Vss на сокете что это

Обновлено: 06.07.2024

Вы здесь: Главная Процессоры Принципиальное устройство процессора Процессорный разъем и шины

Архитектура ЭВМ

Компоненты ПК

Интерфейсы

Мини блог

Самое читаемое

Арифметико логическое устройство (АЛУ)
Страничный механизм в процессорах 386+. Механизм трансляции страниц
Организация разделов на диске
Диск Picture CD
White Book/Super Video CD
Прямой доступ к памяти, эмуляция ISA DMA (PC/PCI, DDMA)
Карты PCMCIA: интерфейсы PC Card, CardBus
Таблица дескрипторов прерываний
Разъемы процессоров
Интерфейс Slot A

Процессорный разъем и шины

Зачем процессорному разъему сотни контактов? Почему рост производительности процессоров сопровождается увеличением количества их выводов, число которых приближается к тысяче (Socket 939)? Для ответа на эти вопросы разберемся с назначением магистралей системной шины, которая подключается к процессорному разъему.

Шина данных

Чем больше разрядность данных, тем выше производительность компьютера. Для передачи данных в современных процессорах используют отдельную магистраль — шину данных. Это параллельная шина, то есть каждый разряд данных передается по отдельной линии. Чем выше разрядность шины, тем больше линий. Шина данных в процессоре i286 была 16-разрядной, в процессоре i386 разрядность шины данных увеличена до 32. Начиная с процессора Pentium и до нынешнего Pentium 4 используется 64-разрядная шина, хотя исполнительные устройства ядра остаются при этом 32-разрядными. В итоге число выводов современного процессора для подключения шины данных увеличилось вчетверо по сравнению с i286.

Шина адреса

Вторая группа сигналов, используемых процессором — адресная. Адреса описывают номера ячеек памяти, в которых хранятся данные. Чем выше разрядность адресной шины, тем большее число ячеек памяти можно использовать для хранения данных, тем больше адресуемая память вычислительной системы.

Шина адреса в процессоре г286 была 24-разрядной, что позволяло адресовать 16 Мбайт физической памяти. i386, i486 и Pentium имели адресную шину шириной 32 бит и адресовали 4 Гбайт физической памяти. Шина адреса также является параллельной, то есть увеличение ее разрядности влечет увеличение числа адресных выводов процессора. Так, в процессоре Pentium III адресная шина насчитывает 36 разрядов, что позволило расширить адресуемую память до 64 Гбайт, а на разъеме прибавилось четыре вывода.

Служебная шина

Третья группа сигналов, необходимая процессору для работы, относится к служебным. С их помощью чипсет и процессор обмениваются командами и запросами, по служебной шине осуществляется тактирование и синхронизация процессора, управление напряжением питания. Число сигналов управления и, соответственно, количество выводов разъема, необходимое для обмена служебными сигналами, зависит от архитектуры процессора и чипсета, количества поддерживаемых команд и инструкций. С усложнением архитектуры число служебных линий и сигналов управления увеличивается. Так, процессор i286 имел 18 выводов служебной шины, а процессор Pentium — уже 83.

Шина питания

Подсчитаем число задействованных выводов для перечисленных выше шин современного процессора, например Pentium 4 с интерфейсом Socket 775: 36 для адресной шины, 64 для шины данных, 124 для служебной шины. Как же используются сотни остальных выводов процессора Pentium 41

Некоторое (относительно небольшое) число их зарезервировано для модернизации и будущих ревизий ядра. Например, в процессорах Pentium 4 520 с интерфейсом Socket 775 в резерве числится 28 выводов. Все оставшиеся выводы используются для подачи питания. Эти выводы на принципиальных схемах обычно называются Vcc (плюс питания), Vss (земля) и VTT (терминаторы). Так, в разъеме Socket 775 выводов Vcc — 226 штук, выводов VTT — 24, выводов Vss — 273. Зачем так много линий питания?

