Технические характеристики процессоров

Изучение истории появления, назначения и основных составляющих процессоров - вычислительных устройств, состоящих из транзисторов. Анализ современной микропроцессорной технологии фирмы Intel. Развитие семейства K-6. Советы по выбору процессора Intel и AMD.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 21.11.2010
Размер файла 2,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Бывают случаи, когда разогнанный процессор сгорает. Иногда при этом портится и материнская плата. В основном, это объясняется использованием недостаточно качественных комплектующих при сборке системы. В любом случае, в деле overclocking'а (как, впрочем, и везде ) стоит руководствоваться здравым смыслом и не пытаться получить тройное увеличение производительности. Тем более, когда дело не в скорости процессора.

Действительно ли при разгоне может «полететь» вся информация на жестком диске?

Некоторые модели IDE-дисков, поддерживающие UltraDMA, чувствительны к частоте шины PCI и при выставлении нестандартных частот иногда возможна потеря данных. При этом сам жесткий диск как правило остается работоспособным, однако, в некоторых случаях, могут "отправиться к праотцам" сервометки, после чего винчестер будет проще выбросить, чем пытаться это исправить (к счастью, вероятность этого не велика). Справиться с этим обычно можно изменением режима работы винчестера (например, заставив его работать исключительно в PIO mode).

Пути разгона, имеющиеся на сегодняшний день.

Два метода overclocking'а - это увеличение коэффициента умножения и повышение тактовой частоты шины. Цель всего этого одна - заставить процессор работать на большей внутренней частоте, чем ему было назначено производителем. Для процессоров Intel шестого поколения первый способ практически неприменим (кроме ранних моделей, но об этом ниже), все идет к тому, что и второй будет скоро недоступен. Будет или нет - поживем, увидим, а на данный момент остается только повышать частоту (с увеличением напряжения питания или без). В случае с AMD все по-другому. В процессорах Athlon и Duron на данный момент отсутствует жесткое ограничение множителя, но зато повышение частоты шины практически невозможно - используется Alpha EV6 bus, в которой данные передаются по двум фронтам сигнала, т. е. при фактической частоте 100 Мгц шина работает как бы на 200. Вся эта система очень сложна и превышение частотных параметров более чем на 5 Мгц зачастую влечет нарушение ее работы.

Что такое "зафиксированный коэффициент умножения"?

Внутренняя частота, на которой работает процессор, определяется так: частота системной шины умножается на коэффициент. Например, множитель для Celeron 400 равен 6 (6*66~400). Если раньше можно было разгонять частоту CPU повышением множителя, то теперь этой возможнсти у нас нет. Из старых процессоров умножитель закрыт у некоторых партий Pentium 120 и 133. У всех новых Pentium II коэффицент стал ограниченным сверху (т.е., например, для Pentium II 266 возможны коэффиценты до 4 включительно, но не выше). 100% заблокированы умножения у SL2W8 300 Mhz PII OEM и SL2W7 266 Mhz PII OEM. Разблокировать нельзя никак, даже с ABIT BH-6 и B21. Начиная с Celeron, все процессоры Intel выходят с жестко зафиксированным коэффициентом (при этом игнорируется значение, выставленное на материнской плате). Это также в какой-то мере препятствует и разгону по шине, т.к. нельзя, например, на том же Celeron 400 выставить режим 5*100=500 MГц (что дало бы хороший прирост быстродействия практически безболезненно для процессора). Это пока не касается процессоров AMD, в которых он зафиксирован, но может быть изменен оверклокером. Правда тут есть одно но - если это новый процессор из пробных партий, там обычно ещё не фиксируется коэффициент. Да и разгоняются такие процессоры куда лучше своих более поздних серийных собратьев.

Как можно понизить температуру "железа" при разгоне?

