Центральный процессор В таблице
Центральный процессор. В таблице 7 показано хронологическое усложнение центрального процессора и улучшение его характеристик.
Например, шина процессора Pentium Pro отличается от шины процессора Pentium, так что он несовместим с его разъемом. Компонентная шина процессора Pentium разработана для взаимодействия с внешней шиной.
При изготовлении процессора Pentium Pro используются те же самые технологические этапы изготовления и корпу-сирования, что и при изготовлении процессора Pentium. Корпус имеет две полости, что делает его размеры на 40% больше, чем корпус процессора Pentium.
Оба кристалла укреплены в соответствующих полостях корпуса, и сигналы передаются между ними при помощи стандартной техники корпусирования PGA.
Рассеиваемая мощность пропорциональна тактовой частоте процессора и квадрату напряжения питания. Первый процессор Pentium Pro работал на частоте 150-200 мгц с напряжением 2.9 вольт и имел пиковую мощность рассеяния 20 ватт. Рассеиваемая мощность для всех процессоров зависит и от выполняемого программного обеспечения. Для обычных кодов на процессоре Pentium Pro она составляет в среднем около 14 ватт.
Система кэширования процесора Pentium Pro не только упрощает разработку системы, но также и экономит место. Ядро процессора может связываться с этим кэшем на максимальной скорости. К тому же эта кэш не блокируемая, что означает, что обработка запроса на шине процессора Pentium Pro не останавливает процессор и не блокирует последующие запросы на шине. Например, когда необходимые данные отсутствуют в кэш, процессор Pentium Pro продолжает обрабатывать другие инструкции одновременно с инициированием транзакции (пересылки) на шине для получения необходимых данных. Эти исполняемые инструкции могут вызвать очистку кэш, что вызовет дальнейшие транзакции на шине. Процессор Pentium Pro может обслуживать до четырех таких незапланированных транзакций.
Что касается мультипроцессорной конфигурации с Pentium Pro, то здесь можно сказать следующее. Шина процессора Pentium Pro была разработана для поддержки нескольких процессоров Pentium Pro, связанных параллельно. Компонентная шина процессора Pentium Pro — это симметричная мультипроцессорная шина, и полностью поддерживает протокол MESI. Поддерживается естественная многопроцессорность при проектировании систем на процессоре Pentium Pro; это означает отсутствие необходимости в дополнительной системной логике, т. к. процессор Pentium Pro уже включает всю логику, необходимую для поддержки до четырех процессоров Pentium Pro. Это является легким и рентабельным для проектировщиков систем, нужно только установить разъемы для дополнительных процессоров Pentium Pro.
Процессор Pentium Pro не является 64-битным. Подобно всем процессорам фирмы Intel начиная с процессора Intel386 (TM), Pentium Pro — 32-битный процессор. Регистры общего назначения — те же самые, что у предыдущих поколений процессоров архитектуры Intel с тем же набором инструкций, лишь только с одной новой инструкцией.
Таблица 7
| Микропроцессор | Когда разработан | Такт, частота/ Clock Speed | Ширина шины/ Bus Width | Число транзисторов (технология) | Адресуемая память/ Addressable Memory | Общая память/ Virtual Memory | Краткое описание |
| 1971 | 108 КГц | 4 bits | 2,300 (10 микрон) | 640 байт | Первый микрокомпьютерн. кристалл (чип), арифметические операции | ||
| 8008 | 1972 | 108 КГц | 8 bits | 3,500 | 16Kb | Операции с данными, символами | |
| 1974 | 2 МГц | 8 bits | 6,000 (6 микрон) | 64Kb | 10Х the performance of the 8008 | ||
| 4004 | 1978 | 5,8, 10МГц | 16 bits | 29,000 (3 микрон) | 1Mb | Десятикратное улучшение характеристик 8080-го процессора | |
| 8088 | 1979 | 5,8 МГц | 8 bits | 29,000 (3 микрон) | Аналогичен 8086-му, за исключением 8-битовой внешней шины | ||
| 80286 | 1982 | 8,10,12 МГц | 16 bits | 134,000 (1,5 микрон) | 16Mb | 1 Гигабайт | 3-6-кратное улучшение характеристик 8086-го |
| Intel386 (TM)DX | 1985 | 16,20, 25,33 МГц | 32 bits | 275,000 (1 микрон) | 4 Gb | 64 Терабайт | Первый Х86 чип с 32-битовой обработкой данных |
Окончание табл. 7
