Le Guide des x86

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Autres articles > Les boitiers des x86

Les processeurs x86 se retrouvent dans un très grand nombre de boitiers (ou formats) différents. Ils varient la plupart du temps suivant leur usage, mais aussi suivant suivant leur marque et les technologies ayant court au moment de leur conception.
Les processeurs pour ordinateurs portables et ordinateurs de bureau auront des formats différents par exemple. De même que les processeurs à destination de l'embarqué ou de serveurs.
Et chaque marque a la plupart du temps ses propres boitiers. Intel et AMD par exemple ne partageant plus exactement les mêmes boîtiers après les 486.
Ceci créé ainsi une très grande variété : nous avons répertorié pas moins de 154 formats de boitiers différents connus pour les x86...

Il est possible de regrouper ces différents boitiers en 9 familles :

DIP
LCC
PGA
QFP
BGA
TCP
LGA
Cartouche
Adaptateur

Ces différents boitiers furent plus ou moins utilisés au cours du temps. A l'origine, un seul type de boitier existait, le DIP. Aujourd'hui, trois types demeurent, le PGA, le BGA et le LGA.
Et il y eut même une époque ou 5 ou 6 types de boitiers coexistaient sur le marché !

DIP

DIP signifie Dual Inline Package, soit littéralement boitier en double ligne.
C'était le format utilisé par l'immense majorité des composants électroniques des années 70, et c'est tout naturellement que ce fut sous cette forme que sortirent les premiers x86.
Ce type de boitier fut rapidemment remplacé dès la 2ème génération de x86, car il ne permettait pas ni d'avoir des tailles de core suffisamment grandes, ni d'avoir un grand nombre de connections/pattes.


Exemple de boitier DIP : PDIP-40

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : CDIP-16, PDIP-16, CDIP-18, PDIP-18, CDIP-20, PDIP-20, CDIP-22, PDIP-22, PDIP-24, CDIP-24, PDIP-28, CDIP-28, PDIP-32, CDIP-32, PDIP-40, CDIP-40, CDIP-48, PDIP-48, PDIP-64, CDIP-64


LCC

Dans cette famille, sont regroupés en fait deux formes de boitiers assez différentes. Il aurait même été possible de considérer qu'en fait il y a deux familles :
- Les PLCC, pour Plastic Leaded Chip Carrier, sont des boitiers plastiques carrés avec des broches de connection qui dépassent des quatres côtés.
- Les CLCC, pour Ceramic Leadless Chip Carrier, sont des boitiers céramiques avec des connecteurs complètement plats dorés sur le dessous.

Ce format a connu son heure de gloire avec les 80186 et les 80286 et ne fut pas reconduit pour les 386 (là encore à cause d'un problème de nombre de connecteurs). Mais le PLCC en particulier dura très longtemps du fait des nombreuses déclinaisons de 80186 qui continuèrent d'être développée jusqu'à la fin des années 90 pour des applications embarquées. Il est aujourd'hui remplacé pour ces mêmes applications par des formats de type QFP.


Exemple de boitier LCC : PLCC-68

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : PLCC-18, PLCC-22, PLCC-32, CLCC-44, PLCC-44, PLCC-68, CLCC-68, PLCC-84, CLCC-84


PGA

Le PGA (pour Pin Grid Array), est le format roi des x86 depuis les 80186. Ce format s'est imposé sur tous les autres (pour les processeur desktop principalement) du fait non seulement de sa solidité mais aussi du fait qu'il est capable d'avoir de nombreuses pattes : jusqu'à 940 à ce jour (pour le format OPGA-940 d'AMD).
Il est aujourd'hui présent sous la forme µPGA, avec des pattes beaucoup plus petites que le PGA classique : 0,30 mm contre 0,47 mm pour le PGA (permettant d'augmenter le nombre de patte à taille de processeur équivalente).
Intel et maintenant AMD tentent de le remplacer par le format LGA.
Est-ce que le PGA pourra résister à ce nouveau format, comme il a pu résister aux formats dits "Cartouches" (ou Slot) ?


