آشنایی با انواع سوکت‌های پردازنده

پردازنده‌های استفاده‌شده در رایانه‌ها روی جایگاه‌های خاصی نصب می‌شوند که سوکت نام دارد و از آن به‌عنوان خانه‌ی پردازنده یاد می‌شود. معمولا در زمان صحبت کردن راجع به رایانه‌ها، اشاره‌ای به سوکت نمی‌شود؛ چرا که این بخش از رایانه تأثیری بر عملکرد دستگاه ندارد. وظیفه‌ی سوکت، ارائه‌ی جایگاهی استاندارد برای نصب شدن نسل خاصی از پردازنده‌ها است.

اما دلیل اهمیت سوکت‌ها چیست؟ پاسخ این است که برای به‌روزرسانی پردازنده‌ خود، باید بدانید که این پردازنده برای چه نوع سوکتی طراحی‌ شده است. نوع سوکت موجود روی مادربرد شما تعیین می‌کند که از چه نوع پردازنده‌ای می‌توانید استفاده کنید. برهمین اساس، می‌توانید تصمیم بگیرید که به‌روزرسانی پردازنده بیشتر به‌نفع شما است یا اینکه باید کل سیستم را به‌روزرسانی کنید.

سوکت پردازنده‌ای که روی مادربرد رایانه‌ی شما قرار دارد، نقشی شبیه به پریز برق بازی می‌کند. با اتصال وسائل برقی به پریز، آن‌ها را به شبکه‌ی سراسری برق متصل می‌کنیم. سوکت‌ها نیز راهی برای اتصال پردازنده به دیگر اجزاء رایانه فراهم می‌کنند. سوکت‌ها ضمن رساندن نیروی برق به پردازنده، ارتباط آن‌ها با دیگر اجزای سخت‌افزاری را میسر می‌کنند.

در رایانه‌های مدرن، سوکت‌ها روی مادربرد قرار دارند؛ هر چند که در گذشته، از اسلات‌هایی شبیه به اسلات‌های ویژه‌ی نصب کارت‌های PCI نیز برای اتصال پردازنده استفاده می‌شد. امروزه، تمامی سوکت‌ها به‌صورت تخت روی مادربرد قرار دارند و از یک زبانه برای محکم قرار دادن پردازنده روی آن‌ها استفاده می‌شود.

نمونه‌ای از پردازنده‌ی نصب‌شده روی یک اسلات

پیشینه‌ی این قطعات به چندین دهه پیش می‌رسد. اولین پردازنده‌ی معروف اینتل، که اینتل ۳۸۶ نام داشت، از سوکتی با ۱۳۲ پین استفاده می‌کرد که از نوع PGA بود (در ادامه با سوکت‌های PGA آشنا می‌شویم). پردازنده‌های سری پنتیوم (Pentium) اینتل نیز از سوکت ۴ و در مدل‌های بعدی، از سوکت ۵ استفاده می‌کردند.

البته تمام سوکت‌ها به یک شکل نیستند و تفاوت‌هایی میان سوکت‌های توسعه‌داده‌شده توسط اینتل و AMD وجود دارد. این تفاوت‌ها به ساختار، محل قرارگیری و تعداد پین‌ها مربوط می‌شوند.

هرچند که در ابتدا سوکت‌ها را با پریزهای برق مقایسه کردیم؛ اما باید به یاد داشته باشیم که برخلاف پریزهای برق، طراحی سوکت‌های پردازنده به‌طور مداوم دستخوش تغییر می‌شود. یکی از دلائل این تغییرات، تغییر در معماری پردازنده‌ها است. معمولا هرچند سال یک‌بار، شرکت‌ها نسل‌های جدیدی از معماری پردازنده‌ها را معرفی می‌کنند و این معماری‌ها هم از نظر شکل، اندازه‌ و سازگاری با مادربردها، با یکدیگر تفاوت دارند.

علاوه‌براین، دو تولید‌کننده‌ی بزرگ پردازنده‌های خانواده‌ی x86، اینتل و AMD، از معماری‌های متفاوتی برای پردازنده‌ها استفاده می‌کنند که با یکدیگر سازگار نیستند.

طی سالیان متمادی، شاهد معرفی انواع مختلفی از سوکت‌های پردازنده بوده‌ایم؛ اما در حال حاضر، بیشتر از سوکت‌های LGA، PGA و BGA استفاده می‌شود.

LGA و PGA دو آرایش رایج سوکت‌ها هستند که می‌توان آن‌ها را نقطه‌ی مقابل یکدیگر دانست. در سوکت‌های LGA سطح سوکت دارای مجموعه‌ای از پین‌ها است. قسمت زیرین پردازنده نیز دارای حفره‌هایی است و هنگام قرار دادن پردازنده روی سوکت، پین‌های سوکت درون حفره‌های پردازنده قرار می‌گیرند.

نمونه‌ای از یک سوکت LGA

برعکس، در سوکت‌های PGA، سطح سوکت دارای تعداد مشخصی حفره است و پین‌ها هم در قسمت زیرین پردازنده قرار دارند. در عصر رایانه‌های مدرن، اینتل از سوکت‌های LGA استفاده می‌کند و در مقابل، پردازنده‌های ساخت AMD هم با سوکت‌های PGA سازگار هستند.

نمونه‌ای از یک سوکت PGA

البته استثنائاتی هم وجود دارد. برای مثال، پردازنده‌های تردریپر AMD از سوکت TR4 پشتیبانی می‌کنند که نوعی سوکت LGA است. در حقیقت، TR4 دومین سوکت AMD است که از آرایش LGA استفاده می‌کند. در مقابل، اینتل نیز در پردازنده‌های پیشین خود همچون Pentium، Pentium 2 و Pentium 3 از سوکت‌های PGA استفاده می‌کرد.