Дело в том, что базовые элементы цифровой логики (транзисторы) потребляют ток. Первый восьмиразрядный процессор Intel 8086 имел 29 000 транзисторов. Сейчас Pentium 4 на ядре Prescott насчитывает примерно 125 миллионов транзисторов. И эти миллионы микропереключателей надо обеспечить током. Небольшим, в доли микроампера. Но каждый. В итоге получается, что суммарный ток потребления процессора составляет десятки ампер. Например, максимальный потребляемый кристал-лом ток IСС для Pentium 4 Prescott равен 119 А. Существует мнемоническое правило для расчета минимального числа выводов питания микросхем: «один ампер на один вывод». Однако в такой микросхеме, как процессор, действует еще целый ряд факторов, ведущих к росту числа выводов питания: многослойная архитектура кристалла, борьба с наводками и прочие. Поэтому применительно к современным процессорам можно сформулировать правило: «четыре вывода питания на один ампер». По крайней мере, процессору Pentium III на ядре Tualatin хватало 77 выводов для тока 23 А, сейчас Pentium 4 на ядре Prescott имеет 523 вывода для тока 119 А.

Дальнейшая тенденция очевидна: с расширением разрядности ядра до 64 бит, с внедрением новых архитектур (особенно двухъядерных) и повышением рабочих частот будет расти число выводов процессора. Промежуточный рекорд AMD Athlon 64 с его Socket 939 недолговечен, на подходе новые рекордсмены по числу выводов.

Крошка-сын к отцу пришел,
и спросила кроха:
— Что такое Vcc, Vee, Vdd, Vss…
и что их так много?

Каждый человек увлекающийся электроникой сталкивается с материалами иностранного происхождения. И будь то схема электронного устройства или спецификация на чип, там могут встречаться множество различных обозначений цепей питания, которые вполне могут ввести в замешательство начинающего или незнакомого с этой темой радиолюбителя. В интернете достаточно информации чтобы внести ясность в этот вопрос. Далее кратко изложено то что было найдено о происхождении обозначений и их применении.

VCC, VEE, VDD, VSS — откуда такие обозначения? Обозначения цепей питания проистекают из области анализа схем на транзисторах, где, обычно, рассматривается схема с транзистором и резисторами подключенными к нему. Напряжение (относительно земли) на коллекторе (collector), эмиттере (emitter) и базе (base) обозначают VC, VE и VB. Резисторы подключенные к выводам транзистора обозначим RC, RE и RB. Напряжение на дальних (от транзистора) выводах резисторов часто обозначают VCC, VEE и VBB. На практике, например для NPN транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, VCC соответствуют плюсу, а VEE минусу источника питания. Соответственно для PNP транзисторов будет наоборот.
Аналогичные рассуждения для полевых транзисторов N-типа и схемы с общим истоком дают объяснение обозначений VDD и VSS (D — drain, сток; S — source, исток): VDD — плюс, VSS — минус.
Обозначения напряжений на выводах вакуумных ламп могут быть следующие: VP (plate, anode), VK (cathode, именно K, не C), VG (grid, сетка).

Как написано выше, Vcc и Vee используются для схем на биполярных транзисторах (VCC — плюс, VEE — минус), а Vdd и Vss для схем на полевых транзисторах (VDD — плюс, VSS — минус). Такое обозначение не совсем корректно, так как микросхемы состоят из комплементарных пар транзисторов. Например, у КМОП микросхем, плюс подключен к P-FET истокам, а минус к N-FET истокам. Тем не менее, это традиционное устоявшее обозначение для цепей питания независимо от типа проводимости используемых транзисторов.
Для схем с двух полярным питанием VCC и VDD могут интерпретироваться как наибольшее положительное, а VEE и VSS как самое отрицательное напряжение в схеме относительно земли.
Для микросхем питающихся от одного или нескольких источников одной полярности минус часто обозначают GND (земля). Земля может быть разной, например, сигнальная, соединение с корпусом, заземление.

Вот перечень некоторых обозначений (далеко не полный).