Есть немало способов сделать это - от снятия крышки корпуса до установки системы охлаждения на жидком азоте :). Но я перечислю наиболее доступные:

· В первую очередь, нужно проверить вентилятор процессора. Возможно, в радиатор набилась пыль, а кулер шумит, как трактор, и издает странное постукивание - тогда просто необходимо принять меры, вне зависимости от того, будете ли вы разгонять свою систему или нет. Если все вышеперечисленное - правда, то снимите радиатор вместе с кулером (в большинстве случаев он крепится к разъему CPU, если это Socket, если Slot - к процессорному картриджу). Желательно снять вентилятор (для слота - крайне не рекомендуется!) и очистить его от пыли и мусора. То же самое следует проделать с радиатором. Удалите остатки старой термопасты с кристалла и радиатора, новую наносить нужно тонким слоем, чтобы она не растекалась. Затем соберите все в первоначальное состояние. Естественно, действовать нужно осторожно, не прилагая чрезмерных усилий.

· Такую же операцию не помешает провести и с вентилятором блока питания, а также с кулером видеокарты (если таковой имеется).

· В вашу обычную практику должна войти удаление пыли из корпуса хотя бы раз в два месяца. Особенно много ее скапливается в блоке питания, это плохо влияет на теплоотвод, так что иногда нужно и туда заглядывать.

· Практически бесплатно можно достать software-cooler для своего CPU - это поможет понизить t процессора на несколько градусов.

Это, так сказать, общие меры.

· Радикально поможет установка мощного радиатора и кулера, но придется потратится. При выборе cooling device нужно смотреть на количество ребер и размер радиатора (лучший вариант - игольчатый), на диаметр вентилятора. Естественно, хороший кулер не должен издавать слишком громкого шума и вибрировать.

· Еще нужно учесть такую вещь, как свободное место в корпусе PC - некоторые особо монстроидальные устройства могут упереться в блок питания или еще во что-нибудь.

· Для процессоров AMD Duron и Thunderbird в "новых" корпусах Socket462 охлаждающее устройство нужно выбирать ОСОБЕННО осторожно, т.к. известны случаи механического повреждения кристалла из-за слишком большого усилия зажима крепления радиатора.

Ну и совсем недешевое решение проблемы - установка водяного охлаждения. Это уже экзотика - наверное, проще купить более мощный процессор за эти деньги :)

Влияет ли тип корпуса - AT или ATX - на эффективность разгона?

В целом, да. В корпусах ATX более продуманное расположение блока питания, что позволяет понизить температуру внутри корпуса. Кроме того, на многих системных платах предусмотрена возможность автоматического выключения в случае выхода из нормы температурных параметров CPU. Хотя если у вас системный блок стандарта AT, это не значит, что его нужно выбрасывать и покупать ATX - эти преимущества, IMHO, не всегда стоят той суммы, на которую вторые дороже, чем первые.

В целом видны все положительные и отрицательные черты разгона процессора, поэтому не следует приступать к overclocking'у с горяча!!!

9. Системы охлаждения процессора

Ни для кого не секрет, что высокопроизводительные процессоры сильно нагреваются при работе, иными словами -- рассеивают большую тепловую мощность. И без дополнительных средств охлаждения быстродействующее «кремниевое сердце» современного компьютера обойтись уже не может. Проблема обеспечения оптимальной рабочей температуры процессора в последние годы начинает проявлять себя в полный рост, становясь самым настоящим краеугольным камнем на пути к созданию надежной, эргономичной и высокопроизводительной компьютерной системы. Общепризнанным и наиболее распространенным средством охлаждения процессора являются на сегодня так называемые кулеры (или, говоря по научному -- теплообменные аппараты принудительного воздушного охлаждения). В общем случае они являются сочетанием металлической оребренной пластины (радиатора) и воздушного насоса (вентилятора), и служат для поддержания рабочей температуры процессора в пределах допустимых нормативов, обеспечивая его правильное и надежн! ое функционирование. Что ж, давайте рассмотрим эти устройства поподробнее.

9.1 Радиаторы

По своей сути радиатор является устройством, существенно облегчающим теплообмен процессора с окружающей средой. Площадь поверхности процессорного кристалла чрезвычайно мала (на сегодня не превышает нескольких квадратных сантиметров) и недостаточна для сколько-нибудь эффективного отвода тепловой мощности, измеряемой десятками ватт. Благодаря своей оребренной поверхности, радиатор, будучи установленным на процессоре, в сотни и даже тысячи раз увеличивает площадь его теплового контакта с окружающей средой, способствуя тем самым усилению интенсивности теплообмена и кардинальному снижению рабочей температуры.

