referat (722457), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Для создания температурных условий, соответствующих различным рабочим частотам и напряжениям ядра использовался разгон. Помните, что разгон процессора является нарушением правил его эксплуатации и влечет утрату гарантии в случае выхода процессора из строя из-за перегрева.
В опытах мы использовалось три различных кулера:
Первый - кулер марки Green модели FC-04S510 - это обычный трехдолларовый кулер с подшипником скольжения. Он сделан из алюминия и имеет на контактной поверхности слой из графитосодержащего материала, которая выполняет роль термопасты. Можно сказать, что это один из лучших представителей семейства недорогих кулеров, которые, как правило, используются в компьютерах российской сборки.
Второй - кулер, которым комплектуются процессоры Intel, когда поставляются в коробочной версии (BOX или Retail). Этот кулер имеет более массивный, чем у первого, алюминиевый радиатор, довольно тугую прижимную скобу и качественный вентилятор с шарикоподшипником. Мы будем называть его "кулер от Intel".
Третий - кулер Golden Orb ("Золотой шар") от фирмы Thermaltake. Существует две модели этих кулеров (для процессоров с разъёмом Socket) - первая для Socket 370 и вторая для Socket A. Соответственно, первая модель TFCFR02 предназначена для процессоров FCPGA фирмы Intel - Celeron и Pentium III. Вторая модель TDUFR01 предназначена для процессоров AMD Duron и Athlon. Эти модели кулеров различаются мощностью и способом крепления на процессор. Термопаста, используемая на кулере для AMD, имеет "резинообразную" консистенцию, что помогает предотвратить разрушение хрупких граней кристалла AMD при установке кулера на процессор.
Прежде чем перейти непосредственно к описанию опытов, рассмотрим обе модели кулеров Golden Orb подробнее.
Описание кулера Golden Orb TFCFR02 для процессоров Intel (Socket 370)
Кулер имеет алюминиевый радиатор цилиндрической формы, состоящий из вертикально расположенных ребер охлаждения, закрепленных на массивном основании, которое прижимается к процессору пружинным механизмом. На основание кулера заранее нанесен слой термопасты для обеспечения лучшего теплового контакта. Внутри радиатора находится мощный вентилятор, который засасывает воздух сверху внутрь цилиндра и прогоняет его через ребра охлаждения. Ребра не строго вертикальны, а имеют изгиб в направлении движения воздушного потока, что увеличивает объем прокачиваемого воздуха и снижает уровень шума.
Эффективность работы этого кулера по сравнению с другими моделями обеспечивается, во-первых, большей массой, во-вторых, тем, что все ребра обдуваются одинаково и, следовательно, используются для теплоотвода с максимальным КПД.
Механизм крепления к процессорному гнезду необычен. Это не пружинная клипса, как на большинстве кулеров, а поворотный механизм с эксцентриком. В раскрытом состоянии Вы свободно накладываете кулер на процессор, совместив прорези скоб крепления с ушками гнезда. Затем поворачиваете кулер против часовой стрелки, при этом скобы крепления сближаются и зацепляются за ушки, а сам кулер плотно прижимается к процессору. Следующая таблица cодержит основные характеристики кулера TFCFR02:
| Назначение | Процессоры Intel Socket 370 (FCPGA) |
| Размеры | диаметр 69мм, высота 45мм |
| Размеры вентилятора | диаметр 43мм, высота 25мм |
| Напряжение питания | 12 вольт |
| Уровень шума | 26dB |
| Расход воздуха | 0,54 кубометра в минуту |
| Скорость вращения вентилятора | 4500 оборотов в минуту |
| Тип подшипника | size=-1>шариковый |
На следующем графике, взятом с сайта производителя, показана зависимость температуры контактной поверхности охлаждаемого этим кулером процессора от выделяемой процессором тепловой мощности в ваттах.
Описание кулера Golden Orb TDUFR01 для процессоров AMD (Socket A)
Э
тот кулер тоже сделан из алюминия, но он более мощный, поскольку его основание массивнее, а вентилятор имеет большую частоту вращения (5500RPM против 4500RPM). Как уже упоминалось, в качестве термопасты используется другой материал, с более упругой консистенцией, однако, похоже, обладающий несколько меньшей теплопроводностью, чем у кулера для Intel. Крепление к процессору сделано в виде пружинной клипсы, которая надевается на четыре крепежные ушка гнезда. Перед установкой кулера на процессор необходимо снять защитную голубую пленку с термопасты и проверить равномерность нанесения термопасты в месте контакта с процессором.
Следующая таблица содержит основные характеристики кулера TDUFR01:
| Назначение | Процессоры AMD Socket A/462 |
| Размеры | диаметр 69мм, высота 45мм |
| Размеры вентилятора | диаметр 43мм, высота 25мм |
| Напряжение питания | 12 вольт |
| Уровень шума | 29dB |
| Расход воздуха | 0,59 кубометра в минуту |
| Скорость вращения вентилятора | 5500 оборотов в минуту |
| Тип подшипника | шариковый |
На следующем графике видно, что эта модель рассеивает тепло заметно лучше, чем модель, предназначенная для процессоров Intel.
