Что такое pga в процессоре

Обновлено: 07.07.2024

На протяжении более чем полувека микросхемные комплекты, а затем и микропроцессоры выпускались в различных форм-факторах; иногда с возможностью замены компонентов без пайки. О более современных цоколях микропроцессоров см. ст. Список разъёмов микропроцессоров.

Типы корпусов процессоров

После изготовления кристалла с ядрами и дополнительными схемами (например, кэшем), для применения в конечном изделии ядерный процессор упаковывается в защитный корпус. Тип корпуса выбирается в зависимости от назначения системы, в которой будет работать процессор.

DIP (dual inline package) — корпус с двумя рядами контактов для впайки в отверстия в печатной плате. Представляет собой прямоугольный корпус с расположенными на длинных сторонах контактами. В зависимости от материала корпуса выделяют два варианта исполнения:

• PDIP (plastic DIP) — имеет пластиковый корпус;
• CDIP (ceramic DIP) — имеет керамический корпус.

Некоторые процессоры, выполненные в корпусе DIP:

• 4004 — 16-контактный CDIP.
• Z80, КР1858ВМ1 и КМ1858ВМ1 — 40-контактный DIP.
• 8080, 8085, КР580ВМ80А — 40-контактный DIP.
• Motorola 6800/6809, MOS Technology 6502/6510 — 40-контактный DIP.
• 68000 — 64-контактный DIP.
• 8086, 8088 — 40-контактный DIP.

QFP (quad flat package) — плоский корпус с четырьмя рядами контактов для поверхностного монтажа. Представляет собой квадратный/прямоугольный корпус с выходящими из торцов краёв контактами. В зависимости от материала корпуса выделяют два варианта исполнения:

• PQFP (plastic QFP) — имеет пластиковый корпус;
• CQFP (ceramic QFP) — имеет керамический корпус;

Существуют также другие варианты: TQFP (Thin QFP) — с малой высотой корпуса, LQFP (Low-profile QFP) и многие другие.

Некоторые процессоры, выполненные в корпусе QFP:

• Т36ВМ1 — 64-контактный PQFP (т. н. «Изабелла»).
• Am188ES — 100-контактный TQFP.
• NG80386SX — 100-контактный PQFP.
• Cx486SLC — 100-контактный CQFP.
• PowerPC 601 — 304-контактный TQFP.

LCC (leadless chip carrier) представляет собой низкопрофильный квадратный керамический корпус с расположенными на его нижней части контактами, предназначенный для поверхностного монтажа.

Некоторые процессоры, выполненные в корпусе LCC:

PLCC/CLCC

PLCC (plastic leaded chip carrier) и СLCC (ceramic leaded chip carrier) представляют собой квадратный корпус с расположенными по краям контактами.

Некоторые процессоры, выполненные в корпусе PLCC:

Аббревиатура LCC используется для обозначения термина leadless chip carrier, поэтому для того, чтобы избежать путаницы, в данном случае необходимо называть аббревиатуры PLCC и CLCC полностью, без сокращений.

PGA (pin grid array) — корпус с матрицей выводов. Представляет собой квадратный или прямоугольный корпус с расположенными в нижней части штыревыми контактами. В зависимости от материала корпуса выделяют три варианта исполнения:

• PPGA (plastic PGA) — имеет пластиковый корпус;
• CPGA (ceramic PGA) — имеет керамический корпус;
• OPGA (organic PGA) — имеет корпус из органического материала.

Существуют следующие модификации корпуса PGA:

• FCPGA (flip-chip PGA) — в данном корпусе открытый кристалл процессора расположен на верхней части корпуса.
• FCPGA2 (flip-chip PGA 2) — отличается от FCPGA наличием теплораспределителя, закрывающего кристалл процессора.
• μFCPGA (micro flip-chip PGA) — компактный вариант корпуса FCPGA.
• μPGA (micro PGA) — компактный вариант корпуса FCPGA2.

