корпуси, цокли и слотове за процесори

Автор: инж. Красимир Дойчев

Същност и предназначение

Цокълът за процесор (CPU socket) или

слотът за процесор (CPU slot) е

електрически компонент, който се

присъединява към печатната платка и

служи за поместване на

микропроцесора. Използването на

цокъл (гнездо) или слот (жлеб) вместо

директното запояване на процесора

върху дънната платка опростява

замяната на процесора при ремонт или

модернизация на компютъра. Всеки

цокъл или слот допуска поставянето на

точно определен тип процесор.

Същност и предназначение

Цоклите за съвременните процесори осигуряват редица функции като:

• физическа (механична) структура за поддръжка на процесора;

• електрически интерфейс за процесора и платката;

• поддръжка на охлаждането;

• улеснена замяна.

Цоклите за процесори най-често се срещат в настолните компютри и сървърите, особено в тези базирани на архитектурата Intel x86. При лаптопите обикновено не се използват цокли, тъй като процесорите са запоени по технологията за повърхностен монтаж.

Въведение

Първите процесори за PC на Intel (до 80386 включително) не са конструирани така, че лесно да се подменят в любителски условия. Често те се запояват директно на дънната платка.

Започвайки от процесорите 486, Intel и AMD конструират процесорите така, че да могат да се инсталират и заменят от потребителите. Те създават стандарти за CPU цокли и слотове, които позволяват да се присъединяват различни модели от един и същи базов процесор.

Закрепване на процесорите до 486

Процесорите 80286 използват корпуси

PGA или PLCC с 68 извода.

PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) –

пластмасов кристалоносител с изводи

PGA (Pin Grid Array – масив от

решетъчно разположени крачета)

Процесорите за 8088/8086 за компютрите

РС и ХТ се изработват с корпуси DIP (Dual

in-line package) с 40 извода. Запояват се

към платката или се поставят в DIP цокли.

Закрепване на процесорите до 486

80386SX – корпус PQFP със 100

извода, запоен към платката.

PQFP (Plastic Quad Flat Package) –

пластмасов плосък корпус с

крачета от четирите страни

80386DX използват PGA корпус

със 132 извода

PGA (Pin Grid Array – масив от

решетъчно разположени

крачета)

Цокли за процесори 486

Цокъл Изво

ди

Разполож

ение

Напре

жение

Поддържани процесори

Socket 1 169 17x17

PGA

5V 486 SX/SX2, DX/DX2, DX4 OD (OverDrive)

Socket 2 238 19x19

PGA

5V 486 SX/SX2, DX/DX2, DX4 OD, 486 Pentium

OD

Socket 3 237 19x19

PGA

5V/

3.3V

486 SX/SX2, DX/DX2, DX4, 486 Pentium OD,

AMD 5x86

Socket 6[1] 235 19x19

PGA

3.3V 486 DX4, 486 Pentium OD

Конструкцията LIF

За да се монтира процесор със 169

извода в Socket 1 е необходимо

усилие 45 кг. При толкова голямо

усилие може лесно да се повреди

чипа, цокъла или дънната платка

(особено ако не се подпира

правилно). Също така за изваждането

е необходим специален инструмент.

По тази причина отначало някои

производители започват да използват

цокли с малко усилие на вмъкване

(LIF- Low Insertion Force) – 27 кг за

Socket 1.

Обърнете внимание на скосения ъгъл. Той показва как да бъде ориентиран процесорът при монтаж (положението на извод 1)

Конструкцията ZIF

Въпреки че при LIF усилието за вмъкване е по-малко, проблемът с монтирането на CPU не е решен.

Ключово решение е използването на конструкцията ZIF (Zero Insertion Force – Нулева сила за поставяне), която означава, че процесорът може лесно да се инсталира или отстрани без инструменти.

ZIF цоклите използват лост, който при издърпване нагоре освобождава контактите на процесора, така че той може да бъде изваден лесно без специален инструмент.

Конструкцията ZIF

Изваждане на процесор

Цокли за процесори Pentium

Цокъл Изво

ди

Разполо

жение

Напре

жение


Socket 4 273 21x21

PGA

5V Pentium 60/66, OD

Socket 5 320 37x37

SPGA

3.3V/

3.5V

Pentium 75-133, OD

Socket 7 321 37x37

SPGA

VRM Pentium 75-233+, MMX, OD, AMD K5/K6,

Cyrix M1/II

Socket 8 387 Dual-

pattern

SPGA

Auto

VRM

Pentium Pro, OD

Socket 7 (и Super 7)

При Socket 5 и Socket 7 се използва шахматно решетъчно разположение на изводите (SPGA- Staggered Pin Grif\d Array), което позволява по-голяма гъстота на разполагане.

