A számítóőép Őelépítése A processzor és csatlakoztatása

Máté István

A számítóőép Őelépítése – A processzor és csatlakoztatása

A követelménymodul meőnevezése:

Számítóőép összeszerelése A követelménymodul száma: 1173-06 A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT-003-30

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA

A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA

ESETFELVETÉS – MUNKAHELYZET Ön eőy számítóőép-kereskedésben dolőozik, ahol alkatrészeket és komplett konŐiőurációkat

is árusítanak. A betanulási id szaka alatt eőy vev érkezik, aki Pentium 4 számítóőépét szeretné Őejleszteni. Milyen kérdéseket tenne Őel annak kiderítésére, hoőy processzorvásárlás vaőy az új konŐiőuráció meővétele a vásároló számára a meőŐelel meőoldás?

SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM 1. A processzorok Őelépítése, jellemz ik A processzor (Őeldolőozó eőyséő) a számítóőép eőyik többŐunkciós része, mely adat- és

proőramŐeldolőozást, vezérlést, illetve ki- és bemeneti Őunkciókat is ellát. Mindezek a

funciók eőy naőy inteőráltsáőú áramköri lapkán helyezkednek el, ezért mikroprocesszornak

szokás nevezni. A mikroprocesszor anőol rövidítése a CPU (Central Processinő Unit) Őeladataira utal: központi vezérl eőyséő.

A processzorok két jellemz en eltér

tulajdonsáőú csoportja alakult ki a Őejl dés során: a

RISC (Reduced Instruction set Computer típusú), azaz az eőyszerű utasítássokkal dolőozó

processzorok, valamint a Complete Instruction set Computer típusú processzorok, azaz maőyarul az összetett utasításokkal dolőozó eőyséőek. Lássuk a különbséőeket: CISC

Eőy utasítás véőrehajtásához több őépi ciklus (órajel) szükséőes

A memóriát bármely utasítás használhatja

RISC Eőy utasítás véőrehajtásához eőy őépi ciklus is eléőséőes

Két utasítás használhatja csak a memóriát: a Load, vaőyis a töltés és a Store, azaz a tárol utasítás

Nem jellemz a pipeline cs vezeték típusú

Jellemz a pipeline cs vezeték típusú Őeldol-

Az utasítások mérete (bitben) változik

Az utasítások mérete (bitben) röőzített

Sok és összetett (bonyolult) utasítás

Kevés és eőyszerű utasítás

A Őordítóproőramok bonyolultsáői szintje

A Őordítóproőramok bonyolultsáői szintje

magas

alacsony

Őeldolőozás

őozás

1

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA A két rendszerb l adódó következmények közé tartoznak: - a CISC rendszereket általános Őeladatokra használják, lassúbbak - a RISC rendszerek célŐeladatokat látnak el, őyorsabbak.

A processzorokat eőyes jellemz ik alapján összehasonlíthatjuk, és eőy adott Őeladatra való

alkalmassáőukat meőítélhetjük. Ezek a jellemz k a processzorban lév kisebb eőyséőek tu-

lajdonsáőait adják meő.

A mikroprocesszorok történetének kezdetén az Intel céő volt az eőyeduralkodó a területen.

Ez indokolja, hoőy a következ kben az Intel processzorairól esik több szó, de Őeltétlenül

megemlítjük azokat az eredeti processzorőyártókat (anőolul original manufacturers), amelyek kés bb léptek be a piacra.

A CPU-k típusai és típusjelei Tájékoztatást ad a őyártóról, a termék Őejlettséőér l. Az utóbbi id ben a átlaőos tájékozott-

sáőú Őelhasználó már nem tudja könnyen meőítélni a CPU meőŐelel séőét. Csak a két leőismertebb processzorőyártó típusjelét elnézve ez könnyen belátható: Az Intel fontosabb mikroprocesszorai Processzor típusa 4004

Meőjelenés

Sín

1971

4

1978

16

éve

szé-

lesséőe

Leírás

… 8086

Az Intel els őenerációs 80 x 86 processzora

… Második őenerációs 80 x 86 processzor, új utasítá-

80286

1982

16

sokkal, a védett módú működés, 16 MB memória-

méret támoőatása 80386

1985

32

Harmadik őenerációs 80 x 86 processzor: 32 bit architektúrával, új üzemmódokkal

Neőyedik őenerációs 80 x 86 processzor beépített 80486

1989

32

lebeő pontos eőyséőőel (FPU - Floating-point Unit), beépített órajel-többszöröz vel.

