ما هو المتدخل؟

تحتوي وحدة المعالجة المركزية القياسية على ثلاثة أجزاء أساسية. هذه هي الركيزة ، وحدة المعالجة المركزية يموت ، و IHS. الركيزة هي PCB حيث يتم وضع بقية وحدة المعالجة المركزية. يحتوي على دبابيس موصل مقبس وحدة المعالجة المركزية على جانبه السفلي. يموت CPU هو وحدة المعالجة المركزية الفعلية. إن السليكون المحفور بدقة هو الذي يؤدي المعالجة. يتميز قالب وحدة المعالجة المركزية أيضًا بطبقات ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية المدمجة مباشرةً لتقليل أوقات الاتصال. IHS هو الموزع الحراري المتكامل. يضغط مباشرة على قالب وحدة المعالجة المركزية وينقل الحرارة التي ينتجها إلى مبرد وحدة المعالجة المركزية. يوفر IHS أيضًا الحماية ضد تكسير القوالب. قالب وحدة المعالجة المركزية هش إلى حد ما ، وقد يؤدي الضغط المتصاعد لمبرد وحدة المعالجة المركزية إلى كسره. يحيد IHS هذا الخطر لأنه لا ينقل هذا الضغط إلى وحدة المعالجة المركزية.

وحدات متعددة الشرائح

توفر ركيزة الحزمة كل التوصيلات لقالب وحدة المعالجة المركزية ، وتوجيه الإشارات الكهربائية من كل من المسامير المستخدمة إلى قالب وحدة المعالجة المركزية. لسوء الحظ ، هذا لا يعمل بشكل جيد عندما يكون هناك العديد من القوالب على وحدة معالجة مركزية واحدة. قد يكون هذا بسبب استخدامهم لمعمارية شرائح قياسية أو لأن تصميم الشريحة أكثر تعقيدًا. على سبيل المثال ، قد ينطبق هذا أيضًا إذا ظهرت وحدة المعالجة المركزية على FPGA أو ذاكرة مباشرة على الحزمة. بينما يمكن لوحدات المعالجة المركزية MCM أو Multi-Chip Module العمل مع ركيزة فقط ، كما تظهر وحدات المعالجة المركزية AMDs Ryzen ، كان البديل ، المستخدم بشكل خاص في تصميمات chiplet السابقة ، هو استخدام المتداخل.

الوسيط هو ببساطة طبقة وسيطة بين ركيزة الحزمة وموت وحدة المعالجة المركزية. يتكون Interposer من السيليكون ، مما يجعله مكلفًا إلى حد ما ، على الرغم من أنه ليس باهظ الثمن مثل تقنيات تكديس القوالب ثلاثية الأبعاد الحديثة. عادةً ما يتم تكوين مُدخل السيليكون للاتصال بركيزة الحزمة عبر BGA ، أو مصفوفة شبكة الكرة. هذه مجموعة من كرات اللحام الصغيرة ، مما يعني أن الوسيط مثبت ماديًا فوق ركيزة الحزمة ، بالمقارنة مع قالب وحدة المعالجة المركزية الذي يندمج مباشرة في الركيزة أو المتداخل مع التوصيل الكهربائي الذي يوفره النحاس أعمدة. ثم يستخدم الوسيط TSVs أو من خلال Silicon Vias لتمرير الإشارات الكهربائية دون أي تدهور. يسمح جهاز التداخل السيليكوني أيضًا باتصال اتصال يموت يموت.

فوائد استخدام الوسيط

يقدم الوسيط فائدتين رئيسيتين على وضع قالب وحدة المعالجة المركزية مباشرة على ركيزة الحزمة. أولاً ، يمتلك مفسد السيليكون معامل تمدد حراري أقل بكثير. هذا يعني أنه يمكن استخدام مطبات اللحام الأصغر حيث يمكن للسيليكون التعامل مع الحمل الحراري المتزايد. وهذا يعني أيضًا أن اتصال الإدخال / الإخراج يمكن أن يكون أكثر كثافة مما هو عليه عند البناء مباشرة على الركيزة ، مما يسمح بعرض نطاق أعلى أو استخدام أفضل لمساحة القالب.

الفائدة الثانية هي أن مداخلات السيليكون يمكن أن يكون لها آثار أضيق بكثير محفورة عليها من الركيزة. السماح بدوائر أكثر كثافة وأكثر تعقيدًا. ميزة أخرى قد تؤثر فقط على بعض الشركات هي أنه يمكن حفر ركيزة السيليكون باستخدام أجهزة نقش وحدة المعالجة المركزية القديمة. إذا كانت الشركة لديها بالفعل هذا الجهاز غير مستخدم ، فيمكن إعادة استخدامه لهذا الغرض. ليست هناك حاجة لعقد العمليات الصغيرة الحديثة مما يعني أن تكاليف الأجهزة لآلة الحفر ضئيلة ، على الأقل بالمقارنة مع عقد التصنيع الحديثة.

استنتاج

الوسيط هو وسيط بين ركيزة الحزمة ووحدة المعالجة المركزية. عادة ما تكون مصنوعة من السيليكون. إنه يوفر ثباتًا حراريًا جيدًا للوصلات صغيرة الحجم وعالية الكثافة. هذه الميزة مفيدة بشكل خاص لوحدات المعالجة المركزية المستندة إلى chiplet.