Un procesor standard are trei părți de bază. Acestea sunt substratul, matrița CPU și IHS. Substratul este PCB-ul pe care este plasat restul procesorului. Are pinii conectorului soclului CPU pe partea inferioară. Morea CPU este CPU-ul real. Este siliciul gravat cu precizie care realizează prelucrarea. De asemenea, matrița CPU include nivelurile cache ale procesorului integrate direct pentru a minimiza timpii de comunicare. IHS este distribuitorul de căldură integrat. Apasă direct pe matrița procesorului și transmite căldura pe care o produce răcitorului procesorului. IHS oferă, de asemenea, protecție împotriva fisurii matriței. Dispozitivul procesorului este destul de fragil, iar presiunea de montare a coolerului procesorului l-ar putea sparge. IHS neutralizează acest risc, deoarece nu transmite această presiune către matrița CPU.
Module Multi-Chip
Substratul pachetului oferă toată conectivitatea pentru matrița CPU, direcționând semnalele electrice de la fiecare dintre pinii utilizați la matrița CPU. Din păcate, acest lucru nu funcționează la fel de bine atunci când există mai multe matrițe pe un singur procesor. Acest lucru se poate datora faptului că folosesc o arhitectură standard de chiplet sau pentru că designul cipului este mai complex. De exemplu, acest lucru s-ar aplica și dacă procesorul include un FPGA sau o memorie direct pe pachet. În timp ce procesoarele MCM sau Multi-Chip Module pot funcționa doar cu un substrat, așa cum arată procesoarele AMD Ryzen, o alternativă, folosită în special în proiectele anterioare de chiplet, a fost utilizarea unui interpozitor.
Un interpozitor este pur și simplu un strat intermediar între substratul pachetului și matrița CPU. Interposer este fabricat din siliciu, ceea ce îl face destul de scump, deși nu la fel de scump ca tehnicile mai moderne de stivuire a matrițelor 3D. Interpozitorul de siliciu este de obicei configurat pentru a se conecta la substratul pachetului printr-un BGA sau Ball Grid Array. Aceasta este o serie de bile de lipit mici, ceea ce înseamnă că interpozitorul este ținut fizic deasupra substratului pachetului, în comparație cu matrița CPU care este fuzionată direct la substrat sau interpozitor cu conectivitate electrică furnizată de cupru stâlpii. Apoi, interpozitorul folosește TSV-uri sau Through Silicon Vias pentru a trece semnalele electrice fără degradare. Interpozitorul de siliciu permite, de asemenea, conectivitate de comunicare die-to-die.
Avantajele utilizării unui interpozitor
Un interpozitor oferă două avantaje principale față de plasarea matriței CPU direct pe substratul pachetului. În primul rând, interpozitorul de siliciu are un coeficient de dilatare termică mult mai scăzut. Aceasta înseamnă că pot fi utilizate denivelări de lipire mai mici, deoarece siliciul poate face față sarcinii termice crescute. De asemenea, înseamnă că conectivitatea I/O poate fi semnificativ mai densă decât atunci când se construiește direct pe substrat, permițând lățimi de bandă mai mari sau o utilizare mai bună a spațiului matriței.
Al doilea beneficiu este că dispozitivele de interpunere din siliciu pot avea urme mult mai înguste gravate în ele decât poate suporta substratul. Permițând circuite mai dense, mai complexe. Un alt avantaj care poate afecta doar unele companii este că substratul de siliciu poate fi gravat cu ajutorul hardware-ului de gravare a CPU moștenit. Dacă o companie are deja acest hardware nefolosit, acesta poate fi reutilizat în acest scop. Nodurile de proces mici moderne nu sunt necesare, ceea ce înseamnă că costurile hardware pentru mașinile de gravare sunt minime, cel puțin în comparație cu nodurile de fabricație moderne.
Concluzie
Un interpozitor este un intermediar între substratul pachetului și matrița CPU. Este de obicei fabricat din siliciu. Oferă stabilitate termică bună pentru conexiuni la scară mică, de înaltă densitate. Această caracteristică este utilă în special pentru procesoarele bazate pe chiplet.