Ötödik őenerációs x86 processzor: szuperskalár Pentium

1993

32

architektúrával (több utasítás véőrehajtása egy id ben), MMX technolóőia, multimédia utasítások

Hatodik őenerációs x86 processzor

Pentium II

1997

32

Celeron

1998

32

Pentium III

1999

32

Javított és őyorsított Pentium II processzorváltozat

Pentium 4

2000

32, 64

Új őenerációs Pentium processzor

Xeon

2001

32, 64

Itanium

2001

64

Pentium M

2003

32

2

Alacsony árŐekvésű Pentium II, Pentium III és Pentium 4 processzorváltozat

Naőy teljesítményű Pentium 4 processzorváltozat, els sorban szerverekbe

Naőy teljesítményű 64-bites mikroprocesszor Mobil eszközökhöz tervezett Pentium mikroprocesszor–változat

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA Alacsony árŐekvésű Pentium 4 processzorváltozat

Celeron D

2004

32, 64

Core Solo

2006

32

Core Duo

2006

32

32-bites, két maőos (dual-core) mikroprocesszor

Core 2

2006

64

64-bites mikroprocesszor

2007

64

64-bites, alacsony árŐekvésű mikroprocesszor

2008

64

64-bites, alacsony árŐekvésű mikroprocesszor

Atom

2008

32, 64

Core i7

2008

32, 64


Core i5

2009

32, 64


Core i3

2010

32, 64


Pentium Dual-Core Celeron Dual-Core

asztali számítóőépekhez

32-bites, egy magos (single-core) mikroproceszszor

Különleőesen alacsony Őoőyasztású mikroproceszszor

Az AMD fontosabb mikroprocesszorai Meőjelenés

pusjele

éve

Sín széles-

29000

1988

32

32-bit embedded RISC microprocessor

K5

1996

32

Pentium osztályú processzor

K6

1997

32

Pentium/Pentium II osztályú processzor

K6-2

1998

32

K6-III

1999

32

K7

1999

32

Pentium III/IV osztályú processzor

K8

2003

64

x86 nyolcadik őenerációs processzor

K10

2007

64

x86 kilencedik őenerációs processzor

Processzor tí-

séőe

Leírás

Pentium II osztályú processzor, K6 javított változata

Pentium II osztályú processzor, K6-2 javított változata

A további eredeti processzorőyártók őyártmánytípusainak ismertetését l most eltekintünk,

de eőy rövid névsort mindenképpen érdemes elolvasni: ARM, Cyrix, Motorola, National Semiconductor, NEC, Sun Microsystems, Texas Instruments, VIA. Most pediő lássuk tételesen mit l jó egy processzor.

3

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA A processzor sínrendszerei és a reőiszterek méretének összeŐüőőései A reőiszter a processzor belsejében található, rendkívül őyors, de kisméretű átmeneti adattárolást lehet vé tev tároló. Mérete (amit bitben mérünk) beŐolyásolja, hoőy eőy-eőy műveletnél milyen naőy (hány kettes számrendszerbeli számból álló) számmal tudunk műveletet véőezni. Ezt a processzor által használt szóhossznak is nevezzük. Tipikus értékei: 8, 16, 32,

64 bit. Mivel az adatoknak és utasításoknak valahoőy el kell jutni a regiszterekbe, és onnan továbbítani is kell azokat, ún. bels használni.

sínrendszert (értsd: kis méretű „vezetékek köteőe”) kell

A processzor teljesítménye attól is Őüőő, hoőy ez a bels sín (más néven adatbusz) hány „ve-

zetékb l áll”, azaz eőy id ben hány bitet tud párhuzamosan továbbítani (a mai síneket tipikusan > = 64 bitszélesséő jellemzi). Hiába tud a processzor naőy hosszúsáőú számokon naőy őyorsasáőőal adatokat továbbítani saját bels rendszerében, ha a számítóőép központi tárolójában, a memóriában nincs eléő elérhet

tárolóhely a számára. Ezt a jellemz t a cím-

busz bitszélesséőével jellemezzük, és a következ t kell érteni rajta:

Ha rekeszeket – pl. postaŐiókokat a postán – meő akarok különböztetni eőymástól, akkor

sorszámokat rakok rájuk. Hoőy hány rekeszt tudok meőkülönböztetni, attól Őüőő, hoőy hány

számjeőyb l áll a sorszám. Ha két számjeőyet használunk, és nincs 0 sorszámú Őiók, akkor

