L20 - Procesory i Gniazda
Procesor (ang. processor), także CPU (ang. Central Processing Unit) – urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane z pamięci, interpretuje je i wykonuje jako rozkazy. Wykonuje on ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora.
Procesory (zwane mikroprocesorami) wykonywane są zwykle jako układy scalone zamknięte w hermetycznej obudowie, często posiadającejzłocone wyprowadzenia (stosowane ze względu na odporność na utlenianie). Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów. Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź).
Jedną z podstawowych cech procesora jest długość (liczba bitów) słowa, na którym wykonywane są podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli słowo ma 64 bity, mówimy, że procesor jest 64-bitowy.
Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkość, z jaką wykonuje on rozkazy. Przy danej architekturze procesora, szybkość ta w znacznym stopniu zależy od czasu trwania pojedynczego taktu.
Budowa:
W funkcjonalnej strukturze procesora można wyróżnić takie elementy, jak:
- zespół rejestrów do przechowywania danych i wyników, rejestry mogą być ogólnego przeznaczenia lub mają specjalne przeznaczenie,
- jednostkę arytmetyczną (arytmometr) do wykonywania operacji obliczeniowych na danych,
- układ sterujący przebiegiem wykonywania programu,
- inne układy, w które producent wyposaża procesor w celu usprawnienia jego pracy.
Do typowych rozkazów wykonywanych przez procesor należą:
- kopiowanie danych
- z pamięci do rejestru
- z rejestru do pamięci
- z pamięci do pamięci (niektóre procesory)
- (podział ze względu na sposób adresowania danych)
- działania arytmetyczne
- dodawanie
- odejmowanie
- porównywanie dwóch liczb
- dodawanie i odejmowanie jedności
- zmiana znaku liczby
- działania na bitach
- skoki
- bezwarunkowe
- warunkowe
Gniazdo procesora (ang. CPU socket lub CPU slot) jest to rodzaj złącza znajdującego się na płycie głównej; pełni ono rolę interfejsu pomiędzy procesorem a pozostałymi elementami systemu komputerowego umożliwiając jego współpracę z systemem za pośrednictwem odpowiednich magistrali i układów znajdujących się na płycie głównej.
Na każdej płycie głównej musi być przynajmniej jedno takie gniazdo; determinuje ono rodzaj procesora, jaki jest przez nią obsługiwany.
Producenci wyposażają swoje płyty w różne wersje gniazd umożliwiających zastosowanie jednego z dostępnych procesorów, przy czym rodzaj procesora często zależy również od zainstalowanego na płycie chipsetu. Dla procesorów Pentium i jego poprzedników stosowano jednakowe podstawki, jednak począwszy od procesora Pentium II, zaczęto projektować inne, zależnie od producenta.
Typ gniazda dla procesora musi być zgodny z określonym procesorem. Dla danego typu gniazda charakterystyczny jest kształt,napięcie rdzenia, prędkość magistrali systemowej oraz inne cechy. Na przykład Slot 1 – Celeron, Pentium II, Pentium III.
W pierwszych płytach głównych procesory były wlutowane, ale z powodu coraz większej oferty procesorów i ich nieustannie zmieniającej się budowy pojawiły się gniazda, które umożliwiły dopasowanie budowy płyty oraz jej możliwości do potrzeb danego użytkownika. W efekcie użytkownik chcąc wymienić procesor na procesor innej firmy, musi wymieniać całą płytę główną.
Najczęściej obecnie spotykanym gniazdem montowanym na płytach głównych jest gniazdo typu ZIF. Gniazda te umożliwiają łatwą instalację procesora bez użycia siły, wyposażone są bowiem w małą dźwigienkę, służącą do zaciskania lub poluzowania znajdującego się w gnieździe procesora. Mikroprocesory posiadają piny, dzięki którym mogą zostać zamontowywane w gnieździe. Należy bardzo uważać przy umieszczaniu mikroprocesora w podstawce, gdyż zgięcie wyprowadzeń może trwale uszkodzić mikroprocesor.