Для обозначения корпусов с контактами, расположенными в шахматном порядке, иногда используется аббревиатура SPGA (Staggered PGA).

Некоторые процессоры, выполненные в корпусе PGA:

LGA (land grid array) — представляет собой корпус PGA, в котором штырьковые контакты заменены на контактные площадки. Может устанавливаться в специальное гнездо, имеющее пружинные контакты, либо устанавливаться на печатную плату. В зависимости от материала корпуса выделяют три варианта исполнения:

• CLGA (ceramic LGA) — имеет керамический корпус;
• PLGA (plastic LGA) — имеет пластиковый корпус;
• OLGA (organic LGA) — имеет корпус из органического материала;

Существует компактный вариант корпуса OLGA с теплораспределителем, имеющий обозначение FCLGA4.

Некоторые процессоры, выполненные в корпусе LGA:

BGA (ball grid array) — представляет собой корпус PGA, в котором штырьковые контакты заменены на шарики припоя. Предназначен для поверхностного монтажа. Чаще всего используется в мобильных процессорах, чипсетах и современных графических процессорах. Существуют следующие варианты корпуса BGA:

• FCBGA (flip-chip BGA) — в данном корпусе открытый кристалл процессора расположен на верхней части корпуса, изготовленного из органического материала.
  • HFCBGA (high-performance FC-BGA), с улучшенным теплообменом процессора с окружающей средой.

  Некоторые процессоры, выполненные в корпусе BGA:

  • Mobile Pentium II — 615-контактный BGA.
  • Mobile Pentium III — 495-контактный BGA, 495-контактный μBGA, 479-контактный μFCBGA.
  • Baikal-T1 — 576-контактный HFCBGA.

  Картриджи

  Процессорные картриджи представляют собой печатную плату с расположенными на ней процессором и вспомогательными элементами (обычно кеш-память), устанавливаемую в слот.

  Дисклеймер: данный автор не считает себя убежденным профессионалом и является профаном во многих темах. Не стоит слепо прислушиваться к мнению автора! Все, что будет здесь рассказано, основано на отобранной информации и личном опыте.

  Категорически приветствую!
  Индустрия не стоит на месте и довольно часто старые технологии долго не задерживаются в современном мире. Такое относится ко всему, даже к компьютерам. Если раньше почти в каждом доме стояли громоздкие ЭЛТ-мониторы, то сегодня это тонкие дисплейные решения.

  Сегодня я расскажу об еще одной эволюции. О переходе процессоров на LGA-конструктив .

  Первые процессоры без "ножек".

  Идея отказа от старого конструктива зародилась в 2004 году, в момент появления первого LGA сокета - 775 , от производителя Intel . Основная мысль заключалась в размещении контактов не на корпусе процессора, а на самой площадке материнской платы (гнездо). Это позволяет уменьшить высокие утечки тока и излишнее энергопотребление процессоров. Ведь увеличение количества выводов старым способом, только усугубляло бы ситуацию.

  Но есть исключения. Например AMD продолжают и сегодня выпускать процессоры с "ножками", при этом они успешно удерживают приемлемое энергопотребление. Однако PGA-конструктив они поддерживают только в мейнстримных настольных системах. В серверных и HEDT используются уже LGA разъемы (TR4 и SP3).

  Особенности LGA и PGA сокетов.

  У каждого типа сокета есть свои достоинства и недостатки. Можно даже сказать, что они друг другу противоположны.

  Преимущества LGA.

  1. Отсутствие "ножек" на процессорах позволяет с б о льшим удобством помещать их в гнездо материнской платы.

  2. Удобнее транспортировка компьютера в сборе.

  3. Меньше утечек тока.

  4. Позволяет размещать на той же площади корпуса процессора больше контактов, за счет более тонких ножек сокета.

  5. Позволяет разрабатывать сокеты больших размеров, благодаря наличию прижимной рамки.