összesen 99 darab rekeszt tudunk azonosítani (értsd: bérl knek kiadni és a saját postájukat

a meőŐelel

rekeszbe tenni). A számítóőép Ő

tárolójának (a memóriának) a tároló rekeszeit

is sorszám azonosítja, s az adatok elhelyezését beŐolyásolja, hoőy a rekeszek sorszáma hány

számjeőyb l (itt kettes számrendszerbeli számjeőyekr l beszélünk) áll. Ha kevésb l, akkor

sokszor kell a Ő tárba írni, onnan kiolvasni adatot, ami id veszteséőet és munkatöbbletet okoz. Míő a leőkorábbi 20 bites címbusz csak 1 MB-nyi memória használatát tett lehet vé, addiő a

jelenleői leőnaőyobb szélesséőű címbusz akár 16 TB-nyi memória kezelését is lehet vé teszi. Nézzünk eőy történeti áttekintést a kezelhet zóan:

Processzorcsalád

Címbusz mérete

memóriaméretek növekedésére vonatko-

Címezhet

Címezhet

Címezhet

ban

GB-ban

TB-ban

tárterület MB-

tárterület

tárterület

8088/8086

20-bit

1

—

—

286/386SX

24-bit

16

—

—

386DX/486/Pentium/K6

32-bit

4,096

4

—

36-bit

65,536

64

—

Opteron

40-bit

1,048,576

1024

1

Itanium

44-bit

16,777,216

16,384

16

Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium 4, Athlon, Duron, Athlon 64

4


Az órajel-frekvencia Az órajel-Őrekvencia lényeőének meőértéséhez repüljünk vissza az id ben, s képzeljük maőunkat eőy római (vaőy pun, tetszés szerint) hadiőálya evez je möőé. Ha az evez sök ösz-

sze-vissza húznák a lapátokat, akkor a őálya nem haladna valami őyorsan. Ha valaki üteme-

sen dobol, vaőyis meőadja, hoőy mikor kell húzni az evez t, a hajó naőyobb sebesséőet érhet el. Nem nehéz elképzelni, hoőy őyorsabb dobolás (esetünkben eőy szűk határon belül) növeli a hajó sebesséőét.

A processzor órajele a Őentiekhez kísértetiesen hasonló módon működik: ütemezi, hoőy a

processzor mikor véőezzen műveletet. Maőasabb órajel eőyséőnyi id alatt több adat Őeldol-

őozását jelenti. Az órajel őyakorisáőát Hertz-ben mérjük, jele Hz (naőy H és kis z). 14 Hz tehát azt jelenti, hoőy valami (pl. eőy húr) másodpercenként 14-et rezeő (vált állapotot). A

processzorok és néhány más számítóőépes eőyséő órajelét a Hz milliószorosával MHz (me-

gahertz) vaőy ennek ezerszeresével GHz (gigahertz) írjuk le. Az órajel őyakorisáőához kapcsolódó további mértékeőyséő a MIPS (Million Instruction Per Second), azaz millió utasítás másodpercenként, mely szintén a processzor teljesítményét írja le.

A processzorok és a számítóőép többi részének összekapcsolására a processzorŐoőlalatok

szolőálnak. Ezek követve a processzortípusok Őejl dését, több, eőymástól többé-kevésbé eltér

szabványos csoportba oszthatók. Mivel a helytelen kiválasztásuk, pontosabban, ha a

Őoőlalathoz nem jó processzort vásárolunk, lehetetlenné teheti a működést, most részletesen foglalkozunk e terület szabványaival is.

Napjaink processzorainak tipikus órajel-Őrekvenciái: CPU típus

CPU sebesséő (MHz)

CPU órajel-

többszörözés

Alaplapsebesséő (MHz)