Как видно, часто обозначения образуются путём добавления слова, одной или нескольких букв (возможно цифр), которые соответствуют буквам в слове отражающем функцию цепи (например, как Vref).
Иногда обозначения Vcc и Vdd могут присутствовать у одной микросхемы (или устройства), тогда это может быть, например, преобразователь напряжения. Так же это может быть признаком двойного питания. В таком случае, обычно, Vcc соответствует питанию силовой или периферийной части, Vdd питанию цифровой части (обычно Vcc>=Vdd), а минус питания может быть обозначен Vss.
Совмещение в современных микросхемах различных технологий, традиции, или какие-то другие причины, привели к тому, что нет чёткого критерия для выбора того или иного обозначения. Поэтому бывает, что обозначения «смешивают», например, используют VCC вместе с VSS или VDD вместе с VEE, но смысл, обычно, сохраняется — VCC > VSS, VDD > VEE. Например, практически повсеместно, можно встретить в спецификации на микросхемы серии 74HC (HC = High speed CMOS), 74LVC и др., обозначение питания как Vcc. Т.е. в спецификации на CMOS (КМОП) микросхемы используется обозначение для схем на биполярных транзисторах.
Текстов какого либо стандарта (ANSI, IEEE) по этой теме найти не удалось. Именно поэтому в тексте встречаются слова «может быть», «иногда», «обычно» и подобные. Несмотря на это, приведённой информации вполне достаточно, чтобы чуть лучше ориентироваться в иностранных материалах по электронике.

Кристалл процессора Core i7 (Nehalem) с другими компонентами системы (северным мостом X58 и модулями памяти DDR3) связывают два внутренних архитектурных блока: интерфейсный блок QuickPath Interconnect (QPI), формирующий на выходе последовательный системный интерфейс для связи с чипсетом (и другими процессорами в многопроцессорных вариантах), и интегрированный в процессор трехканальный контроллер памяти Integrated Memory Controller (IMC), формирующий на выходе интерфейсы для связи с модулями памяти. Кроме того, процессор поддерживает достаточно большое число внешних служебных связей, необходимых выполнения функций управления, контроля, энергосбережения и т. п.

Ввиду того, что Core i7 относятся к новому поколению процессоров, использующему микроархитектуру Nehalem, следует напомнить об основных характерных особенностях его построения:

- врождённая четырёхъядерная архитектура строения, единый процессорный кристалл включает четыре ядра с 256-килобайтным L2 кэшем и общий разделяемый L3 кэш;

- замена процессорной шины Quad Pumped Bus новым последовательным интерфейсом QuickPath с топологией точка-точка, который может использоваться не только для соединения процессора и чипсета, но и для связи процессоров между собой;

- встроенный в процессор контроллер памяти, поддерживающий трёхканальную DDR3 SDRAM, при этом каждый канал способен работать с двумя небуферизованными модулями DIMM;

- поддержка технологии SMT (Simultaneous multithreading), аналогичную памятной технологии Hyper-Threading (благодаря ей каждое ядро Core i7 может исполнять два вычислительных потока одновременно, в результате чего процессор представляется в операционной системе восемью ядрами);

- разделяемый кэш третьего уровня общим объёмом 8 Мбайт;

- встроенный микроконтроллер PCU, независимо управляющий напряжением и частотой каждого из ядер, обладающий возможностями автоматического разгона отдельных ядер при сниженной нагрузке на другие ядра;
- поддержку нового набора инструкций SSE4.2;

- Core i7 производится по технологии с нормами производства 45 нм, состоит из 731 млн. транзисторов и имеет площадь ядра 263 кв.мм.

Микроархитектурные улучшения, сделанные в глубине ядра, не несут в себе революционных изменений в ядре, а в основном обуславливаются оптимизацией давно существующей микроархитектуры Core под работу с технологией SMT. Основные же новации, приходящие в настольные системы вместе с процессорами Core i7, касаются платформы в целом.