Описание методики тестирования и результаты
Для тестов использовалась системная плата ASUS A7V, которая имеет средства для изменения коэффициента умножения процессора и напряжения питания его ядра, и два процессора AMD - Duron 600MHz и Athlon 750MHz. (поставляемые сейчас процессоры AMD имеют заблокированный коэффициент умножения!) Система имела 64Mb оперативной памяти. В качестве операционной системы использовалась Windows 98SE. Измерение температуры процессора выполнялось при помощи встроенного в материнскую плату термодатчика и программы ASUS Probe версии 2.11. Для "разогрева" процессора запускался Quake II в окне 640 на 480 с максимально возможной скоростью ("TIMEDEMO 1"). Фиксация значения температуры проводилась через 30 минут после начала теста.
Для процессора Duron сначала проводилиось тестирование на штатной частоте 600MHz при штатном значении напряжения ядра 1.5V. Затем последовательно поднимали частоту с шагом 50MHz и на каждой частоте проводили измерение температуры по вышеописанной методике, а также запускали тест FPUmark из пакета ZD Winbench99, чтобы убедиться, что процессор "честно" выдает положенную для данной частоты производительность. Если при очередном повышении частоты система не запускалась или была нестабильна, повышали напряжение ядра процессора с шагом 0.05V до тех пор, пока система не начинала стабильно работать. Все это проделали три раза для трех разных кулеров. Результаты измерений температуры можно увидеть на следующем графике (отсутствие данных означает неработоспособность конфигурации вообще):
Для процессора Athlon выполнили аналогичные тесты, с той лишь разницей, что начали не со штатной частоты тестируемого процессора 750MHz, а с частоты 700MHz. Результаты таковы:
Выводы
На штатных частотах (600, 650, 700MHz) для процессора Duron можно использовать любой из рассмотренных кулеров, при этом температура находится в допустимых пределах с хорошим запасом. Для процессора Athlon весьма желательно использовать кулер Golden Orb, поскольку с другими кулерами температура процессора слишком высока (хотя никаких зависаний и других проявлений нестабильности замечено не было). В любом случае применение кулера Golden Orb предпочтительнее, поскольку создает наиболее комфортные условия для работы процессора. Что касается разгона, то здесь все очевидно - у Golden Orb просто нет конкурентов.
Поскольку все основные производители вентиляторов выпускают модели как для процессоров Socket A (AMD), так и Socket 370 (Intel) нет смысла подробно описывать каждый из них. Результаты тестов у аналогичных моделей (как это видно на примере вентилятора Golden Orb), будут практически одинаковыми.
| Производство микропроцессоров. |
Основным химическим элементом, используемым при процессоров, является кремний, самый распространённый элемент на земле. Это основной элемент, из которого состоит прибрежный песок; однако в таком виде он не достаточно чист для производства микросхем.
Прежде чем использовать кремний для производства микросхем, его очищают, плавят, после чего он кристаллизируется; из этого материала делают большие цилиндрические заготовки. В настоящее время используются заготовки диаметром приблизительно 200 мм и длинной до 1000 мм, весить они могут до 40 кг.
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 1000 круговых подложек, толщиной менее миллиметра. После этого подложка полируется до тех пор, пока её 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 можно создать транзистор или переключатель.
Фотолитографический процесс начинается с покрытия подложки слоем полупроводника со специальным добавками, затем этот слой покрывается фоторезистивным химическим составом, а после этого изображение микросхемы проектируется на ставшую теперь светочувствительной поверхность. В результате добавления к кремнию донорных примесей получается полупроводник. Проектор использует специальный фотошаблон (маску), который является, своего рода, картой данного конкретного слоя микросхемы. (Микросхема процессора Pentium III содержит пять слоёв; другие современные процессоры могут иметь шест и более слоёв. 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 называется кристаллом.) Затем специальное устройство несколько перемещает подложку, а тот же фотошаблон 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 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 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 всех транзисторов и других компонентов. В большинстве микросхем для этого слоя используют алюминий, но в последнее время стали использовать медь. Это объясняется лучшей проводимостью меди по сравнению с алюминием. Однако для повсеместного использования меди необходимо решить проблему её коррозии.
Когда обработка круговой подложки завершается, на ней будет 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.
В настоящее время стандартный размер подложки 200 мм в диаметре. Общая площадь составляет примерно 31,415 мм2 . в процессоре Pentium II 300 МГц содержится 7.5 млн. транзисторов, для их изготовления используется 0.35-микронная технология (один микрон – миллионная доля метра). При изготовлении по этой технологии сторона квадратного кристалла равна 14,2 мм, а площадь 202 мм2. таким образом из подложки. Диаметром 200 мм можно получить около 150 микросхем Pentium II 300 МГц.
В последнее время наблюдается тенденция к увеличению подложки и уменьшению размера элементов на кристалле микросхемы. В названии технологии указан размер отдельно взятых элементов схем и транзисторов.
В производстве процессора Pentium III, до недавнего времени, использовалась 0.25-микронная технология, при этом площадь микросхемы равна 128 мм2, а сторона квадратного кристалла – 11,3 мм. В настоящее время процессоры производятся по 0.18-микронной технологии и планируется переход к 0.13-микронной технологии. Это позволит практически в два раза увеличить кол-во микросхем на одной подложке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