| Микропроцессор | Когда разработан | Такт, частота/ Clock Speed | Ширина шины/ Bus Width | Число транзисторов (технология) | Адресуемая память/ Addressable Memory | Общая память/ Virtual Memory | Краткое описание |
| Intel386 (TM)SX | 1988 | 16,20 МГц | 16 bits | 275,000 (1 микрон) | 4 Gb | 64 Терабайт | 16-битовая адресная шина с возможностью 32-битовой обработки данных |
| Intel486 (TM)DX | 1989 | 25,33, 50 МГц | 32 bits | 1,200,000 (1 микрон, 0,8 микрон) | 4 Gb | 64 Терабайт | С кэшем 1-го уровня на чипе |
| Intel486 (TM)SX | 1991 | 16,20, 25,33 МГц | 32 bits | 1,185,000 (0,8 микрон) | 4 Gb | 64 Терабайт | Аналогичен 486(ТМ) DX но без мат. сопроцессора |
| Pentium® | 1993 | 60,66, 75,90, 100,120 133,150 166 МГц | 32 bits | 3,1 миллион (0,8микрон) | 4 Gb | 64 Терабайт | Суперскалярная архитектура 5Х с характеристиками 33 МГц процессора Intel486 DX |
| Pentium® Pro | 1995 | 150,180 200 МГц | 32 bits | 5,5 миллион (0,32 микрон) | 4 Gb | 64 Терабайт | Дальнейшее развитие суперскалярной архитектуры высокопроизводительного процессора |
| AMD | 2000 | 500-700 МГц | 32 bits | 10 миллионов (0,16 микрон) | 4 Gb | 64 Терабайт | Тоже |
Однако внутри и снаружи процессора имеются участки с более широким форматом представления данных. Одна видимая особенность, которая иногда неверно истолковывается, — это то, что процессор Pentium Pro, подобно процессору Pentium, имеет внешнюю 64-битную шину. Однако это сделано для того, чтобы более эффективно связываться с системной памятью. Этот более широкий внешний формат данных увеличивает пропускную способность между процессором Pentium Pro и системой, но не делает процессор Pentium Pro 64-битным.
К набору инструкций процессора была добавлена инструкция условного перехода. Это позволяет исключить зависимые от данных операции ветвления. Таким образом, результирующий код является более предсказуем, что позволит получать высокую производительность.
Процессор Pentium Pro имеет приблизительно 21 миллион транзисторов. Ядро процессора Pentium Pro имеет 5,5 миллионов транзисторов, кэш-память 2-го уровня содержит 15,5 миллионов. Так как кэш-память — достаточно однородная структура, транзисторы могут быть размещены более плотно, что приводит к уменьшению размера структуры. Несмотря на то что кэш-память содержит почти столько же транзисторов, сколько три ядра CPU, конечный размер фактически меньше, чем CPU процессора Pentium Pro.
Для нормальной и высокопроизводительной работы ПК ему нужна память, соответствующая решаемым задачам, производительности и скорости процессора.
Платформа. Платформой обычно называют системную плату, но в более широком смысле.
Например, платформа Slotl объединяет процессоры Pentium II, Pentium III и Celeron, выполненные в конструктивном варианте Slotl. Они включают дополнительные встроенные устройства SCSI и сетевые адаптеры. Платформа Super7 — это платформа с процессором, имеющим разъем Socket7, но отличающаяся от платформы Socket7 наличием поддержки 100 мегагерцевой шины и улучшенным графическим адаптером AGP.
Платформы включают следующие компоненты:
• системная шина PCI 2,1;
• системная шина ISA;
• ускоренный графический порт AGP;
• интегрированные IDE-контроллеры;
• интегрированные контроллеры ввода/вывода. Чипсет (набор микросхем) реализует все основные функции системной платы. К этим функциям относятся органи-
зация взаимодействия процессора, памяти, шины и периферийных устройств.
В таблице 8 для примера показаны параметры и обозначения некоторых чипсетов, применяемых в современных компьютерах.
Динамическая память ПК (ОЗУ — RAM)
В последнее время микросхемы динамической памяти приобрели ярко выраженную аббревиатуру, способствующую их быстрой идентификации.
Вот некоторые наиболее часто используемые типы динамической памяти:
1. DRAM — Dynamic RAM — динамическая память с про-звольной выборкой. Стандартной является память со страничной организацией (Fast Page Mode — FPM).
2. FPM DRAM — Fast Page Mode — FPM — динамическая память со страничной организацией.
3. VRAM — Video RAM — видеопамять динамическая, двухпортовая. Наличие второго порта позволяет осуществлять произвольный доступ к памяти в то время, когда идет вывод данных на экран.