Pentium 4

1300

3,25x

400

Pentium 4

1400

3,5x

400

Pentium 4

1500

3,75x

400

Pentium 4

1600

4x

400

Pentium 4/Celeron

1700

4,25x

400

Pentium 4

1800

4,5x

400

Pentium 4

1900

4,75x

400

Pentium 4

2000

5x

400

Pentium 4

2200

5,5x

400

Pentium 4

2400

6x

400

Pentium 4

2266

4,25x

533

Pentium 4

2400

4,5x

533

Pentium 4

2500

6,25X

400

Pentium 4

2533

4,75x

533

Pentium 4

2600

6,5x

400

Pentium 4

2660

5x

533

Pentium 4

2800

5,25x

533 5

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA Pentium 4

3060

5,75x

533

Pentium 4

3200

4x

800

Pentium 4

3400

4.25x

800

Itanium

733

2.75x

266

Itanium

800

3x

266

Itanium 2

1000

2.5x

400

A táblázatban látható órajel-többszörözési érték azt jelenti, hoőy a CPU eőy órajel alatt több műveletet véőez. Mértéke a CPU bels órajele, jellemz en a küls adatbusz órajelének eőész

számú, vaőy tört (de meőhatározott) számú szorzata. Az órajel-többszörözés csillapítja a nagy sebesséőű processzor és az alacsonyabb Őrekvencián működ sebesséőkülönbséőet.

küls

eszközök közötti

Gyorsítótárak (cache) A őyorsítótárakat jellemz en statikus RAM-cellákból építik, mivel az SRAM-cellák jellemz

tulajdonsáőa, hoőy nem kell Őrissíteni a tartalmát, hiszen cellái Őlip-Őlop (billen ) áramkörök-

b l állnak (1 bit tárolásához 4 vaőy 6 tranzisztort használnak), melyekben az inŐormációt az

áramvezetés iránya hordozza. Ez a meőoldás rövidebb adatkiolvasási id t eredményez: 15– 20 ns. A cache memória eőy hidat képez az operatív tár és a CPU között. Használatát az indokolja, hoőy a CPU lényeőesen őyorsabb a memóriánál, ami abban nyilvánul meő, hoőy a memória

nem tudja eléő őyorsan szolőáltatni az adatokat a processzor számára – a 80386 DX –

33 MHz típus Őeletti verzióknál, vaőyis sid k óta. Ezt a sebesséőkülönbséőet a őyors SRAM

cellákból kialakított cache küszöböli ki oly módon, hoőy a memória tartalmának eőy részét – méőhozzá azt, amelyet várhatóan a processzor leőközelebb kérni Őoő – beolvassák a cache-

be. Innen fogja a processzor megkapni – rövid id alatt – az adatokat. A rendszer őyorsulása attól Őüőő, hoőy milyen hatásŐokkal tudjuk meőjósolni azt, hoőy a processzornak milyen adatokra lesz szükséőe a következ

órajel-ciklusokban. A találati arány a különŐéle meőol-

dásoknál elérheti a 94%-os hatékonysáőot. A cache elhelyezkedése kétŐéle lehet: looktrouőh (leválasztó) cache, mely a processzor és a memória között helyezkedik el, illetve a look-aside (mellérendelt) cache.

1. ábra. Look-aside cache 6


2. ábra. Look-trough cache Az els meőoldásnál, ha az adat nincs a cache-ben, akkor az a kérést továbbítja a memóriának (ez hosszabb id be telik, mint ha a CPU eleve a memóriához Őordulna). A leválasztó

cache használata akkor el nyös, ha multiprocesszoros, osztott memóriájú rendszert használunk (a cache-b l történ olvasás ideje alatt a memóriát a másik processzor használhatja). A mellérendelt cache meővalósítása olcsóbb az el bbinél, viszont a memóriával párhuzamosan történ

működése miatt a CPU akkor is Őoőlalja a memóriát, ha az adatot a cache-b l kapja

meő. Ezért a mellérendelt cache multiprocesszoros őépeken nem használható.

A többszintű őyorsítótár meőoldásoknál a processzorhoz leőközelebb a reőiszterekével öszszemérhet

őyorsasáőú Level1 Cache (L1) áll. Jellemz

cesszorra inteőrálják.

mérete 8–64 KB és maőára a pro-

A másodlaőos Level2 Cache (L2) naőyobb és lassabb az els dleőes őyorsítótárnál, tipikus mérete 64 KB–2 MB, rendszerint az alaplapon vagy a b vít lapon (dauőterboard) található.

A harmadik szintű őyorsítótár, a Level3 Cache (L3) az alaplapon helyezkedik el a processzor

és a Ő memória között, Őeladata a Level2 cache adatokkal történ ellátása a sebesséőkülönbséő kieőyenlítése céljából.

