¿Quién puede presentar brevemente la clasificación de los principales chipsets de placas base AMD e INTEL? ¿Qué pasa con el zócalo de la CPU? Estoy muy confundido~~preocupado por la actualización~~

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El primero es el artículo sobre CPU

Tipo de interfaz

Sabemos que la CPU necesita estar conectada a la placa base a través de una interfaz para funcionar. Después de tantos años de desarrollo, los métodos de interfaz utilizados por la CPU incluyen tipo de pin, tipo de tarjeta, tipo de contacto y tipo de pin. Actualmente, las interfaces de la CPU son todas interfaces de pines y las placas base correspondientes tienen los tipos de ranuras correspondientes. Los diferentes tipos de interfaces de CPU tienen diferentes números, tamaños y formas de conectores, por lo que no se pueden conectar entre sí.

Socket 775

El socket 775, también conocido como Socket T, es la interfaz correspondiente a la CPU empaquetada Intel LGA775. Actualmente, las CPU empaquetadas LGA775 incluyen Pentium 4, Pentium 4 EE, Celeron D, etc. A diferencia de la CPU con interfaz Socket 478 anterior, la parte inferior de la CPU con interfaz Socket 775 no tiene pines tradicionales, sino contactos 775, es decir, no tipo pin sino tipo contacto, a través del contacto con 775 en la ranura correspondiente del Socket 775. Los pines hacen contacto para transmitir señales. La interfaz Socket 775 no solo puede mejorar efectivamente la intensidad de la señal y la frecuencia del procesador, sino también mejorar el rendimiento del procesador y reducir los costos de producción. A medida que el Socket 478 desaparezca gradualmente, el Socket 775 se convertirá en la interfaz estándar para todas las futuras CPU de escritorio Intel.

Socket 754

Cuando la plataforma de escritorio AMD de 64 bits se lanzó por primera vez en septiembre de 2003, el Socket 754 era la interfaz de la CPU. Actualmente hay Athlon 64 de gama baja y Sempron de gama alta con 754 pines de CPU. Con la popularidad del Socket 939, el Socket 754 eventualmente desaparecerá.

Socket 939

Socket 939 es un estándar de interfaz de escritorio de 64 bits lanzado por AMD en junio de 2004. Actualmente existen Athlon 64 y Athlon 64 FX de gama alta, con 939 pines de CPU. Los procesadores Socket 939 y los sockets Socket 940 no se pueden mezclar, pero el Socket 939 todavía usa el mismo modo de sistema de ventilador de CPU, por lo que los ventiladores utilizados por Socket 940 y Socket 754 también se pueden usar para los procesadores Socket 939.

Socket 940

El socket 940 es el primer estándar de interfaz AMD de 64 bits lanzado, con 940 pines de CPU. Actualmente los servidores/estaciones de trabajo utilizan Opteron y Athlon 64 FX como esta interfaz. Con el cambio del nuevo Athlon 64 FX a la interfaz Socket 939, el Socket 940 se convertirá en una interfaz específica de Opteron.

Socket 603

El socket 603 es para uso profesional y se aplica a las plataformas de servidores/estaciones de trabajo de gama alta de Intel. Las CPU que utilizan esta interfaz son Xeon MP y las primeras Xeon, que tienen 603 pines de CPU. Las CPU con interfaz Socket 603 son compatibles con ranuras Socket 604.

Socket 604

Al igual que el Socket 603, el Socket 604 todavía se utiliza en las plataformas de estaciones de trabajo/servidores de gama alta de Intel. Las CPU que utilizan esta interfaz son Xeons con 533MHz y 800MHz FSB. La CPU con interfaz Socket 604 no es compatible con la ranura Socket 603.

Socket 478

La interfaz Socket 478 es el tipo de interfaz que utilizan actualmente los procesadores de la serie Pentium 4, con 478 pines. El procesador Pentium 4 en el zócalo 478 es pequeño y tiene una disposición de pines muy estrecha. Tanto la serie Pentium 4 como la serie P4 Celeron de Intel utilizan esta interfaz.

Socket A

La interfaz Socket A, también llamada Socket 462, es la interfaz Socket de los procesadores Athlon XP y Duron de AMD.

La interfaz Socket A tiene 462 ranuras y puede admitir una frecuencia externa de 133MHz.

