Техническое обслуживание процессора

CoolReferat.com

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

ГОУ СПО «Кировский авиационный  техникум»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ПРОЦЕССОРОВ

 

Пояснительная записка

230106.КПСД07.020 ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент группы ВП-44

Петров А.Н.

 

 

Преподаватель

Зубова  Л.А.

 

 

 

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………….…………………  3

2 Анализ и перспективы рынка…………………………………………………………….5

2.1 Принцип работы и назначение рассматриваемого устройства……………………...5

2.2 Анализ фирм и моделей…………………………………………………………….......7

2.3 Перспективы данного класса…………………………………………………………10

3  Выбор и описание  конкретной модели………………………………………………..11

3.1 Описание Intel Core i7 ………………………………………………………………...11

3.2 Особенности микроархитектуры Core i7 ……………………………………………11

3.3 Особенности моделей Corei7………………………………………………………….13

3.4 Процессорные технологии Corei7…………………………………………………….14

3.5 Архитектура Corei7…………………………………………………………………….15 

3.6 Платформа LGA1366…………………………………………………………………..16

3.7 Структурная схема Соre i7……………………………………………………………..17

4 Техническое обслуживание и диагностика устройства……………………………….19

4.1 Установка процессора………………………………………………………………….19

4.2 Профилактика процессоров и техническое обслуживании…………………………21

4.3 Программные средства диагностики процессора…………………………………….22

4.4 Неисправности процессоров  и их устранение………………………………………..24

5 Заключение………………………………………………………………………………..26

Список литературы…………………………………………………………………………27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Первое сообщение о  создании микропроцессора появилось в 1972 г. Через 13 лет в 1985 г. во всем мире уже работали свыше 30 млн. ЭВМ.

Микропроцессор или  просто процессор (от английского processor) - это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Микропроцессоры – это  достаточно сложные устройства, хотя диапазон их использования очень  широк.

Главные достоинства  микропроцессорной техники – это компактность, экономичность, универсальность невысокая стоимость, массовость применения.

Перевести на русский  язык это слово правильнее всего  как ``обработчик'', так как именно микропроцессор - это тот узел, блок, который производит всю обработку информации внутри микропроцессорной системы. Остальные узлы выполняют всего лишь вспомогательные функции: хранение информации (в том числе и управляющей информации, то есть программы), связи с внешними устройствами, связи с пользователем и т.д. Процессор заменяет практически всю ``жесткую логику'', которая понадобилась бы в случае традиционной цифровой системы.

К процессорам шестого  поколения относят Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV. Все процессоры тридцати двух разрядные, внешняя шина данных 64. Динамическое исполнение команд позволяло нарушать естественный порядок выполнения команд внутри процессора с целью повышения быстродействия. Двойная независимая шина, системная шина FSB и шина для кэш второго уровня. Усовершенственая суперскалярность для обработки информации используются отдельные специализированные блоки. Поддержка многопроцессорности. Усовершенственые средства устранения ошибок.

В седьмом поколении  процессоров, в них появляется возможность  масштабируемости архитектуры, параллелизм в машинном коде, то есть поиск зависимости между командами программой не процессорном, а кампилятором. Появилась технология купентренгин то есть возможность многопотокового исполнения программ.

Многоядерные процессоры, процессоры восьмого поколения архитектура предполагает размещение двух или более основных вычислительных ядер в пределах единственного процессор, который имеет единственный интерфеис системной платой. Основной особенностью является разделение по разделённой нагрузке. Параллелизм обеспечивает к выполнению многих параллельных операций, что хорошо для мультимедийных приложений.

Так как многоядерные процессоры более работоспособны и  хорошо поддерживают мультимедийные приложения, что очень важно в наше время, я буду в данной курсовой работе рассматривать их.

Двухядерность процессоров включает такие понятия, как наличие логических и физических ядер: например двухядерный процессор Intel Core Duo состоит из одного физического ядра, которое в свою очередь разделено на два логических. Процессор Intel Core 2 Quad состоит из четырёх физических ядер, что существенно влияет на скорость его работы.