Процессоры Core i7 отличаются от своих предшественников поколения Core 2 не только с точки зрения внутреннего содержания, но и снаружи. Так, новые процессоры используют разъём LGA1366, существенно превосходящий по числу контактов и габаритам привычный LGA775. Появление в процессоре новых компонентов изменило и номенклатуру внешних контактов и сигналов (табл. 1)

Увеличение числа контактов обусловлено появлением в процессоре трёхканального контроллера памяти, в то время как ранее в интеловских системах он размещался в северном мосте набора логики.
Поскольку процессоры Core i7 используют совершенно новый интерфейс для связи с северным мостом, они нуждаются в специализированном чипсете (Intel X58 Express). Cеверный мост оборудован и контроллером интерфейса QPI, посредством которого он соединяется с процессором, а также снабжён поддержкой шины DMI, которая традиционно используется в интеловских чипсетах для связи между мостами.

Наименование

Тип

Описание

Дифференциальный сигнал синхронизации (на процессор)

Дифференциальный сигнал синхронизации (на ITP)

Указывает, что в системе обнаружена катастрофическая ошибка (исключение «machine check»), и она не может продолжать работу. Процессор определяет это как неисправимую ошибку машины и другие неисправимые ошибки. Поскольку это контакт входа/выхода (I/O), внешним агентам тоже разрешено выдавать эти сигналы, приводящие к обработке процессором особой ситуации при проверке машины.

Компенсация импеданса, должна быть терминирована на системной плате с использованием прецизионного постоянного резистора.

Должен быть терминирован на системной плате с использованием прецизионного (постоянного) резистора.

QPI_DRX_DN [19:0] и QPI_DRX_DP [19:0]

20 дифференциальных линии для получения данных в QPI порт. (16 бит отводится для передачи данных, две линии зарезервированы для передачи служебных сигналов и еще две - для передачи кодов коррекции ошибок CRC).

QPI_DTX_DN[19:0] и QPI_DTX_DP[19:0]

20 дифференциальных линии для выдачи данных из QPI порта. (16 бит отводится для передачи данных, две линии зарезервированы для передачи служебных сигналов и еще две - для передачи кодов коррекции ошибок CRC).

Должен быть терминирован на системной плате с использованием прецизионного (постоянного) резистора.

Опорное напряжение для DDR3

Определяют банк который предназначен для текущей команды Активации, Чтения, Записи, или команды Предвыборки.

Разрешение синхронизации банка или режим энергосбережения

Дифференциальные тактовые сигналы для модулей DIMM. Команды и сигналы управления действительны по нарастающему фронту импульсов.

Каждый сигнал выбирает один канал как цель команды и адреса.

DDR _DQ [63:0] биты шины данных DDR3.

Дифференциальные пары стробов данных (x8). Дифференциальные стробы запирают данные для каждого байта DRAM (каждый строб определяет свой байт). В зависимости от подключения DRAM - x4 или x8 используется различное число стробов.

Мультиплексированная шина адреса. По этим линиям передается адрес строки при чтении или записи, и адрес столбца. Кроме того эти линии используется для установки параметров в регистрах конфигурации DRAM.

Обеспечивает различные комбинации сопротивления терминации в активных и неактивных модулях DIMM, когда данные прочитаны или записаны.

Строб адреса строки

Сброс DRAM. Активен низким уровнем. Удерживается на низком уровне при включении питания и на высоком - при самореинициализации, иначе управление выполняется регистром конфигурации.

Текущий смысл зависит от VRD11.1

Наименование

Тип

Описание

PECI (Platform Environment Control Interface –интерфейс управления средой платформы) – последовательный служебный интерфейс к процессору.

используется, прежде всего, для управления тепловым режимом, системой питания и для контроля ошибок. Подробнее об электрических спецификациях, протоколах и функциях PECI можно найти в документе Platform Environment Control Interface Specification.

процессорный выход, используемый средствами отладки.

используется средствами отладки, чтобы запросить операции отладки на процессоре.

TCK (Test Clock) - обеспечивает синхронизацию ввода/вывода для встроенной диагностической аппаратуры – порта ТАР (Test Access Port – порт доступа к средствам тестирования).

