Эволюция процессорных сокетов
Андрей Петухов
Xakep Железо, номер #007, стр. 007-064-1
Сегодняшний взгляд в прошлое будет обращен на такую значительную часть материнской платы как сокет процессора. Слово «сокет» (socket) с английского переводится как «гнездо» или «разъем». Применительно к компьютерам, сокет - это место, куда устанавливают центральный процессор. Сокеты бывают разные, для каждого процессора он свой. Совокупность характеристик сокета называют его форм-фактором. Поскольку технологии изготовления процессоров совершенствовались, менялась их архитектура, количество транзисторов, теплоотдача, менялись и разъемы для их установки. Однако было всего лишь два принципиально различающихся типа установки процессора: сокет и слот (slot). Более подробно о них мы поговорим по ходу статьи.
Первый сокет
Процессорные сокеты были не всегда. Во времена появления персонального компьютера никому не приходило в голову, что у пользователя возникнет потребность менять центральный процессор, поэтому CPU впаивали прямо в материнские платы. Нет, некоторые производители компьютеров умудрялись не впаивать процессор, а вставлять в сокет. Но в этом не было никакой пользы, поскольку единого стандарта для процессорных сокетов тогда не существовало, и такой вариант апгрейда как замена процессора не был предусмотрен. Первым стандартным сокетом для персонального компьютера стал разъем сопроцессора Intel C8087-3, выпущенного в 1980 году. Сокет для него имел 40 контактов и использовался впоследствии в различных модификациях сопроцессоров от i8087 до i80287. Он просуществовал аж до 1990 года, когда появился сопроцессор 287XL, построенный на базе i80387, имевший 44 контакта.
Количество контактов увеличилось из-за того, что изменился корпус процессора. Первые CPU делались по технологии DIP (Dual In-Line Package), то есть это был прямоугольник, с двух сторон которого располагались ножки-контакты. Существует две разновидности DIP: PDIP (Plastic Dual In-Line Package, пластмассовый корпус с двухрядным расположением выводов) и CDIP / CerDIP (Ceramic Dual In-Line Package, керамический корпус с двухрядным расположением выводов). Такие типы корпусов получили широкое распространение, так как они позволяют использовать от 4 до 64 ножек и имеют достаточно высокую механическую прочность. Их можно как впаивать в платы, так и вставлять в сокеты. В современных персональных компьютерах этот тип корпуса не используется, однако по данной технологии процессоры для других нужд делаются до сих пор.
Больше контактов!
Прогресс не стоял на месте, процессоры взрослели, и с увеличением числа транзисторов появилась необходимость большего количества выводов, которые DIP обеспечить уже не мог. Так в 1986 году появился сокет для сопроцессора Intel A80387-16. Стоит отметить тот интересный факт, что системы с процессором i80386 часто комплектовались двумя сокетами для сопроцессора 287 и 387. Новый процессор (и соответственно, сокет) имел 68 контактов и упаковывался по технологии PGA (Pin Grid Array, матричное расположение штырьковых выводов). Соответственно, существуют различные реализации корпусов: PPGA (Plastic PGA, пластмассовый), OPGA (Organic PGA, органический), CPGA (Ceramic PGA, керамический), SPGA (Staggered PGA, корпус с шахматным расположением выводов). В такой реализации упаковки ножки были у процессора не по бокам, а снизу, по всему периметру микросхемы. Такая компоновка позволяла обеспечивать большее число выводов, и ножки были специально приспособлены для удобной установки чипа в сокет.