  6. Позволяет надежнее снять радиатор от процессора. Бывают случаи, когда термопаста "намертво" склеивала процессор и радиатор, из-за чего можно банально сорвать процессор с гнезда материнки.
  Но даже с LGA сокетами необходимо быть аккуратным при снятии радиатора.

  Преимущества PGA.

  1. По себестоимости PGA дешевле чем LGA сокет.

  2. Ножки PGA-корпуса процессора намного прочнее и удобнее в обслуживании при повреждении. А контакты LGA сокета, наоборот, практически необслуживаемые и требуют специальной крышки, если не помещен процессор в нее. В противном случае высок риск повредить ножки LGA сокета, что может потребовать полной замены гнезда.

  3. Не требует дополнительной фиксации в виде прижимной рамки, достаточно зажима "изнутри" сокета.

  4. PGA сокеты требуют меньше пространства для установки в мобильных системам (например в ноутбуках или моноблоках).

  Сегодня на рынке компьютерного железа можно встретить два типа материнских плат: с LGA или с PGA сокетами. И в их выборе решает только выбор покупателя, что именно ему будет по душе.

  Большое спасибо за прочтение данного материала и всегда буду рад увидеть Вас снова на моем канале!

  Проходят годы и как ни странно AMD продолжает использовать тот же метод соединения между сокетом и его процессорами в настольных процессорах основного диапазона. Хотя это не относится к их Threadrippers, довольно интересно узнать причины, по которым они все еще продолжают использовать так называемые PGA розетка перед лицом LGA что Intel использует в том же диапазоне, почему бы не скопировать стратегию своего конкурента?

  Каждый тип сокетов имеет ряд преимуществ, которые явно отличают его от других, и хотя мы не собираемся разбивать борьбу между LGA и PGA, мы должны учитывать, кто выигрывает от его использования и особенно его причины.

  Intel напрямую прекратила использовать PGA в течение многих лет и сосредоточилась на LGA, которая иногда подвергается критике за то, какие сокеты и процессоры, но остается приверженной ее использованию. С другой стороны, AMD, похоже, не хочет переходить к нему в мейнстриме, что каждый из них скрывает?

  
  

  Затраты, необходимость, стратегия и обратная совместимость

  Эти четыре фактора определяют текущее использование и коммерциализацию современных процессоров. С точки зрения производителя ЦП следует иметь в виду, что пользователи на самом деле не являются проблемой для Intel или AMD, то есть их системы установки и привязки просты, и поэтому у каждого пользователя будут свои предпочтения, что не является решающее значение для любой из компаний.

  С другой стороны, отсутствие или включение контактов в процессор имеет прямые затраты для компании. В случае AMD она должна предполагать более высокую цену за пребывание в PGA, в то время как производители материнских плат избавляются от головной боли, которая подразумевает более высокую стоимость в LGA.

  Необходимость - еще один ключевой фактор, но в то же время он противоречит стратегии, которой нужно следовать. AMD предлагает больше обратная совместимость на его платформах, поэтому вам нужно дольше хранить один и тот же сокет, и только изменение платформы со многими новыми функциями может изменить это.

  Пин плотность также является ключом к выбору LGA или PGA

  Другой ключевой момент - это общий размер процессоров и количество выводов, которые они получают. Понятно, что если нам нужно много контактов для подключения и подачи напряжений, шин, каналов и ядер, возможность выбора проходит через LGA.

  Он получает большее количество выводов на квадратный сантиметр, и, как мы видим в Threadripper, для AMD работать с ним не проблема. LGA также имеет явное преимущество перед PGA: его безопаснее использовать с точки зрения производителя процессора, который передает ответственность за контакты производителям материнских плат.

  Наконец, вы должны принять во внимание еще одну фундаментальную деталь, чтобы понять, почему AMD и Intel используют один или другой: монтажное давление . В LGA указанное давление и усиление процессора намного выше, чем у PGA, где последний оставляет требования к давлению для блока или радиатора, поскольку его функция скорее сохраняется.

