MBPentium (MB Pentium 2), страница 3

Начиная с процессоров 486 ситуация существенно изменилась: сопроцессор стал частью основного процессора. В то же время замена процессора на более мощный стала возможна благодаря применению внутреннего умножения частоты, прогрессу архитектуры процессоров и гибкой конфигурируемости системных плат. Процессоры стали устанавливать в стандартизированные ZIF-сокеты - контактные колодки с нулевым усилием вставки. Назначение их выводов обычно определяется процессорами-первопроходцами от фирмы Intel, а другие фирмы в своих процессорах выдерживают совместимость с этими сокетами. В настоящее время определены сокеты типов с 1 по 8, а для процессоров Pentium II - слот 1.

Типы сокетов для процессоров 4, 5 и 6 поколений:

К сожалению, полной совместимости между всеми процессорами, устанавливаемыми в сокет одного типа, нет. Возможный тип устанавливаемого процессора определяется следующими свойствами системной платы:

• Тип сокета.

• Наличие возможности установки требуемого напряжения питания процессора и его допустимой мощности.

• Поддержкой процессора конкретной версии BIOS.

• Указанием на применимость данного процессора, сделанным разработчиком системной платы в ее описании.

Если первые два пункта определяются однозначно, то для последних возможны варианты. Версию BIOS можно и обновить. Что касается списков совместимости, то они условны. Разработчик платы может заранее заявить о совместимости с будущим процессором, но будут ли они работать вместе - вопрос. Напротив, разработчик процессоров может и не включить конкретную системную плату в свой список совместимости, но они смогут нормально работать в паре. Типов системных плат гораздо больше, чем типов процессоров, и если производитель платы не позаботился о доставке образцов своих изделий для тестирования с конкретным процессором, такая плата может и не попасть в список. Существуют и «черные списки», заполняемые сборщиками компьютеров. Что касается ряда системных плат для процессоров Pentium, то практика показывает, что не заявленные в документации процессоры AMD в них работают со странностями, часто не выявляемыми диагностическими программами. Эти странности могут проявляться в работе со вторичным кэшем, а также в генерации ложных прерываний от клавиатуры в процессе загрузки.

Платы для симметричных мультипроцессорных систем должны иметь пару слотов. В них устанавливают процессоры фирмы Intel, пригодные для использования в таких конфигурациях. Сведений о поддержке мультипроцессорных конфигураций изделиями фирм AMD, Cyrix, IBM пока не попадалось. Архитектура Pentium Pro поддерживает непосредственное объединение до четырех процессоров, но на системных платах больше двух слотов обычно не размещают. В четырехпроцессорных системах чаще применяют двухпроцессорные модули, устанавливаемые в общую системную или кросс-плату. Шина Pentium II допускает объединение не более двух процессоров.

14. Питание и охлаждение процессоров

Процессоры младших поколений (до первых моделей 486) использовали напряжение питания 5 В. Развитие технологии привело к необходимости и возможности снижения напряжения питания до 3,3 В и ниже. Стандартный блок питания для питания процессора обеспечивает только питание +5 В, поэтому на системных платах для процессоров с пониженным напряжением питания стали использовать дополнительные регуляторы напряжения VRM (Volt Regulation Module). Эти регуляторы представляют собой микросхему стабилизатора напряжения фиксированного или управляемого уровня. Для питания мощных процессоров она устанавливается на радиаторе, на некоторых системных платах для 486 в качестве теплоотвода используется медная площадка под микросхемой на самой печатной плате. Напряжение управляемых регуляторов задается джамперами, иногда их для отличия делают красного цвета. Установленное значение питающего напряжения должно соответствовать номиналу процессора. Слишком низкое напряжение приводит к неустойчивой работе, слишком высокое может вывести процессор из строя. Для процессоров с раздельным питанием на плате должно стоять два и даже три регулятора. На плате АТХ он может быть и один, поскольку для питания интерфейса процессора 3,3 В может использоваться непосредственно дополнительная шина источника +3,3 В. Возможен вариант, когда на плате установлен один VRM и имеется разъем для подключения дополнительного. Для процессоров с одним питанием в этом разъеме джамперами соединяется несколько контактов, а для процессоров с раздельным питанием в него нужно вставить дополнительный VRM - не очень распространенное и стандартизированное изделие.

С максимально допустимой мощностью регулятора могут появиться проблемы при использовании процессоров Cyrix, отличающихся повышенным энергопотреблением.

Вопрос охлаждения стал весьма актуальным для пользователей также начиная с процессоров 486. Процессор 486SX 33 еще не требовал установки специального радиатора. Однако с повышением тактовой частоты возрастает мощность, рассеиваемая процессором. Кроме того, потребляемая мощность зависит от интенсивности работы процессора: разные инструкции задействуют различный объем внутреннего оборудования процессора, и при увеличении доли «энергоемких» инструкций мощность, рассеиваемая процессором, повышается. Существуют даже специальные тестовые программы для проверки теплового режима, способные перегреть процессор с недостаточным охлаждением и довести его до сбоев и даже разрушения.