Фундаментальной технической характеристикой радиатора является термическое сопротивление относительно поверхности процессорного кристалла -- величина, позволяющая оценить его эффективность в качестве охлаждающего устройства.

Термическое сопротивление выражается простым соотношением:

Rt = (Tc -- Ta)/Ph, где

Rt -- термическое сопротивление радиатора, Tc -- температура поверхности процессорного кристалла, Ta -- температура окружающей среды, Ph -- тепловая мощность, рассеиваемая процессором.

Измеряется термическое сопротивление соответственно в °С/Вт. Оно показывает, насколько увеличится температура процессорного кристалла относительно температуры в компьютерном корпусе при отводе определенной тепловой мощности через данный конкретный радиатор, установленный на процессоре.

Для примера возьмем платформу VIA Eden. Типичное термическое сопротивление процессорного радиатора составляет здесь 6°С/Вт, типичная тепловая мощность процессора равняется 3 Вт, а типичная температура внутри системного блока лежит в пределах 50°C. Перемножив значения термического сопротивления радиатора и тепловой мощности процессора, мы получим 18°C. Теперь мы знаем, что температура поверхности процессорного кристалла будет превышать температуру в системном блоке на 18°C и будет держаться соответственно на уровне 68°C. В принципе, такая температура вполне соответствует «медицинским» нормативам на процессоры VIA Eden ESP, и поводов для беспокойства за его здоровье у нас нет.

Теперь давайте посмотрим другой пример. Если нам вдруг вздумается использовать радиатор от VIA Eden ESP, но уже с процессором AMD Athlon XP, тепловая мощность которого составляет порядка 40-60 Вт, то результат будет плачевным: температура процессора достигнет 300°C и более, что привет к его скоропостижной кончине от «теплового удара». Совершенно очевидно, что при такой тепловой мощности нужен радиатор (или предпочтительно -- уже полноценный кулер) с гораздо меньшим термическим сопротивлением, чтобы он смог удержать температуру процессора в пределах безопасных 75-90°C.

Таким образом, для термического сопротивления действует четкий принцип «чем меньше, тем намного лучше». Зная его величину, мы сможем легко оценить целесообразность применения того или иного радиатора (или процессорного кулера в целом, но об этом чуть позднее) в наших конкретных эксплуатационных условиях. И также легко сможем избежать ошибок, которые нередко приводят к катастрофическим последствиям для компьютерной системы и кошелька пользователя.

На практике термическое сопротивление (суть тепловая эффективность) радиатора во многом зависит не только от площади оребренной поверхности, но и от его конструктивных особенностей и технологии изготовления. В настоящее время на рынке представлены пять «архетипов» радиаторов, задействованных в массовом производстве. Позвольте уделить им немного вашего драгоценного внимания.

«Экструзионные» (прессованные) радиаторы. Наиболее дешевые, общепризнанные и самые распространенные на рынке, основной материал, используемый в их производстве -- алюминий. Такие радиаторы изготавливаются методом экструзии (прессования), который позволяет получить достаточно сложный профиль оребренной поверхности и достичь хороших теплоотводящих свойств.

«Складчатые» радиаторы. Отличаются довольно интересным технологическим исполнением: на базовой пластине радиатора пайкой (или с помощью адгезионных теплопроводящих паст) закрепляется тонкая металлическая лента, свернутая в гармошку, складки которой играют роль своеобразной оребренной поверхности. Основные материалы -- алюминий и медь. По сравнению с экструзионными радиаторами, данная технология позволяет получать изделия более компактных размеров, но с такой же тепловой эффективностью (или даже лучшей).

