Tavalisel CPU-l on kolm põhiosa. Need on substraat, protsessori stants ja IHS. Substraat on PCB, millele asetatakse ülejäänud protsessor. Selle alumisel küljel on protsessori pesa pistiku tihvtid. CPU die on tegelik CPU. Töötlemist teostab täpselt söövitatud räni. CPU stantsil on ka otse integreeritud protsessori vahemälu tasemed, et minimeerida suhtlusaega. IHS on integreeritud soojusjaotur. See surub otse CPU stantsile ja edastab toodetud soojuse protsessori jahutisse. IHS pakub ka kaitset pragude eest. Protsessori stants on üsna habras ja CPU-jahuti paigaldusrõhk võib selle purustada. IHS neutraliseerib selle riski, kuna see ei edasta seda survet protsessori stantsile.
Mitmekiibilised moodulid
Pakendi substraat tagab kogu CPU stantsi ühenduvuse, suunates elektrilised signaalid igast kasutatud tihvtist CPU stantsi. Kahjuks ei tööta see nii hästi, kui ühel CPU-l on mitu stantsi. Põhjuseks võib olla see, et nad kasutavad standardset kiibi arhitektuuri või kiibi disain on keerulisem. Näiteks kehtib see ka siis, kui CPU-l on FPGA või mälu otse pakendil. Kuigi MCM või Multi-Chip Module CPU-d võivad töötada ainult substraadiga, nagu AMD Ryzeni protsessorid näitavad, oli alternatiiv, mida kasutati eriti varasemates kiibikujundustes, kasutada interposerit.
Interposer on lihtsalt vahekiht pakendi substraadi ja CPU stantsi vahel. Interposer on valmistatud ränist, mis muudab selle üsna kalliks, kuigi mitte nii kalliks kui moodsamad 3D-vormimismeetodid. Ränist interposer on tavaliselt konfigureeritud ühendama pakendi substraadiga BGA või Ball Grid Array kaudu. Tegemist on väikeste jootekuulikeste massiiviga, mis tähendab, et vaheseadist hoitakse füüsiliselt pakendi põhimiku kohal, võrreldes protsessori stantsiga, mis on vasest elektrilise ühendusega otse põhimiku või vaheseadmega sulandatud sambad. Interposer kasutab seejärel TSV-sid või Through Silicon Vias, et edastada elektrilised signaalid ilma halvenemiseta. Ränist interposer võimaldab ka pidevat sideühendust.
Interposeri kasutamise eelised
Interposer pakub kahte peamist eelist võrreldes CPU stantsi asetamisega otse pakendi põhimikule. Esiteks on räni vahekihi soojuspaisumistegur palju väiksem. See tähendab, et saab kasutada väiksemaid jootemuhke, kuna räni talub suurenenud termilist koormust. See tähendab ka seda, et I/O-ühenduvus võib olla oluliselt tihedam kui otse substraadile ehitades, võimaldades suuremat ribalaiust või paremat ruumi kasutamist.
Teiseks eeliseks on see, et räni vahekihtidesse võivad olla söövitatud palju kitsamad jäljed kui substraadile. Võimaldab tihedamat ja keerukamat vooluringi. Teine eelis, mis võib mõjutada ainult mõnda ettevõtet, on see, et ränisubstraati saab söövitada pärandprotsessori söövitusriistvara abil. Kui ettevõttel on see riistvara juba kasutamata, saab seda sel eesmärgil uuesti kasutada. Kaasaegseid väikeseid protsessisõlmi pole vaja, mis tähendab, et söövitusmasinate riistvarakulud on minimaalsed, vähemalt võrreldes tänapäevaste tootmissõlmedega.
Järeldus
Interposer on vahendaja paketi substraadi ja CPU stantsi vahel. Tavaliselt on see valmistatud ränist. See pakub väikesemahuliste ja suure tihedusega ühenduste jaoks head termilist stabiilsust. See funktsioon on eriti kasulik kiibipõhiste protsessorite jaoks.