Podział gniazd:
- slot – wyglądem przypomina sloty ISA, PCI i AGP
- socket – poziomo położona prostokątna płytka, zawierająca dziurki na piny procesora lub piny, na które wkłada się procesor
- Istnieje jeszcze wiele innych gniazd, które jednak są już niestosowane.
Tabela porównawcza gniazd procesorów rodziny 80x86
| Nazwa gniazda |
Data wprowadzenia | Zakończenie produkcji End Of Life |
Obsługiwane rodziny procesorów | Dla komputerów klasy | Obudowa | Liczba pinów | Rozstaw pinów | Prędkość magistrali | Uwagi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DIP | 1970s | Nadal dostępne | Intel 8086 Intel 8088 |
DIP | 40 | 2.54mm | 5/10 MHz | ||
| PLCC | ? | Nadal dostępne | Intel 80186 Intel 80286 Intel 80386 |
PLCC | 68, 132 | 1.27mm | 6–40 MHz | ||
| Socket 1 | 1989 | ? | Intel 80486 | PGA | 169 | ? | 16–50 MHz | ||
| Socket 2 | ? | ? | Intel 80486 | PGA | 238 | ? | 16–50 MHz | ||
| Socket 3 | 1991 | ? | Intel 80486 | PGA | 237 | ? | 16–50 MHz | ||
| Socket 4 | ? | ? | Intel Pentium | PGA | 273 | ? | 60–66 MHz | ||
| Socket 5 | ? | ? | Intel Pentium AMD K5 IDT WinChip C6 IDT WinChip 2 |
PGA | 320 | ? | 50–66 MHz | ||
| Socket 6 | ? | ? | Intel 80486 | PGA | 235 | ? | ? | Zaprojektowana lecz nigdy nie została użyta | |
| Socket 7 | 1994 | ? | Intel Pentium Intel Pentium MMX AMD K6 |
PGA | 321 | ? | 50–66 MHz | ||
| Super Socket 7 | 1998 | ? | AMD K6-2 AMD K6-III Rise mP6 Cyrix MII |
PGA | 321 | ? | 66–100 MHz | ||
| Socket 8 | 1995 | ? | Intel Pentium Pro | PGA | 387 | ? | 60–66 MHz | ||
| Slot 1 | 1997 | ? | Intel Pentium II Intel Pentium III |
Slot | 242 | ? | 66–133 MHz | Celeron (Covington, Mendocino) Pentium II (Klamath, Deschutes) Pentium III (Katmai)- wszystkie wersje Pentium III (Coppermine) |
|
| Slot 2 | 1998 | ? | Intel Pentium II Xeon | Slot | 330 | ? | 100–133 MHz | ||
| Socket 463/ Socket NexGen |
? | ? | NexGen Nx586 | PGA | 463 | ? | ? | ||
| Socket 587 | ? | ? | Alpha 21164A | Slot | 587 | ? | ? | ||
| Slot A | 1999 | ? | AMD Athlon | Slot | 242 | ? | 100 MHz | ||
| Slot B | ? | ? | Alpha 21264 | Slot | 587 | ? | ? | ||
| Socket 370 | 1999 | ? | Intel Pentium III Intel Celeron VIA Cyrix III VIA C3 |
PGA | 370 | 1.27mm[1] | 66–133 MHz | ||
| Socket 462/ Socket A |
2000 | ? | AMD Athlon AMD Duron AMD Athlon XP AMD Athlon XP-M AMD Athlon MP AMD Sempron |
Desktop | PGA | 462 | ? | 100–200 MHz Jest to magistrala o podwójnej przepustowości wynoszącej 400 MT/s
(megatransfery/sekundę) |
|
| Socket 423 | 2000 | ? | Intel Pentium 4 | PGA | 423 | 1mm[2] | 400 MT/s (100 MHz) | Tylko jądra Willamette | |
| Socket 478/ Socket N |
2000 | ~2007 | Intel Pentium 4 Intel Celeron Intel Pentium 4 EE Intel Pentium 4 M |