Socket 423

El socket 423 era la interfaz estándar para el procesador Pentium 4 original. La forma del zócalo 423 es similar a la del zócalo anterior y el número correspondiente de pines de la CPU es 423. La ranura Socket 423 se basa principalmente en placas base con chipset Intel 850 y admite procesadores Pentium 4 de 1,3 GHz ~ 1,8 GHz. Sin embargo, con la popularidad de la memoria DDR, Intel desarrolló el chipset i845 que admite memoria SDRAM y DDR. El zócalo de la CPU se cambió al zócalo 478 y la interfaz Socket 423 desapareció.

Socket 370

La arquitectura Socket 370 fue desarrollada por Intel, no la arquitectura de ranura. Se parece mucho al Socket 7. También utiliza una ranura sin ranura y la correspondiente. La CPU es 370 agujas. Las famosas series de CPU "Copper Mine" y "Tualatin" de Intel utilizan esta interfaz.

Socket 1

El Socket 1 es una interfaz de CPU desarrollada y patentada por Intel Corporation y se utiliza para reemplazar el Socket 7. De esta manera, otros fabricantes no pueden producir productos con interfaz de ranura 1. La CPU con la interfaz SLOT1 ya no tiene la habitual forma cuadrada, sino que se ha convertido en un paralelepípedo rectangular plano, y la interfaz también se ha convertido en un dedo dorado, que ya no tiene forma de pines.

La ranura 1 es una ranura diseñada por Intel Corporation para la CPU de la serie Pentium II. La CPU Pentium II y su circuito de control asociado y caché L2 están todos en una tarjeta secundaria, y la mayoría de las placas base con ranura 1 utilizan una frecuencia externa de 100 MHz. La ranura 1 tiene una estructura técnica avanzada que puede proporcionar un mayor ancho de banda de transmisión interna y rendimiento de la CPU. Esta interfaz se ha eliminado y no existen productos de interfaz de este tipo en el mercado.

Ranura 2

La ranura 2 es para uso profesional y se utiliza en servidores de alta gama y sistemas de estaciones de trabajo gráficas. La CPU utilizada también es la costosa serie Xeon. Hay muchas diferencias entre la ranura 2 y la ranura 1. Primero, la ranura 2 es más larga y la CPU en sí es más grande. En segundo lugar, Slot 2 es capaz de realizar una informática multipropósito más exigente, que es la clave para ingresar al mercado de la informática empresarial de alta gama. En el diseño de servidor estándar de la época, los fabricantes generales sólo podían utilizar dos procesadores Pentium II en el sistema al mismo tiempo. Con el diseño de ranura 2, un servidor puede utilizar ocho procesadores al mismo tiempo. Además, la CPU Pentium II con interfaz Slot 2 adoptó el proceso de fabricación de 0,25 micrones más avanzado en ese momento. Los conjuntos de chips de la placa base que admiten la interfaz SLOT 2 son 440GX y 450NX.

Ranura A

La interfaz SLOT A es similar a la interfaz SLOT 1 de Intel, y el K7 Athlon de AMD utiliza esta interfaz. En términos de tecnología y rendimiento, la placa base SLOT A es totalmente compatible con varias tarjetas de expansión de periféricos originales. No utiliza el protocolo de bus P6 GTL+ de Intel, sino el protocolo de bus Alpha EV6 de Digital. La arquitectura EV6 es una arquitectura avanzada que utiliza una topología punto a punto de subprocesos múltiples y admite una frecuencia de bus de 200 MHz.

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Cuarto, el número de pines

Actualmente, las CPU están conectadas a la placa base a través de interfaces de pines, pero los pines de las CPU con diferentes interfaces La cantidad es diferente. La denominación del tipo de interfaz de la CPU generalmente se expresa mediante el número de pines. Por ejemplo, la interfaz Socket 478 que utiliza actualmente el procesador de la serie Pentium 4 tiene 478 pines. La interfaz Socket 462 utilizada por los procesadores de la serie Athlon XP tiene 462 pines.

Número pin del tipo de interfaz

Zócalo 775 775

Zócalo 939 939

Zócalo 940 940

Zócalo 754 754

Zócalo A (462) 462

Zócalo 478 478

Zócalo 604 604

Zócalo 603 603

Zócalo 423 423

Zócalo 370 370

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Quinto, frecuencia principal

En tecnología electrónica, la señal de pulso es un Señal de pulso que se envía continuamente con una cierta amplitud de voltaje y un cierto intervalo de tiempo. El intervalo de tiempo entre señales de pulso se llama período; el número de pulsos generados por unidad de tiempo (como 1 segundo) se llama frecuencia.