TDI (Test Data In) - обеспечивает передачу входной последовательности для порта ТАР согласно спецификации JTAG.

TDO (Test Data Out) - обеспечивает передачу выходной последовательности для порта ТАР согласно спецификации JTAG.

Для правильной работы процессора TESTLOW должен быть подключен к земле через резистор.

TMS (Test Mode Select – выбор режима тестирования) является специальным сигналом интерфейса JTAG, формируемым специальной отладочной аппаратурой для порта ТАР.

Питание для ядра процессора.

VCC_SENSE и VSS_SENSE обеспечивают изолированное, низкоимпедансное подключение ядра процессора к напряжению питания и земле. Они могут быть использованы для обнаружения или измерения напряжения на кристалле процессора.

VCCPLL – отдельное питание PLL.

Наименование

Тип

Описание

VDDPWRGOOD – входной сигнал, указывающий, что напряжение питания VDDQ - нормальное и соответствует его спецификациям. Этот сигнал должен монотонно перейти к высокому уровню.

VID [7:0] (идентификатор напряжения) – эти выходные сигналы используются, чтобы поддержки автоматического выбора напряжения питания источника (VCC). Напряжение для формирования этих сигналов должно быть подано до момента включения VR источника Vcc процессора. И наоборот, выход VR должен быть заблокирован до поставки напряжения для сигналов VID. Сигналы VID необходимы для поддержки процессов изменения напряжения.VR должен обеспечивать напряжение или отключиться самостоятельно.

VID6 и VID7 должны быть связаны с Vss через резисторы 1 кОм

(эти значения защелкиваются по переднему фронту сигнала VTTPWRGOOD).

MSID [2:0] - MSID [2:0] используется для указания платформе, что процессор поддерживает специфический TDP. Процессор только тогда будет использован, если MSID [2:0] контакты будут подключены к соответствующим схемам управления на платформе (см. табл. 2-2 для MSID зашифровывания). Кроме того, MSID защищает платформу, предотвращая использование мощных процессоров в платформе, разработанной для менее мощных процессоров.

CSC [2:0] - текущие биты конфигурации, выходной сигнал для регулирования использования ISENSE. Это значение блокируется на верхнем значении VTTPWRGOOD.

Напряжение питания для аналоговой части интегрированного контроллера памяти, QPI и общего кэша.

Напряжение питания для цифровой части интегрированного контроллера памяти, QPI и общего кэша.

VTT_VID [2:4] (идентификатор VTTVoltage) используются для поддержания автоматического выбора напряжений электропитания (VTT).

VTT_SENSE и VSS_SENSE_VTT обеспечивают изолированный, низкий импеданс связи с напряжением VTT и «землей» процессора. Они могут использовании для измерения

напряжения на кристалле.

Этот сигнал означает для процессора, что электропитание VTT является устойчивым и в пределах спецификаций. Сигнал имеет низкий уровень напряжения со времени включения электропитания, пока оно не достигло номинального значения указанного в спецификации тогда сигнал должен перейти к высокому уровню.

Для того чтобы любая синхронизируемая схема зафиксировала желаемое состояние, сигналы на входах должны установиться до синхронизирующего перепада за некоторое время, называемое временем установки Tsetup, и удерживаться после него в течение времени удержания Т_HOLD. Значение этих параметров определяется типом и быстродействием синхронизируемой схемы, и в пределе один из них может быть нулевым. Устройство обычно имеет свои буферы данных — двунаправленные приемопередатчики. Эффективность любого сигнального протокола состоит в конечных значениях логических уровней (напряжение, соответствующее логическому "0" и "1") и их дискретности (разности между уровнями логического "0" и "1"). Если на первый параметр влияет технология изготовления кристалла, то от второго параметра напрямую зависит быстродействие. Уменьшая напряжение логических уровней, мы добиваемся уменьшения потребляемой и рассеиваемой мощности. Уменьшая второй параметр, мы уменьшаем время, требуемое на переключение транзистора - следовательно, увеличиваем быстродействие. Разделение сигналов на группы по логическим уровням способствует уменьшению влияния электромагнитной интерференции и повышению эффективности протокола.

