метод установки радиатора, состоящий в применении крепежных элементов, присоединенных к корпусу системного блока или к специальной пластине, расположенной ниже системной платы. Подобная конструкция была разработана для того, чтобы выдерживать вес большого радиатора, необходимого для работы Pentium 4. По этой причине для установки системных плат с гнездом Socket 423 часто требуется специальный блок, содержащий дополнительные элементы жесткости. К счастью, с появлением нового гнезда Socket 478, предназначенного для Pentium 4, потребность в использовании дополнительных конструктивных элементов исчезла.

В процессоре используется пять выводов идентификатора напряжения (VID), которые дают возможность с помощью модуля VRM, встроенного в системную плату, задать точное значение необходимого напряжения для определенного процессора. Это позволяет автоматически устанавливать величину напряжения. Первые версии Pentium 4 используют напряжение питания 1,7 В, то может измениться в следующих моделях. Маленькая треугольная метка в одном из углов указывает расположение вывода 1, тем самым помогая правильно установить микросхему.

Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.