«Кованые» (холоднодеформированные) радиаторы. Для их изготовления используется технология холодного прессования, которая позволяет «ваять» поверхность радиатора не только в форме стандартных прямоугольных ребер, но и в виде стрежней произвольного сечения. Основной материал -- алюминий, но зачастую в основание (подошву) радиатора дополнительно интегрируют медные пластины (для улучшения его теплоотводящих свойств). Технология холодного прессования характеризуется относительно малой производительностью, поэтому «кованые» радиаторы, как правило, дороже «экструзионных» и «складчатых», но далеко не всегда лучше в плане тепловой эффективности.

«Составные» радиаторы. Во многом повторяют методику «складчатых» радиаторов, но обладают вместе с тем весьма существенным отличием: здесь оребренная поверхность формируется уже не лентой-гармошкой, а раздельными тонкими пластинами, закрепленными на подошве радиатора пайкой или стыковой сваркой. Основной используемый материал -- медь. Как правило, «составные» радиаторы характеризуются более высокой тепловой эффективностью, чем «экструзионные» и «складчатые», но это наблюдается только при условии жесткого контроля качества производственных процессов.

«Точеные» радиаторы. На сегодня это самые продвинутые и наиболее дорогие изделия. Они производятся прецизионной механической обработкой монолитных заготовок (обрабатываются на специализированных высокоточных станках с ЧПУ) и отличаются наилучшей тепловой эффективностью. Основные материалы -- алюминий и медь. «Точеным» радиаторам вполне по силам вытеснить с рынка все остальные «архетипы», если себестоимость такой технологии будет снижена до приемлемых значений.

Итак, радиаторы мы рассмотрели, обратимся теперь к вентиляторам.

9.2 Вентиляторы

Как уже было отмечено, современные процессоры испытывают нужду в охлаждающих устройствах с как можно более низким термическим сопротивлением. На сегодня даже самые продвинутые радиаторы не справляются с этой задачей: в условиях естественной конвекции воздуха, т.е. когда скорость движения воздушных масс мала (типичный пример -- марево над асфальтом дорожного полотна в жаркий летний день), «штатной» тепловой эффективности радиаторов оказывается недостаточно для поддержания приемлемой рабочей температуры процессора. Кардинально уменьшить термическое сопротивление радиатора можно только одним способом -- хорошенько его вентилировать (говоря по-научному, создать условия вынужденной конвекции теплоносителя, то бишь воздуха). Как раз для этих целей практически каждый процессорный радиатор и оборудуется вентилятором, который добросовестно продувает его внутреннее межреберное пространство.

На сегодня в процессорных кулерах находят применение в основном осевые (аксиальные) вентиляторы, формирующие воздушный поток в направлении, параллельном оси вращения пропеллера (крыльчатки).

«Ходовая» часть вентилятора может быть построена на подшипнике скольжения (sleeve bearing, наиболее дешевая и недолговечная конструкция), на комбинированном подшипнике -- один подшипник скольжения плюс один подшипник качения (one sleeve -one ball bearing, наиболее распространенная конструкция), и на двух подшипниках качения (two ball bearings, самая дорогая, но в то же время очень надежная и долговечная конструкция). Ну, а электрическая часть вентилятора повсеместно представляет собой миниатюрный электродвигатель постоянного тока.

Как же оценить, насколько хорош (или плох) тот или иной вентилятор? Каковы его технические характеристики и эксплуатационные параметры? Давайте посмотрим!

Во-первых, фундаментальной характеристикой любого вентилятора является его производительность (технический термин -- «расход») -- величина, показывающая объемную скорость воздушного потока. Выражается она в кубических футах в минуту (cubic feet per minute, CFM). Чем больше производительность вентилятора, тем он более эффективно продувает радиатор, уменьшая термическое сопротивление последнего. Типичные значения расхода -- от 10 до 80 CFM.

Во-вторых, очень важной характеристикой вентилятора является скорость вращения крыльчатки (в отечественной практике выражается в об/мин, американская единица измерения -- rotations per minute, RPM). Чем быстрее вращается крыльчатка, тем выше становится производительность вентилятора. Типичные значения скорости -- от 1500 до 7000 об/мин.