  LGA, с другой стороны, предлагает гораздо более прочное и безопасное крепление, которое оказывает давление на штифты и гарантирует более равномерное их распределение. Следовательно, это более безопасный разъем, чем PGA, который, как мы все когда-нибудь убедились, способен позволить процессору выйти из него, если радиатор установил очень хороший контакт с IHS, поместив контакты процессор в опасности. .

  В любой из двух розеток ответственность за возможные изогнутые штифты лежит на пользователе, так как ни AMD, ни Intel не несут ответственности за злоупотребления, а также производителей плат.

  
  

  Тип сокета — это важнейшая характеристика процессора и материнской платы. Если опытный пользователь слышит такие названия, как сокет 462, 775, 1155 или AM4, то сразу понимает, о ПК из какого времени идет речь. Давайте разберемся в различиях современных сокетов под процессоры Intel и AMD, а заодно вспомним историю их развития: от первых персональных компьютеров и до наших дней.

  Сокет (англ. «socket» — «разъём») — это разъем на материнской плате, в который устанавливается процессор. Сокет является важнейшей характеристикой компьютера, определяя список совместимых чипсетов, процессоров, материнских плат и систем охлаждения, которые можно установить на него.

  Сокеты отличаются числом контактов, которое обычно растет вместе с мощностью и сложностью процессоров. Часть контактов используется для питания процессора, а часть — для работы самого процессора, шины PCI Express, ОЗУ и т. д. Для каждого сокета существует уникальная распиновка контактов, выглядит она примерно так.

  
  

  Распиновка контактов сокета Intel LGA 1151

  Сокет определяет и срок службы вашего ПК. Например, покупая сейчас ПК на сокете LGA1151, с процессором Core i5-9400F и материнской платой GIGABYTE B365M D2V, вы должны понимать, что новых процессоров под этот сокет выходить не будет, и оптимальный максимум на который вы можете рассчитывать при апгрейде, — это процессор Core i7-8700K или Core i9-9900K.

  Для того, чтобы понять плюсы и минусы различных сокетов, а также нюансы их использования, стоит вспомнить, с чего все начиналось на заре зарождения персональных компьютеров. Давайте освежим в памяти самые распространенные сокеты на рынке ПК в хронологическом порядке. Серверных сокетов касаться не будем из-за их малого распространения.

  Сокеты 1980-х и 1990-х годов

  Процессоры первых ПК, такие как Intel 8086 и 8088, устанавливались в простейшие разъемы PIN DIP.

  
  

  Следующее поколение — Intel 80186, 80286, 80386 — устанавливались в разъемы CLCC, PLCC. Зачастую процессоры Intel 80386 припаивались к плате, как некоторые процессоры современных ноутбуков.

  
  

  И только некоторые процессоры 80386 стали использовать сокет 80386 со 132 контактами, который уже похож на современные сокеты.

  
  

  Процессоры 80486 в 1989-1994 годах устанавливались аж в четыре типа сокетов: сокеты 1, 2, 3 и 5 с 169, 238, 237 и 238 контактами соотвественно. В сокет 5 можно было установить процессоры AMD K5 и Cyrix/IBM/TI M1/6x86.

  На этих сокетах появился известный многим рычажок фиксации, который до сих пор используется на сокетах AM4. Называется такой тип фиксации ZIF (от англ. «Zero Insertion Force» — «нулевое усилие вставки»).

  
  

  Для установки в такой сокет процессора вы должны чуть отогнуть рычажок, чтобы вывести его из зацепа и приподнять на 90 градусов. При этом откроются контактные площадки, в которые процессор должен провалиться под своим весом, без усилия. После этого рычажок опускается на место и контактные площадки зажимают ножки процессора.

  В 1993 году первые процессоры Pentium потребовали новый сокет 4 с 273 контактами. Обновленный сокет 7 появился в 1995 году. В нем уже был 321 контакт, но эти сокеты больше интересны тем, что в них было возможно установить процессоры AMD K6 и Cyrix/IBM/TI 6x86L, а потом и новые процессоры Pentium MMX.