PGA | 478 | 1.27mm[3] | 400–800 MT/s (100–200 MHz) | ||
| Socket 495 | 2000 | ? | Intel Celeron | PGA | 495 | 1.27mm[4] | ? | ||
| PAC418 | 2001 | ? | Intel Itanium | PGA | 418 | ? | 133 MHz | ||
| Socket 603 | 2001 | ? | Intel Xeon | PGA | 603 | 1.27mm[5] | 400–533 MT/s (100–133 MHz) | ||
| PAC611 | 2002 | ? | Intel Itanium 2 HP PA-8800, PA-8900 |
PGA | 611 | ? | ? | ||
| Socket 604 | 2002 | ? | Intel Xeon | PGA | 604 | 1.27mm[5] | 400–1066 MT/s (100–266 MHz) | ||
| Socket 754 | 2003 | ? | AMD Athlon 64 AMD Sempron AMD Turion 64 |
PGA | 754 | 1.27mm[6] | 200–800 MHz | ||
| Socket 940 | 2003 | ? | AMD Opteron Athlon 64 FX | PGA | 940 | 1.27mm[7] | 200–1000 MHz | ||
| Socket 479 | 2003 | ? | Intel Pentium M Intel Celeron M |
PGA | 479[8] | ? | 400–533 MT/s (100–133 MHz) | ||
| Socket 939 | 2004 | 11/2008 | AMD Athlon 64 AMD Athlon 64 FX AMD Athlon 64 X2 AMD Opteron |
Desktop | PGA | 939 | 1.27mm[7] | 200–1000 MHz | Wspiera CPU Athlon 64 FX do 1 GHz Wspiera CPU Opteron z ograniczeniem do serii 100 |
| LGA 775/ Socket T |
2004 | ? | Intel Pentium 4 Intel Pentium D Intel Celeron Intel Celeron D Intel Pentium XE Intel Core 2 Duo Intel Core 2 Quad Intel Xeon |
Desktop | LGA | 775 | 1.09mm x 1.17mm[9] | 1600 MHz | |
| Socket 563 | ? | ? | AMD Athlon XP-M | PGA | 563 | ? | ? | ||
| Socket M | 2006 | ? | Intel Core Solo Intel Core Duo Intel Dual-Core Xeon Intel Core 2 Duo |
Notebook | PGA | 478 | ? | 533–667 MT/s (133–166 MHz) | Zastąpiła Socket 479 |
| LGA 771/ Socket J |
2006 | ? | Intel Xeon | Serwer | LGA | 771 | 1.09mm x 1.17mm[10] | 1600 MHz | |
| Socket S1 | 2006 | ? | AMD Turion 64 X2 | PGA | 638 | 1.27mm[11] | 200–800 MHz | ||
| Socket AM2 | 2006 | ? | AMD Athlon 64 AMD Athlon 64 X2 |
PGA | 940 | 1.27mm[7] | 200–1000 MHz | Zastąpiła Socket 754 oraz Socket 939 | |
| Socket F | 2006 | ? | AMD Athlon 64 FX AMD Opteron |
LGA | 1207 | 1.1mm[12] | ? | Zastąpiła Socket 940 | |
| Socket AM2+ | 2007 | ? | AMD Athlon 64 AMD Athlon X2 AMD Phenom AMD Phenom II |
PGA | 940 | 1.27mm[7] | 200–2600 MHz | Rozdzielone płaszczyzny zasilania Zastąpiła Socket AM2 Procesory AM2+ mogą pracować w gnieździe Socket AM2 z ograniczoną częstotliwością pracy szyny HT Procesory AM2 mogą pracować w podstawce Socket AM2+ |
|
| Socket P | 2007 | ? | Intel Core 2 | Notebook | PGA | 478 | 533–1066 MT/s (133–266 MHz) | Zastąpiła Socket M | |
| Socket 441 | 2008 | ? | Intel Atom | Sub-notebook | PGA | 441 | ? | 400–667 MHz | |
| LGA 1366/ Socket B |
2008 | ? | Intel Core i7 (serie 900) Intel Xeon (serie 35xx, 36xx, 55xx, 56xx) |
Serwer | LGA | 1366 | 4.8-6.4 GT/s | Zastąpiła Socket J (LGA 771) w układach podstawowych. | |