A processzor-csatolóŐelületek és -foglalatok A processzorŐoőlalat hozza létre a kapcsolatot a mikroprocesszor és az alaplapra inteőrált

áramközök, pl. közvetlenül az FSB (anőolul Front Side Bus), az el oldali buszrendszer között. A különŐéle kialakítások a processzorok Őejl dési útja során létrejött meőoldások kiszolőálására születtek: a naőyobb Őeldolőozási teljesítmény több csatlakozó tüskét iőényelt, az eőyes

módosulások nemcsak a tűelrendezés változásaiban, hanem akár a processzor Őelhelyezési orientációjában is változást okoztak (pl. Socket és Slot szabványok esetén).

7

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA Foglalat azonosító Socket 1

Socket 2

Socket 3

Tűszám 169

238

237

Socket 4

273

Socket 5

320

Socket 62

235

Socket 7

321

Socket 8

387

Socket 370

370

Socket PAC418 Socket 423 Socket A (462)

418 423 462

Tűkiosztás 17 x 17 PGA 19 x 19 PGA 19 x 19 PGA 21 x 21 PGA 37 x 37 SPGA 19 x 19 PGA 37 x 37 SPGA DP-SPGA

Bevezetés dátuma 1989. április

486 SX/SX2, DX/DX2[1], 5V

DX4 OverDrive, 486

1992. március

Pentium OverDrive 486 SX/SX2, DX/DX2, 5 V/3.3 V

DX4, 486 Pentium

1994. Őebruár

OverDrive, AMD 5x86 5V 3.3/3.5 V 3.3 V

Pentium 60/66, OverDrive Pentium 75-133, OverDrive 486 DX4, 486 Pentium OverDrive

1993. március 1994. október 1994. Őebruár

Pentium 75-233+, VRM

MMX, OverDrive, AMD

1997. január

K5/K6, Cyrix M1/II Auto VRM

Pentium Pro, OverDrive Celeron/Pentium III PPGA/FC-PGA

38 x 22 S-

Auto

SPGA

VRM

39 x 39

Auto

SPGA

VRM

37 x 37

1995. november 1998. augusztus

Itanium

2001. május

Pentium 4 FC-PGA2

2000. november

Auto

AMD Athlon/Duron FC-

SPGA

VRM

PGA

2000. június

26 x 26

Auto

mPGA

VRM

31 x 25

Auto

mPGA

VRM

29 x 29

Auto

mPGA

VRM

Socket 754

754

Socket 940

940

Slot A

242

Slot

242

Slot

330

Slot

8

DX4 OverDrive

VRM

603

(SC330)

486 SX/SX2, DX/DX2[1],

Auto

Socket 603

Slot 2

rok

SPGA

478

(SC242)

5V

Támoőatott processzo-

37 x 37

Socket 478

Slot 1

Voltage

Pentium 4 FC-PGA2

2001. október

Xeon (P4)

2001. május

Athlon 64

2003. szeptember

AMD Opteron

2003. április

AMD Athlon SECC

1999. június

Auto

Pentium II/III, Celeron

VRM

SECC

1997. május

31 x 31 mPGA Auto VRM

Auto VRM

Pentium II/III Xeon SECC

1998. április

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA A Őontosabb rövidítések maőyarázata: PGA (angolul pin grid array), vaőyis tömbös lábkiosztású csatlakozóŐelületek. -

A műanyaőból készített változat típusjele a PPGA (anőolul Plastic PGA). A kerámia alapú csatlakozó a CPGA (anőolul Ceramics PGA).

A meőnövelt csatlakozószámú változat az SPGA (angolul Staggered Pin Grid Array) a

PGA-oz képest több csatlakozó elhelyezésére nyílik lehet séő (a meőnövekedett Őel-

dolőozási terhelés miatt) ezen a Őoőlalatszabványon belül a tüskék és foglalatok el-

rendezése nem szimmetrikus, mint a PGA esetén. -

Az mPGA (angolul Micro Pin Grid Array), alacsony proŐilú, naőy csatlakozósűrűséőű

foglalat, els sorban hordozható számítóőépek és penőekiszolőálók (anőolul blade server) céljaira.

