Корпуса micro-FCPGA и micro-FCPGA2

В корпусе micro-FCPGA (flip chip pin grid array) и micro-FCPGA2 содержится кристалл, расположенный на органической подложке, залитой закрепляющим эпоксидным материалом. Корпус mtcro-FCPGA2 содержит распределитель тепловой энергии (металлическую крышку), рэсположенный поверх кристалла для защиты кристалла от механических повреждений и лучшего рассеиваний тепла, В корпусе micro-FCPGA используется 478 контактных выводов длиной 2,03мм и диаметром 032 мм. В отличие от micro-PGA2, в корпусах micro-FCPGA И micro-FCPGA2 нет платы-переходника, а в нижней части корпуса размещены конденсаторы. Несмотря на то что в корпусе 478 контактных выводов, для процессорного разьема допускается применение 479 выводов.

На рис. 4.12 показан процессор Pentium Ш в корпусе micro-FCPGA. Обратите внимание, что мобильные процессоры Celeron, Pentium 4 и Pentium М имеют аналогичные корпуса и выглядят практически одинаково.

Рис. 4.12. Процессор Pentium III в корпусе micro-FCPGA (мобильные процессоры Celeron. Pentium 4 и Pentium М выглядят аналогичным образом)

В корпусе micro-FCPGA поставляются мобильные версии процессоров Pentium III, Pentium 4 и Pentium М. Хотя вес эти процессоры устанавливаются в одинаковый разъем micro-479 (рис. 4.13), разные процессоры не совместимы между собой по контактам. Другими словами, если система содержит процессор Pentium III, устанавливать в системную плату процессоры Pentium 4 или Pentium М нельзя, хотя они физически и подойдут для инсталляции в разъем.

Практически все современные мобильные процессоры поставляются в корпусах micro-FCBGA или micro-FCPGA. Основная причина использования этих видов корпуса - их стоимость. В этих корпусах с "перевернутым процессором" ядро процессора находится на подложке и крепится к нему небольшими паяными соединениями по периметру ядра. Это гораздо дешевле, чем использовать корпус PGA, в котором кристалл процессора вставляется в углубление в нижней части корпуса и контакты фактически прошиваются с помощью очень дорогого процесса пайки золотых проводов. Кроме того, для работы с ядром процессора, температура нагрева которого весьма высока, требуется применять керамическую подложку. Для защиты от повреждений кристалл снабжается металлической крышкой. Сборка корпуса PGA - сложный процесс, в котором задействовано множество компонентов.

Рис. 4.13. Разъем micro-479 PGA для мобильных процессоров Celeron, Pentium III, Pentium 4 и Pentium M в корпусе micro-FCPGA

Корпус с перевернутым кристаллом намного проще в проектировании, сборке и охлаждении, а также отличается более низкой ценой. Кристалл расположен в верхней части корпуса, поэтому тепло от процессора передается непосредственно на радиатор, а не на подложку. Пайки проводов не требуется, так как паяные соединения обеспечивают к1>епление кристалла непосредственно с подложкой. С помощью эпоксидного материала ядро закрепляется на подложке, поэтому в металлической крышке нет необходимости. Все современные настольные и мобильные процессоры компании Intel и AMD выпускаются в корпусе с перевернутым кристаллом, позволяющем значительно сократить стоимость производства процессоров.

Свойства процессора

По мере появления новых процессоров их архитектура дополняется все новыми и новыми возможностями, которые позволяют повысить не только эффективность выполнения тех или иных приложений, но и надежность центрального процессора в целом. В этом разделе кратко описаны различные технологии, включая режим управления системой, су перекал я рное выполнение, технологии ММХи SSE.

Режим SMM

Задавшись целью создания все более быстрых и мощных процессоров для портативных компьютеров, Intel разработала схему управления питанием. Эта схема позволяет процессорам экономно использовать энергию батареи, тем самым продлевая срок ее службы. Такая возможность впервые была реализована в процессоре 486SL, который является усовершенствованной версией процессора 486DX. Впоследствии, когда возможности управления питанием стали более универсальными, их начали встраивать в Pentium и во все процессоры более поздних поколений. Система управления питанием процессоров называется SMM (System Management Mode - режим управления системой).

Будучи физически и нтегр про ванной в процессор, SMM функционирует независимо. Благодаря этому она может управлять потреблением мощности, в зависимости ог уровня активности процессора. Это позволяет пользователю определять интервалы времени, по истечении которых процессор будет частично или полностью выключен. Данная схема также поддерживает возможность приостановки/возобновления, которая позволяет мгновенно включать и отключать мощность, что обычно используется в портативных компьютерах. Соответствующие параметры устанавливаются в BIOS.

Суперскалярное выполнение

В процессорах Pentium пятого и последующих поколений встроен ряд внутренних конвейеров, которые могут выполнять несколько команд одновременно. Процессор 486 и все предшествующие в течение определенного отрезка времени могли выполнять только одну команду. Технология одновременного выполнения нескольких команд называется суперскалярной. Благодаря использованию данной технологии и обеспечивается дополнительная эффективность по сравнению с процессором 486.

Суперскалярная архитектура обычно ассоциируется с микросхемами RISC (Reduced Instruction Set Computer - компьютер с упрощенной системой команд). Процессор Pentium - одна из первых микросхем CISC (Complex Instruction Set Computer - компьютер со сложной системой команд), в которой применяется суперскалярная технология, реализованная во всех процессорах пятого и последующих поколений.

Рассмотрим на примере установки электрической лампочки инструкции CISC.

1.Возьмите электрическую лампочку.

2.Вставьте ее в патрон.

3.Вращайте до отказа.

И аналогичный пример в виде инструкций RISC.

1.Поднесите руку к лампочке.

2.Возьмите лампочку.

3.Поднимите руку к патрону.

4.Вставьте лампочку в патрон.

5.Поверните ее.

6.Лампочка поворачивается в патроне? Если да, то перейти к п. 5.

7.Конец.

Многие инструкции RISC довольно просты, поэтому для выполнения какой-либо операции потребуется больше таких инструкций. Их основное преимущество состоит в том, что процессор осуществляет меньше операций, а это, как правило, сокращает время выполнения отдельных команд и соответственно всей задачи (программы). Можно долго спорить о том, что же в действительности лучше - RISC или CISC, хотя, по правде говоря, такого понятия, как "чистая" микросхема RISC или CISC, не существует. Подобная классификация не более чем вопрос терминологии.

Процессоры Intel и совместимые с ними можно определить как микросхемы CISC. Несмотря на это, процессоры пятого и шестого поколения обладают различными атрибутами RISC и разбивают во время работы команды CISC на более простые инструкции RISC.

Технология ММХ

В зависимости от контекста, ММХ может означать multi-media extensions (мультимедийные расширения) или matrix math extensions (матричные математические расширения). Технология ММХ использовалась в старших моделях процессоров Pentium пятого поколения в качестве расширения, благодаря которому ускоряется компрессия/декомпрессия видеоданных, манипулирование изображением, шифрование и выполнение ввода-вывода, т.е. почти все операции, используемые во многих современных программах.

В архитектуре процессоров ММХ есть два основных усовершенствования. Первое, фундаментальное, состоит в том, что все микросхемы ММХ имеют больший внутренний встроенный кэш, чем их собратья, не использующие эту технологию. Это повышает эффективность