4. CDRAM — Cached DRAM — динамическая память фирмы Mitsubishi, содержащая 16 Kb быстрой памяти на каждые 4 или 16 Mb.
5. EDRAM — Enhanced DRAM — динамическая память фирмы Ramtron, содержащая 8 Kb быстрой кэш-памяти на каждые 4 Mb.
6. EDO DRAM — Extended Data Output DRAM — динамическая память со страничной организацией. Благодаря дополнительным регистрам данные на выходе сохраняются в течение большого интервала времени, практически от одного сигнала CAS# до другого.
Кроме надежности микросхем динамической памяти следует обратить внимание на надежность и фирму-изготовителя самих системных плат. Некоторые фирмы производят платы, отличающиеся типом и цветом фольгированного гети-накса.
Кстати, прямой зависимости между надежностью работы и цветом проводников или цветом покрытия платы не установлено. Весьма надежны СП в ПК корпорации Dell, а также микропроцессоры и СБИС корпорации Intel, oco бенно в керамических корпусах. К наиболее распространенным неисправностям СП можно отнести выход из строя буферных микросхем типа SN74244, SN74245, SN74373 и других; линий задержки типа РЕ21213; отдельных микросхем динамического или статического ОЗУ; таймеров; СБИС; клавиатурных контроллеров прерываний; шинных контроллеров.
В настоящее время эти микросхемы ИНТЕГРИРОВАНЫ В СБИС БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ.
Причинами неисправности чаще всего бывают:
• пробой на землю или питание вывода микросхемы;
• отсутствие контакта или обрыв печатного проводника;
• неполноценные логические уровни;
• уход параметров транзисторов, резисторов, конденсаторов.
Следует отметить, что при нарушении работы блока питания (например, системы блокировки источника при повышении напряжений на его выходе), как правило, выходят из строя микропроцессор, СБИС ПЗУ BIOS, СБИС ОЗУ.
О проблеме редких, эпизодических отказов, вызываемых неисправностью системной платы
Зависание может быть как аппаратным, так и программным. Аппаратное зависание, при котором ПК неожиданно перестает выполнять программу и откликаться на нажатие клавиш, может наступить практически- сразу после включения блока питания, через 3-5 или 15-25 мин. Оно может быть обусловлено многочисленными факторами, в частности и неисправностями СП, например ошибкой микропроцессора, выходом из строя микросхемы ОЗУ, восьмиканального шинного формирователя SN74LS245 или контроллера клавиатуры, отсутствием сигнала выбора кристалла ОЗУ.
Достаточно часто такие зависания-неисправности возникают из-за плохого контакта микросхемы с системной платой. В этом случае с помощью измерительной техники можно локализовать (найти место) неисправность.
Что необходимо помнить пользователю, немного знакомому с принципами работы измерительной техники и который собственными силами хотел бы попытаться устранить неисправность и отладить системную плату?
Таблица 8
| 440LX | 440EX | 440BX | 440ZX-66 | 440ZX | |
| Поддержка процессоров | Pentium II233-333, Celeron, Pentium Pro | Pentium II 233-333, Celeron | Pentium II, Pentium III, Celeron | Pentium II 233-333, Celeron | Pentium II, Ш, Celeron |
| Частота шины | 66 МГц | 66 МГц | 100 или 66 МГц | 66 МГц | 100 или 66 МГц |
| Два процессора | + | - | + | - | - |
| ЕСС | + | - | + | - | - |
| Кол. модулей памяти | 4 DIMM | 2 DIMM | 4 DIMM | 2 DIMM | 2 DIMM |
| Макс, колич. слотов PCI Master | 5 | 3 | 5 | 3 | 3 |
| South Bridge | PIIX4, PIIX4E | PIIX4E | PIIX4E | PIIX4E | PIIX4E |
Необходимо помнить следующие основные принципы:
• предварительно отключить электропитание ПК, убедиться, что все элементы, платы, разъемы установлены правильно и имеют хороший контакт;
• проверьте не имеют ли кабели обрывов или повреждений;
• в целях предотвращения пробоя КМОП ИС перед работой необходимо снять с рук статический заряд, коснувшись металлической конструкции ПК;
• задержка по времени между отключением и повторным включением БП ПК должна составлять не менее 30-40 с;
• при ремонте не отключайте нагрузку, замеры напряжений питания целесообразно производить на самих ИС и на разъемах;
• для извлечения и установки БИС в сокеты применяйте специальные устройства — экстракторы;
• для выпаивания многоконтактных БИС применяйте паяльные станции с отсосом олова;
• пользуйтесь маломощным паяльником с рабочим напряжением 6-12 вольт, с разделяющим трансформатором;
• для одновременного прогрева всех ножек БИС применяйте специальные насадки для паяльников;
• пользуйтесь современной контрольно-измерительной техникой с пониженным напряжением питания.
