CPU 為什麼那麼多引腳?都是什麼作用的?
供電和資料交換
在intel網站上可以下載到intel釋出的相關資料手冊,裡頭有各個引腳的簡單描述。不過原資料手冊的引腳表是以表格形式出現的,所以也有能人將其製作成了圖示,看起來好了很多,比如下面這個1155的CPU引腳對照圖。
以左上角逆時針開始,其中
NC 為空腳
GND 為地線
粉色 為 CPU核心電壓供電引腳
淺藍色 為 PCI x16通訊引腳
棕色 為 CPU內部記憶體控制器供電引腳
紫色 為 匯流排電壓識別引腳
深藍色 為 南橋資料引腳(南橋主要負責USB PCI等低速裝置)
綠色 為 CPU時鐘引腳
淺橙色 為 記憶體資料引腳
深灰色 為 記憶體電源控制引腳
青藍色 為 CPU核顯電源引腳
其中電源引腳與記憶體資料引腳佔了大半壁江山
(如有誤,歡迎指教)
除去訊號腳,供電和接地也佔了半壁江山,因為要確保降低干擾,一個晶片幾十上百個電源腳接地腳不奇怪。看原理圖上全都是乾乾脆脆接地,但是實際佈置走線和腳位的時候就有講究了,為了降低噪聲,有很多接地是當作遮蔽地用的,和電源交錯佈置,還有訊號腳的參考電平,也要跟隨訊號腳一起佈置,數量不會少
cpu那麼多引腳,都是為了跑得快呀,每個引腳都在緊倒騰緊倒騰得。。。
現在LGA封裝的CPU動輒一千多的引腳,其中大部分都是電源和地線:
Coffeelake
圖中
各種
電源引腳(Vcc們)和地引腳(Vss)多達數百個。現在還有不少記憶體引腳,每個channel都有單獨的引腳,HSIO引腳也非常的多。為什麼這麼多電源相關引腳和HSIO是什麼參見這兩篇文章:
老狼:CPU底部的小塊是幹什麼用的?為什麼CPU這麼多電源引腳?老狼:為什麼不把南橋整合進CPU?CPU和南橋晶片中什麼資源最珍貴?
那麼我們如果想具體查詢引腳資訊怎麼辦呢?可以去Intel官網下載CPU硬體手冊(Datasheet)。
如何獲得晶片硬體手冊?
如果讓我說從業幾十年來,在計算機產業發現了什麼規律。那我最先想到的一定是
開放
。開源開放從個人、學校的涓涓細流開端,現在早已匯聚成滔滔的江水,奔流東向,不可阻擋。甚至微軟,英特爾,AMD這些原本保守的傳統公司,也慢慢變得親民了起來。一些EDS和BWG等等文件,可謂BIOS工程師的必備資料,裡面詳細記載了CPU和晶片組的功能,暫存器定義以及初始化步驟。這些文件是受到保密協定保護的文件,不可能在網際網路上傳播。這導致過去一般愛好者很難一窺晶片內部的結構。這些年來,晶片廠商,包括Intel、AMD和高通等等,越來越多和迅速地將晶片硬體手冊在官網上公佈出來,所有人都可以查閱,甚至不必註冊,PDF檔案可以直接下載到本地,offline閱讀沒有任何問題。這是一個明智之舉,過去軟體開源擔心被駭客發現漏洞,事實證明這樣遮遮掩掩對安全性並不一定是件好事。開放更多的硬體資料,不一定會增加風險,卻可以吸引更多的人瞭解你的硬體,使用你的硬體,不是好事一件嗎?
我們以Intel的CPU硬體手冊舉例。像EDS等資料是不會公佈出來的,但是“潔版”EDS:Datasheet則可以在
http://www。
intel。com
上很容易的找到。大家可以在官網上直接搜尋CPU和晶片組型號,基本都可以找到你想要的資料。我這裡有個網址:
Intel® Core™ Processors Technical Resources
裡面有所有酷睿CPU的Datasheet和spec update。甚至包括最新第八代酷睿Coffelake,晶片手冊全部是PDF格式,大家可以直接下載到電腦慢慢檢視。
Datasheet有哪些?
我們在上面的網站上會看到有很多Datasheet,甚至每種CPU的datasheet都有好幾卷。以Coffeelake為例:
卷1(volume 1)和卷2有什麼區別呢?
一般來說,卷1是總覽(overview),卷2是暫存器詳細列表。電腦愛好者看看卷1就可以了,硬體軟體工程師需要檢視卷2。我們這裡的引腳資訊就可以在卷1裡面看到。
卷1有什麼?
我們先來看看卷1(參考資料1)有什麼:
什麼叫做
processor ball information
?別想歪了!它的來源是
BGA封裝,BGA
的全稱Ball Grid Array(焊球陣列封裝),在這裡就是這個ball。現在的CPU是LGA封裝,但為了統一起見,也這樣叫,就是CPU背面的那些小點:
與此對應的是pin:
有些文件叫做ballout information,但內容基本一致。也就是CPU和晶片組的引腳說明。它的內容像這樣:
注意我紅框標出來的部分,有了名字和位置,感興趣的話完全可以知道這個引腳是幹什麼的。也可以和原理圖做交叉比較來確定。