Socket 7 по същество е същият като Socket 5, но има един допълнителен ключов извод на срещуположния вътрешен ъгъл на съществуващия ключов извод, т.е. има 321 извода.

Същинската разлика обаче е в придружаващия го модул за регулиране на напрежението VRM. Неговото присъствие се налага поради голямото разнообразие от напрежения за различните версии на процесорите Pentium и Pentium MMX, създадени от различните производители.

Предимства на Socket 7

УНИВЕРСАЛНОСТ

• модул за регулиране на напрежение

(VRM), позволяващ широк диапазон на

захранващи напрежения (от 3.5 до 2.5 V).

• поддръжката на широк диапазон от

скорости – от 75 до 233 MHz

• поддръжката на широк диапазон от

процесори на различни производители:

AMD K5 и K6, Cyrix 6x86 и 6x86MX, IDT

WinChip, Intel Pentium (2.5 V до 3.5 V, 75

to 200 MHz), Pentium MMX (166 до 233

MHz) и Rise Technology mP6.

Слот 1

При процесорите Pentium II,

Celeron и Pentium IIІ за да се

намалят производствените

разходи поради брак при

вграждане на L2 кеша в

процесора, този кеш се извежда

в отделен чип и заедно със

същинския процесор и TAG-RAM

се монтира чрез запояване

върху специална платка, която

се поставя в слот, подобен на

PCI слот, но с конектор с 242

пера, наречен Слот 1 (Slot 1).

Слот 1

Процесорът Pentium-II се монтира в касета Single Edge Contact Cartridge (SECC). Някои Pentium-II 350MHz и 450MHz процесори и всички Pentium-III идват в подобрена разновидност SECC2.

Тя се различава от оригиналната SECC касета по това, че е премахнат охлаждащият радиатор, което я прави по-лека и с по-ниска цена. Закрепващото устройство за SECC2 позволява закрепване и на SECC касетата, докато обратното не е възможно – SEC закрепване да държи SECC 2.

Вътре в касетата SECCКасета SECC отвън

Касета SECC 2 отвън

Касета SECC/ SECC 2

Слот 1

Процесор Pentium II / III в SEC касета

и монтирането на касетата в Slot 1

Слот 1

При процесорите Celeron с честота 266 до 433 MHz сложният корпус на процесорния модул на Pentium II е заменен от платка, наречена SEPP (Single Edge Processor Package). Модулът Celeron е съвместим по изводи със Slot 1, но поради различия в закрепването не е възможно да се монтира на дънна платка, предвидена за Pentium II, както и обратно.

Платка SEPP

Цокли и слотове за Pentium III

Слот 1

Първите Pentium III се

произвеждат в SECC2 касета за

Слот 1, която заменя по-скъпата

SEC касета.

Socket 370През януари 1999 година Intel се

връщат към конструкцията с

цокъл, като представят нов цокъл

за процесорите от клас P6,

наречен Socket 370 или PGA-370,

защото има 370 извода.

Цокли и слотове за Pentium III

Корпуси на Pentium ІІІ

за Socket 370

Във версията за цокъл процесорът Pentium ІІІ се пакетира в FC-PGA корпуси, които позволяват директно закрепване на охладителя към ядрото на процесора и по-добро охлаждане.

От версия 1133 MHz нагоре се опакова в корпус FC-PGA2, при който е добавен метален разпределител в горната част на кристала, предлагащ по-добра защита на крехкия кристал.

Корпус FC-PGA

Корпус FC-PGA 2

Цокли за Pentium 4

Цокъл Извод

и

Разпол

ожение

Напр

ежен

ие


Socket 423 423 39x39

SPGA

Auto

VRM

Pentium 4 FC-PGA

Socket 478 478 26x26

mPGA

Auto

VRM

Pentium 4/Celeron FC-PGA2

Socket T

(LGA775)

775 30x33

LGA

Auto

VRM

Pentium 4/Celeron LGA775

Socket 423Pentium 4

Socket 423 e ZIF цокъл с 423 извода, използван за процесорите Pentium 4 с кодово име Willamette до 2GHz. Корпусите на процесорите са FC-PGA.

Поддържа 400 MHz системна шина.

