Все новости от 8 октября 2001 г.

Intel объявляет о прорыве в области конструкции корпусов для микропроцессоров

В понедельник Intel представляет новую конструкцию кристалла и металлических проводников, соединяющих микропроцессор с остальной частью компьютера. Компания утверждает, что этот технологический прорыв сыграет важную роль в дальнейшем повышении производительности процессоров. Через пять лет чипы будут работать с тактовой частотой 20 ГГц, им придется передавать и принимать огромное количество сигналов и пропускать через себя значительный электрический ток.

Корпус новой конструкции Bumpless Build-Up Layer (BBUL) по существу представляет собой канал для всего этого трафика, состоящий из тончайшей паутины проводников, окружающей кристалл. Технология BBUL будет разработана в течение пяти-шести лет и позволит сплести гораздо более замысловатую паутину, чем та, которая применяется в современных конструкциях корпусов. «Сеть проводников в корпусе становится очень сложной, — говорит технический консультант отделения Intel Assembly Technology Development Коушик Банерье (Koushik Banerjee). — В будущем длина проводников станет одним из препятствий для дальнейшего повышения производительности». Изменится и способ крепления чипа, который сегодня располагается на основании корпуса. В системе BBUL кристалл будет целиком утоплен в материал корпуса, а проводники — выполняться таким же литографическим способом, как на самом кристалле.

Корпус никогда не входил в число ярких элементов индустрии микропроцессоров. «Это гадкий утенок в семействе полупроводниковых технологий», — говорит аналитик Insight 64 Натан Бруквуд (Nathan Brookwood). Главная функция корпуса — электрическое соединение процессора и системной платы. Однако повышение сложности процессоров в сочетании с миниатюризацией самого кристалла вывело конструкцию корпуса на передний план инженерной мысли. Некоторые процессоры имеют более 5000 поверхностных площадок, которые должны электрически соединяться с внутренними проводниками корпуса. А тот, в свою очередь, соединяется с системной платой выводами, число которых приближается к 500. Требования процессоров по потребляемой мощности также становятся все выше — как и по шумам, теплообмену и допустимым электрическим помехам. «Мало будет пользы от того, что кристалл сможет производить различные вычисления, результаты которых нельзя вывести наружу, — говорит главный аналитик The Linley Group Лайнли Гуиннап (Linley Gwennap). — Чем больше вычислительная мощность, тем больше выводов требуется для связи с процессором... Это очень серьезная проблема».

Со временем она, вероятно, будет усугубляться. Производителям корпусов придется обеспечивать подачу большего количества сигналов с повышенными скоростями по более плотной паутине проводников к более сложному кристаллу, потребляющему больше электроэнергии, чем мощная электролампа. При этом решение должно оставаться максимально дешевым. «Мы можем предложить множество прекрасных технологий, испытанных в лаборатории, но все они не годятся, если не допускают недорогое тиражирование миллионов устройств», — говорит Гуиннап. В результате исследования в области корпусов стали для компании не менее важными, чем в области литографии в ультрафиолетовом вакуумном спектре (Extreme Ultraviolet, EUV), медных проводников и быстродействующих транзисторов. По словам Банерье, над проблемой корпуса работает в общей сложности 900 инженеров на четырех разных территориях.

BBUL отличается от современных корпусов подходом многослойной пиццы. Сегодня процессор приклеивается к основанию корпуса, которое напоминает маленькую печатную плату. Электрические проводники, соединяющие компоненты, припаиваются к площадкам на кристалле перемычками, а корпус соединяется с системной платой через множество выводов — металлических штырьков, расположенных с обратной стороны процессора.

При технологии BBUL в основании корпуса делается углубление, куда вкладывается кристалл. После этого наносятся слои меди и кремния, выполняющие ту же функцию, что и перемычки. Эти слои наносятся упрощенным методом литографии, аналогичным тому, что используется для изготовления самого кристалла. «Это позволит Intel задействовать старую аппаратуру литографии, намного более грубую, чем та, которая применяется при изготовлении современных микропроцессоров», — отмечает Бруквуд. У этого метода масса преимуществ. Слои меди и кремния позволяют создать гораздо больше соединений значительно меньших размеров, чем те, что рассчитаны на паяные перемычки. К тому же слои кремния тоньше, что уменьшает протяженность соединений и, следовательно, повышает общее быстродействие.

BBUL позволяет создавать и многокомпонентные модули, отмечает Банерье. В один корпус может помещаться целая батарея кристаллов, что ведет к уменьшению размеров компьютеров и других устройств. Для серверов, например, могут выпускаться сдвоенные процессоры в общем корпусе. Такой чип не сравняется по производительности с чипом на базе двух процессорных ядер (таким, как IBM Power 4), но будет эффективнее существующих двухпроцессорных конфигураций. Кроме того, корпус BBUL позволит более равномерно распределять источники энергии. Сейчас большинство процессоров получает питание от большого централизованного конденсатора. В будущем Intel распределит по разным элементам кристалла конденсаторы меньшей емкости. Более короткие шины питания означают меньший уровень помех.

Со временем те же методы могут быть использованы для соединения корпуса с системной платой. «Выводы не самый лучший способ передачи сигналов — особенно когда их стараются упаковать все плотнее и плотнее», — подчеркивает Бруквуд. «Количество выводов становится крупной проблемой для разработчиков корпусов», — добавляет Гуиннап.

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	acid rain - acid_rmail.ru 10 Oct 2001 10:46 PM
Ждемсь, новостей дальше. Весьма интересная новость!
	kvasim 13 Feb 2002 2:31 PM
позволю себе ляпнуть.. была в свое время такая вещь как интегральная оптика( Советская наука кстати неполохо продвинулась - но умерла вместе с союзом) так вот если уже слышал что есть светодиоды на кремний.. то в чем проблема следать выводы оптическими..? те понятно что без эелектрических выводов не обйдешься.. но основные птоки данных надо гнать оптически..( там нет такой проблемы задержки)- так в современных копусза задержки не сколько от саомй длин а от емкости и индуктивности..+ сопротивление. с оптикой быстрее..( но проьлемы тоже есть- это хороший применик излучения такой же бытсродействующий как канал этого вывода. так что лет через 10 все наши комп будут "свититься"