Целью данного курсового  проекта является, обзор наиболее распространенных на рынке моделей, их свойств и возможностей, рассмотрение устройства процессоров в целом и особенностей конструктивного исполнения отдельных видов, описание технического обслуживания процессоров, диагностики, поиска и устранения неисправностей.

 

        2   Анализ и перспективы рынка

 

               2.1 Принцип работы и назначение рассматриваемого устройства

 

Процессоры, предназначенные  для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, представляют высокоинтегрированную реализацию мультипроцессорности.

Микропроцессор способен выполнять множество операций. Именно это определяется управляющей информацией, программой. Программа представляет собой набор команд (инструкций), то есть цифровых кодов, расшифровав  которые, процессор узнает, что ему надо делать. Программа от начала и до конца составляется человеком, программистом, а процессор выступает в роли послушного исполнителя этой программы, никакой инициативы он не проявляет (если, конечно, исправен). Поэтому сравнение процессора с мозгом не слишком корректно. Он всего лишь исполнитель того алгоритма, который заранее составил для него человек. Любое отклонение от этого алгоритма может быть вызвано только неисправностью процессора или каких-нибудь других узлов микропроцессорной системы.

Все команды, выполняемые процессором, образуют систему команд процессора. Структура и объем системы команд процессора определяют его быстродействие, гибкость, удобство использования.

Всего команд у процессора может быть от нескольких десятков до нескольких сотен. Система команд может быть рассчитана на узкий круг решаемых задач (у специализированных процессоров) или на максимально широкий круг задач (у универсальных процессоров). Коды команд могут иметь различное количество разрядов (занимать от одного до нескольких байт). Каждая команда имеет свое время выполнения, поэтому время выполнения всей программы зависит не только от количества команд в программе, но и от того, какие именно команды используются.

Работа всех узлов  синхронизируется общим внешним  тактовым сигналом процессора. То есть процессор представляет собой довольно сложное цифровое устройство, приведен на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1- Схема процессора

 

Существуют несколько видов архитектур:

• CISC-процессоры (Complex Instruction Set Computer) — вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд. Типичными представителями CISC является семейство микропроцессоров Intel x86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд);
• RISC-процессоры.Reduced Instruction Set Computer — вычисления с сокращённым набором команд. Архитектура процессоров, построенная на основе сокращённого набора команд. Характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации. Концепция RISC разработана Джоном Коком (John Cocke) из IBM Research, название придумано Дэвидом Паттерсоном (David Patterson);
• MISC-процессоры.Minimum Instruction Set Computer — вычисления с минимальным набором команд. Дальнейшее развитие идей команды Чака Мура, который полагает, что принцип простоты, изначальный для RISC-процессоров, слишком быстро отошёл на задний план. В пылу борьбы за максимальное быстродействие, RISC догнал и перегнал многие CISC процессоры по сложности.

Многоядерные архитектуры  сочетают все предыдушее характеристики в одной архитектуре:

• Nehalem позволяет добиваться значительного повышения производительности при одновременном снижении энергопотребления. Платформа Nehalem будет использует новую системную архитектуру QuickPath Interconnect, включающую встроенный контроллер памяти и усовершенствованные каналы связи между компонентами. Процессоры на основе Nehalem получат от двух до восьми ядер и благодаря технологии Simultaneous Multi-threading, обрабатывают от четырех до шестнадцати потоков инструкций. Объем кэш-памяти третьего уровня сможет достигать 8 Мб;

-   Penryn он выпускаеться по 45− нм техпроцессу и маркируется как Core 3.

 

2. Анализ фирм и моделей

 

Процессоры Intel - когда-то процессоры Intel называли в качестве единственно правильного ответа на поставленный нами выше вопрос. В те времена их наименования отличались лишь числом (обозначавшим, кстати, тактовую частоту) после слова Pentium (например, Pentium 100).

В наши дни самыми передовыми представителями  данного класса являются процессоры Intel Core 2 Duo, приведен на рисунке 2.