Особености:

• за да се понесе по-голямата тежест на радиатора, монтирането му изисква подпори, закрепени към шасито или към специална плоча, която се поставя под дънната платка;

• изборът на напрежение е напълно автоматично и дуракоустойчиво, благодарение на 5-те VID извода за идентифициране на напрежението, които сигнализират на вградения VRM модул да подаде правилното напрежение.

Socket 478

Поддържа Pentium 4 над 2 GHz и процесорни

шини 400 MHz и 533 MHz.

Особености:

• Увеличен брой изводи;

• Нов метод за закрепване на радиатора, при

който той се захваща директно на дънната

платка, а не за цокъла на процесора или за

шасито. Не е необходимо използването на

специални шасита или подпори. Осигурява се

по-голям натиск между радиатора и процесора,

спомагащ за по-доброто охлаждане;

• 5 VID извода за сигнализиране на VRM да

подаде правилното напрежение

Socket 478

За правилната ориентация на

чипа при монтиране, в единия

ъгъл е поставен малък

триъгълен знак, който посочва

къде се намира извод 1.

Socket T(LGA775)

Socket T (LGA775 - Land Grid Array)

се използва от:

• последните версии на Pentium 4

Prescott

• Pentium D и Pentium Extreme Edition

• някои версии на Celeron и Celeron D

• Core 2 Duo/Quad процесори.

LGA775 - Land Grid Array –

решетъчен масив от контактни

площадки

Socket T(LGA775)

Socket LGA775 е уникален с това че крачетата (пиновете) са на дънната платка, а не на процесора. Той позволява по-големи сили на пристягане чрез натоварваща плоча със заключващ лост, с по-голяма стабилност и подобрено топлопренасяне (по-добро охлаждане).

LGA775 има допълнителни изводи за поддръжка на нови характеристики като EM64T (64-битови разширения), Execute Disable Bit (бит за забрана на изпълнението) - защита срещу атаки, основани на препълване на буфера, виртуализационна технология на Интел и др. подобрения.

Socket 603 Pentium 4 Xeon

Socket 603 се използва за Xeon процесори в двупроцесорни и

многопроцесорни конфигурации, предназначени за мрежови

файлови сървъри.

Цокли за процесори Intel Core i

• Socket B (LGA 1366) — Core i7/Core

i9/Intel Xeon с интегрированным трехканальным

контроллером памяти и соединением Intel

QuickPath

• Socket H (LGA 1156) - Core i7/Core i5/Core

i3 с интегрированным двуканальным

контроллером памяти и без соединения Intel

QuickPath.

• Socket H (LGA 715) — замена Socket T

(LGA 775) без интегрированного контроллера

памяти и соединения Intel QuickPatch


Socket LGA1366Socket LGA1366 (известен също като Socket B) е представен през ноември 2008 г. и е конструиран да поддържа процесорите от висок клас от серията Intel Core i, включващи вграден контролер за триканална памет DDR3, но изискващи също външен северен мост на чипсета, наричан в този случай входно-изходен хъб (I/O Hub - IOH).

Socket LGA1366 използва формат „матрица от контактни площадки” (land grid array), при който крачетата са на цокъла, а не на процесора.

Socket LGA1366 е конструиран да осъществява връзка между процесора и входно-изходния хъб (I/O Hub - IOH), който е новото име, използвано за северния мост на чипсетите, поддържащи серията 5x.


Socket LGA1366Интерфейсът LGA1366 включва:

• QPI (Quick Path Interconnect) – за прехвърляне на данни между процесора и входно-изходния хъб (IOH). QPI прехвърля 2 байта за цикъл при 4.8 или 6.4GHz, осигурявайки пропускателна способност 9.6 или 12.8 GB/s.

• DDR3 с три канала – за директна връзка между контролера на паметта, вграден в процесора и модулите памет DDR3 SDRAM в триканална конфигурация.

Socket LGA1366 е проектиран за употреба в РС от висок клас, работни станции или сървъри и поддържа многопроцесорни конфигурации.


Socket LGA1156Socket LGA1156 (известен също като Socket H) е представен през септември 2009 г. и е конструиран да поддържа процесорите от серията Intel Core i, характеризиращи се с вграден северен мост, включващ контролер за двуканална памет DDR3 и опционна интегрирана графика. Socket LGA1156 използва формат „матрица от контактни площадки” (land grid array), при който крачетата са на цокъла, а не на процесора.

Тъй като процесорът включва северния мост на чипсета, Socket LGA1156 е конструиран да осъществи връзка между процесора и южния мост, който в чипсетите за серията 5х се нарича Platform Controller Hub (PCH).