Ну и, в-третьих, еще одна важная характеристика вентилятора -- это его типоразмер. Как правило, чем больше габариты вентилятора, тем выше его производительность. Наиболее распространенные типоразмеры -- 60х60х15 мм, 60х60х20 мм, 60х60х25 мм, 70х70х15 мм, 80х80х25 мм.

Что же касается эксплуатационных параметров, то наиболее существенными из них являются уровень шума и срок службы вентилятора.

Уровень шума вентилятора выражается в децибелах и показывает, насколько громким он будет в субъективном восприятии. Значения уровня шума вентиляторов лежат в диапазоне от 20 до 50 дБА. Человеком воспринимаются в качестве тихих только те вентиляторы, уровень шума которых не превышает 30-35 дБА.

Наконец, срок службы вентилятора выражается в тысячах часов и является объективным показателем его надежности и долговечности. На практике срок службы вентиляторов на подшипниках скольжения не превышает 10-15 тыс. часов, а на подшипниках качения -- 40-50 тыс. часов.


Подобные документы

  • История развития фирмы INTEL. Развитие и выпуск процессоров INTEL. Обзор технологии ATOM. Обзор процессоров. Материнская плата Gigabyte GC230D. Ноутбуки на базе процессоров INTEL ATOM. Ноутбук MSI Wind U100-024RU, ASUS Eee 1000H, Acer One AOA 150-Bb.

    курсовая работа [233,0 K], добавлен 24.11.2008

  • История и перспективы развития производства процессоров компьютеров. Основы работы центрального процессора. Характеристика многоядерных процессоров. Ведущие производители: Intel и AMD, их планы по выпуску новых процессоров. Советы по выбору CPU.

    курсовая работа [2,8 M], добавлен 03.11.2011

  • Гнездовой или щелевой разъём центрального процессора для облегчения его установки. Стандартный слот типа Socket. История изменения и характеристики всех сокетов, используемых для установки процессоров Intel. Разработка новых интерфейсов компании Intel.

    реферат [202,4 K], добавлен 01.10.2009

  • Стратегия развития процессоров Intel. Структурная организация современных универсальных микропроцессоров. Особенности многоядерной процессорной микроархитектуры Intel Core, Intel Nehalem, Intel Westmere. Серверные платформы Intel c использованием Xeon.

    реферат [36,5 K], добавлен 07.01.2015

  • История создания и развития компьютерных процессоров Intel. Изучение архитектурного строения процессоров Intel Core, их ядра и кэш-память. Характеристика энергопотребления, производительности и систем управления питанием процессоров модельного рядя Core.

    контрольная работа [7,6 M], добавлен 17.05.2013

  • История Intel, выпуск оперативной памяти для компьютера. Главные особенности построения бренда компании. Модели процессоров, выпускаемые корпорацией Intel. Виды подложек, используемых при производстве микросхем. Краткая история процессоров Pentium.

    реферат [28,8 K], добавлен 13.02.2013

  • История развития центрального процессора. Основные проблемы создания многоядерных процессоров. Проектирование микропроцессорной системы на базе процессора Intel 8080. Разработка принципиальной схемы и блок-схемы алгоритма работы микропроцессорной системы.

    курсовая работа [467,6 K], добавлен 11.05.2014

  • История развития, устройство и назначение центральных процессоров Intel. Особенности архитектуры различных поколений ЦП. Характеристики и общая схема чипсетов материнских плат разных серий. Повышение их функциональности и уровня производительности.

    реферат [121,4 K], добавлен 08.11.2015

  • Управление взаимодействием всех устройств ЭВМ. История создания и развития производства процессора. Структура центрального процессора. Регистры общего назначения. Обозначения популярных моделей процессоров Intel и AMD. Команды центрального процессора.

    реферат [111,2 K], добавлен 25.02.2015

  • Принцип работы ядра процессора, типы архитектур ядер операционных систем. Сокет(Socket), кэш-память, контроллер ОЗУ, северный мост. Внутренняя архитектура процессоров Intel и AMD: расшифровка названий, технологии процессоров, сравнение производительности.

    реферат [214,9 K], добавлен 05.05.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.