VRM (angolul voltage regulator module) olyan Őeszültséőszabályozó modul, mely lehet vé teszi különböz Őeszültséőszintet iőényl processzorok beépítését az alaplapra. A fontosabb foglalat-szabványok képeit az alábbiakban láthatjuk:

3. ábra. Pentium és Pentium Pro processzorok foglalatai1

4. ábra. Pentium II processzor Slot 1 Őoőlalatának méretei2

1

http://www.freeopenbook.com/upgrading-repairing-pc/FILES/03fig12.gif

2


9


5. ábra. Pentium II-III Xeon processzor kazettája

6. ábra. Socket 423 foglalat (Pentium 4 processzorhoz)3

7. ábra. Socket 478 foglalat (Pentium 4 processzorhoz)4

3

http://www.freeopenbook.com/upgrading-repairing-pc/FILES/03fig21.jpg

4


10


8. ábra. Socket 603 foglalat Xeon processzorhoz 5

9. ábra. Slot 1 Őoőlalat méretei és tűkiosztása

10. ábra. Slot 2 foglalat6

5


6


11

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA Érdemes méő meőemlékeznünk a ZIF (anőolul Zero Insertion Force), vagyis er szakmentes beszerelést és kiszerelést lehet vé tev Őoőlalatokról. Itt a csatlakozási pontok összeillesztés utáni, naőy er vel történ

történik a Őoőlalaton.

összeszorítása zárja a kontaktusokat, működtetése eőy karral

2. A processzorok Őelhasználási területei A mikroprocesszorok Őelhasználása a személyi számítóőépek területén az irodai számítóőépek, a munkaállomások és a hordozható számítóőépek területére koncentrálódik, illetve a kiszolőáló őépeket is ide számíthatjuk (de ezekr l jelen jeőyzetben nem esik szó). Az irodai számítóőépek processzorai Az irodai számítóőépek általános Őeladatokra alkalmasak: szöveőszerkesztés, táblázatkezelés, levelezés, internethasználat stb. A munkavéőzés során a processzor nincs különösebben iőénybe véve, leterheltséőe a leőtöbb esetben 50% alatt marad. Ezért az általános használatú

céljaira őyakran alkalmaznak eőy vaőy akár két őenerációval is korábbi processzort (az aktuálishoz képest). Ezt különösen otthoni vaőy kisvállalkozási környezetben tapasztalhatjuk. Az

irodai környezetben tehát a processzorok második vaőy harmadik életüket is leélhetik, akár úőy is, hoőy a maőasabb teljesítményszintű kateőóriájú számítóőépekb l eőy id

elteltével

irodai őép válik. Ez az életút-meőhosszabbítás mind őazdasáői, mind környezetvédelmi

szempontból Őontos tervezési tényez nek számít eőy irodai környezet számítóőéper Őorrásainak kialakításakor.

Mit használjunk az irodában? A jeőyzet írásakor (2010. július) irodai célra alkalmasak a Pen-

tium4 processzorok korai változataitól kezdve az asztali őépekbe szánt processzorok. A választást az alkalmazott szoŐtverek teljesítményiőénye határozhatja meő, különösen, ha alkalmazáshoz választunk processzort. Azt is meőtehetjük, hoőy a meőlév teljesítményéhez vadásztunk kevésbé er Őorrásiőényes, de meőŐelel delkez alkalmazást.

Az alkalmazható Pentium4 processzorok leőŐ bb jellemz i: -

12

0,13-0,18 mikronos őyártási technolóőia, 42–55 millió tranzisztor,

1,3-3,2 GHz működési Őrekvencia,

-

kompatibilitás a korábbi 32 bites processzorokkal,

-

400–800 MHZ FSB (angolul Front Side Bus) frekvencia.

processzorunk

tulajdonsáőokkal ren-

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA A munkaállomások processzorai A munkaállomások a speciális Őeladatok ellátására szolőáló, az irodainál naőyobb teljesítmé-

nyű számítóőépek. Az itt alkalmazott processzoroknak tehát naőyobb teljesítményszinten kell működniük, azt is Őiőyelembe véve, hoőy őyakran maximális terhelés mellett használják

azokat. Ilyen lehet a kép- és video-Őeldolőozás, a különŐéle mérnöki alkalmazások Őuttatása,

különösen a háromdimenziós modellek képzése. Emiatt munkaállomásokban manapsáő jel-

lemz en többmaőos (Dual-Core, Quad-Core, Hexa-Core) processzorokat használunk. Ezeknél az eszközöknél a művelet-véőrehajtás a processzoron belül több különálló eőyséőben

történik, az eőyes maőok (anőolul core) önálló L1 cache-sel rendelkeznek, és eőy busz interŐészen keresztül kommunikálnak a közös L2 cache-sel. A naőyobb terhelés meőoszlik az

eőyes maőok között, a Őeladatokat akár hozzá is rendeltethetjük (az operációs rendszer se-

őítséőével) az eőyes maőokhoz, íőy azok ott önállóan maőas prioritással működhetnek. A munkaállomások céljaira az Intel a Xeon processzorokat ajánlja, nézzük meő miért: -

64 bites utasításkészlet,

64 bites és 32 bites alkalmazások Őuttatása Windows és Linux rendszerek alatt, 6 Őolyamkezel maő, 12 véőrehajtási szállal, vitrualizásiós meőoldások.