Использование дифференциального протокола направлено на уменьшение задержек, связанных со временем переключения транзистора между активными логическими уровнями: переключение между уровнями логического "0" и "1" происходит не по достижении конечного значения напряжения, а несколько ранее. Ввод линии опорного напряжения помогает осуществлять прецизионный контроль за возможными амплитудными девиациями протокола. Например, при использовании линии опорного напряжения 1,4В, уровень логической "1" соответствует промежутку 1,2-1,0В, а уровень логического "0" – 1,6-1,8В. Поэтому значение 1,2 В можно считать "1", а уровень 1,6В - "0", причем реальная логическая дискретность теперь составляет всего-навсего 0,4 В. Контрольным порогом срабатывания является точка пересечения реального и дополняющего сигналов (V_X - cross-point), уровень которой составляет 50% от разности уровня опорного напряжения и порога переключения между активными уровнями, оговоренных сигнальным протоколом. Данная псевдо-дифференциальная схема позволяет не только компенсировать задержки на переключение, но и значительно снизить влияние электромагнитной интерференции за счет уменьшения длительности шума коммутации сигнала.

Используя инверсную логику, при передаче нулей микросхема может абсолютно не потреблять ток. Чтобы вывести все единицы, микросхема потребляет требуемое количество тока от собственного текущего состояния, генерируя напряжение, соответствующее низкому уровню. Этот метод терминирования учитывает минимальную типичную рассеиваемую мощность ввода-вывода при передаче случайных логических уровней в/из микросхемы памяти. Сигнальный интерфейс канала приема-передачи также требует терминирующего (V_TERM) и опорного (V_REF) напряжений для согласования протоколов, оба которых могут быть сгенерированы одним-единственным источником - регулятором напряжения (Voltage Generator) системы. Для развязки экранирующих и энергетических зон, как обычно, используются "сглаживающие" емкости больших номиналов - 1 µF и 100 µF , и высокочастотные шунтирующие конденсаторы 100nF. Терминирующие резисторы должны быть согласованы с полным сопротивлением канала (обычно 25 Ом и 50 Ом).

Независимые блоки рекалибровки синхронизации приемо-передатчиков, содержащие последовательные цепи обратной связи, постоянно отслеживают различные факторы девиации синхросигнала, "перестраивая" его, и поддерживают режим задержки "линковки" приемных (RX) и передающих (TX) каналов с интервалом, менее чем 5 нс.

Строго однонаправленное соединение по топологии типа "точка-точка", передающие множественные биты, применение действительно реальной дифференциальной логики, где используется два вывода для приемника и передатчика на один сигнал. Независимые источники передающих (CFM-аналог) и приемных (CTM-аналог) синхросигналов не обязательно должны генерировать строго одинаковые синхроимпульсы, однако они должны использовать как можно меньший временной "разброс". Терминирование, ставшее обязательным в современных ВЧ-линиях, в данном случае имеет внутреннюю программируемую реализацию посредством ранее упомянутого внешнего опорного резистора.

Gunning Transeiver Logic – это технология низковольтной высокочастотной системной шины, разработанная фирмой Intel еще для процессоров серии Pentium. Улучшенная версия GTL для процессоров Pentium II получила название GTL+. Дальнейшие усовершенствования привели к появлению спецификации AGTL+, предназначенной для процессоров Pentium III/4 и далее. Все варианты шины полностью совместимы между собой. Все проводники системной шины замкнуты c обоих концов на резисторы, играющие роль терминаторов. Логической единице на шине соответствует уровень 1,5 Вольта, низкий уровень выходного напряжения не должен превышать 0,6 Вольта. При обмене данными процессор генерирует сигнал Reference, составляющий примерно 2/3 от уровня логической единицы на шине, который инициирует передачу (прием) данных в соответствующие буфера. Такой же сигнал могут инициировать другие устройства подключенные к системной шине. При этом гарантируется одновременное поступление данных, независимо от длины проводников. Такое решение позволило значительно упростить топологию системной платы. Уменьшилось влияние конденсаторной емкости проводников, наведенной электромагнитной индукции. Стала возможной надежная работа шины на частотах от 150 МГц и значительно выше. Схемы передатчиков сигналов этого интерфейса имеют выходы типа «открытый коллектор», а входные цепи приемников являются дифференциальными, сигнал воспринимается относительно опорного уровня на входе VREF.