  AMD продолжило развитие сокета 7, выпустив сокет Super Socket 7, который поддерживал шину в 100 МГц и процессоры AMD K6-2, AMD K6-III, AMD K6-2+/K6-III+, Cyrix MII/6x86MX.

  В 1997 году появляется новый разъем щелевого типа Slot 1 предназначенный для установки новых процессоров Pentium II и Celeron, выпущенных в формате картриджей SECC и SECC2, а потом и на полностью открытой печатной плате — SEPP.

  
  

  Разъем поддерживал и ранние Pentium III, но имел недостатки в виде ненадежной фиксации, и уже в 1998 году на рынке появляется знакомый многим сокет 370. Начиная с него, Intel стала указывать в названии сокета количество контактов.

  Что интересно, Slot 1 и сокет 370 с точки зрения электрики были очень похожи, что позволило выпустить переходники — слоткеты (англ. Slotket от slot и socket), которые позволяли использовать новые процессоры сокета 370 на старых материнских платах Slot 1.

  
  

  AMD скопировало разъем Slot 1, выпустив Slot A в 1999 году. Но совместим он был только механически, а не электрически. Slot A поддерживал первые процессоры Athlon на ядре K7, выпущенные в формате SECC.

  Сокеты 2000-х годов

  В 2000 году появляются процессоры Pentium 4, которые вначале используют сокет 423, а затем — сокет 478.

  
  

  У AMD в это время появляется сокет A или, как его еще называли, сокет 462, поддерживающий процессоры Athlon, Athlon XP, Sempron и Duron на разных ядрах.

  
  

  В 2004 году Intel выпускает сокет совершенно нового типа под названием сокет T или LGA 775. Ножки с процессора переместились в сокет на материнской плате, и теперь изготавливались в виде пружинных контактов.

  
  

  Сокеты типа LGA имеют важные преимущества над старыми сокетами PGA:

  • удешевление производства процессора
  • меньшие утечки тока
  • возможность наращивать количество контактов
  • возможность изготавливать сокеты очень больших размеров, как LGA 3647 от Intel или TR4 от AMD
  • очень надежное, по сравнению с сокетами PGA, удержание процессора

  Даже используя современные сокеты PGA, такие как AM4, вы должны быть крайне осторожны при снятии системы охлаждения. Густая, а особенно прикипевшая термопаста «приклеивает» радиатор к процессору и при снятии радиатора процессор может выскочить из сокета, помяв ножки.

  Чтобы этого не произошло, производители рекомендуют разогреть радиатор перед снятием и сделать им несколько движений в горизонтальном (к материнской плате) направлении.

  Но и у сокетов PGA есть свои преимущества:

  • сам сокет более дешев, что удешевляет материнскую плату
  • ножки на процессоре более надежны, чем ножки на сокете LGA, и позволяют произвести ремонт помятых ножек. Повредить ножки в сокете LGA очень легко, а выпрямить крайне затруднительно
  • сокет PGA более компактен и больше подходит для мобильной техники

  Intel продолжила выпускать сокеты LGA и дальше. В 2008 году LGA 775 сменили LGA 1366 для высокопроизводительных систем. В 2009 году — LGA 1156 для настольных систем. Крепежные отверстия под систему охлаждения LGA 1156 совпадают и с современными сокетами Intel. Вы сможете установить на современную систему LGA 1200 старый качественный кулер, если он у вас есть.

  
  

  А у AMD в 2003 году выходит сокет 754 для процессоров Athlon 64, затем, в 2004 году, — сокет 939. В 2006 году выходит сокет AM2, а в 2007 году — AM2+. В 2009 году выходит сокет AM3 с поддержкой памяти DDR3. А в 2011 году выходит сокет AM3+ с поддержкой процессоров Bulldozer. Платы и процессоры под этот сокет продаются и сейчас.