A hordozható számítóőépek processzorai A hordozható számítóőépek processzorainak őyártástechnolóőiájában a leőŐontosabb köve-

telmény az asztali őépekével közel azonos teljesítmény mellett az alacsonyabb energiafo-

őyasztás elérése. Mivel a hordozható őépek teljesítménye, s ezáltal Őelhasználási területe is

iően széles, a netbook őépekt l a workstation teljesítményszintű notebookokiő terjed. A mobil processzorok leőjellemz bb tulajdonsáőai: -

25-55 Watt Őoőyasztás,

-

600 MHz-3,3 GHz működési Őrekvencia,

-

1-4 processzormag.

3. Munka a processzorokkal A processzorokkal kapcsolatos szerelési tevékenyséőünk a számítóőép-konŐiőuráció összeállításánál kezd dik, szerepet kap a processzorcserénél, a karbantartásnál és az elektronikus

hulladékként történ leadásnál is.

A beszerelés esetén a processzorŐoőlalatot és a processzortokozást kell Őiőyelembe vennünk. El zetesen meő kell őy z dnünk arról, hoőy e két összetev

csereszabatos-e egy-

mással. Ha iően, akkor meőkeressük a processzor alján a reŐerenciatüskét vaőy -helyet és ennek párját a Őoőlalaton. A beillesztésnek zökken mentesnek kell lennie, er ltetni nem szabad, mert a csatlakozó tüskék letörése esetén működésképtelenné is válhat a processzor.

13

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA Er szakmentes csatlakozó (anőolul Zero Insertion Force) estén a processzortok reŐerenciamélyedéseit kell keresnünk (eőy vaőy két beváőás a tok ellentétes oldalain), majd ezeket a Őoőlalatnak meőŐelel

pozícióba hozva behelyezzük a processzort. A műveletet a leszorító

karok zárásával Őejezzük be.

A Slot csatlakozók esetén a processzortokot a Slotnak meőŐelel cesszor illesztési Őelületén elhelyezked

pozícióba hozzuk (a pro-

beváőásokat Őiőyelve), majd határozott, de nem túl

er s mozdulattal behelyezzük az alaplapi csatlakozóba.

Minden processzorcsatlakoztatás el tt (az er szakmentest kivéve) ellen rizzük le az alaplap

meőŐelel alátámasztását, nehoőy eltörjük az áramköri lapot (részletesen lásd Az alaplap és csatlakoztatása című jeőyzetben). A

Őentiekben

írt

műveletekhez

szerszámot

általában

Őeszültséőlevezet csuklópántot mindenképpen viseljünk!

nem

használunk,

azonban

A beszereléssel kapcsolatban kell meőemlékeznünk a processzorok eőyik méő nem említett,

de rendkívül Őontos tulajdonsáőáról, a meleőedésr l. Mir l is van szó? Bizonyára Ön is uta-

zott már zsúŐolt autóbuszon, ahol a többi utas h termelése és a szell zés hiánya Őullasztó léőkört hozott létre. Nos, ez a jelenséő játszódik le a processzor környezetében is, amikor több millió tranzisztor naőyon kis helyen, naőyon intenzív tevékenyséőet Őolytat. A keletkez

h t el kell vezetni, mert különben az elektronikus alkatrészek túlmeleőednek, meőváltoznak a jellemz ik, ami hibás működéshez vezethet. A leőkorábbi processzorok nem iőényeltek

hűtést, a 80486 típusjelzésű processzortól kezd d en passzív hűtés (hűt bordák alkalmazása), majd az aktív hűtés (a hűt bordák leveő vel vaőy Őolyadékkal történ

hűtése) jelent

meg. A processzor és a hűt bordák közötti h átadás és részben a röőzítés céljára ún. h vezet

pasztát (anőolul thermal paste, thermal őel) használunk. Több változata ismeretes: a Őolyé-

kony Őémötvözet (rendszerint őalliumtartalommal), a Őém alapú (általában ezüst vagy alumí-

nium összetev kkel), a kerámia alapú (berillium-oxid, alumínium-nitrit, alumínium-oxid, cink-oxid és szilikon-dioxid összetev kb l áll).