درکنار سوکت‌های LGA و PGA، نوع دیگری از سوکت نیز وجود دارد که BGA نامیده می‌شود. در این سوکت‌ها، پردازنده در زمان تولید به‌طور دائمی به مادربرد متصل می‌شود و به‌همین‌دلیل، امکان به‌روزرسانی پردازنده وجود نخواهد داشت. استفاده از سوکت‌های BGA موجب کاهش هزینه می‌شود؛ اما نمی‌توان پردازنده‌هایی که از سوکت BGA استفاده می‌کنند را با پردازنده‌هایی مقایسه کرد که از سوکت‌های LGA و PGA استفاده می‌کنند.

همچنین، از نظر فنی نمی‌توان BGA را نوعی سوکت قلمداد کرد؛ چرا که این سوکت‌ها پردازنده را به یک قطعه‌ی دائمی مادربرد تبدیل می‌کنند. اما از آنجا که سوکت‌های BGA هم به‌نحوی موجب ارتباط پردازنده و مادربرد می‌شوند، لازم بود تا در این مطلب از آن‌ها یاد شود.

در سال‌های پیش، شایعه‌ای مبنی بر خداحافظی اینتل با سوکت‌های LGA پس از عرضه‌ی پردازنده‌های نسل چهارمی Haswell منتشر‌شده بود. اما این مسئله به حقیقت تبدیل نشد و امروزه نیز شاهد عرضه‌ی پردازنده‌های اینتل برای سوکت LGA هستیم.

بااین‌حال، با گسترش استفاده از سیستم-روی-چیپ یا همان SoC-ها، اینتل استفاده از سوکت‌های BGA را گسترش داده است. به‌طور مشابه، ARM، برودکام، کوالکام، انویدیا و دیگر تولیدکنندگان سیستم-روی-چیپ نیز شدیدا به سوکت‌های BGA وابسته هستند.

آیا هر پردازنده‌ای که از نوعی سوکت (LGA یا PGA) استفاده می‌کند، می‌تواند با مادربردهای دارای همان نوع سوکت سازگاری داشته باشد؟ پاسخ این سؤال منفی است. همان‌گونه که پیش از این گفته‌شد، LGA و PGA دو نوع آرایش متفاوت سوکت‌ها هستند و گونه‌های مختلفی از این دو نوع آرایش وجود دارد.

اینتل برای نام‌گذاری سوکت‌هایش از تعداد پین‌های موجود روی سوکت استفاده می‌کند. برای مثال، سوکت‌های LGA1155 دارای ۱٫۱۵۵ پین هستند. هر پردازنده‌ای که برای این نوع سوکت ساخته شود، تنها‌وتنها با همین نوع سوکت سازگاری دارد. گاهی اوقات تعداد پین‌ها بسیار به‌هم نزدیک هستند، برای مثال LGA1155 و LGA1156؛ در این حالت نیز همچنان پردازنده‌های طراحی‌شده برای یکی از این دو گونه سوکت، با سوکتِ دیگر سازگاری ندارند. از طرفی، اینتل به‌طور معمول از یک نوع سوکت برای چندین نسل پردازنده‌هایش استفاده می‌کند.

روش استفاده‌شده توسط AMD اندکی متفاوت است و این شرکت برای نام‌گذاری سوکت‌ها از تعداد پین‌ها استفاده نمی‌کند. برای مثال، می‌توان به سوکت‌های AM3 یا FM1 اشاره کرد. در رابطه با سوکت‌های AMD نیز مسئله‌ی سازگاری سوکت و پردازنده امری حیاتی است. البته این شرکت گاهی ضمن حفظ سازگاری، دست به ارتقاء سوکت‌های خود می‌زند که در این حالت از علامت «+» استفاده می‌شود. سوکت‌های +AM2 و +AM3 نمونه‌هایی از این سوکت‌های ارتقاء‌یافته هستند.

در توسعه‌ی رایانه‌های آتی نیز سوکت‌ها یکی از ویژگی‌های اصلی طراحی خواهند بود. در رایانه‌های شخصی، اجزائی مانند پردازنده‌ها قابل تغییر و به‌روزرسانی هستند. به همین دلیل، کاربران خانگی و تجاری می‌توانند اجزاء دلخواه خود را برای ساخت یک سیستم انتخاب کنند و می‌دانند که در آینده امکان ارتقاء سیستم وجود خواهد داشت.

پیش‌بینی حذف سوکت‌ها در آینده‌ی نزدیک چندان واقع‌گرایانه به‌نظر نمی‌رسد. می‌بینیم که امروزه اینتل و AMD به‌دنبال فراینده‌های تولید پردازنده‌های کوچک‌تر و سریع‌تر هستند و درکنار این مسئله گونه‌های جدیدی از سوکت‌ها را توسعه می‌دهند و حتی برخی سوکت‌های پیشین را هم به‌روزرسانی می‌کنند.

این مسئله امری کاملا منطقی است. اگرچه دستگاه‌های امروزی بیش از گذشته قابل‌حمل هستند؛ اما علاقه‌مندان دوآتشه‌ی رایانه‌های شخصی و متخصصان فناوری اطلاعات همواره به‌دنبال مادربردهای مجهز به سوکت هستند. چرا که این مادربردها به کاربران اجازه می‌دهند تا به‌جای تعویض کل اجزای سیستم یا سرور، تنها یک قطعه را به‌روزرسانی کنند.