A szabványos CPU három magrészből áll. Ezek a szubsztrátum, a CPU-kimenet és az IHS. A hordozó az a PCB, amelyre a CPU többi része kerül. Az alján találhatók a CPU aljzat csatlakozó tűi. A CPU die a tényleges CPU. Pontosan maratott szilícium végzi a feldolgozást. A CPU die-ben a CPU gyorsítótár szintjei is közvetlenül integrálva vannak a kommunikációs idő minimalizálása érdekében. Az IHS az integrált hőszóró. Közvetlenül rányomja a CPU szerszámot, és továbbítja az általa termelt hőt a CPU hűtőnek. Az IHS védelmet nyújt a préstörés ellen is. A CPU matrica meglehetősen törékeny, és a CPU-hűtő rögzítési nyomása megrepedhet. Az IHS semlegesíti ezt a kockázatot, mivel nem továbbítja ezt a nyomást a CPU vágóeszközére.
Multi-Chip modulok
A csomagszubsztrát biztosítja az összes csatlakozást a CPU-meghajtóhoz, az elektromos jeleket az egyes használt érintkezőkről a CPU-szerszámhoz irányítva. Sajnos ez nem működik olyan jól, ha egyetlen CPU-n több dimenzió is található. Ennek oka lehet, hogy szabványos chiplet architektúrát használnak, vagy azért, mert a chip tervezése bonyolultabb. Például ez akkor is érvényes, ha a CPU közvetlenül a csomagon tartalmaz FPGA-t vagy memóriát. Míg az MCM vagy a Multi-Chip Module CPU-k csak egy hordozóval is működhetnek, ahogy az AMD-k Ryzen CPU-i mutatják, egy alternatíva, amelyet különösen a korábbi chiplettervezéseknél használtak, egy interposer használata volt.
Az interposer egyszerűen egy közbenső réteg a csomaghordozó és a CPU szerszám között. Az Interposer szilíciumból készül, ami meglehetősen drága, bár nem olyan drága, mint a modernebb 3D-s stancolási technikák. A szilícium interposer általában úgy van konfigurálva, hogy egy BGA-n vagy Ball Grid Array-en keresztül csatlakozzon a csomaghordozóhoz. Ez egy sor kis forrasztógolyó, ami azt jelenti, hogy a közbeiktató fizikailag a csomagolóanyag felett van, összehasonlítva a CPU szerszámmal, amely közvetlenül a hordozóhoz vagy az interposerhez van csatlakoztatva, rézzel biztosított elektromos csatlakozással pillérek. Az interposer ezután TSV-ket vagy Through Silicon Vias-t használ, hogy az elektromos jeleket romlás nélkül továbbítsa. A szilícium interposer lehetővé teszi a folyamatos kommunikációt is.
Az interposer használatának előnyei
Az interposer két fő előnyt kínál ahhoz képest, hogy a CPU matricát közvetlenül a csomag hordozójára helyezi. Először is, a szilícium köztesnek sokkal kisebb a hőtágulási együtthatója. Ez azt jelenti, hogy kisebb forrasztódudorok használhatók, mivel a szilícium képes kezelni a megnövekedett hőterhelést. Ez azt is jelenti, hogy az I/O-kapcsolat lényegesen sűrűbb lehet, mint közvetlenül a hordozóra építve, ami nagyobb sávszélességet vagy jobb térkihasználást tesz lehetővé.
A második előny az, hogy a szilícium közbeiktatókba sokkal keskenyebb nyomok lehetnek belevésve, mint a hordozóba. Sűrűbb, összetettebb áramkörök kialakítását teszi lehetővé. Egy másik előny, amely csak néhány vállalatot érinthet, hogy a szilícium hordozót örökölt CPU maratási hardver használatával lehet maratni. Ha egy vállalatnál ez a hardver már használaton kívül van, akkor újra felhasználható erre a célra. Nincs szükség modern kis folyamatcsomópontokra, ami azt jelenti, hogy a maratógép hardverköltsége minimális, legalábbis a modern gyártási csomópontokhoz képest.
Következtetés
Az interposer egy közvetítő a csomag hordozója és a CPU szerszám között. Általában szilíciumból készül. Jó hőstabilitást biztosít kisméretű, nagy sűrűségű csatlakozásokhoz. Ez a funkció különösen hasznos chiplet alapú CPU-k esetén.