Standart bir CPU'nun üç çekirdek parçası vardır. Bunlar alt tabaka, CPU kalıbı ve IHS'dir. Alt tabaka, CPU'nun geri kalanının yerleştirildiği PCB'dir. Alt tarafında CPU soket konektör pimleri bulunur. CPU kalıbı gerçek CPU'dur. İşlemi gerçekleştiren tam olarak kazınmış silikondur. CPU kalıbı ayrıca, iletişim sürelerini en aza indirmek için doğrudan entegre CPU önbellek katmanlarına sahiptir. IHS, Entegre Isı Yayıcıdır. Doğrudan CPU kalıbına bastırır ve ürettiği ısıyı CPU soğutucusuna iletir. IHS ayrıca kalıp çatlamasına karşı koruma sağlar. CPU kalıbı oldukça kırılgandır ve CPU soğutucusunun montaj basıncı onu çatlatabilir. IHS, bu basıncı CPU kalıbına iletmediği için bu riski etkisiz hale getirir.
Çoklu Çip Modülleri
Paket alt katmanı, kullanılan pinlerin her birinden gelen elektrik sinyallerini CPU kalıbına yönlendirerek CPU kalıbı için tüm bağlantıyı sağlar. Ne yazık ki, tek bir CPU'da birden fazla kalıp olduğunda bu pek işe yaramaz. Bunun nedeni, standart bir yonga mimarisi kullanmaları veya yonga tasarımının daha karmaşık olması olabilir. Örneğin, bu, CPU doğrudan paket üzerinde bir FPGA veya bellek içeriyorsa da geçerli olacaktır. AMD'nin Ryzen CPU'larının gösterdiği gibi, MCM veya Çoklu Yonga Modülü CPU'ları yalnızca bir alt katmanla çalışabilirken, özellikle önceki yonga tasarımlarında kullanılan bir alternatif, bir aracı kullanmaktı.
Bir aracı, paket alt katmanı ile CPU kalıbı arasındaki basit bir ara katmandır. Aracı, daha modern 3D kalıp istifleme teknikleri kadar pahalı olmasa da, onu oldukça pahalı yapan silikondan yapılmıştır. Silikon aracı, tipik olarak bir BGA veya Ball Grid Array aracılığıyla paket alt katmanına bağlanacak şekilde yapılandırılır. Bu, bir dizi küçük lehim topudur, bu, aracının fiziksel olarak paket alt tabakasının üzerinde tutulduğu anlamına gelir, bakır tarafından sağlanan elektriksel bağlantı ile doğrudan alt tabakaya veya aracıya kaynaştırılan CPU kalıbına kıyasla sütunlar. Aracı daha sonra elektrik sinyallerini bozulma olmadan iletmek için TSV'leri veya Silicon Via'ları kullanır. Silikon aracı, aynı zamanda, kalıptan kalıba iletişim bağlantısına da izin verir.
Bir aracı kullanmanın faydaları
Bir aracı, CPU kalıbını doğrudan paket alt tabakasına yerleştirmeye göre iki ana avantaj sunar. İlk olarak, silikon aracı çok daha düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Bu, silikonun artan termal yükü kaldırabileceği için daha küçük lehim darbelerinin kullanılabileceği anlamına gelir. Aynı zamanda, G/Ç bağlantısının doğrudan alt tabaka üzerine inşa edildiğinden önemli ölçüde daha yoğun olabileceği ve daha yüksek bant genişliklerine veya kalıp alanının daha iyi kullanılmasına izin verdiği anlamına gelir.
İkinci fayda, silikon aracıların, alt tabakanın yapabileceğinden çok daha dar izlerin içlerine kazınabilmesidir. Daha yoğun daha karmaşık devrelere izin vermek. Yalnızca bazı şirketleri etkileyebilecek bir diğer avantaj, silikon alt tabakanın eski CPU aşındırma donanımı kullanılarak kazınabilmesidir. Bir şirkette bu donanım kullanılmamış durumdaysa, bu amaç için yeniden kullanılabilir. Modern küçük işlem düğümlerine ihtiyaç duyulmaz, yani en azından modern fabrikasyon düğümlerine kıyasla aşındırma makinelerinin donanım maliyetleri minimumdur.
Çözüm
Aracı, paket alt katmanı ile CPU kalıbı arasında bir aracıdır. Genellikle silikondan yapılır. Küçük ölçekli, yüksek yoğunluklu bağlantılar için iyi bir termal kararlılık sunar. Bu özellik özellikle chiplet tabanlı CPU'lar için kullanışlıdır.