Frecuencia es un nombre de medición que describe la cantidad de pulsos que ocurren en una señal cíclica periódica (incluida la señal de pulso) por unidad de tiempo. La unidad de medida estándar para la frecuencia es Hertz. El reloj del sistema de una computadora es un típico generador de señales de pulso cuya frecuencia es bastante precisa y estable. La frecuencia se representa con "f" en expresiones matemáticas y las unidades correspondientes son: hercios (Hz), kilohercios (kHz), megahercios (MHz) y gigahercios (GHz). Entre ellos, 1GHz=1000MHz, 1MHz=1000kHz, 1kHz=1000Hz. Calcule la unidad de tiempo del período de la señal de pulso y la relación de conversión correspondiente: s (segundo), ms (milisegundo), μs (microsegundo), ns (nanosegundo), donde: 1s = 1000 ms, 1 ms = 1000 ms, 65438+.

La frecuencia principal de la CPU es la velocidad de reloj de la CPU a la que funciona el núcleo de la CPU. ¿Cuál es el MHz de una determinada CPU? Este MHz es la "frecuencia principal de la CPU". Mucha gente piensa que la frecuencia principal de una CPU es su velocidad de funcionamiento, pero no es así. La frecuencia principal de la CPU indica la velocidad de oscilación de la señal de pulso digital en la CPU y no tiene relación directa con la potencia informática real de la CPU. Existe una cierta relación entre la frecuencia principal y la velocidad de ejecución real, pero no existe una fórmula definida para cuantificar la relación numérica entre las dos, porque la velocidad de ejecución de la CPU depende de los indicadores de rendimiento de la canalización de la CPU (caché, instrucción conjunto, bits de la CPU, etc.). Debido a que la frecuencia principal no representa directamente la velocidad de ejecución, en algunos casos, es probable que cuanto mayor sea la frecuencia principal, menor será la velocidad de ejecución real de la CPU. Por ejemplo, la mayoría de las CPU de la serie AthlonXP de AMD pueden alcanzar el rendimiento de CPU de las CPU de la serie Pentium 4 de Intel a frecuencias más bajas, por lo que las CPU de la serie AthlonXP llevan el nombre de sus valores PR. Por lo tanto, la frecuencia principal es sólo un aspecto del rendimiento de la CPU y no representa el rendimiento general de la CPU.

La frecuencia principal de la CPU no representa la velocidad de la CPU, pero aumentar la frecuencia principal es muy importante para aumentar la velocidad de funcionamiento de la CPU. Por ejemplo, suponiendo que una CPU ejecuta una instrucción de operación en un ciclo de reloj, cuando la CPU funciona a una frecuencia principal de 100 MHz, será dos veces más rápida que cuando funciona a una frecuencia principal de 50 MHz. Debido a que el ciclo de reloj de 100 MHz es la mitad del ciclo de reloj de 50 MHz, es decir, una CPU que funciona a 100 MHz solo necesita 10 ns para ejecutar una instrucción de operación, que es la mitad de los 20 ns que funciona a 50 MHz. Naturalmente, la velocidad de operación se duplica. Sin embargo, la velocidad de ejecución general de la computadora depende no solo de la velocidad de ejecución de la CPU, sino también de la velocidad de ejecución de otros subsistemas. Solo cuando se aumenta la frecuencia principal se puede mejorar la velocidad de funcionamiento de cada subsistema y la velocidad de transmisión de datos entre subsistemas, y se puede mejorar realmente la velocidad de funcionamiento general de la computadora.

El aumento de la frecuencia operativa de la CPU está limitado principalmente por el proceso de producción. Dado que las CPU se fabrican en obleas de silicio semiconductoras, los componentes de la oblea de silicio deben estar conectados mediante cables. Dado que se requiere que los cables sean lo más delgados posible a altas frecuencias, las interferencias parásitas, como la capacitancia distribuida de los cables, se pueden reducir para garantizar el funcionamiento correcto de la CPU. Por tanto, la limitación del proceso de fabricación es uno de los mayores obstáculos para el desarrollo de la frecuencia de la CPU.

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6. Tecnología de embalaje

La denominada "tecnología de embalaje" es la tecnología de embalaje de circuitos integrados con materiales aislantes plásticos o cerámicos. Tomando la CPU como ejemplo, lo que realmente vemos no es el tamaño y la apariencia del núcleo de la CPU real, sino los productos empaquetados del núcleo de la CPU y otros componentes.