Exemple de boitier PGA : CPGA-296

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : CPGA-68, CPGA-88, PPGA-114, CPGA-114, CPGA-121, CPGA-128, CPGA-132, CPGA-142, CPGA-145, CPGA-168, CPGA-169, CPGA-179, PPGA-128, CQFP-196, CPGA-206, CPGA-237, CPGA-262, CPGA-273, CPGA-296, PPGA-296, TBGA-304, CPGA-320, CPGA-321, PPGA-370, FC-PGA-370, CPGA-370, FC-PGA2-370, CPGA-387, PPGA-387, FC-PGA-423, OPGA-462, CPGA-462, CPGA-463, µPGA-478, Mobile micro-FCPGA, PPGA-B495 (Micro-PGA2), µPGA-563, FC-PGA-603, µPGA-604 (FC-mPGA2), µPGA-604 (FC-mPGA4), µPGA-604 (FC-mPGA6), PPGA-B615 (Micro-PGA), µPGA-638, OPGA-721, OPGA-722, OPGA-754, µPGA-904, µPGA-905, µPGA-906, OPGA-938, OPGA-939, OPGA-940, rPGA946B, rPGA988A, rPGA988B, µPGA-1331


QFP

Le format QFP (pour Quad Flat Package) est le format roi de l'électronique aujourd'hui. Toutes les puces ayant entre 50 et 200 pattes se retrouvent dans ce format ayant de nombreuses déclinaisons :
- PQFP (Plastic Quad Flat Package)
- SQFP (Small Quad Flat Package)
- TQFP (Thin Quad Flat Package)
Concernant les x86, le QFP est apparu dès les 8086 chez certains fabriquants de clones (OKI, NEC), mais ce n'est qu'à partir des 80186 qu'il prit réellement son essor.
Il fut ensuite massivement utilisé pour les 386 et 486 mobiles avant d'être supplanté par le TCP puis le BGA sur les générations suivantes, du fait de sa limitation en connections (ou plutôt de la place qu'imposait un nombre de connections supérieur à 200).


Exemple de boitier QFP : QFP-80 (Rectangular)

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : TSOP-32, SSOP-40, TSOP-40, QFP-44, TSOP-48, QFP-52, QFP-56, TSOP-56, PQFP-64, CQFP-68, PQFP-68, TQFP-80, QFP-80 (Square), QFP-80 (Rectangular), SQFP-80, SQFP-100, QFP-100 (Rectangular), PQFP-100, CQFP-100, TQFP-100, PQFP-132, CQFP-132, QFP-144, TQFP-144, QFP-160, PQFP-160, CQFP-164, QFP-168, TQFP-176, QFP-184, PQFP-196, SQFP-208, QFP-216, C4-CQFP


BGA

Le BGA (Ball Grid Array) est le nouveau format apparu pour les processeurs mobile. Il dispose globalement des même caractéristiques que le format PGA à ceci près que les pattes sont remplacées par des petites billes métalliques destinées à être soudées directement sur une carte mère. On économise ainsi la mise en place d'un socket sur les PC portables (on gagne en coût et en volume, mais on perd complètement l'évolutivité).
Tous les processeurs mobile chez Intel, Via et Transmeta se retrouvent forcément sous ce format. Chez Intel, la plupart des modèles se retrouvent également en PGA en plus du BGA.
Par contre chez AMD, curieusement le BGA n'a pas percé et tous les processeurs mobile sont encore en PGA.

A noter qu'il y a de nombreux adaptateurs basés sur les processeurs BGA, quelques fois officiels (comme les MMC-1 et MMC-2, définis par Intel), mais le plus souvent non, comme les nombreux adaptateurs BGA -> PGA pour PII/PIII/Celeron que l'on peut trouver en Chine.


Exemple de boitier BGA : BGA-352

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : HSBGA, HSBGA, BGA-196, CBGA-255, BGA-256, BGA-292, BGA-320, nanoBGA, OBGA-349, BGA-352, HL-PBGA-352, CBGA-360, EBGA-368, BGD-368, EBGA (Enhanced BGA), BGA-387, PBGA-388, FCBGA-393, BGU-396, FC-OBGA-399, nanoBGA2, BGA413 (FT1), BGD-432, FC-BGA437 (µFC-BGA8), FCBGA-441 (µFC-BGA8), µBGA-452, µBGA-460, CBGA-474, FCBGA-479 (Micro-FCBGA), BGU-481, PBGA-B495 (BGA2), FCBGA-518, BGA-540, FC-BGA559 (µFC-BGA8), µBGA-564, UTFCBGA592, OBGA-592, BGA-609, PBGA-B615 (BGA-615), BGA-617, µBGA-652, FCBGA-663, µBGA-676, BGA-676, BGA-686, BGA-689, PBGA-720, FC-MB4760, BGA769 (FT3b), BGA769 (FT3), OBGA-783, ASB1, BGA827 (FP2), BGA906 (FP3), FCBGA-951, µFC-BGA956, FCBGA-1023, FC-MB5T1064, FCBGA-1090, FCBGA-1168, FCBGA-1170, FCBGA-1224, FCBGA-1283, FCBGA-1284, FCBGA-1288, FCBGA-1296 (BGA Type 3), FCBGA-1310, FCBGA-1356, FCBGA-1364, UTFCBGA1380, FCBGA-1440, FCBGA-1466, FCBGA-1515, FCBGA-1528, FCBGA-1667, FCBGA-2270, BGA-5903