| rPGA 988A/ Socket G1 |
2008 | ? | Intel Core i7 (serie 600, 700, 800, 900) Intel Core i5 (serie 400, 500) Intel Core i3 (serie 300) Intel Pentium (seria P6000) Intel Celeron (seria P4000) |
Notebook | rPGA | 988 | 1mm | 2.5GT/s, 4.8GT/s | |
| Socket AM3 | 2009 | ? | AMD Phenom II AMD Athlon II AMD Sempron |
PGA | 941[13]lub 940[14] | 1.27mm[7] | 200–3200 MHz | Rozdzielone płaszczyzny zasilania Zastąpiła Socket AM2+ Procesory AM3 mogą pracować w gnieździe Socket AM2/AM2+ Tylko Sempron 140 |
|
| LGA 1156/ Socket H |
2009 | 2012 | Intel Core i7 (seria 800) Intel Core i5 (serie 700, 600) Intel Core i3 (seria 500) Intel Xeon (serie X3400, L3400) Intel Pentium (seria G6000) Intel Celeron (seria G1000) |
Desktop | LGA | 1156 | ? | 2.5 GT/s | Magistrala DMI jest (prawdopodobnie zmodyfikowanym) interfejsem PCI-E x4 v1.1 |
| Socket G34 | 2010 | ? | AMD Opteron (seria 6000) | LGA | 1974 | ? | 200–3200 MHz | Zastąpiła Socket F | |
| Socket C32 | 2010 | ? | AMD Opteron (seria 4000) | LGA | 1207 | ? | 200–3200 MHz | Zastąpiła Socket F, Socket AM3 | |
| LGA 1248 | 2010 | ? | Intel Intel Itanium 9300-series | Serwer | LGA | 1248 | ? | 4.8 GT/s | |
| LGA 1567 | 2010 | ? | Intel Intel Xeon 6500/7500-series | Serwer | LGA | 1567 | ? | 4.8-6.4 GT/s | |
| LGA 1155/ Socket H2 |
2011/Q1 2011.01.09 |
? | Intel Sandy Bridge Intel Ivy Bridge |
Desktop | LGA | 1155 | ? | 5.7, GT/s | Sandy Bridge obsługuje 20 liniiPCI-E 2.0. Ivy Bridge obsługuje 40 linii PCI-E3.0. |
| LGA 2011/ Socket R |
2011/Q3 (2011.11.14) |
? | Intel Sandy Bridge-E Intel Ivy Bridge-E |
Desktop Serwer |
LGA | 2011 | ? | 4.8-6.4 GT/s | Sandy Bridge obsługuje 20 liniiPCI-E 2.0. Ivy Bridge obsługuje 40 linii PCI-E3.0. |
| rPGA 988B/ Socket G2 |
2011 | ? | Intel Core i7 (serie 2000, 3000) Intel Core i5 (serie 2000, 3000 series) Intel Core i3 (serie 2000, 3000) |
Notebook | rPGA | 988 | 1mm | 2.5GT/s, 4.8GT/s | |
| Socket FM1 | 2011 | ? | AMD Llano | Desktop | PGA | 905 | 1.27mm | Używana w modelach APU pierwszej generacji |
|
| Socket AM3+ | 2011 | ? | AMD FX Vishera AMD FX Zambezi AMD Phenom II AMD Athlon II AMD Sempron |
Desktop | PGA | 942 (CPU 71pin) | 1.27mm | ||
| Socket FM2 | 2012 | ? | AMD Trinity | Desktop | PGA | 904 | 1.27mm | Używana w modelach APU drugiej generacji |
|
| LGA 1150/ Socket H3 |
2013/Q2 (2013.06.02) |
? | Intel Haswell Intel Broadwell |
Desktop | LGA | 1150 | ? | ||
| Socket G3/ Socket G3 |
2013/Q2 | ? | Intel Haswell Intel Broadwell |
Notebook | rPGA | 889 | ? | ||
| Nazwa gniazda |
Data wprowadzenia | Zakończenie produkcjiEOL | Obsługiwane rodziny procesorów | Dla komputerów klasy | Obudowa | Liczba pinów | Rozstaw pinów | Prędkość magistrali | Uwagi |