Эволюция микропроцессоров Intel.

Микропроцессор, иначе называемый АЛУ (арифметико-логическое устройство) или CPU является наиглавнейшим устройством электронно-вычислительной системы. Если говорить о ПК, то процессор можно метафорически представить как компьютерный «мозг» , который устанавливается в сокетное гнездо материнской платы. Его задача — выполнение инструкций от ПО (программного обеспечения) путём пошагового исполнения миллионов элементарных арифметических и логических действий.

На заре компьютерной эры машины класса PC и PC-XT собирались на базе Интеловских CPU семейства 8088 с 8-разрядной шиной данных и 16-разрядной адресной шиной. В компьютерах PC-AT применялся микропроцессор 80286 с 16-разрядной шиной данных и 16-разрядной шиной адреса. Благодаря популярности IBM PC-AT на основе микропроцессора 80286 было введено много стандартов, которые применяются в ПК до сих пор.

Фирма Intel продолжала выпускать все более мощные ЦПУ для рынка персональных компьютеров. В результате появились такие модели как 80386DX ( и урезанный вариант — SX), 80486DX и (и облегченный SX), затем Pentium (80586), а ещё Pentium Pro (80686) и Пентиумы 2 , 3, 4. Все эти микропроцессоры обратно совместимы с процессором 8088, это значит, что программное обеспечение, разработанное для компьютеров на основе процессора 8088, можно исполнять на компьютере на основе любого из более поздних процессоров.

Компания Intel обозначает маркировкой SX микропроцессоры с ограниченными возможностями. Так, например, микропроцессор 80486SX — это тот же микропроцессор 80486DX, но только с некоторыми удаленными возможностями. Процессоры SX обычно выпускались с целью предоставления покупателю продуктов компании Intel, конкурентоспособных с продуктами других производителей.

Другие производители микропроцессоров, включая компанию American Micro Devices (AMD), выпускали свои версии микропроцессоров, работающие подобно процессорам Intel. Такие процессоры назывались клонами. В ответ на использование производителями клонов системы обозначения 80х86, сразу после процессора 80486 компания Intel прекратила применять эту систему и начала использовать название Pentium, чтобы его можно было защитить авторскими правами.

Архитектура Pentium была воплощена во многих реализациях и подверглась многим улучшениям. Процессоры на ее основе выпускались в корпусах нескольких разных стилей и в нескольких конфигурациях разъема.

Типы корпусов процессоров Pentium. Семейство Pentium.

Микропроцессоры Pentium упаковываются в корпуса разнообразных стилей. В стационарных системах процессоры монтируются в системную плату посредством гнезд (socket) или щелевых разъемов (slot connector). Такой способ установки позволяет с легкостью заменить вышедший из строя процессор на рабочий. Это также позволяет обновить систему, заменив старый процессор на более новый (при условии, что новый процессор совместим с разъемом системной платы).

Начиная с процессора 80386DX, изготовители микропроцессоров начали помещать их в корпус типа PGA (Pin Grid Array, компактный корпус с множеством внешних контактов игольчатого типа). При таком монтаже сам кристалл интегрированной схемы помещается в тонкий квадратный или прямоугольный корпус, а выводы схемы делаются в виде штырьков, выступающих перпендикулярно снизу корпуса. Модификации данного типа корпуса все еще используются для разных микропроцессоров. Размер корпуса, число штырьковых контактов вывода, а также конструктивные особенности внутренних компонентов процессора меняются с изменениями вычислительной мощности процессора.

В более старых системах микропроцессоры вставлялись в гнезда с приложением некоторого усилия и вынимались из них с помощью специального приспособления для извлечения интегрированных схем. По мере увеличения количества выводов микропроцессора увеличивалось усилие, требуемое для его установки в гнездо и извлечения из него. Решением данной проблемы было введение гнезда типа ZIF (Zero Insertion Force, разъем с нулевым усилием установки). В такое гнездо процессор вставляется без усилия, а для обеспечения хорошего электрического контакта применяется специальный рычажный механизм, прижимающий выводы процессора к контактам гнезда и неподвижно фиксирующий их.

Установленный в рабочем положении микропроцессор сокрыт под кубической структурой левее центра системной плате. Данная кубическая структура в действительности содержит гнездо, в которое вставлен микропроцессор, металлическую (обычно алюминиевую) деталь, называющуюся теплоотводящим радиатором для поглощения тепла, выделяемого микропроцессором, а на самом верху — вентилятор для обдува радиатора и удаления с него тепла, таким образом охлаждающий процессор.

На корпуса микропроцессоров наносятся специальные насечки или точки для обеспечения правильной установки процессора в гнездо. Таким образом обозначается вывод процессора с номером 1. Для правильной установки микропроцессора эту метку нужно совместить с меткой, обозначающей контакт номер 1 гнезда. Кроме метки для обозначения вывода №1 , на корпус микропроцессора наносится дополнительная информация в письменном виде. Среди прочего наносится число, указывающее тип микропроцессора и обычно содержащее его рабочую частоту.

В попытке уменьшить объем клонирования своих микропроцессоров компания Intel изменила конструктивное оформление своего процессора Pentium II, поместив его в картридж собственной разработки, который вставлялся в стандартный слот несокетного типа на материнской плате. В отличие от объемистой сборки процессора, монтируемого в гнездо (socket), картриджная сборка тонкая и высокая; удерживается она с помощью специального механизма, содержащего также модуль теплопоглощающего радиатора и вентилятора.

Эти процессоры легко найти на системной плате, т. к. по своему внешнему виду они очень отличаются от всех других компонентов, подсоединенных к системной плате. Первоначальным поводом для помещения процессора в картридж было якобы то обстоятельство, что возможности традиционной конструкции достигли предела скорости, и технология картридж-разъем по идее должна была обеспечить путь к разработке высокоскоростных процессоров. Конкурирующая с компанией Intel корпорация под брендом AMD вскоре выпустила свою версию процессора, конструктивно оформленного в виде картриджа, которая была зеркальной копией картриджа компании Intel. Но обе компании, в конечном счете, возвратились к конструктивному оформлению своих новых процессоров в корпусах с выводами в виде штырьков, вставляемых в гнездо на системной плате.