TCP

TCP signifie Tape Carrier Package. Il s'agit d'un très mince film contenant le core et les connections du processeur. Il est destiné à être soudé directement sur un PCB et est de ce fait quasiment uniquement utilisé pour les ordinateurs portables.
Les seuls processeurs ayant utilisé ce type de boitier furent les Pentium Mobile et Pentium MMX Mobile.
Ce type de boitier eu une durée de vie très courte et fut rapidemment remplacé par le format BGA pour les processeurs mobiles.

A noter qu'il fut utilisé sur de nombreux type d'adaptateurs (voir ci-dessous) pour être monté sur des cartes mères de PC portables.


Exemple de boitier TCP : TCP-320

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : TCP-320


LGA

Le LGA (pour Land Grid Array) est le nouveau format utilisé par Intel par ces processeurs desktop et serveur.
Il est né du fait que le nombre de pattes croissant des processeurs (775 au moment ou Intel définissait le LGA pour leurs Pentium 4E) augmentait le risque de casse, et qu'il valait mieux déporter le problème côté carte mère qui, du fait de leur taille, pouvaient être mieux protégées.
Les processeurs LGA ont donc une connectique sans pattes, celles-ci se retrouvant sur le Socket.
AMD a commencé également à se lancer dans le format LGA pour ses processeurs Opteron, car ils atteignaient le nombre faramineux de 1207 connections !


Exemple de boitier LGA : LGA-775

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : LGA-771 (FC-LGA6), LGA-771 (FC-LGA8), LGA-775, LGA-1366, LGA-1150, LGA-1151, LGA-1155, LGA-1156, LGA-1160, LGA-1207, LGA-1248, LGA-1356-3, LGA-1356, LGA-1567, LGA-1944, LGA-2011, LGA-2011-1, LGA-2011-3, LGA-2066, LGA-3647, LGA-4094


Cartouche

Ce format est né d'une contrainte coûts d'Intel lors du développement du sucesseur des Pentium et Pentium Pro. En effet, celui-ci, le Pentium II, se basait essentiellement sur l'architecture du Pentium Pro et nécessitait de ce fait de grandes quantités de cache intégrés au processeur (512 Ko). Mais les coûts d'intégration de ce cache sur le die étaient trop importants, comme sur les Pentium Pro (qui n'était destiné de ce fait, qu'aux professionnels), ce qui n'était pas envisageable pour un processeur grand public.
Aussi Intel émis l'idée d'utiliser des puces de cache externe, dédiées au processeur. Mais pour que cela fonctionne, il fallait que celles-ci soient reliées directement, via un bus très rapide, au processeur et intégrées sur le même PCB que celui-ci.
Ce qui au final donna une cartouche contenant ce PCB, et qui allait s'enfiler dans un slot sur la carte mère au lieu des sockets habituels.
Ensuite, AMD repris l'idée pour ses premiers Athlon.

Concernant le format Mini-cartridge, l'idée est à peu près la même, sauf que la connectique diffère, pour des raisons de taille (le format Mini-cartridge est destiné aux PC portables).


Exemple de boitier Cartouche : SEC-242 (SECC-1)

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : Mini-cartridge, SEC-242 (SECC-1), SEC-242, SEC-242 (SECC-2), SEP-242, SEC-330, PAC418, PAC611


Adaptateur

Cette famille générique comprend toutes les formes hybrides de processeurs convertissant une forme de base d'un processeur vers un autre type de connectique.
Il y a de ce fait un grand nombre de formats propriétaires pour carte-mère de portable intégrant des processeurs de type QFP ou TCP sur des PCB avec des connectiques propriétaires.
Dans cette famille, figurent également de nombreux adapteurs QFP, TCP ou BGA vers PGA.


Exemple de boitier Adaptateur : MMC-2

 

Formats de x86 appartenant à cette famille de boitiers : QFP-144 -> PGA-132, PQFP-196 -> PGA-168, SQFP-208 -> PGA-168, MMC-1 (PII), MMC-1 (PI), MMC-2