Socket LGA1156Интерфейсът LGA1156 включва:

• PCI Express x16 v2.0 – за свързване или на един PCIe x16 слот или на два PCIe x8 слота, поддържащи видеокарти.

• DMI (Direct Media Interface) - за прехвърляне на данни между процесора и Platform Controller Hub (PCH). По своята същност DMI е модифицирана връзка PCI Express x4 v2.0 с честотна лента 2GBps.

• DDR3 двуканална – за директна връзка между контролера на паметта, вграден в процесора и модулите DDR3 SDRAM в двуканална конфигурация

• FDI (Flexible Display Interface) - за прехвърляне на данните на цифровия дисплей между вградения в процесора графичен контролер и PCH. В зависимост от дънната платка, интерфейсът за дисплей може да поддържа конектори за DisplayPort, HDMI, DVI, или VGA

Цокли и слотове за процесори AMD K7

Цокъл Изводи Разположен

ие

Напреже

ние

Поддържани

процесори

Slot A 242 Slot Auto VRM AMD Athlon SECC

Socket A (462) 462 37x37 SPGA Auto VRM AMD Athlon/Athlon

XP/Duron PGA/FC-

PGA

Слот А

242 извода

Auto VRM

AMD Athlon

SECC

Socket A (Socket 462)

AMD Athlon/Athlon XP/Duron PGA/FC-PGA

AMD въвежда Socket A, наричан още Socket 462, през юни 2000 г. за да поддържа PGA версиите на Athlon и Duron процесорите. Той е проектиран като заместител на Slot A, използван от оригиналния процесор Athlon. Тъй като Athlon и евтиният му вариант Duron вече включват L2 кеш в кристала си, няма нужда от скъпата касетъчна опаковка, която използва оригиналния процесор Athlon.

Socket A има 462 извода, разположени шахматно във форма SPGA. От тях 9 са блокирани, за да се предотврати случайно поставяне на процесор за Socket 370.

Socket A (Socket 462)

Socket А има едни и същи физически размери и оформление, както Socket 370, но мястото и подреждането на щифтовете предотвратява поставянето на Socket 370 процесори. Socket A поддържа 31 нива на напрежение от 1.100V до 1.850V със стъпка 0.025V, контролирани от 5 извода на процесора VID0-VID4. Схемата на автоматичния регулатор на напрежението обикновено е вградена на дънната платка.

След въвеждането на Socket A, AMD Athlon прехвърля всички Athlon процесори (включително всички Athlon XP) към този форм фактор, постепенно преустановявайки производството на слот А. Освен това, за известно време AMD продава в този форм фактор версия на Athlon с намален L2 кеш, наречена Duron. През 2005 г. AMD преустановява Athlon XP и въвежда AMD Sempron в двата форм фактора Socket A и Socket 754.

Цокли за AMD K8

Цокъл Изводи Разполо

жение

Напрежени

е


Socket

754

754 29x29 mPGA

Auto VRM AMD Athlon 64,

Socket

939

939 31x31 mPGA

Auto VRM AMD Athlon 64 v.2,

Socket

940

940 31x31 mPGA

Auto VRM AMD Athlon 64FX, Opteron

Socket 754

Socket 754 се използва с

началните версии на

процесорите AMD Athlon

64, както и с някои версии

на Sempron.

Поддържа едноканална

небуферирана памет

DDR SDRAM.

По-късно AMD Athlon 64

преминават към Socket 939

и AM2.

Socket 939

Използва се от процесори AMD Athlon 64, 64 FX, и 64 X2, а също от някои от последните версии на AMD Opteron за работни станции и сървъри.

Дънните платки, използващи този цокъл, поддържат конвенционалните небуферирани DDR SDRAM модули в едно-или двуканален режим, но не поддържат сървър-ориентираните (по-скъпи) регистрови модули, изисквани от Socket 940 дънни платки. Цоклите 939 и 940 не са взаимозаменяеми - имат различно подреждане на изводите и са предназначени за различни процесори.

Socket 940

Използва се с AMD Athlon 64 FX, както и с повечето AMD Opteron процесори.

Дънните платки, използващи този цокъл, поддържат само регистрови DDR SDRAM модули в двуканален режим.

Поради разлики в подреждането на изводите процесорите за Socket 940 не могат да работят на Socket 939 и обратно.