Для охлаждения процессоров применяют радиаторы (Heat Sink - теплоотвод). Радиатор эффективно работает, только если обеспечивается его плотное прилегание к верхней поверхности корпуса процессора. Весьма эффективное использование теплопроводной мастики, которую наносят тонким слоем на корпус процессора, после чего радиатор «притирают» к процессору. Хорошие результаты дает и приклеивание радиатора к процессору двусторонней «самоклейкой». Когда пассивного теплоотвода, обеспечиваемого только радиатором, который рассчитан на естественную циркуляцию воздуха внутри корпуса компьютера, оказывается недостаточно, применяют активные теплоотводы (Cooler). Они имеют дополнительные вентиляторы (Fan), устанавливаемые на радиатор процессора. Вентиляторы обычно являются съемными устройствами, питающимися от источника +12 В через специальный переходной разъем. Некоторые процессоры имеют вентиляторы, приклеенные на заводе.

Стандарт конструктива АТХ предусматривает установку процессора прямо под блоком питания, при этом для обдува радиатора может использоваться как внутренний вентилятор блока питания, так и дополнительный внешний, устанавливаемый снаружи блока питания, и вентилятор процессора. Теоретически, все они должны работать согласованно - на обдув воздухом радиатора процессора. В противном случае их суммарная эффективность будет падать. При наличии большого радиатора на процессоре в корпусе АТХ можно обойтись и без отдельного вентилятора на процессоре.

Вентилятор как электромеханическое устройство принципиально имеет меньшую надежность, чем процессор. С вентиляторами могут быть связаны неприятности разной степени тяжести - от повышенного шума при работе до отказа. Частой причиной остановки вентилятора является касание внутренних соединительных проводов. Поэтому рекомендуется после сборки компьютера подвязывать провода к шасси корпуса - для сохранности как проводов, так и вентилятора. Существуют вентиляторы с сигнализацией неисправности: они имеют датчик вращения и простенькую плату электроники, смонтированную на вентиляторе. Эта плата включается между разъемом стандартного динамика и самим динамиком. При остановке вентилятора динамик начинает пищать. Признаком наличия такого устройства является характерная мелодия, звучащая при включении питания.

Более совершенные системы могут иметь и датчики температур, подающие прерывание в случае ее превышения. Процессоры Pentium Pro & Pentium II имеют внутренний датчик температуры, аварийно останавливающий процессор в случае перегрева. Вентилятор картриджа Pentium II имеет датчик вращения, вырабатывающий пару импульсов за один оборот. Сигнал датчика выведен на разъем питания вентилятора, его обработка возлагается на компоненты системной платы.

Рабочая температура процессора измеряется в центре верхней поверхности корпуса процессора в установившемся рабочем режиме. Процессоры для мобильных применений обычно имеют меньшую потребляемую мощность и более высокую допустимую температуру корпуса. Существуют и специальные исполнения процессоров, допускающих расширенный температурный диапазон. Они дороже обычных и в РС применяются довольно редко.

15. Синхронизация

Основной тактовый генератор системной платы вырабатывает высокостабильные импульсы опорной частоты, используемой для синхронизации процессора, системной шины и шин ввода/вывода. Стандартные частоты генератора: 4.77, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 33.3, 40, 50, 60, 66.6 МГц, для новейших плат характерны частоты 75, 83 МГц, не за горами и частоты 100 МГц и выше. Когда появились компьютеры с тактовой частотой, обеспечивающей производительность выше стандартной модели ХТ (4.77 МГц) или АТ (8 МГц), для обеспечения совместимости с программами, у которых какие-либо задержки формировались с помощью подсчета циклов процессора, ввели режим и переключатель TURBO. В режиме TURBO процессор работает на максимальной скорости , а в нормальном - на пониженном, обеспечиваюшей эталонную производительность. Со временем производительность компьютера даже на пониженной скорости от начального эталона ушла далеко вперед и большого смысла переключение режима уже не имеет.

Поскольку быстродействие различных компонентов существенно различается, в компьютерах на процессорах класса Pentium применяется деление опорной частоты для синхронизации шин ввода/вывода и внутреннее умножение частоты в процессорах. Различают следующие частоты:

Host Bus Clock - частота системной шины (внешняя частота шины процессора). Эта частота является опорной для всех других и устанавливается перемычками. Процессора класса Pentium используют частоты 50, 55, 60, 66, 75, 83, 100, 125 МГц. Частоту 55 мгц, имеют не все системные платы. Частоты 75 мгц и выше выдвигают весьма высокие требования к технологии изготовления системных плат, чипсетов и микросхем обрамления.

Cpu clock - внутренняя частота процессора, на которой работает его вычислительное ядро. Современные технологии позволили существенно повысить предельные частоты интегральных компонентов, в связи с чем широко применяется внутреннее умножение частоты на 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 и некоторые другие значения. Коэффициент умножения выбирается перемычками на системной плате, заземляющие определенные выводы процессора. Заметим, что не все модели процессоров воспринимают все сигналы управления коэффициентом деления. Кроме того, одному и тому же положению джамперов могут соответствовать разные значения коэффициентов - трактовка управляющих сигналов зависит от марки и модели процессора.

PCI Bus Clock - частота шины PCI, которая должна составлять 25-33.3 МГц. Она обеспечивается делением Host Bus Clock на 2. Слишком низкая частота шины PCI замедляет обмен данными, что особенно заметно на графических адаптерах, SCSI-контроллерах, адаптерах скоростных локальных сетей, установленных в слоты PCI. Слишком высокая частота может привести к неустойчивости работы адаптеров.

VLB Bus Clock - частота шины VLB, определяемая аналогично PCI Bus Clock. Платы с шиной VLB обычно имеют джампер, переключаемый в зависимости от того, превышает ли системная частота значение 33.3 МГц.

ISA Bus Clock - частота шины ISA, которая должна быть близка к 8 МГц.