El embalaje es necesario y fundamental para los chips. Porque el chip debe estar aislado del mundo exterior para evitar que las impurezas del aire corroan el circuito del chip y provoquen una disminución del rendimiento eléctrico. Por otro lado, los chips empaquetados también son más fáciles de instalar y transportar. Debido a que la calidad del proceso de embalaje también afecta directamente el rendimiento del propio chip y el diseño y fabricación de la PCB (placa de circuito impreso) conectada a él, es muy importante. También se puede decir que paquete se refiere a la carcasa utilizada para instalar chips de circuitos integrados semiconductores. No sólo desempeña la función de colocar, fijar, sellar, proteger el chip y mejorar la conductividad térmica, sino que también actúa como un puente que conecta el mundo interno del chip y el circuito externo: los contactos del chip están conectados a los pines de la carcasa del paquete a través de cables. Los pines están conectados a otros dispositivos a través de cables en la placa de circuito impreso. Por lo tanto, la tecnología de embalaje es un vínculo muy crítico para muchos productos de circuitos integrados.

Actualmente, la mayoría de los paquetes de CPU están empaquetados con materiales plásticos o cerámicos aislantes, que pueden sellar y mejorar el rendimiento electrotérmico del chip.

Debido a que la frecuencia interna de los chips del procesador es cada vez mayor, las funciones son cada vez más fuertes, el número de pines aumenta y la forma del paquete también cambia constantemente. Principales factores a considerar al empaquetar:

La proporción entre el área del chip y el área del paquete mejora la eficiencia del empaque y es lo más cercana posible a 1:1.

Los pines deben ser lo más cortos posible para reducir el retraso y la distancia entre pines debe ser la mayor posible para garantizar la interferencia mutua y mejorar el rendimiento.

Según los requisitos de disipación de calor, cuanto más delgado sea el paquete, mejor.

Como parte importante del ordenador, el rendimiento de la CPU afecta directamente al rendimiento general del ordenador. El último y más crítico paso en el proceso de fabricación de la CPU es la tecnología de empaquetado de la CPU. Existe una enorme brecha en el rendimiento de la CPU entre los diferentes procesos de empaquetado. Sólo la tecnología de empaquetado de alta calidad puede producir productos de CPU perfectos.

Tecnología de empaquetado de chips de CPU:

Tecnología de inmersión

Tecnología QFP

Tecnología PFP

Tecnología PGA

Tecnología PFP

Tecnología PGA

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Tecnología BGA

En la actualidad, las formas de empaquetado más comunes son:

Paquete OPGA

Paquete MPGA

CPGA Paquete

Paquete FC-PGA

Paquete FC-PGA2

Paquete OOI

Paquete PPGA

Sur completo set Equipment

Paquete South ECC C2

Paquete de Protección Ambiental del Sur

Paquete PLGA

Paquete CuPGA

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7. Tipo de núcleo

El troquel también se llama núcleo y es la parte más importante de la CPU. El chip elevado en el centro de la CPU es el núcleo, que está hecho de silicio monocristalino mediante un determinado proceso de fabricación. Todos los cálculos de la CPU, la recepción/almacenamiento de comandos y el procesamiento de datos son realizados por el núcleo. Varios núcleos de CPU tienen estructuras lógicas fijas y las unidades lógicas como la caché de primer nivel, la caché de segundo nivel, la unidad de ejecución, la unidad de nivel de instrucción y la interfaz de bus tendrán un diseño científico.

Para facilitar la gestión del diseño, la producción y las ventas de CPU, los fabricantes de CPU asignarán los códigos correspondientes a varios núcleos de CPU, que son los llamados tipos de núcleos de CPU.

Diferentes CPU (series diferentes o la misma serie) tendrán diferentes tipos de núcleos (como Northwood de Pentium 4, Willamette, CXT de K6-2, ST-50 de K6-2+, etc.), incluso el mismo núcleo tendrá diferentes versiones (por ejemplo, el núcleo de Northwood se divide en B0 y C1, etc. La versión del núcleo cambia para corregir algunos errores de la versión anterior). Cada tipo de núcleo tiene su correspondiente proceso de fabricación (como 0,25um, 0,18um, 0,13um, 0,09um, etc.), área del núcleo (este es un factor clave para determinar el costo de la CPU, y el costo es básicamente proporcional a el área central), área central Voltaje, corriente, número de transistores, tamaños de caché en todos los niveles, rango de frecuencia principal, arquitectura de canalización y conjuntos de instrucciones admitidos (estos dos son factores clave que determinan el rendimiento real y la eficiencia de la CPU), potencia consumo y generación de calor, métodos de embalaje (como S.E.P, PGA, FC-PGA, FC-PGA A2, etc.). ) y tipo de interfaz (como Socket3772) Socket A, Socket 478, Socket T, Slot 1, Socket 940, etc. ), FSB, etc. Por lo tanto, el tipo de núcleo determina en cierta medida el rendimiento de la CPU.