Socket AM2

През май 2006 г., AMD въвежда процесори, които използват нов цокъл, наречен Socket AM2. AM2 е първият заместник на объркващото множество от форм фактори за цокли Socket 754, Socket 939, Socket 940 за процесорите Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2. Въпреки, че Socket AM2 съдържа 940 извода като Socket 940, той не е съвместим с него, нито с 754 или 939. Основната разлика е, че цокли 754, 939, и 940 поддържат процесори с вградени контролери за DDR памет, а Socket AM2 е предназначен за поддръжка на вградените контролери за двуканална DDR2 памет, които са добавени към процесорните семейства на Athlon 64 и Opteron през 2006 година.

Цоклите 939, 940 и AM2 поддържат HyperTransport v2.0, който ограничава повечето процесори до 1 GHz процесорна шина.

Socket AM2+

Socket AM2 + е усъвършенствана версия на

Socket AM2, въведен през ноември 2007.

Цоклите AM2 и AM2 + са физически едни и

същи, но Socket AM2 + добавя поддръжка за

split power planes и HyperTransport 3.0,

позволяващ скорости на предната шина до

2.6GHz. Socket AM2 + процесорите са

обратно съвместими със Socket AM2 дънни

платки, но само при скорости на предната

шина, намалени до тези на HyperTransport

2.0. Процесори Socket AM2 могат технически

да работят в Socket AM2 + дънни платки, но

това също изисква BIOS поддръжка, която

не е налична във всички дънни платки.

Socket AM3

Socket AM3 е въведен през

февруари 2009 г., главно за

поддръжка на процесори с

вградени контролери за DDR3

памет като Phenom II. Освен

добавянето на поддръжка за

DDR3 памет, Socket AM3 има 941

извода в модифицирана

конфигурация с ключов извод,

който физически предотвратява

поставянето на процесори Socket

AM2 и AM2+ .

Socket AM2/AM2+/AM3

Socket F (1207FX)

Socket F (наричан също 1207FX) е първоначално въведен от AMD през август 2006 г. за линията сървърни процесори Opteron. Socket F е първият LGA цокъл на AMD (подобно на Intel Socket LGA775), характеризиращ се с 1207 извода в 35х35 мрежа, като крачетата са в гнездото, а не на процесора. Socket F обикновено се появява на дънните платки по двойки, тъй като е проектиран да работи с два процесора на една платка. Socket F се използва от AMD за техните процесори Quad FX, които са двуядрени процесори, продавани в съчетани двойки, които действат като двуядрена система с два цокъла. Бъдещите версии може да поддържат четириядрени процесори, за общо осем ядра в системата. Поради високите разходи за работа на двойка физически процесори, са налични само много ограничен брой несървърни дънни платки със Socket F.

Цокли за процесори Itanium PAC418

Предназначен за

процесори Intel Itanium

Цокли за процесори Itanium PAC611

Предназначен за Intel Itanium 2, HP PA-RISC 8800 и 8900

Socket PAC611 is a 611 pin microprocessor socket designed to interface an Intel Itanium 2 processor to the rest of the computer (usually via the motherboard).

PAC611 is the name for the second-generation 64-bit Itanium 2 processor socket. It is a VLIF-PGA socket (Very Low Insertion Force-Pin Grid Array) with 611 contacts, plus other contacts to power the processor at 1.5 Volts. It interfaces using the Scalability Port (aka P7 Bus or McKinley bus) operating at 200, 266, or 333 MHz and double pumped for DDR speeds of 400, 532, 667Mhz. The maximum transfer rate is 10.6GB/s @ 667 MHz. The Itanium 2 chips themselves run from 900 MHz up to 1600Mhz (June 2006). Socket PAC611 is extremely rare, partly due to the extreme cost of Itanium systems, and the limited use of Itanium by large corporations.

The following chipsets are known to support PAC611: IBM Summit, H-P ZX1/SX1000/SX2000, and Intel 460GX/E8870.

НОВИ ЦОКЛИ

ЗА ДОМАШНО!

Използвани източници

1.Мюлер, Скот. Компютърна енциклопедия. 14-то

издание. С., СофтПрес, 2002.

2.Mueller, Scott Upgrading and Repairing Pcs, 17th

Edition. Que. 2006.

3.Mueller, Scott Upgrading and Repairing Pcs, 19th

Edition. USA, Que, 2009.

4.Официален сайт на Интел http://www.intel.com

5.Официален сайт на AMD http://www.amd.com

6.http://www.tomshardware.com

7.http://www.cpu-world.com

Автор: инж. Красимир Дойчев

Documents

корпуси, цокли и слотове за процесори