 

Рисунок 2- Процессоры Intel Core 2 Duo

 

Процессоры Core 2 Duo приняли эстафету от популярных и достаточно долго 

присутствовавших на рынке процессоров Pentium 4 и Pentium D. Тактовая частота новых процессоров не растет так стремительно, как несколько  лет назад (в то время пользователи не успевали отслеживать появление новинок – едва ли не каждую неделю процессоры прибавляли в своей тактовой частоте на 100–200 МГц). Однако в новых процессорах увеличена частота системной шины (до 1333 МГц) и объем кеш-памяти второго уровня (до 4 Мбайт), что не могло не повлиять на быстродействие всей компьютерной системы в целом.

Особенности этих процессоров  такие как высокая тактовая частота, и большой кеш второго уровня, и немалая поддерживаемая частота FSB.

К 1-2 кварталу 2009 года обе компании обновили свои линейки четырёхъядерных процессоров. Intel представила семейство Core i7, состоящее из трёх моделей, работающих на разных частотах. Главной особенностью данного процессора является использование трёхканального контроллера памяти (типа DDR-3) и технологии эмулирования восьми ядер (полезно для некоторых специфических задач). Кроме того, благодаря общей оптимизации архитектуры удалось значительно повысить производительность процессора во многих типах задач. Слабой стороной платформы, использующей Core i7, приведен на рисунке 3, является её чрезмерная стоимость, так как для установки данного процессора необходима дорогая материнская плата на чипсете Intel X58 и трёхканальный набор памяти типа DDR3, также имеющий на данный момент высокую стоимость.

Процессор Intel Core 2 Quad состоит из четырёх  физических ядер, что существенно  влияет на скорость его работы. Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе. Потомком этого процессора стал Intel Core 2 Quad на ядре Yorkfield (45 нм), архитектурно схожем с Kentsfield но имеющем больший объём кэша и рабочие частоты.

Процессоры от компании AMD -  уже достаточно давно и успешно конкурирует с фирмой Intel. В настоящее время вы можете встретить процессоры AMD Phenom II  x3 и x4. При их разработке компания учла свои ошибки: был увеличен объём КЭШа, а производство процессора было переведено на 45 нм техпроцесс, позволивший снизить тепловыделение и значительно повысить рабочие частоты. В целом, AMD Phenom II X4, приведен на рисунке 3, по производительности стоит вровень с процессорами Intel предыдущего поколения (ядро Yorkfield) и весьма значительно отстаёт от Intel Core i7.

 

Рисунок 3- Процессоры AMD Phenom II X4 и Core i7

Сравнительная таблица 1, приводит характеристики более оптимальных  процессоров в настоящее время.

 

Таблица 1-Сравнительная  характеристика процессоров.

Сравнительные характеристики	Phenom II X3 720 Black Edition	Core 2 Duo E7500 Wolfdale-3M
Техпроцесс	45 нм	45 нм
Число ядер	3	2
Тактовая частота	2,8 ГГц	2,93 ГГц
Сокет	AM3	LGA 775
Кэш L1	3 x 128 кбайт	-
Кэш L2	3 x 512 кбайт	3 Мбайт
Кэш L3	6 Мбайт	-
HyperTransport	4000 МГц	-
FSB	-	1066 МГц
Тепловой пакет	95 Вт	65 Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Перспективы развития данного класса

 

В настоящее время  ключевым вычислительным модулем разного  рода компьютеров является центральный  процессор, а для хранения данных используются выделенные элементы. Соответственно, при работе устройства требуется  определенное время для передачи данных с процессора на накопитель. Однако ситуация может в корне измениться, благодаря магнитным полупроводникам нового типа, представленным институтом NIST; данные элементы смогут как обрабатывать, так и сохранять информацию. Данные модули состоят из полупроводниковых элементов, покрытых тонким слоем магнетика, отделенного от основной части тонким немагнитным слоем. Подобное сочетание ферро- и диамагнетика позволит устройству успешно выполнять обе функции сразу.