A pasztát rendszerint Őecskend s kiszerelésben vásárolhatjuk meő (1-2 őramm néhány

ezer Őorint), íőy pontosan tudjuk adaőolni a meőŐelel pozícióba. A használatkor a beszerelt

processzor Őelületére juttatunk kis mennyiséőű pasztát, azt eőy lapos, hajlékony penőével

vagy lappal eőyenletesen eloszlatjuk oly módon, hoőy az illesztési Őelület szélei pasztamentesek legyenek (az illesztéskor majd ide is présel dik némi anyaő). Ezt követ en ellen rizzük

a röőzítend hűt borda illesztési irányát, majd ráhelyezzük, és a röőzít karok seőítséőével

Őixáljuk a hűt eőyséőet.

A pasztával viszonylaő őyorsan érdemes dolőozni az esetleőes meőszilárdulást vaőy kiszá-

radást meőakadályozandó.

14

A SZÁMÍTÓGÉP FELÉPÍTÉSE – A PROCESSZOR ÉS CSATLAKOZTATÁSA A processzorok környékén véőzett karbantartás leőŐontosabb művelete a hűt bordák és hűt ventillátorok rendszeres tisztítása, ami csaknem minden esetben kiŐúvatásos módszerrel

történik. Ha több számítóőépet kell karbantartanunk, célszerű eőy kompresszort használni

erre a célra, ha csak eőy-két őépr l van szó, akkor sűrített leveő s palack (porkiŐúvó Őlakon)

is eleőend .

A kiŐúvatást minden esetben nyitott helyen, vaőy porelszívás alkalmazva véőezzük, használjunk porálarcot. Üőyeljünk a kiŐúvatási nyomás meőŐelel

meőválasztására, annak érdeké-

ben, hoőy a processzor környéki alkatrészek a helyükön maradjanak. Fontos, hoőy a kiŐúvató leveő vaőy őáz cseppmentes is leőyen, elkerülend az esetleőes zárlatokat.

A processzorok cseréje esetén, amennyiben azt a hűt rendszer röőzítési módja iőényli, mindiő használjunk Őriss h vezet pasztát. A réői maradványait távolítsuk el a Őelületekr l, és az

íőy szabaddá vált részekre viőyük Őel ismételten a pasztát. A csere el tt őy z djünk meő arról, hoőy az új processzor a meőlév

Őoőlalatba illeszthet -e eőyáltalán, illetve arról is,

hoőy a meőlév hűt rendszer alkalmas-e az új processzor hűtésére. Ha nem alkalmas, szerezzünk be újat, s röőzítésénél járjunk el a korábbiakban írtak szerint.

A processzorok életútja az elektronikus hulladékőyűjt és -Őeldolőozó üzemekben Őejez dik

be, hoőy aztán újjászülessenek akár eőy Őejlettebb processzorként.

Kommunális hulladék közé elektronikus alkatrészt, hulladékot tenni TILOS! Leadás esetén

ellen rizzük, hoőy a beőyűjt hely rendelkezik-e hatósáői enőedéllyel az elektronikus alkatrészek beőyűjtésére vonatkozóan. Fiőyelmeztessük ismer seinket is a környezettudatos őondolkodásra az elektronikai hulladék vonatkozásában is!

Válasz a felvetett esetre Alaplap típusa, processzorŐoőlalat típusa, memóriaŐoőlalatok száma, memóriamodulok száma.

TANULÁSIRÁNYÍTÓ A szakmai inŐormációtartalom című részben találja azokat az elmélethez közeli inŐormációkat, melyeket a napi munka során hasznosíthat.

Els ként minden esetben olvassa el a szakmai inŐormációt, jelölje be azokat a kulcsszavakat, melyek az adott Őejezet tartalmához leőinkább kapcsolódnak.

Az eőyes szakmai tartalmakat követ en eőy-eőy Őeladatot talál, melyek eőyrészt meőszakítják a néha tálán monotonnak tűn elméleti részt, s egyben alkalmat adnak arra, hogy a gyakorlatban kipróbálhassuk, hoőy tényleő működik-e az elméleti „anyag”.

15

A számítóőép Őelépítése A processzor és csatlakoztatása

Recommend Documents