Przeglądy procesora są skomplikowane. Zanim przejdziesz do testów wydajności, musisz przejść przez labirynt terminów, takich jak krzem, matryca, pakiet, IHS i sTIM. To dużo żargonu bez wytłumaczenia. Zdefiniujemy kluczowe części procesora, o których entuzjaści komputerów PC najczęściej dyskutują.
Należy pamiętać, że nie ma to być głęboka analiza, ale raczej wprowadzenie do powszechnej terminologii dla początkujących maniaków procesorów.
Zacznij od Krzem
Ponad 10 lat temu Intel podzielił się podstawami tego, jak tworzy swoje procesory, od surowców po gotowy produkt. Wykorzystamy ten proces jako podstawową strukturę, patrząc na kluczowy element procesora: matrycę.
Pierwszą rzeczą, której potrzebuje procesor, jest krzem. Ten pierwiastek chemiczny jest najpowszechniejszym składnikiem piasku. Intel zaczyna od wlewka krzemu, a następnie tnie go na cienkie dyski, zwane waflami.
Wafle są następnie wypolerowane do „lustrzanej gładkiej powierzchni” i zaczyna się zabawa! Krzem przekształca się z surowca w elektryczną potęgę.
Płytki silikonowe mają wykończenie fotomaski. Następnie są wystawiane na działanie światła UV, trawione i otrzymują kolejną warstwę fotorezystu. Ostatecznie oblano je jonami miedzi i wypolerowano. Następnie dodaje się warstwy metalu, aby połączyć wszystkie malutkie tranzystory, które istnieją w tym miejscu na płytce. (Jak wspomnieliśmy wcześniej, omawiamy tutaj tylko podstawy).
Teraz dochodzimy do punktu, na którym nam zależy. Wafel jest testowany pod kątem funkcjonalności. Jeśli przejdzie, jest krojony na małe prostokąty zwane matrycami. Każda kość może mieć wiele rdzeni przetwarzających, a także pamięć podręczną i inne komponenty procesora. Po pokrojeniu matryce są ponownie testowane. Te, które przechodzą, są przeznaczone na półki sklepowe.
To wszystko, czym jest kostka: mały kawałek krzemu wypełniony tranzystorami, który jest sercem każdego procesora. Każda inna część fizyczna pomaga temu kawałkowi krzemu wykonywać swoją pracę.
Ale tutaj jest kicker: w zależności od otrzymanego procesora, procesor może mieć jedną lub wiele matryc krzemowych. Jedna kostka oznacza, że wszystkie komponenty procesora, takie jak rdzenie i pamięć podręczna, znajdują się na tym jednym kawałku krzemu. Wiele matryc ma materiał łączący między sobą.
Nie ma łatwego sposobu na upewnienie się, czy dany procesor ma jedną, czy wiele matryc. To zależy od producenta.
Intel słynie z używania pojedynczej kostki do swoich procesorów konsumenckich. Nazywa się to projektem monolitycznym. Zaletą monolitycznej konstrukcji jest wyższa wydajność, ponieważ wszystko znajduje się na tej samej matrycy, a komunikacja jest niewielka.
Jednak trudniej jest robić postępy, gdy trzeba upakować coraz mniejsze tranzystory do tego samego rozmiaru krzemu. Trudniej jest również wyprodukować pojedyncze matryce, które działają przy pracy wszystkich rdzeni - zwłaszcza gdy mówimy o ośmiu lub 10 rdzeniach.
Kontrastuje to z AMD. Firma produkuje kilka procesorów monolitycznych, ale seria komputerów stacjonarnych Ryzen 3000 wykorzystuje mniejsze krzemowe chiplety, które obecnie mają cztery rdzenie w krzemie. Te chiplety nazywane są kompleksem rdzeniowym lub CCX. Są spakowane razem, aby stworzyć większą matrycę Core Complex Die (CCD). Ten CCD jest tym, co liczy się jako kostka w żargonie AMD. Jest to kilka małych chipletów krzemowych połączonych w celu utworzenia działającego procesora.
Procesory AMD mają również matrycę krzemową oddzieloną od przetworników CCD, zwaną matrycą I / O. Nie będziemy tu wchodzić w szczegóły, ale możesz przeczytać więcej na ten temat Artykuł TechPowerUp z czerwca 2019 r .
Biorąc pod uwagę, jak skomplikowane jest tworzenie działających matryc krzemowych, oczywiście znacznie łatwiej jest stworzyć mniejszą jednostkę składającą się z czterech rdzeni niż pojedynczą matrycę z 10 rdzeniami.
Pakiet CPU
Gdy kostka jest skończona, potrzebna jest pomoc, aby porozmawiać z resztą systemu komputerowego. Zwykle zaczyna się od małej, zielonej deski, często nazywanej podłożem.
Jeśli odwrócisz gotowy procesor, spód zielonej płytki ma złote styki (lub szpilki, w zależności od producenta). Te styki lub styki pasują do gniazda na płycie głównej i pozwalają procesorowi komunikować się z resztą systemu.
Wskakując z powrotem do naszego procesora, nie zakryliśmy jeszcze silikonowej matrycy. Głównym elementem jest tutaj materiał interfejsu termicznego lub TIM. TIM poprawia przewodność cieplną (ważne dla chłodzenia procesora). Zwykle występuje w jednej z dwóch form: pasty termicznej lub sTIM (lutowany materiał termoprzewodzący).
Materiał TIM może się różnić w zależności od generacji procesorów tego samego producenta. Nigdy tak naprawdę nie wiadomo, co ma konkretny procesor, chyba że sam przeczytasz wiadomości o procesorze lub otworzysz („delid”) gotowy procesor. Na przykład firma Intel używała pasty termoprzewodzącej od 2012 do 2018 roku, ale potem zaczął używać sTIM w wyższych procesorach Core dziewiątej generacji.
W każdym razie są to elementy składające się na opakowanie: matryca, podłoże i TIM.
Wreszcie, na górze opakowania znajduje się zintegrowany rozpraszacz ciepła (IHS). IHS rozprowadza ciepło z procesora na większej powierzchni, pomagając obniżyć temperaturę procesora. Następnie wentylator procesora lub chłodzenie cieczą rozprasza ciepło gromadzące się na IHS. IHS jest zwykle wykonany z niklowanej miedzi. Nazwa procesora jest na nim wydrukowana, jak pokazano powyżej.
To kończy naszą wycieczkę po procesorze. Ponownie, kostka to kawałek krzemu, który zawiera rdzenie procesora, pamięci podręczne i tak dalej. Opakowanie zawiera matrycę, płytkę drukowaną i TIM. I wreszcie masz też IHS.
Jest w tym o wiele więcej, ale to są podstawowe informacje, na których zwykle koncentrują się wiadomości i recenzje dotyczące procesorów.