  
  

  Эти сокеты отличало поступательное эволюционное развитие, что отражалось в расширенной обратной совместимости процессоров. Например, процессор под сокет AM3, Phenom II X4 925, можно установить в материнскую плату AM2+, и даже в AM3+!

  Такая широкая возможность совместимости давала пользователям очень широкие возможности апгрейда и принесла компании AMD дивиденды в виде преданности пользователей.

  Сокеты 2010-х годов

  В 2011-2014 годах AMD выпускает сокеты FM1, FM2 и FM2+ для процессоров Athlon и APU серий A8, A6 и А4. В 2014 году выходит сокет AM1 для недорогих и энергоэффективных процессоров Kabini.

  У Intel в 2011 году выходит сокет LGA 1155 или H2. Сокет оказался очень удачным и популярным. Для высокопроизводительных систем был выпущен сокет LGA 2011 или R.

  В 2013 году Intel выпускает сокет LGA 1150 или H3. В 2014 году для высокопроизводительных систем выходит LGA 2011-3 или R3. А в 2015 году выходит сокет LGA 1151 или H4. Процессоры и платы под этот сокет продаются и сейчас.

  
  

  Зачастую сокет 1151 обозначается сейчас как «1151 v2» или «1151 rev 2», но на самом деле официально никакой второй ревизии этого сокета нет, а совместимость определяется лишь материнской платой.

  Энтузиасты, модифицируя BIOS материнских плат с чипсетом 100 или 200 серии, запускают на них процессоры Coffee Lake (иногда требуется выполнить «пинмод» — замыкание определенных контактных площадок на процессоре).

  Особо впечатляющим выглядит запуск и разгон процессора Coffee Lake Refresh Core i9-9900K на устаревшей материнской плате с чипсетом Z170.

  Самые актуальные сокеты

  Ну вот мы и подошли к самым актуальным на сегодняшний момент сокетам. У Intel это сокет LGA 1200, выпущенный во втором квартале 2020 года. По сути, это модифицированный сокет LGA 1151 с 49 дополнительными контактами для улучшения питания и поддержки новых функций ввода-вывода.

  
  

  На 2021 год уже запланирован выход новых процессоров Alder Lake-S и нового сокета LGA 1700.

  А вот у AMD актуальным является сокет AM4, выпущенный в 2017 году. Это стандартный PGA-ZIF сокет с 1331 контактом, но интересен он тем, что уже стал долгожителем. Первые процессоры под этот сокет — APU 7-ого поколения и Athlon X4 950 на архитектуре AMD Excavator.

  
  

  А в 2017 году появляются популярнейшие процессоры Zen, совершившие рывок в количестве ядер и потоков у бюджетных процессоров. В 2018 году под сокет AM4 выходят процессоры Zen+, а в 2019 — Zen 2. И остается буквально месяц до анонса процессоров архитектуры Zen 3, которые также будут использовать сокет AM4.

  Серьезный минус сокета AM4 — изменение расстояний между отверстиями под СО, что сразу сделало несоместимым с ним огромное число дорогих кулеров. При этом расстояние между пластиковыми зубцами осталось прежним и на него можно поставить стандартное крепление даже от сокета 754.

  Следующее поколение процессоров будет использовать память DDR5 и, скорее всего, потребует нового сокета.

  Заключение

  Как видите, сокеты за 40 лет прошли огромный путь, постоянно видоизменяясь и увеличив количество контактов в 30 раз. Некоторые сокеты остаются актуальны очень короткое время и не пользуются особой популярностью. А некоторые — становятся долгожителями, как, к примеру, сокет LGA 775 или AM4.

  Читайте также:

    
  • Cxutilsvc exe грузит процессор
    
  • Процессор насмешек робота для чего
    
  • Проверка оперативной памяти через командную строку
    
  • Стерильность при копировании диска
    
  • Как отключить автотормоз видеокарты