En general, los tipos de núcleos nuevos tienden a tener un mejor rendimiento que los tipos de núcleos antiguos (por ejemplo, el rendimiento del Pentium 4 a 1,8 GHz del núcleo Northwood a la misma frecuencia es mayor que el del núcleo Willamette Pentium 4 1,8 GHz), pero esto no es absoluto. Esto suele ocurrir cuando se acaba de lanzar un nuevo tipo de núcleo, posiblemente debido a una tecnología imperfecta o a una nueva arquitectura y tecnología de fabricación inmaduras. Por ejemplo, el rendimiento real del primer Pentium 4 con la interfaz Willamette Socket 423 no era tan bueno como el del Pentium III y el Celeron con la interfaz Tualatin Socket 370. El rendimiento real del Pentium 4 con el núcleo Prescott de baja frecuencia no lo era. tan bueno como el Pentium 4 de alta frecuencia, etc. Sin embargo, con el avance de la tecnología y la mejora y mejora continua de nuevos núcleos por parte de los fabricantes de CPU, el rendimiento de los nuevos productos centrales inevitablemente superará al de los productos centrales antiguos.

La dirección de desarrollo del núcleo de la CPU es un voltaje más bajo, un menor consumo de energía, una tecnología de fabricación más avanzada, la integración de más transistores y un área central más pequeña (esto reducirá el costo de producción de la CPU y, en última instancia, reducirá las ventas). precio de la CPU), arquitectura de canalización más avanzada y más conjuntos de instrucciones, mayor frecuencia de bus frontal, integración de más funciones (como controlador de memoria integrado, etc.). ) y multinúcleo de doble núcleo (es decir, hay dos o más CPU en 1). Lo más significativo del avance de los núcleos de CPU para los consumidores comunes es que pueden comprar CPU más potentes a un precio más bajo.

En la larga historia de las CPU, existen muchos tipos de núcleos de CPU y son complejos. La siguiente es una breve introducción a los principales tipos de núcleos de CPU Intel y CPU AMD, respectivamente. Introducción a los tipos de núcleos principales (solo CPU de escritorio, excluidas las CPU de portátiles y CPU de servidor/estación de trabajo, excluyendo los tipos de núcleos más antiguos).

Intel Core

Tualatin

Este es el conocido como núcleo "tualatin", que es el último núcleo de CPU de Intel basado en la arquitectura Socket 370. Adopta un proceso de fabricación de 0,13 um y adopta métodos de empaquetado FC-PGA2 y PPGA. El voltaje del núcleo también se reduce a aproximadamente 1,5 V. La frecuencia principal es de 1 GHz a 1,4 GHz. Las frecuencias externas son 100 MHz (Celeron) y 133 MHz (Pentium III). ) respectivamente, caché de nivel 2 de 512 KB (Pentium III-S). Este es el núcleo Socket 370 más potente y su rendimiento incluso supera a los primeros CPU de la serie Pentium 4 de baja frecuencia.

Willamette

Este es el primer Pentium 4 y el núcleo utilizado por P4 Celeron. Inicialmente usó la interfaz Socket 423 y luego cambió a la interfaz Socket 478 (Celeron solo tiene 1,7 GHz y 1,8 GHz, ambas interfaces Socket 478), utilizando fabricación de 0,18 um. proceso, y la frecuencia del bus frontal es de 400 MHz. La frecuencia principal varía de 1,3 GHz a 2,0 GHz (Socket 423) y de 1,6 GHz a 2,0 GHz (Socket 478), y el caché secundario es de 256 KB (Pentium 4) y 128 KB (. Celeron) respectivamente. Tenga en cuenta que también hay algunos Pentium con interfaces Socket 423. Los modelos 4 no tienen caché L2. El voltaje del núcleo es de aproximadamente 1,75 V y los métodos de empaquetado incluyen PPGA INT2, PPGA INT3, OOI de 423 pines y 423 sockets. PPGA FC-PGA2, PPGA utilizado por Celeron, etc. El núcleo Mitre tiene tecnología de fabricación atrasada, alto poder calorífico y bajo rendimiento, y ha sido eliminado y reemplazado por el núcleo Northwood

Northwood