Переход на современные сигнальные протоколы сопряжен с большими проблемами технологического характера. Пониженное напряжение питания означает переход на другую норму производства кристаллов, необходима специализированная аппаратура для контроля над операциями, осциллографы для снятия тайминговых характеристик новых чипов и специальные имитаторы критических условий.

В табл. 2 сигналы процессора Core i7 сгруппированы по типом выполняемых функций, технологий и спецификаций. Буферный тип указывает технологии которая используется для передачи сигналов. Есть некоторые сигналы, которые не имеют ODT и должны быть терминированы на плате. Сигналы, которые имеют ODT, перечислены в табл. 3.

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.

Попадалось множество принципиальных электрических схем, на устройствах, подключаемых к компьютеру, где Vcc и Vdd взаимозаменяемы.

Знаю, что Vcc и Vdd используются для положительного напряжения, а Vss и Vee для обозначения общей линии (земли), но в чем разница между каждыми из двух вариантов в парах?
Означают ли знаки C, D, S и E что-либо?

И в дополнение: почему Vdd а не просто Vd ?

7,537 4 4 золотых знака 25 25 серебряных знаков 55 55 бронзовых знаков Данный вопрос следует закрыть, потому что он не соответствует тематике сайта Stack Overflow на русском.

Vcc, Vee, Vdd, Vss - откуда такие обозначения?

Обозначения цепей питания проистекают из области анализа схем на транзисторах, где, обычно, рассматривается схема с транзистором и резисторами подключенными к нему. Напряжение (относительно земли) на коллекторе (collector), эмиттере (emitter) и базе (base) обозначают Vc, Ve и Vb. Резисторы подключенные к выводам транзистора обозначим Rc, Re и Rb. Напряжение на дальних (от транзистора) выводах резисторов часто обозначают Vcc, Vee и Vbb.

На практике, например для NPN транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, Vcc соответствуют плюсу, а Vee минусу источника питания. Соответственно для PNP транзисторов будет наоборот. Аналогичные рассуждения для полевых транзисторов N-типа и схемы с общим истоком дают объяснение обозначений Vdd и Vss (D — drain, сток; S — source, исток): Vdd — плюс, Vss — минус.

Обозначения напряжений на выводах вакуумных ламп могут быть следующие: Vp (plate, anode), Vk (cathode, именно K, не C), Vg (grid, сетка).

Как написано выше, Vcc и Vee используются для схем на биполярных транзисторах (Vcc - плюс, Vee — минус), а Vdd и Vss для схем на полевых транзисторах (Vdd - плюс, Vss — минус). Такое обозначение не совсем корректно, так как микросхемы состоят из комплементарных пар транзисторов. Например, у КМОП микросхем, плюс подключен к P-FET истокам, а минус к N-FET истокам. Тем не менее, это традиционное устоявшее обозначение для цепей питания независимо от типа проводимости используемых транзисторов. Для схем с двух полярным питанием Vcc и Vdd могут интерпретироваться как наибольшее положительное, а Vee и Vss как самое отрицательное напряжение в схеме относительно земли.

Для микросхем питающихся от одного или нескольких источников одной полярности минус часто обозначают GND (земля). Земля может быть разной, например, сигнальная, соединение с корпусом, заземление.

Не знаю разрешено ли указывать сторонние ресурсы, но мне кажется будет нечестным умалчивать автора. РадиоКот

Читайте также: