Standardni CPU ima tri jezgrena dijela. To su podloga, CPU matrica i IHS. Podloga je PCB na koji se nalazi ostatak CPU-a. Na donjoj strani ima konektorske igle CPU utičnice. CPU matrica je stvarni CPU. To je precizno ugravirani silicij koji izvodi obradu. CPU matrica također ima slojeve CPU predmemorije izravno integrirane kako bi se smanjilo vrijeme komunikacije. IHS je integrirani raspršivač topline. Pritišće se izravno na CPU matricu i prenosi toplinu koju proizvodi na CPU hladnjak. IHS također nudi zaštitu od pucanja kalupa. Matrica CPU-a prilično je krta i sve veći pritisak hladnjaka CPU-a mogao bi je slomiti. IHS neutralizira ovaj rizik jer ne prenosi taj pritisak na CPU matricu.
Moduli s više čipova
Supstrat pakiranja osigurava svu povezanost za CPU matricu, usmjeravajući električne signale sa svakog od korištenih pinova na CPU matricu. Nažalost, ovo ne funkcionira tako dobro kada postoji više matrica na jednom CPU-u. To može biti zato što koriste standardnu arhitekturu čipleta ili zato što je dizajn čipa složeniji. Na primjer, ovo bi također vrijedilo ako CPU sadrži FPGA ili memoriju izravno na pakiranju. Dok MCM ili Multi-Chip Module CPU-i mogu raditi samo s podlogom, kao što pokazuju AMD-ovi Ryzen CPU-i, alternativa, posebno korištena u ranijim dizajnima čipleta, bila je uporaba interposera.
Interposer je jednostavno posrednički sloj između supstrata paketa i CPU matrice. Interposer je napravljen od silicija, što ga čini prilično skupim, iako ne tako skupim kao modernije 3D tehnike slaganja matrica. Silikonski interposer obično je konfiguriran za spajanje na supstrat paketa putem BGA ili Ball Grid Array. Ovo je niz malih kuglica za lemljenje, što znači da se interposer fizički drži iznad supstrata paketa, u usporedbi s CPU matricom koja je izravno spojena na podlogu ili interposer s električnom vezom koju pruža bakar stupovi. Interposer zatim koristi TSV-ove ili Silicijske prolaze za propuštanje električnih signala bez degradacije. Silikonski interposer također omogućuje die-to-die komunikacijsko povezivanje.
Prednosti korištenja interposera
Interposer nudi dvije glavne prednosti u odnosu na postavljanje CPU matrice izravno na podlogu paketa. Prvo, silikonski interposer ima mnogo manji koeficijent toplinskog širenja. To znači da se mogu koristiti manje izbočine za lemljenje jer silicij može podnijeti povećano toplinsko opterećenje. To također znači da I/O povezivost može biti znatno gušća nego kada se gradi izravno na podlozi, što omogućuje veću propusnost ili bolje korištenje prostora u kalupu.
Druga prednost je ta što silikonski interposeri mogu imati puno uže tragove urezane u njih nego što to može podloga. Omogućuje gušće složenije sklopove. Još jedna prednost koja može utjecati samo na neke tvrtke je da se silikonska podloga može urezati upotrebom naslijeđenog CPU hardvera za jetkanje. Ako tvrtka već ima ovaj hardver koji leži neiskorišten, može se ponovno upotrijebiti u tu svrhu. Suvremeni mali procesni čvorovi nisu potrebni što znači da su troškovi hardvera za strojeve za jetkanje minimalni, barem u usporedbi s modernim proizvodnim čvorovima.
Zaključak
Interposer je posrednik između supstrata paketa i CPU matrice. Obično je izrađen od silicija. Nudi dobru toplinsku stabilnost za male spojeve velike gustoće. Ova značajka je posebno korisna za procesore temeljene na čipovima.