Стандартный ЦП состоит из трех основных частей. Это подложка, кристалл ЦП и IHS. Подложка — это печатная плата, на которой размещена остальная часть процессора. На его нижней стороне расположены контакты разъема процессорного сокета. Процессорный кристалл — это и есть настоящий ЦП. Именно протравленный кремний выполняет обработку. Кристалл ЦП также имеет непосредственно интегрированные уровни кэш-памяти ЦП для минимизации времени обмена данными. IHS — это интегрированный распределитель тепла. Он прижимается непосредственно к кристаллу ЦП и передает выделяемое им тепло на кулер ЦП. IHS также обеспечивает защиту от растрескивания матрицы. Кристалл процессора довольно хрупкий, и растущее давление процессорного кулера может привести к его повреждению. IHS нейтрализует этот риск, поскольку не передает это давление на кристалл ЦП.
Мультичиповые модули
Подложка корпуса обеспечивает все возможности подключения кристалла ЦП, направляя электрические сигналы от каждого из используемых контактов к кристаллу ЦП. К сожалению, это не так хорошо работает, когда на одном ЦП установлено несколько кристаллов. Это может быть связано с тем, что они используют стандартную архитектуру чипсета или с более сложной конструкцией чипа. Например, это также применимо, если ЦП содержит ПЛИС или память непосредственно на корпусе. В то время как процессоры MCM или Multi-Chip Module могут работать только с подложкой, как показывают процессоры AMD Ryzen, альтернативой, особенно используемой в более ранних конструкциях чиплетов, было использование интерпозера.
Промежуточный слой — это просто промежуточный слой между подложкой корпуса и кристаллом ЦП. Interposer сделан из кремния, что делает его довольно дорогим, хотя и не таким дорогим, как более современные методы трехмерного стекирования кристаллов. Кремниевый промежуточный элемент обычно конфигурируется для подключения к подложке корпуса через BGA или массив шариковых решеток. Это набор маленьких шариков припоя, что означает, что промежуточный элемент физически удерживается над подложкой корпуса. по сравнению с кристаллом ЦП, который непосредственно сплавлен с подложкой или переходником с электрическим соединением, обеспечиваемым медью столбы. Затем промежуточный элемент использует TSV или сквозные кремниевые переходные отверстия для передачи электрических сигналов без ухудшения качества. Кремниевый промежуточный элемент также обеспечивает сквозную коммуникационную связь.
Преимущества использования интерпозера
Промежуточный элемент предлагает два основных преимущества по сравнению с размещением кристалла ЦП непосредственно на подложке корпуса. Во-первых, кремниевый промежуточный элемент имеет гораздо меньший коэффициент теплового расширения. Это означает, что можно использовать припой меньшего размера, поскольку кремний может выдерживать повышенную тепловую нагрузку. Это также означает, что подключение ввода-вывода может быть значительно более плотным, чем при построении непосредственно на подложке, что позволяет увеличить пропускную способность или лучше использовать пространство кристалла.
Второе преимущество заключается в том, что на кремниевых интерпозерах могут быть выгравированы гораздо более узкие дорожки, чем на подложке. Позволяет использовать более плотную и сложную схему. Еще одно преимущество, которое может коснуться только некоторых компаний, заключается в том, что кремниевую подложку можно травить с помощью устаревшего оборудования для травления ЦП. Если у компании уже есть это оборудование, которое не используется, его можно повторно использовать для этой цели. Современные небольшие технологические узлы не нужны, а это означает, что затраты на оборудование для оборудования для травления минимальны, по крайней мере, по сравнению с современными производственными узлами.
Вывод
Промежуточный элемент является посредником между подложкой корпуса и кристаллом ЦП. Обычно он сделан из кремния. Он обеспечивает хорошую термическую стабильность для небольших соединений с высокой плотностью. Эта функция особенно полезна для процессоров на базе микросхем.